KR20120010633A - 차량 시뮬레이션 통합 시스템 - Google Patents

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KR20120010633A KR1020100070970A KR20100070970A KR20120010633A KR 20120010633 A KR20120010633 A KR 20120010633A KR 1020100070970 A KR1020100070970 A KR 1020100070970A KR 20100070970 A KR20100070970 A KR 20100070970A KR 20120010633 A KR20120010633 A KR 20120010633A
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최형진
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Abstract

본 발명은 차량의 성능을 시험하는 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템은 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하고, 실차환경 차량의 거동을 실시간으로 가상 환경에 적용하는 시뮬레이션부 및 상기 시뮬레이션부와 무선 통신 방식으로, 상기 차량 성능 시험운전자의 거동을 실제 차량에 적용하는 실차환경부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량 시뮬레이션 통합 시스템{Simulation system for testing vehicles performance}
본 발명은 차량의 성능을 시험하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세히는 시뮬레이션 환경에서의 실제 시험운전자의 주행 거동을 실차에 실시간으로 무선 전송하고, 실차의 거동 정보를 시뮬레이션 환경의 시험운전자에 전달하여, 안정성이 확보된 차량 시험을 하기 위한 시뮬레이션 통합 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량 성능을 평가하기 위해서 다양한 시험 및 해석 기법이 적용된다.
상기 해석 기법의 경우, 다물체동역학을 이용한 차량모델링 기법과 제어기 평가를 위한 집중질량을 이용한 차량모델링 방법을 사용하지만 실시간성을 도달하기 힘들기 때문에 제품개발 단계에서 사용하는데 그친다.
또한 차량성능을 평가하기 위해서 응용기술인 하드웨어 인 더 루프(Hardware-in-the Loop) 시뮬레이션을 사용하는데, 이를 위해서는 집중질량법을 사용하는데, 상기 종래의 시뮬레이션의 경우, 실제 차량의 비선형적인 특성을 완전하게 반영하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 실차 주행을 통한 차량 성능을 평가하는 방법은 시험운전자가 실차에 탑승하여, 조향 및 가감속을 동작 수행하지만 피쉬훅(Fishook) 또는 Sine with Dwell 시험의 경우 전복(Rollover)에 대한 평가 항목으로 차량 전복으로 인한 인명 사고의 위험이 따르는 문제점이 있다.
또한, 종래의 차량 시험의 재현성 확보를 위해 조향휠 및 가감속 페달에 로봇기구를 설치하여, 오퍼레이터(Operator)가 동승하여, 차량 시험을 하지만 과도한 차량 시험은 오퍼레이터의 안전성을 확보할 수 없으며, 나아가 차량 시험의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,
본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 목적은, 시뮬레이션 환경의 시험운전자의 거동을 실차에 실시간으로 전송하여, 실차를 시험하여, 차량 시험운전자의 사고 위험성을 낮추고, 차량 시험 데이터를 효율적으로 활용하고, 나아가 차량 시험의 신뢰성을 향상시키는데 있다.
다른 목적은, 시험운전자에 거동을 감지하고, 실차 거동에 관한 양질의 시뮬레이션 환경을 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 디스플레이부를 포함하여, 시험운전자의 시선과 동일한 실차 주행에 따른 차량 전방을 촬영한 영상을 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 운전자거동센서부를 포함하여, 시험운전자의 각 거동을 감지하는데 있다.
또 다른 목적은, 시뮬레이션통신부를 포함하여, 가상운전자의 거동 및 실차환경부의 실차 거동에 따른 동작신호를 원격에서 실시간으로 송수신하는데 있다.
또 다른 목적은, 시뮬레이션처리부를 이용하여, 운전자 및 실차의 거동 감지 신호를 실시간으로 처리하고, 실차의 전방 촬영 영상을 그래픽 영상으로 실시간 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 시뮬레이션부의 시험운전자의 거동을 감지한 신호를 실차환경에 실시간으로 적용하는데 있다.
또 다른 목적은, 가상운전자부를 포함하여, 시뮬레이션부의 시험운전자와 동일한 시선으로 실차를 주행하는데 있다.
또 다른 목적은, 차량거동센서부를 포함하여, 차량 주행에 따른 거동을 감지하는데 있다.
또 다른 목적은, 시험운전자의 조향 및 가감속 동작을 실차 주행에 실시간으로 적용하는데 있다.
본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템은 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하고, 실차환경 차량의 거동을 실시간으로 가상 환경에 적용하는 시뮬레이션부 및 상기 시뮬레이션부와 무선 통신 방식으로, 상기 차량 성능 시험운전자의 거동을 실제 차량에 적용하는 실차환경부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 시뮬레이션부는 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하는 운전자거동센서부 및 상기 센서부와 연결되어, 상기 센서부의 신호를 실시간으로 처리하고, 실차환경부로부터 전송된 센서 신호를 처리하고, 차량 거동 그래픽을 생성하는 시뮬레이션처리부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 실차환경부는 시뮬레이션부로부터 시험운전자의 거동을 감지한 센서 신호를 수신 받고, 실차환경부에서 촬영된 영상을 상기 시뮬레이션부에 전송하는 실차환경통신부 및 상기 실차환경통신부로부터 전달 받은 시험운전자의 거동 감지신호에 따라 실차를 동작시키는 실차작동부를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템은, 시뮬레이션 환경의 시험운전자의 거동을 실차에 실시간으로 전송하여, 실차를 시험함으로써, 차량 시험운전자의 사고 위험성을 낮추고, 차량 시험 데이터를 효율적으로 활용하고, 나아가 차량 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하는 효과가 있다.
또한, 시험운전자에 거동을 감지하고, 실차 거동에 관한 양질의 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 디스플레이부를 포함함으로써, 시험운전자의 시선과 동일한 실차 주행에 따른 차량 전방을 촬영한 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 운전자거동센서부를 포함함으로써, 시험운전자의 각 거동을 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시뮬레이션통신부를 포함함으로써, 가상운전자의 거동 및 실차환경부의 실차 거동에 따른 동작신호를 원격에서 실시간으로 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시뮬레이션처리부를 이용함으로써, 운전자 및 실차의 거동 감지 신호를 실시간으로 처리하고, 실차의 전방 촬영 영상을 그래픽 영상으로 실시간 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시뮬레이션부의 시험운전자의 거동을 감지한 신호를 실차환경에 실시간으로 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가상운전자부를 포함함으로써, 시뮬레이션부의 시험운전자와 동일한 시선으로 실차를 주행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량거동센서부를 포함함으로써, 차량 주행에 따른 거동을 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시험운전자의 조향 및 가감속 동작을 실차 주행에 실시간으로 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 시뮬레이션부의 상세구성도.
　도 3은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 운전자거동센서부의 상세구성도.
　도 4는 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 시뮬레이션처리부의 상세구성도.
　도 5는 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 실차환경부의 상세구성도.
　도 6은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 실차작동부의 상세구성도.
　도 7은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 개략적 구성 실시예.
　도 8은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의 가상운전자부의 상세구성도.
이하, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
[도 1]은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템(100)의 전체 구성도를 나타내는 도면으로, 크게 시뮬레이션부(10) 및 실차환경부(30)으로 구성된다.
상기 시뮬레이션부(10)는 차량의 내부구조와 유사하게 구성되고, 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하고, 실차환경 차량의 거동을 실시간으로 가상 환경에 적용하는 역할을 하며, [도 2]에 도시된 바와 같이, 운전자거동센서부(11), 시뮬레이션처리부(13), 디스플레이부(15), 시뮬레이션저장부(17) 및 시뮬레이션통합부(19)로 구성된다.
상기 운전자거동센서부(11)는 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하여, 상기 시뮬레이션처리부(13)에 전달하는 역할을 하며, [도 3]에 도시된 바와 같이, 시험운전자의 시선방향을 감지하는 3차원 위치센서(115), 시험운전자의 조향각도를 감지하는 조향각도 및 토크센서(111), 시험운전자의 페달 움직임을 감지하는 가감속 페달센서(113)를 포함한다.
상기 시뮬레이션처리부(13)는 상기 운전자거동센서부(11)와 연결되어, 상기 운전자거동센서부(11)의 신호를 실시간으로 처리하고, 실차환경부(30)로부터 전송된 센서 신호를 처리하고, 차량 거동 그래픽을 생성하여, 상기 디스플레이부(15)에 전달하는 역할을 하며, [도 4]에 도시된 바와 같이, 실시간처리부(131) 및 그래픽처리부(133)를 포함한다.
상기 실시간처리부(131)는 상기 운전자거동센서부(11)의 감지신호를 전달 받아 처리하고, 상기 실차환경부(30)로부터 전송된 센서 신호를 실시간으로 처리하는 역할을 한다.
또한 상기 그래픽처리부(133)는 상기 실차환경부(30)로부터 전송된 촬영 영상을 그래픽으로 처리하여, 상기 디스플레이부(15)에 전달하는 역할을 한다.
상기 디스플레이부(15)는 상기 시뮬레이션처리부(13)와 연결되어, 시험운전자에게 상기 실차환경부(30)의 거동에 관하여, 그래픽 영상으로 제공하는 역할을 한다.
상기 시뮬레이션저장부(17)는 상기 시뮬레이션처리부(13)와 연결되어, 상기 시뮬레이션처리부(13)에서 처리한 센서 및 그래프 데이터를 저장하는 역할을 한다.
상기 시뮬레이션 통신부(17)는 상기 실차환경부(30)로부터 그래픽 정보 및 실차거동 센서 정보를 수신하여, 상기 시뮬레이션처리부(13)에 전달하고, 상기 시뮬레이션처리부(13)로부터 운전자거동센서부(11) 감지정보를 실차환경부(30)에 전송하는 역할을 한다.
상기 실차환경부(30)는 상기 시뮬레이션부(10)와 무선 통신 방식으로, 상기 차량 성능 시험운전자의 거동을 실제 차량에 적용하는 역할을 하며, [도 5]에 도시된 바와 같이, 실차거동센서부(31), 실차환경제어부(33), 가상운전자부(35), 실차환경통신부(37), 실차작동부(38) 및 실차환경저장부(30)로 구성된다.
상기 실차환경통신부(37)는 상기 시뮬레이션부(10)로부터 시험운전자의 거동을 감지한 센서 신호를 수신 받아 상기 실차환경제어부(33)에 전달하고, 실차환경부(30)에서 촬영된 영상을 상기 시뮬레이션부(10)에 전송하는 역할을 한다.
상기 실차환경제어부(33)는 상기 실차환경통신부(37)로부터 전달 받은 시험운전자 거동 신호에 따라 실차 주행을 제어하는 역할을 하며, 상기 운전자 거동 신호를 상기 실차작동부(38)에 전달하는 역할을 한다.
상기 실차작동부(38)는 상기 실차환경제어부(33)로부터 전달 받은 시험운전자의 거동 감지신호에 따라 실차를 동작시키는 역할을 하며, [도 6]에 도시된 바와 같이, 조향작동부(381) 및 가감속페달 작동부(383)을 포함한다.
상기 조향작동부(381)는 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자의 조향 감지 신호 또는 설정된 동작신호에 따라 조향 휠을 동일하게 동작시키는 역할을 한다.
상기 가감속페달작동부(383)는 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자의 페달 감지 신호 또는 설정된 동작신호에 따라 가감속페달을 동일하게 동작시키는 역할을 한다.
상기 가상운전자부(35)는 상기 실차환경제어부(33)와 연결되어, 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자와 동일한 거동을 수행하는 역할을 하며, [도 8]에 도시된 바와 같이, 카메라부(351) 및 카메라위치작동부(353)를 포함한다.
상기 카메라부(351)는 실차 주행 시, 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자의 시선과 동일한 방향으로 전방을 촬영하는 역할을 한다.
상기 위치작동부(353)는 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자의 시선과 동일한 방향으로 카메라 시선을 동작시키는 역할을 한다.
상기 실차환경저장부(39)는 상기 실차환경제어부(33)와 연결되어, 상기 실차환경제어부(33)에서 처리하는 센서, 촬영 영상, 실차 작동에 관한 데이터를 저장하는 역할을 한다.
상기 실차거동센서부(31)는 상기 실차작동부(38)의 동작에 따라 실차 주행 시, 실차의 거동 데이터를 계측하여, 상기 실차환경제어부(33)에 전달하는 역할을 한다.
[도 7]은 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템의　 구성 실시예를 나타내는 도면으로, 상기 시뮬레이션부(10)의 시험운전자가 주행 거동을 하면, 상기 운전자거동센서부(11)인 3차원 위치센서(115), 조향각도 및 토크센서(111), 가감속 페달센서(113)를 이용하여, 시험운전자의 거동을 감지하고 이를 실시간처리부(131) 및 그래픽처리부(133)를 통해, 시험운전자에 전달하고, 시뮬레이션통신부(19)를 통해 실차환경부(13)에 전송한다.
상기 실차환경부(13)는 상기 시험운전자의 거동 감지 신호를 실차환경제어부(330을 통해 가상운전자부(35) 및 실차작동부(381, 383)에 전달되어 시험운전자의 거동과 동일하게 적용하여, 실차 주행을 하게 된다.
또한 실차거동센서부(31)를 통해 실차주행에 따른 실차 거동 데이터를 감지하고, 이를 실차환경제어부(33)에 전달한다.
그리고 실차환경제어부(33)는 실차거동센서부(31)의 감지 신호 및 가상운전자부(35)에서 획득된 촬영영상을 실차환경통신부(37)를 통해 시뮬레이션부(10)에 전송하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이션 통합 시스템은 시뮬레이션 환경의 시험운전자의 거동을 실차에 실시간으로 전송하여, 실차를 시험함으로써, 차량 시험운전자의 사고 위험성을 낮추고, 차량 시험 데이터를 효율적으로 활용하고, 나아가 차량 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하는 효과를 누릴 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 차량 시뮬레이션 통합 시스템으로 구현할 수 있다.
10 : 시뮬레이션부　　 11 : 운전자거동센서부
13 : 시뮬레이션처리부　　 15 : 디스플레이부
17 : 시뮬레이션저장부　 　 19 : 시뮬레이션통신부
30 : 실차환경부　　 31 : 실차거동센서부
33 : 실차환경제어부　 35 : 가상운전자부
37 : 실차환경통신부　　　 38 : 실차작동부
39 : 실차환경저장부　

Claims (11)

  1. 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하고, 실차환경 차량의 거동을 실시간으로 가상 환경에 적용하는 시뮬레이션부 및
    상기 시뮬레이션부와 무선 통신 방식으로, 상기 차량 성능 시험운전자의 거동을 실제 차량에 적용하는 실차환경부로 구성되는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 차량 성능 시험운전자의 움직임을 감지하는 운전자거동센서부 및
    상기 센서부와 연결되어, 상기 센서부의 신호를 실시간으로 처리하고, 실차환경부로부터 전송된 센서 신호를 처리하고, 차량 거동 그래픽을 생성하는 시뮬레이션처리부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    상기 시뮬레이션부처리부와 연결되어, 상기 실차의 거동에 관한 그래픽정보를 영상으로 제공하는 디스플레이부를 더 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는,
    상기 실차환경부로부터 그래픽 정보 및 실차거동 센서 정보를 수신하고, 운전자거동센서 감지정보를 실차환경부에 전송하는 시뮬레이션통신부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 운전자거동센서부는,
    시험운전자의 시선방향을 감지하는 3차원 위치센서, 시험운전자의 조향각도를 감지하는 조향각도 및 토크센서, 시험운전자의 페달 움직임을 감지하는 가감속 페달센서 중 어느 하나 이상을 감지하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션처리부는,
    상기 운전자거동센서부의 동작신호를 전달 받아 처리하고, 상기 실차환경부로부터 전송된 센서 신호를 실시간으로 처리하는 실시간처리부 및
    상기 실차환경부로부터 전송된 촬영 영상을 그래픽으로 처리하는 그래픽처리부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실차환경부는,
    상기 시뮬레이션부로부터 시험운전자의 거동을 감지한 센서 신호를 수신 받고, 실차환경부에서 촬영된 영상을 상기 시뮬레이션부에 전송하는 실차환경통신부 및
    상기 실차환경통신부로부터 전달 받은 시험운전자의 거동 감지신호에 따라 실차를 동작시키는 실차작동부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실차환경부는,
    상기 시뮬레이션부의 시험운전자와 동일한 거동을 수행하는 가상운전자부를　 더 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 실차환경부는,
    상기 실차작동부의 동작에 따라 실차 주행 시, 실차의 거동 데이터를 계측하는 실차거동센서부를 더 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템. 　
  10. 제7항에 있어서,
    상기 실차작동부는,
    상기 시뮬레이션부의 시험운전자의 조향 감지 신호 또는 설정된 동작신호에 따라 동작하는 조향작동부 및
    상기 시뮬레이션부의 시험운전자의 페달 감지 신호 또는 설정된 동작신호에 따라 동작하는 가감속페달작동부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 가상운전자부는,
    실차 주행 시, 상기 시뮬레이션부의 시험운전자의 시선과 동일한 방향으로 전방을 촬영하는 카메라부 및
    상기 시뮬레이션부의 시험운전자의 시선과 동일한 방향으로 카메라 시선을 동작시키는 카메라위치작동부를 포함하는 차량 시뮬레이션 통합 시스템.

KR1020100070970A 2010-07-22 2010-07-22 차량 시뮬레이션 통합 시스템 KR20120010633A (ko)

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KR1020100070970A KR20120010633A (ko) 2010-07-22 2010-07-22 차량 시뮬레이션 통합 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101313148B1 (ko) * 2012-06-14 2013-10-01 자동차부품연구원 그린 드라이브 부품 시험 시스템
CN104165774A (zh) * 2014-09-06 2014-11-26 吉林大学 一种研究铰接转向车辆侧倾稳定性的实验系统及其操作方法
KR20160097658A (ko) 2015-02-09 2016-08-18 (주)디지털인터랙티브 Hmd와 크로마키 기술을 이용한 운전 시뮬레이션시스템

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