KR20120086576A

KR20120086576A - 주차 조향 보조 시스템

Info

Publication number: KR20120086576A
Application number: KR1020110007895A
Authority: KR
Inventors: 서성진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-03

Abstract

본 발명은 주차 조향 보조 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일면에 따른 주차 조향 보조 시스템은, 차량과 근접 거리에 위치하는 물체를 인식하는 초음파 센서와, 상기 차량 주변의 영상을 수집하여 주차 라인을 검출하는 영상 검출부와, 상기 초음파 센서에 의해 인식된 차량과 근접 거리에 위치하는 물체에 관한 정보와 상기 영상 검출부에 의해 검출된 주차 라인을 이용하여 주차 공간을 추정하여 목표 주차 위치를 설정하는 주차 위치 설정부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 차량용 카메라와 근거리 초음파 센서를 이용하여 차량의 현재 위치를 추정하고, 주차선과 주차 공간을 인식함으로써, 기 주차된 차량에 대한 정보와 주차선 인식을 동시에 수행할 수 있으므로 차량 운전자의 편의성이 향상되는 이점이 있다.

Description

주차 조향 보조 시스템{Parking Assist System}

본 발명은 주차 조향 보조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 카메라를 통해 현재 위치 정보를 추정하여 주차선과 주차 공간을 인식함으로써, 보다 개선된 자동 주차를 수행할 수 있는 차량 조향 보조 시스템에 관한 것이다.

차량을 목표 위치로 자동으로 유도하기 위해서는, 차량이 이동하는 동안 목표 경로와 차량의 현재 위치간의 관계를 실시간으로 감시하는 것이 요구된다. 이는 현재 차량 위치를 추정하는 것이 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 일반적으로, 현재 차량의 위치 추정은, 요율 센서 및 차륜 속도 센서에 의하여 검출되는 차량의 제어된 조향각 및 이동량(이동 거리)을 기초로 한다.

상술한 방법에 의해 추정된 차량의 위치 정보를 이용하여 차량을 자동으로 주차하는 시스템은 예를 들어, 추정된 위치 정보를 이용하여 차량의 주차를 위한 궤적식을 이용하여 이에 따른 조향각을 산출하고 제어 명령 신호를 생성하는 제어부와, 제어부의 명령 신호에 따라 일정한 각도로 정회전 또는 역회전을 수행할 수 있는 모터부 및 상기 모터부의 샤프트와 일정한 기어비로 치형 결합되어 일정한 회전 모멘트를 발생시킬 수 있는 기어부를 구비한 구동부를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 차량 자동 주차 시스템은 차량의 위치 정보를 추정하기 위하여 초음파 센서를 이용하는데, 초음파 센서는 주차 라인에 정차된 차량이 없을 경우에는 작동하지 않는 등의 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 차량용 카메라를 통해 차량의 현재 위치 정보를 추정하여, 보다 정확한 자동 주차를 수행할 수 있는 주차 조향 보조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 주차 조향 보조 시스템은, 차량과 근접 거리에 위치하는 물체를 인식하는 초음파 센서와, 상기 차량 주변의 영상을 수집하여 주차 라인을 검출하는 영상 검출부와, 상기 초음파 센서에 의해 인식된 차량과 근접 거리에 위치하는 물체에 관한 정보와 상기 영상 검출부에 의해 검출된 주차 라인을 이용하여 주차 공간을 추정하여 목표 주차 위치를 설정하는 주차 위치 설정부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 차량용 카메라와 근거리 초음파 센서를 이용하여 차량의 현재 위치를 추정하고, 주차선과 주차 공간을 인식함으로써, 기 주차된 차량에 대한 정보와 주차선 인식을 동시에 수행할 수 있으므로 차량 운전자의 편의성이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 영상 검출부가 특징점을 추출하는 과정의 일 예를 도시한 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 영상 검출부가 입력된 영상에 대하여 주차 라인을 검출하는 과정의 일 예를 도시한 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 보조 시스템을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 조향 보조 시스템은 초음파 센서(10)와, 영상 검출부(20)와, 주차 위치 설정부(30)와, 차량 동작 상태 검출부(40)와, 목표 운동자세 도출부(50)와, 제어부(60)를 포함하여 구성된다.

영상 검출부(20)는 차량에 설치된 카메라를 통해 수집된 차량 주변의 영상에 대하여 화상 인식을 수행하여 주차 라인을 검출한다. 기본적으로 영상 검출부(20)는 AVM(Around View Monitoring)을 위한 전후좌우 4개 채널의 카메라로부터 입력되는 4개의 영상을 동기화 처리하여 차량의 위치를 부감 처리한(Bird's eye view) 영상을 한 화면에 출력하는데, 이에 더하여 영상 검출부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 동일 지점을 촬영한 제1 영상 및 제2 영상 각각에 대하여 특징점을 추출하고, 상기 특징점에 대하여 유사도를 판정하여, 상기 제1 영상의 특정 특징점에 대응하는 상기 제2 영상의 특징점을 검출하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 윤곽을 추출한다.

이후, 영상 검출부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 추출된 상기 윤곽을 학습 과정을 통해 기 저장된 주차 공간 템플릿과 비교하여, 상기 주차 공간 템플릿과 매칭되는 윤곽을 주차 라인으로 검출한다.

상술한 바와 같이, 영상 검출부(20)가 화상 인식을 통해 주차 라인을 인식하기 위해서, 바람직하게는 카메라의 시야 각이 바닥으로 향해있는 것이 타당하다. 그러나 이러한 경우, 기 주차된 차량에 대해서는 영상 검출부(20)에 의한 주차 라인의 인식이 가능하지만, 별도의 학습이 수행되지 않은 기타 장애물이 존재하는 경우에는 주차 라인을 인식하지 못하는 문제가 발생한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 차량과 근접 거리에 위치하는 물체를 인식하는 초음파 센서(10)로부터 수집된 정보와 화상 인식을 통해 수집된 정보를 함께 이용하여 주차 라인과 주차 공간에 대한 인식을 수행한다.

즉, 주차 위치 설정부(30)는 영상 검출부(20)에 의해 화상 인식되어 2차원 평면 상에 검출된 주차 라인에 초음파 센서(10)에 의해 인식된 차량과 근접 거리에 위치하는 물체에 관한 정보를 이용하여 3차원 깊이 정보를 포함시켜 주차 공간을 추정하여 목표 주차 위치를 설정한다.

본 발명에 따른 주차 조향 보조 시스템은, 설정된 목표 주차 위치에 따라 목표 주차 경로를 설정하고, 이에 따라 차량의 목표 위치 및 자세 상태를 도출하여, 최종적으로 핸들의 조향각을 제어하는 제어 신호를 출력하는데, 이와 같은 일련의 동작을 수행하는 차량 동작상태 검출부(40), 목표 운동자세 도출부(40) 및 제어부(60)에 대하여 아래에 구체적으로 설명한다.

차량 동작상태 검출부(40)는 차량의 내부 정보를 이용하여 차량의 현재 운동 자세를 검출한다.

차량 동작상태 검출부(40)는 차량의 속도를 실시간으로 검출하는 차속 센서와, 차량의 후진 상태 감지를 위한 변속단 검출부와, 차량의 요레이트를 검출하기 위한 요레이트 검출부를 포함할 수 있다.

차량 동작상태 검출부(40)는 차량 내 네트워크를 통해 획득한, 차속 및 요레이트 정보를 이용하여 차량의 현재 위치 및 자세 상태를 연산한다.

목표 운동자세 도출부(50)는 차량 동작상태 검출부(40)에서 출력된 신호를 입력 받아, 차량의 목표 운동 자세를 도출한다.

구체적으로 목표 운동자세 도출부(50)는 차량 동작상태 검출부(40)에서 출력되는 결과인 현재 운동 자세로부터 이미 설정된 목표 주차 경로를 이용하여 차량의 목표 위치 및 자세 상태를 도출한다. 차량의 목표 위치 및 자세를 도출하는 방법의 일례를 아래에 설명한다.

차량의 목표 주차 경로가 생성되는 X축과 Y축으로 이루어지는 2차원 좌표 평면에서, 만약 현재 위치의 X좌표 값보다 50 센티미터 후방의 값을 목표 위치의 X좌표 값으로 설정한다면, 이 값을 바탕으로 원 과 원 사이의 이동 궤적 방정식을 이용하여 목표 위치의 Y좌표 값 및 요레이트 값을 도출할 수 있다.

제어부(60)는 제어 조향각을 연산하기 전의 전 처리 과정을 수행하는 제1 연산 처리부(61)와 제1 연산 처리부(61)에서 도출된 신호를 입력 받아, 최종적으로 제어 조향각을 계산하는 제2 연산 처리부(62)로 구성된다.

제어부(60)는 제1 연산 처리부(61)와 제2 연산 처리부(62)로 구성되어, 최종적으로 제어 조향각을 연산하고 이를 이용하여 차량의 조향 장치를 제어하는 신호를 출력한다.

제1 연산 처리부(61)는 제어 이득 값을 선정하고, 현재 운동 자세 및 목표 운동 자세를 이용하여 위치 에러를 계산하고, 선정된 제어 이득 값과 위치 에러를 이용하여 명령 차속 및 명령 요레이트를 연산한다. 예를 들어, 제1 연산 처리부(61)는 상기 수학식 2를 이용하여 명령 차속 및 명령 요레이트를 연산할 수 있다.

제2 연산 처리부(62)는 제1 연산 처리부(61)에서 도출된 명령 차속 및 명령 요레이트를 이용하여 제어 조향각을 연산하고, 연산된 조향각과 관련된 제어 신호에 의해 핸들의 모터는 자동으로 구동된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

차량과 근접 거리에 위치하는 물체를 인식하는 초음파 센서;
상기 차량 주변의 영상을 수집하여 주차 라인을 검출하는 영상 검출부; 및
상기 초음파 센서에 의해 인식된 차량과 근접 거리에 위치하는 물체에 관한 정보와 상기 영상 검출부에 의해 검출된 주차 라인을 이용하여 주차 공간을 추정하여 목표 주차 위치를 설정하는 주차 위치 설정부
를 포함하는 주차 조향 보조 시스템.
제1항에 있어서, 상기 영상 검출부는,
AVM(Around View Monitoring)을 위한 전후좌우 4개 채널의 카메라로부터 입력되는 4개의 영상을 동기화 처리하여 상기 차량의 위치를 부감 처리한(Bird's eye view) 영상을 한 화면에 출력하는 것
인 주차 조향 보조 시스템.
제1항에 있어서, 상기 영상 검출부는,
동일 지점을 촬영한 제1 영상 및 제2 영상 각각에 대하여 특징점을 추출하고, 상기 특징점에 대하여 유사도를 판정하여, 상기 제1 영상의 특정 특징점에 대응하는 상기 제2 영상의 특징점을 검출하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 윤곽을 추출하는 것
인 주차 조향 보조 시스템.
제3항에 있어서, 상기 영상 검출부는,
추출된 상기 윤곽을 학습 과정을 통해 기 저장된 주차 공간 템플릿과 비교하여, 상기 주차 공간 템플릿과 매칭되는 윤곽을 상기 주차 라인으로 검출하는 것
인 주차 조향 보조 시스템.
제1항에 있어서,
차량 내부 정보를 이용하여 차량의 현재 운동 자세를 검출하는 차량 동작상태 검출부;
상기 차량 동작상태 검출부로부터 출력된 신호를 입력 받아, 상기 차량의 목표 운동 자세를 도출하는 목표 운동자세 도출부; 및
상기 목표 주차 위치와 상기 현재 운동 자세와 상기 목표 운동 자세를 이용하여 제어 조향각을 연산한 후, 상기 제어 조향각에 따라 상기 차량의 주차를 유도하는 제어신호를 출력하는 제어부
를 더 포함하는 주차 조향 보조 시스템.
제5항에 있어서, 상기 차량 동작상태 검출부는,
차속 검출을 위한 차속 센서와, 상기 차량의 후진 상태 감지를 위한 변속단 검출부와, 상기 차량의 요레이트를 검출하기 위한 요레이트 검출부를 포함하고, 차량 내 네트워크를 통해 획득한, 차속 및 요레이트 정보를 이용하여 상기 차량의 현재 위치 및 자세 상태를 연산하는 것
인 주차 조향 보조 시스템.