KR20130036549A - 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 주행하고 있는 지리 정보가 담긴 맵 데이터를 활용하여 차량이 주행하는 도로 상황에 맞도록 차량을 제어하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템은 차량이 주행 중인 도로의 일정 구간에 대한 지도 정보가 담긴 맵 데이터를 추출하여 가공 맵 데이터로 변환하는 정보제공장치; 상기 정보제공장치로부터 상기 가공 맵 데이터를 수신하고, 수신한 상기 가공 맵 데이터를 송신하는 차량 네트워크; 그리고, 상기 차량 네트워크로부터 수신한 상기 가공 맵 데이터에 따라 제어신호를 발생시키는 차량 전자제어장치(Electric control unit : ECU);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템 {CAR CONTROL SYSTEM TO USE MAP-DATA}

본 발명은 차량이 주행하고 있는 도로의 지리 정보가 담긴 맵 데이터를 활용하여 차량에 포함된 전조등, 후사경, 시트 등과 같은 장치를 제어할 수 있는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량 제어는 별도의 스위치 조작, 핸들의 조향 각도, 센서에 의해 측정된 값을 수집하고, 이와 같은 데이터에 차량 전자제어장치가 전조등, 후사경 등과 같은 장치의 작동을 제어한다.

일예로, 대부분의 전조등은 차체와 유동이 불가능한 상태로 견고하게 고정되어 차량의 주행조건에 따라 조사되는 빛의 각도를 적합한 각도로 조정할 수 없었고, 그에 따른 전방 시야의 확보와 식별력이 저하되어 안전운행의 저해요인으로 제기되었다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 실용신안 공개번호 제1998-054080호(자동차용 전조등의 상하각도 조절장치)에서는 전조등(Head light)이 스위치의 조작에 따라 상하각도가 조정되고, 이로 인하여 전방으로 조사되는 빛의 조사각도를 용이하게 조절할 수 있도록 하는 방식이 제안되었다.

그러나, 상기와 같이 전조등을 제어하는 장치는 사용자가 직접 스위치를 작동시켜 전조등의 회전 각도를 조절하기 때문에 사용자가 번거로운 문제점이 있다.

한편, 최근 중형 차량에는 어두운 커브길에서 전방 안내를 돕기 위하여 전조등이 핸들의 조작 각도에 따라 좌우각도가 조정되고, 이로 인하여 전방으로 조사되는 빛의 조사각도를 조절하는 방식이 채택되고 있다.

그러나, 상기와 같은 전조등의 각도를 제어하는 장치는 사용자가 운전하는 핸들의 회전 각도에 따라 전조등의 회전각도가 조절되기 때문에 커브 길에 들어서기 전 직진 주행 중에 실제 앞의 커브 길의 시야를 확보하기 어렵고, 이로 인하여 야간 고속 주행 중에 사고 위험이 높아지는 문제점이 있다.

나아가, 각종 센서 장치를 이용하여 전조등의 각도를 제어할 수도 있으나, 차량의 속도, 날씨 등과 같은 주변 환경요소에 따라 센서에 의한 측정 데이터의 정확도가 떨어지고, 이런 측정 데이터를 고려하여 전조등의 각도를 조절하기 때문에 마찬가지로 정확하고 정밀하게 전조등의 각도로 조절하기 어렵고, 사고 위험이 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주행 중인 도로 환경을 반영하여 차량의 장치들을 자동으로 제어할 수 있는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 주행 중인 도로 환경을 유효한 맵 데이터로 추출/가공하여 차량의 장치들을 정확하게 제어할 수 있는 차량 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 차량이 주행 중인 도로의 일정 구간에 대한 지도 정보가 담긴 맵 데이터를 추출하여 가공 맵 데이터로 변환하는 정보제공장치; 상기 정보제공장치로부터 상기 가공 맵 데이터를 수신하고, 수신한 상기 가공 맵 데이터를 송신하는 차량 네트워크; 그리고, 상기 차량 네트워크로부터 수신한 상기 가공 맵 데이터에 따라 제어신호를 발생시키는 차량 전자제어장치(Electric control unit : ECU);를 포함하는 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 정보제공장치는, 차량이 주행 중인 도로의 일정 구간에 대한 지도 정보가 담긴 맵 데이터가 저장된 저장부와, 상기 저장부로부터 차량이 주행하는 도로의 일부 구간에 해당하는 맵 데이터를 추출하여 가공 맵 데이터로 가공하는 제어부와, 상기 제어부에서 가공된 상기 가공 맵 데이터를 상기 차량 네트워크로 전달 가능하도록 변환하는 통신부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저장부는, 차량이 주행하는 경로를 직선으로 연결한 경로 링크와, 경로 링크들의 길이인 링크 길이와, 근접한 경로 링크들 사이에 시계 방향으로 이루는 링크 각도를 포함하는 맵 데이터로 저장하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 맵 데이터 중에서, 차량이 주행하는 직선 경로인 현 지점(A) 및 차량이 현 지점으로부터 만곡부(Curve)를 지나 주행하게 될 직선 경로의 시작 또는 끝인 임계 지점(B) 사이에의 유효한 맵 데이터를 추출하는 추출부와, 상기 추출부에서 추출된 유효한 맵 데이터를 현 지점의 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점의 곡률정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 가공 맵 데이터로 가공하는 가공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어부는 링크 각도가 ±설정값(p) 범위 이내인 경우, 근접한 링크들을 연속한 직진 경로로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 정보제공장치는 사용자의 목적지 설정시 현 위치로부터 목적지까지 주행 경로를 안내하는 내비게이션(Navigation)인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템은 정보제공장치를 통하여 주행 중인 도로 환경을 맵 데이터로 전송받고, 차량 전자제어장치에서 주행 중인 차량의 속도를 맵 데이터와 같이 고려하여 제어신호를 발생시키면, 이러한 제어신호에 따라 전조등, 후사경, 시트 등과 같은 장치의 작동을 자동으로 제어하기 때문에 사용자의 번거로움을 줄일 수 있고, 나아가 커브길 등과 같은 도로 환경에 적합하게 제어시킬 수 있어 사고 위험을 낮출 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템은 저장부에 저장된 맵 데이터 중 주행 중인 도로 환경에 해당되는 맵 데이터를 추출한 다음, 제어부에서 추출된 맵 데이터 중 유효한 맵 데이터로 가공하면, 송신부에서 가공 맵 데이터를 차량 네트워크를 통하여 차량 전자제어장치로 전송하고, 차량 전자제어장치에서 전송된 데이터를 고려하여 전조등, 후사경, 시트 등과 같은 장치의 작동을 제어하는 제어신호를 발생시키기 때문에 주행 중인 도로의 환경을 빠르고 정확하게 파악하고, 이를 고려한 제어신호에 따라 장치들의 작동을 보다 신속/정확할 뿐 아니라 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템이 도시된 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 저장부에 저장된 맵 데이터 일예가 도시된 도면.
도 3은 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 제어부에서 유효한 맵 데이터를 추출하는 일예가 도시된 도면.
도 4는 도 3에서 추출된 유효한 맵 데이터를 통하여 경로를 인식하는 일예가 도시된 도면.
도 5는 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 제어부에서 가공 맵 데이터인 곡률정보 일예가 도시된 그래프.
도 6은 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 통신부에서 전송되는 가공 맵 데이터 일예가 도시된 도면.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템이 도시된 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 저장부에 저장된 맵 데이터 일예가 도시된 도면이다.

본 발명에 따른 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 주행 경로를 안내하는 정보제공장치(100)와, 상기 정보제공장치(100)로부터 차량 네트워크(200)를 통하여 전달받은 도로 정보를 반영하여 제어신호를 발생시키는 차량 전자제어장치(Electronic Control Unit : 300)를 포함하도록 구성된다.

상기 정보제공장치(100)는 각종 도로 정보가 맵 데이터로 저장되는 맵 데이터 저장부(110)와, 상기 맵 데이터 저장부(110)에 저장된 맵 데이터 중 주행 중인 도로의 정보를 담고 있는 유효한 맵 데이터를 추출하여 가공하는 제어부(120)와, 상기 제어부(120)에서 추출된 유효한 가공 맵 데이터를 변환하여 송신하는 통신부(130)로 이루어진다.

상세하게, 상기 맵 데이터 저장부(110)는 지리 정보 이외에도 다양한 정보를 포함하고 있는데, 맵 데이터로 저장된 지리 정보로는 도 2에 도시된 바와 같이 도로 타입, 도로 곡률, 도로 제한속도, 전방 도로 시설물 위치, TBT 안내, 차선 정보, 도로번호, 위험요소정보, 목적지 정보 등을 맵 데이터로 저장하고 있으며, 도로 곡률은 차량이 주행하는 경로를 직선으로 연결한 경로 링크와, 경로 링크들의 길이인 링크 길이와, 근접한 경로 링크들 사이에 시계 방향으로 이루는 링크 각도를 포함한다.

상기 제어부(120)는 상기 데이터 저장부(110)로부터 도로 곡률만 유효한 맵 데이터로 추출하는 맵 데이터 추출부(121)와, 상기 맵 데이터 추출부(121)에서 추출된 도로 곡률을 가공하여 곡률 정보로 산출하는 맵 데이터 가공부(122)로 이루지며, 상기 맵 데이터 저장부(110)와 상기 제어부(120)는 맵 데이터를 Push 방식으로 전달한다. 이때, 상기 제어부(120)는 차량이 주행하는 직선 경로인 현 지점(A) 및 차량이 현 지점(A)으로부터 만곡부(Curve)를 지나 주행하게 될 직선 경로의 시작 또는 끝인 임계 지점(B) 사이에 맵 데이터를 추출하며, 하기에서 자세하게 설명될 곡률 추출 알고리즘을 통하여 도로 곡률을 가공하여 현위치 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점 곡률정보와 같은 가공 맵 데이터로 변환한다.

상기 통신부(130)는 상기 제어부(120)로부터 현위치 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점 곡률정보와 같은 가공 맵 데이터를 전달받은 다음, 이와 같은 가공 맵 데이터를 차량 통신에 맞추어 변환하는 맵 데이터 컨버터(131)와, 상기 맵 데이터 컨버터(131)에서 변환된 맵 데이터를 역시 차량 내부에 있는 네트워크에 맞추어 변환하는 차량통신 변환부(132)와, 상기 차량통신 변환부(132)에서 변환된 맵 데이터를 상기 차량 네트워크로 전달하는 차량통신 인터페이스(133)로 이루어진다.

상기와 같은 정보제공장치(100)는 사용자의 목적지 설정시 현 위치로부터 목적지까지 주행 경로를 안내하는 내비게이션(Navigation)으로 구성할 수 있으며, 일반적인 내비게이션을 구성하는 구성요소가 더 포함될 수 있다.

상기 차량 네트워크(200)는 CAN, Plexlay, lin 등과 같은 형태이며, 그에 맞는 신호로 가공 맵 데이터를 전달하게 된다. 즉, 상기 통신부(130)의 차량통신 인터페이스(133)를 통해 전달된 가공 맵 데이터가 상기 차량 네트워크(200)에 맞는 신호로 상기 차량 전자제어장치(300)에 전달된다.

상기 차량 전자제어장치(300)는 차량의 엔진, 자동변속기, ABS 등의 상태를 컴퓨터로 제어하는 전자제어장치로써, 본 발명에서 차량 전자제어장치(300)는 차량 전방을 빛으로 밝혀주는 전조등, 차량의 후방을 볼 수 있도록 비춰주는 후사경, 운전자가 앉는 시트 등과 같은 장치의 작동을 제어하도록 구성할 수 있으며, 상기와 같은 장치의 작동을 주행하는 도로의 맵 데이터 중 현위치 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점 곡률정보와 같이 가공된 맵 데이터를 고려하여 제어할 수 있다.

일예로, 상기 차량 전자제어장치(300)는 현위치 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점 곡률정보와 같이 가공된 맵 데이터를 반영하여 제어신호를 발생시키고, 이러한 제어신호에 따라 전조등의 상/하/좌/우 회전각도를 비롯한 작동시간, 후사경의 좌/우 회전각도, 시트의 좌/우 회전각도를 제어하도록 구성할 수 있다. 이때, 주행할 도로가 곡선 도로인 것을 표시하는 가공 맵 데이터가 전송되면, 전조등을 미리 그 방향으로 회전시켜 최적의 야간주행 환경을 제공할 수 있으며, 주행 중인 도로가 곡선 도로인 것을 표시하는 가공 맵 데이터가 전송되면, 시트를 그 방향 또는 그 반대 방향으로 기울어지도록 하여 운전자에게 편안한 자세를 유지하도록 제공하거나, 후사경을 그 반대 방향으로 기울어지도록 하여 운전자에서 차량 후방의 곡선 도로 상에 시야를 확보하도록 제공할 수 있다. 물론, 전조등, 후사경, 시트를 조절할 수 있는 기구적인 구성은 다양하게 적용될 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치에서 맵 데이터를 추출, 가공, 송신하는 일예가 도시된 도면이다.

도 1에 도시된 맵 데이터 추출부(121)는 맵 데이터 저장부(110)로부터 유효한 맵 데이터를 추출하며, 도 3에 도시된 바와 같이 유효한 맵 데이터는 길이와 곡률로 표시되는 링크들로 구성되며, 이러한 링크들은 사용자가 도착지와 목적지를 선정한 후의 경로를 정의한다. 이때, 링크의 길이는 거리를 표시하고, 링크의 곡률은 근접한 두 개의 링크가 이루는 각도를 의미하되, 시계방향을 + 로 정의한다. 따라서, 유효한 맵 데이터는 주행 경로를 표시하는 링크들을 연속하여 나열하되, [d1][a1][d2][a2][d3][a3]... 으로 추출된다. 즉, 주행 중인 차량은 d1 거리만큼 주행한 후, 곡률 a1인 도로를 만나서 주행 경로를 변경한 다음, d2 거리만큼 주행한 후, 곡률 d2인 도로를 만나서 또 주행 경로를 변경하는 과정을 반복하면서 주행할 경로를 표시한다.

이와 같이 추출된 유효한 맵 데이터는 경로를 인식하는데, 직선 경로 또는 곡선 경로를 판단한다. 도 4는 도 3에서 추출된 유효한 맵 데이터를 통하여 경로를 인식하는 일예가 도시된 도면으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 링크의 곡률이 ±설정값(p) 미만인 경우, 근접한 링크들의 경로를 직선 경로로 판단하고, 링크의 곡률이 +설정값(p) 이상 또는 -설정값(p) 이하인 경우, 근접한 링크들의 경로를 곡선 경로로 판단한다. 즉, L1, L2가 서로 이루는 경로는 L1의 곡률이 p 미만이기 때문에 직선 경로를 판단되지만, L1, L3가 서로 이루는 경로는 L1의 곡률이 p 이상이기 때문에 곡선 경로를 판단된다.

이와 같이 링크들을 거리 및 곡률로 나타내는 그래프로 표시하는데, 이러한 그래프 상의 경로를 구간으로 나눌 수 있다. 도 5는 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 제어부에서 가공 맵 데이터인 곡률정보 일예가 도시된 그래프로써, 경로 상에 있는 각 지점의 위치(이하, 거리)에 따라 각 지점의 곡률(이하, 각도)로 표시되며, 각 지점의 각도가 ±p 인 것을 기준으로 구간을 나뉘어진다. 따라서, A, C, E 구간은 그 각도가 ±p 범위 내에 있기 때문에 직선 경로인 것으로 판단되고, B 구간은 그 각도가 +p 이상이기 때문에 양의 곡선 경로 즉, 시계 방향으로 만곡된 경로인 것으로 판단되며, D 구간은 그 각도가 -p 이하이기 때문에 음의 곡선 경로 즉, 반시계 방향으로 만곡된 경로인 것으로 판단된다. 이때, B 구간의 시작과 끝은 그 지점의 각도가 +p인 지점이 되며, D 구간의 시작과 끝은 그 지점의 각도가 -p인 지점이 된다.

이와 같은 링크들의 거리 및 곡률에 따라 경로를 판단하는 모든 데이터들을 이용하여 가공 맵 데이터를 산출하는데, 도 1에 도시된 상기 제어부(120)가 상기 맵 데이터 저장부(110)에 저장된 맵 데이터로부터 추출 및 가공하여 유효한 가공 맵 데이터를 산출하고, 상기 통신부(130)가 상기 제어부(120)로부터 전달받은 가공 맵 데이터를 차량 통신 및 차량 네트워크에 맞도록 변환시킨다.

도 6은 본 발명의 주요 구성인 정보제공장치의 통신부에서 전송되는 가공 맵 데이터 일예가 도시된 도면으로써, 상기 가공 맵 데이터는 현위치 곡률정보(a1)와, 임계지점까지의 거리(d2)와, 임계지점 곡률정보(a2)를 포함하며, 각각 할당된 용량으로 변환된다. 이때, 현위치 곡률정보(a1)는 차량이 위치한 지점에 해당되는 링크와 차량의 진행 방향에 위치한 근접한 링크 사이의 각도를 의미한다. 또한, 임계지점까지의 거리(d2)는 현재 주행 중인 구간이 직진 경로인 경우 곡선 경로를 만나는 지점까지의 거리이고, 양의 곡선 경로인 경우 직진 경로 또는 음의 곡선 경로를 만나는 지점까지의 거리이며, 마찬가지로 음의 곡선 경로인 경우 직진 경로 또는 양의 곡선 경로를 만나는 지점까지의 거리이다. 물론, 경로의 마지막 링크인 경우, 임계지점까지의 거리(d2)는 0으로 한다. 또한, 임계지점 곡률정보(a2)는 임계지점까지의 거리에서 정의된 지점에 해당되는 링크의 각도를 의미한다.

상기와 같은 가공 맵 데이터가 통신에 적합한 형태로 변환되면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 차량 네트워크(200)를 통하여 상기 차량 전자제어장치(300)로 전달되고, 상기 차량 전자제어장치(300)는 가공 맵 데이터를 고려하여 제어신호를 발생시킴으로 전조등, 후사경, 시트 등과 같은 장치의 작동을 조절한다.

100 : 정보제공장치 110 : 맵 데이터 저장부
120 : 제어부 121 : 맵 데이터 추출부
122 : 맵 데이터 가공부 130 : 통신부
131 : 맵 데이터 컨버터 132 : 차량통신 변환부
133 : 차량통신 인터페이스 200 : 차량 네트워크
300 : 차량 전자제어장치

Claims (6)

1. 차량이 주행 중인 도로의 일정 구간에 대한 지도 정보가 담긴 맵 데이터를 추출하여 가공 맵 데이터로 변환하는 정보제공장치;
   상기 정보제공장치로부터 상기 가공 맵 데이터를 수신하고, 수신한 상기 가공 맵 데이터를 송신하는 차량 네트워크; 그리고,
   상기 차량 네트워크로부터 수신한 상기 가공 맵 데이터에 따라 제어신호를 발생시키는 차량 전자제어장치(Electric control unit : ECU);를 포함하는 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 정보제공장치는,
   차량이 주행 중인 도로의 일정 구간에 대한 지도 정보가 담긴 맵 데이터가 저장된 저장부와,
   상기 저장부로부터 차량이 주행하는 도로의 일부 구간에 해당하는 맵 데이터를 추출하여 가공 맵 데이터로 가공하는 제어부와,
   상기 제어부에서 가공된 상기 가공 맵 데이터를 상기 차량 네트워크로 전달 가능하도록 변환하는 통신부로 이루어진 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 저장부는,
   차량이 주행하는 경로를 직선으로 연결한 경로 링크와, 경로 링크들의 길이인 링크 길이와, 근접한 경로 링크들 사이에 시계 방향으로 이루는 링크 각도를 포함하는 맵 데이터로 저장하는 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 저장부에 저장된 맵 데이터 중에서, 차량이 주행하는 직선 경로인 현 지점(A) 및 차량이 현 지점으로부터 만곡부(Curve)를 지나 주행하게 될 직선 경로의 시작 또는 끝인 임계 지점(B) 사이에의 유효한 맵 데이터를 추출하는 추출부와,
   상기 추출부에서 추출된 유효한 맵 데이터를 현 지점의 곡률정보, 임계지점까지의 거리, 임계지점의 곡률정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 가공 맵 데이터로 가공하는 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 링크 각도가 ±설정값(p) 범위 이내인 경우, 근접한 링크들을 연속한 직진 경로로 판단하는 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정보제공장치는 사용자의 목적지 설정시 현 위치로부터 목적지까지 주행 경로를 안내하는 내비게이션(Navigation)인 것을 특징으로 하는 맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템.

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