KR20140014418A - 차간 거리 산출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물리적 한계치를 설정하여 센서의 장착 위치, 차량의 종류, 차량의 불법 개조 등의 이유로 인하여 발생하는 차간 거리 오차를 인식하여, 차간 거리를 보정하여 보다 정확한 차간 거리를 산출하는 차간 거리 산출 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치는, 시간적 간격을 가지고 선행차량과의 차간 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부; 상기 정보획득부에서 획득된 정보를 이용하여 상기 정보획득부에서 차기(次期)에 획득될 상기 선행차량과의 차간거리를 추정하는 추정부; 및 상기 정보획득부가 차기에 획득한 차간 거리에서 상기 추정부에서 추정된 차기 차간거리를 감(減)한 것의 크기가 기 설정된 차간거리 변동폭(Dth)이상인지 여부를 판단하는 물리한계 판단부; 및 상기 기 설정된 차간 거리 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.

Description

차간 거리 산출 장치 및 방법{Apparatus and Method for Calculating Vehicle-Distance}
본 발명은 차간 거리 산출 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 물리적 한계치를 설정하여 센서의 장착 위치, 차량의 종류, 차량의 불법 개조 등의 이유로 인하여 발생하는 차간 거리 오차를 인식하여, 차간 거리를 보정하여 보다 정확한 차간 거리를 산출하는 차간 거리 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 스마트 크루즈 컨트롤(SCC, Smart Cruise Control) 시스템을 적용한 차량이 증가하고 있다.
스마트 크루즈 컨트롤 시스템이란, 레이더를 사용하여 선행차량과의 차간 거리를 측정하여 차간 거리를 유지하도록 차량을 제어하는 시스템이다.
따라서 스마트 크루즈 컨트롤 시스템에서는 선행차량과의 차간 거리를 정확하게 측정하는 것이 중요하나, 레이더의 장착 위치에 따라서 레이더의 검지 능력에 차이가 발생한다. 구체적으로, 일반적인 레이더의 경우 수직방향으로 ±2°내지 ±4° 정도의 수직 검지각의 성능을 가지고 있으며, 검지각이 너무 큰 경우는 도로 하단이나 도로 상부 구조물을 오 검지하고, 검지각이 너무 작은 경우는 장착 위치에 따라서 검지거리의 오인식이 발생한다.
특히, 레이더의 장착 위치가 차량의 번호판 하단이나 안개등(Fog lamp)부근에 장착되는 경우, 선행 차량의 지상고가 높거나, 레미콘과 같이 후방부 형상이 일반적인 차량과 다른 경우에는 차간 거리를 정확하게 파악하지 못하는 경향이 있다.
또는, 선행차량이 대형 트럭으로, 후부 안전판을 불법으로 개조한 차량인 경우에도 차간 거리를 정확하게 측정하지 못하는 경우가 발생한다.
이렇게 차간 거리를 정확하게 측정하지 못하는 경우, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템에서는 예상하는 것보다 선행차량에 근접하여 차량을 제동할 수 있으며, 심한 경우 선행차량과 충돌이 발생할 수 있다.
도 1은 차간 거리를 정확하게 측정하지 못하는 경우의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 선행 차량은 지상고가 높은 트레일러로, 기존의 차간 거리 측정은 레이더가 차량의 후방이 아닌, 트레일러의 바퀴 부분을 검지하여 차간 거리를 측정하게 된다. 따라서, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템은 차량을 제동하는 시기에 오류가 발생하여 정기 거리가 불량해지는 경우가 발생한다.
도 2는 기존의 차간 거리 측정 장치에서 동일한 선행차량과의 차간 거리를 측정한 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 205초 전후로 하여, 도 1과 같은 상황이 발생하여 차간 거리가 대략 5미터 정도의 오차가 발생하는 것을 알 수 있다.
따라서, 다양한 이유들로 인하여 선행차량과의 차간 거리에 오차가 발생한 경우, 이를 보정하여, 정확한 차간 거리를 산출하는 방법이 필요하다.
본 발명은 물리적 한계치를 설정하여 센서의 장착 위치, 차량의 종류, 차량의 불법 개조 등의 이유로 인하여 발생하는 차간 거리 오차를 인식하여, 차간 거리를 보정하여 보다 정확한 차간 거리를 산출하는 차간 거리 산출 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 차간 거리 산출 장치는, 시간적 간격을 가지고 선행차량과의 차간 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부; 상기 정보획득부에서 획득된 정보를 이용하여 상기 정보획득부에서 차기(次期)에 획득될 상기 선행차량과의 차간거리를 추정하는 추정부; 및 상기 정보획득부가 차기에 획득한 차간 거리에서 상기 추정부에서 추정된 차기 차간거리를 감(減)한 것의 크기가 기 설정된 차간거리 변동폭(Dth)이상인지 여부를 판단하는 물리한계 판단부; 및 상기 기 설정된 차간 거리 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 정보 획득부는, 상기 시간적 간격을 가지고 상기 선행차량과의 상대속도에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하며, 상기 추정부는, 상기 정보획득부에서 획득된 상대속도에 관한 정보를 이용하여 상기 정보획득부에서 차기 획득될 상기 선행차량과의 상대속도를 추정하며, 상기 물리한계 판단부는, 상기 정보획득부가 차기에 획득한 상대속도에서 상기 추정부에서 추정된 차기 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단하며, 상기 보정부는, 상기 기 설정된 상대속도 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보획득부는, 시간적 간격을 가지고 선행차량의 속도에 관한 정보를 획득하고, 상기 물리한계 판단부는, 상기 정보획득부가 획득한 상대속도에서 상기 정보획득부가 전기(前期)에 획득한 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단하며, 상기 보정부는, 상기 기 설정된 물리적 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차간 거리 산출 장치는, 상기 정보획득부에서 정보를 획득하는 대상인 상기 선행차량이 상기 정보획득부에서 이전에 정보를 획득한 대상인 선행차량과 동일한 차량인지 여부를 판단하는 동일차량 판단부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차간 거리 산출 장치는, 상기 물리한계 판단부의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상이 아닌 경우이거나 상기 동일차량 판단부의 판단이 동일차량이 아니라는 판단인 경우, 상기 정보획득부에서 획득한 차간 거리에 관한 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하고, 상기 동일차량 판단부의 판단이 동일차량이라는 판단이며, 상기 물리한계 판단부의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상인 경우, 상기 보정부에서 보정된 상기 차간 거리를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 정보전송부를 더 포함할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 차간 거리 산출 방법은, 시간적 간격을 가지고 선행차량과의 차간 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득단계; 상기 정보획득단계에서 획득된 정보를 이용하여 상기 정보획득단계에서 차기(次期)에 획득될 상기 선행차량과의 차간거리를 추정하는 추정단계; 및 상기 정보획득단계가 차기에 획득한 차간 거리에서 상기 추정단계에서 추정된 차기 차간거리를 감(減)한 것의 크기가 기 설정된 차간거리 변동폭(Dth)이상인지 여부를 판단하는 물리한계 판단단계; 및 상기 기 설정된 차간 거리 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득단계에서 획득된 차간 거리를 보정하는 보정단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 정보 획득단계는, 상기 시간적 간격을 가지고 상기 선행차량과의 상대속도에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하며, 상기 추정단계는, 상기 정보획득단계에서 획득된 상대속도에 관한 정보를 이용하여 상기 정보획득단계에서 차기 획득될 상기 선행차량과의 상대속도를 추정하며, 상기 물리한계 판단단계는, 상기 정보획득단계가 차기에 획득한 상대속도에서 상기 추정단계에서 추정된 차기 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단하며, 상기 보정단계는, 상기 기 설정된 상대속도 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정보획득단계는, 시간적 간격을 가지고 선행차량의 속도에 관한 정보를 획득하고, 상기 물리한계 판단단계는, 상기 정보획득단계가 획득한 상대속도에서 상기 정보획득단계가 전기(前期)에 획득한 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단하며, 상기 보정단계는, 상기 기 설정된 물리적 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득단계에서 획득된 차간 거리를 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차간 거리 산출 방법은, 상기 정보획득단계에서 정보를 획득하는 대상인 상기 선행차량이 상기 정보획득단계에서 이전에 정보를 획득한 대상인 선행차량과 동일한 차량인지 여부를 판단하는 동일차량 판단단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 차간 거리 산출 방법은, 상기 물리한계 판단단계의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상이 아닌 경우이거나 상기 동일차량 판단단계의 판단이 동일차량이 아니라는 판단인 경우, 상기 정보획득단계에서 획득한 차간 거리에 관한 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하고, 상기 동일차량 판단단계의 판단이 동일차량이라는 판단이며, 상기 물리한계 판단단계의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상인 경우, 상기 보정단계에서 보정된 상기 차간 거리를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 정보전송단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 차간 거리에 오차가 발생한 경우, 이를 인식하고, 오차를 보정하여 보다 정확한 차간 거리를 산출할 수 있다.
본 발명은 산출된 차간 거리 정보를 스마트 크루즈 시스템 등 차간 거리 정보가 필요한 시스템에 전송하여, 정밀한 차량 제어에 이용되도록 할 수 있다.
도 1은 차간 거리를 정확하게 측정하지 못하는 경우의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 기존의 차간 거리 측정 장치에서 동일한 선행차량과의 차간 거리를 측정한 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치에 관하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차간 거리 산출 장치에 관한 블록도이다.
도 5는 Px(k), Py(k), Vx(k) 및 Vy(k)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치의 보정부에서 측정된 차간 거리를 보정한 결과의 일예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차간 거리 산출 방법에 관한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다거나 “접속되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다거나 “직접 접속되어”있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치에 관하여 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치는 차량의 가속 또는 감속의 능력에 따라 특정 시간 동안에 제한된 영역 이상을 이동할 수 없다는 원리를 이용하여 물리적 한계를 설정하고, 설정된 물리적 한계를 벗어나는 경우, 측정된 차간 거리에 오차가 존재하는 것으로 판단하여 오차를 보정하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치는, 특히 저속 상황이면서 근거리 상황에서 효과적이다.
차량이 고속으로 달리면서 차간 거리가 상당히 먼 경우, 레이더에서 측정되는 차간 거리가 순간적으로 변화하는 현상은 거의 발생되지 않으며, 발생하더라도 그 변화량이 스마트 크루즈 컨트롤 시스템 등에서 차량을 제어하는데 미치는 영향은 극히 작다.
따라서, 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치는, 선행 차량과 약 10m이내의 근거리에서 선행차량이 30k/h 정도의 저속인 상황에서 차간 거리를 산출하는데 이용될 수 있도록 설정될 수 있다. 다만, 약 10m와 30k/h는 예에 불과하며, 더욱 먼 거리 또는 더욱 빠른 속도에 해당하더라도 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차간 거리 산출 장치에 관한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 차간 거리 산출 장치(400)는 정보획득부(410), 동일차량 판단부(420), 추정부(430), 물리한계 판단부(440), 보정부(450) 및 정보전송부(460)를 포함한다.
정보획득부(410)는 차량에 장착된 레이더나 광학 카메라로부터 선행차량과의 차간 거리, 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보를 획득한다.
레이더나 광학 카메라는 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보 및 선행차량과의 차간거리를 실시간으로 측정한다. 레이더나 광학 카메라는 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보 및 선행차량과의 차간 거리를 주기적으로 또는 비 주기적으로도 측정할 수 있다. 예를 들어 레이더는 50ms를 한 주기로 하여 한 주기마다 한 번씩 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보 및 선행차량과의 차간 거리를 측정할 수 있다.
정보획득부(410)가 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보 및 선행차량과의 차간 거리를 획득하는 것은 반드시 차량에 장착된 레이더나 광학 카메라로부터 획득하는 것에 한정되는 것은 아니며, 차량에 설치된 다양한 센서로부터 획득할 수 있다.
동일차량 판단부(420)는 레이더나 광학 카메라에서 측정대상인 선행 차량이 동일한지 여부를 판단한다. 즉, 레이더라 한 주기마다 한 번씩 선행차량과의 상대속도 또는 선행 차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보 및 선행차량과의 차간 거리를 측정하는 경우, 이전 주기에 측정 대상인 차량과 현재 측정 대상인 차량이 동일한지 여부를 판단한다.
만약, 선행 차량이 동일하지 않은 경우에는, 레이더 또는 광학 카메라의 측정 대상이 변경되어 차간 거리와 상대속도에 불연속점이 발생하게 되는바 물리적 한계를 설정하여 차간 거리를 산출하는 것이 오히려 잘못된 값을 산출 할 수 있다.
따라서, 동일차량 판단부(420)에서 동일차량이 아니라고 판단하는 경우에는 물리한계 판단부(440)에서 기 설정된 물리적 한계 범위 내에 존재하지 않더라도 보정부(450)에서 차간 거리를 보정하지 않는 것이 바람직하다.
동일차량 판단부(420)는 레이더 또는 광학 카메라에서 측정되는 트래킹(Tracking)정보를 통하여 동일 대상인지 여부를 판단할 수 있다. 추가적으로 동일차량 판단부(420)는 레이더 또는 광학 카메라에서 측정되는 차량 폭에 관한 정보를 이용하여 동일 차량인지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 레이더나 광학 카메라는 선행차량과의 차간 거리 및 선행차량과의 상대속도를 측정할 뿐만 아니라, 선행 차량을 트래킹한 정보도 수집할 수 있으며, 선행 차량의 차량 폭도 측정할 수 있다.
추정부(430)는 정보획득부(410)에서 획득된 정보를 이용하여 선행 차량의 다음 위치 및 상대속도를 추정한다.
예를 들면, 레이더가 50ms 주기로 차간 거리 및 상대속도를 측정하는 경우, 추정부(430)는 현재 레이더가 측정한 차간 거리 및 상대속도를 이용하여 다음 주기인 50ms 이후의 차간 거리 및 상대속도를 추정한다. 보다 정확한 추정을 위해서는 50ms 이후에 차간 거리 및 상대속도를 추정하는데 현재 레이더가 측정한 차간 거리 및 상대속도 외에도 이전에 측정된 차간 거리 및 상대속도를 이용할 수도 있다.
구체적으로 추정부(430)는 칼만필터를 이용하여 레이더에서 다음에 측정될 차간 거리 및 상대속도를 추정할 수 있다.
보다 구체적으로는 추정부(430)는 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 레이더에서 다음에 측정될 차간 거리 및 상대속도를 추정할 수 있다.
Figure pat00001
도 5는 Px(k), Py(k), Vx(k) 및 Vy(k)를 설명하기 위한 도면이다.
수학식 1은 상태변수를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면 Px(k)는 종방향 상대거리, Py(k)는 횡방향 상대거리이다. Vx(k)는 종방향 상대속도이다. Vy(k)는 횡방향 상대속도이다.
Figure pat00002
수학식 2는 추종 상황에서의 상대속도의 확률적 특성(Q)로 정의한 프로세스 노이즈를 이용한 시스템 모델이다. 프로세스 노이즈는 상대속도 변화량의 최대값 및 최소값을 이용하여 범위를 선정할 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3은 레이더 센서의 종방향 및 횡방향 위치 측정값의 확률적 특성(R)로 정의한 측정 노이즈를 이용한 관측 모델이다. 측정 노이즈는 신호 변동범위와 분해능을 고려하여 범위를 선정 할 수 있다.
Figure pat00004
수학식 4는 프로세스 노이즈와 측정 노이즈의 확률특성을 고려한 정상상태(Steady-State) 필터게인을 도출하기 위한 식이다. 앞서 설명한 바와 같이, 프로세스 노이즈 w(k)는 추종 상황에서의 상대속도의 확률적 특성(Q)로 정의될 수 있으며, 측정 노이즈 v(k)는 레이더 센서의 종방향 및 횡방향 위치 측정값의 확률적 특성(R)로 정의될 수 있다. 즉, w(k)는 정규분포를 따르고 평균이 0이고 분산이 Q인 확률함수로 나타낼 수 있으며, v(k)는 정규분포를 따르고 평균이 0이고 분산이 R인 확률함수로 나타낼 수 있다.
수학식 1 내지 4를 이용한 설계된 추정부(430)는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
수학식 5에서 Time-Update 및 Measurement-Update를 통하여 추정부(430)에서 추정하고자 하는 다음 시간 또는 다음 주기의 차간 거리 및 상대속도를 추정한다.
즉, 변수 x(k)에서 추정하고자 하는 변수 x(k+1)을 산출한다. x(k+1)은 수학식 1에 따라서 다음 시간 또는 다음 주기의 횡방향 및 종방향의 이동거리와 횡방향 및 종방향의 상대속도가 된다. 이동거리를 이용하면 차간 거리를 산출할 수 있다.
수학식 1 내지 5는 칼만 필터(Kalman Filter)와 같은 추정 기법을 사용하여 로직을 구성한 방법을 응용한 것이다. 다만, 추정부(430)는 수학식 1 내지 5 또는 칼만 필터를 이용하여 다음 시간 또는 다음 주기에 센서에서 측정될 차간 거리 및 상대속도를 추정하는 것에 한정되는 것은 아니며, 다른 공지된 기술을 이용하여 추정할 수도 있다.
물리한계 판단부(440)는 차량의 가속 또는 감속의 능력에 따라 특정 시간 동안에 제한된 영역 이상을 이동할 수 없다는 원리를 이용하여 물리적 한계를 설정하고, 설정된 물리적 한계를 벗어나는지 여부를 판단하고, 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 존재하는지 여부를 판단한다.
구체적으로, 물리한계 판단부(440)는 차간거리 변동폭판단부(442), 상대속도 변동폭판단부(444) 및 물리적 변동폭판단부(446)를 포함한다.
차간거리 변동폭판단부(442)는 차간 거리 변동폭이 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth) 이상인지 여부를 판단한다.
차간 거리 변동폭은 특정 시간에 정보획득부(410)에서 측정한 차간 거리와 추정부(430)에서 해당 특정 시간에 추정한 차간 거리와의 차이를 의미한다.
기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth)은 차량의 브레이크 성능, 차량의 제동거리, 법규로 정해진 안전거리, 차량의 가속 또는 감속 성능, 센서의 측정 주기, 차량 제작자 또는 사용자의 요구 등으로 인하여 변경 가능한 값이다. 예를 들어 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth)은 1m 내지 2m 사이의 특정 값으로 정해질 수 있다. 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth)은 차간 거리 변동폭이 Dth이상이 되는 경우, 차량의 가속 또는 감속 능력을 고려하여 물리적으로 불가능하거나 상식적으로 이상이 있는 경우라고 판단되는 값으로 지정한다. 물리적으로 불가능하거나 상식적으로 이상이 있는 경우라는 판단은 상대속도도 함께 고려함이 바람직하며, 상대속도를 고려하는 것은 상대속도 변동폭판단부(444)에서 수행될 수 있다.
상대속도 변동폭판단부(444)는 상대속도 변동폭이 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단한다.
상대속도 변동폭은 특정 시간에 정보획득부(410)에서 측정한 차간 거리와 추정부(430)에서 해당 특정 시간에 추정한 차간 거리와의 차이를 의미한다.
기 설정된 상대속도 변동폭(VRth)은 차량의 브레이크 성능, 차량의 제동거리, 법규로 정해진 안전거리, 차량의 가속 또는 감속 성능, 차량 제작자 또는 사용자의 요구, 센서의 측정 주기 등으로 인하여 변경 가능한 값이다. 예를 들어 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth)은 1m/s 정도로 설정될 수 있다.
물리적 변동폭판단부(446)는 물리적 변동폭이 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단한다.
물리적 변동폭은 특정 시간에 정보획득부(410)에서 측정한 선행차량의 차량 속도와 정보획득부(410)에서 다음 시간 또는 다음 주기에 측정한 선행차량의 차량속도의 차이의 크기를 의미한다.
기 설정된 물리적 변동폭(Pth)은 차량의 브레이크 성능, 차량의 제동거리, 차량의 가속 또는 감속 성능, 차량 제작자 또는 사용자의 요구, 센서의 측정 주기 등으로 인하여 변경 가능한 값이다. 예를 들어 기 설정된 물리적 변동폭(Pth)은 10m/s 정도로 설정될 수 있다.
구체적인 예를 들어 설명하면, 센서가 50ms의 주기로 선행차량의 속도를 측정하면, 정보획득부(410)가 50ms주기마다 센서가 측정한 선행차량의 속도 정보를 획득한다. 정보획득부(410)가 현재 획득한 선행차량의 속도가 60km/h(16.67m/s)이고 이전 주기인 50ms이전에 획득한 선행차량의 속도가 20km/h(5.55m/s)인 경우, 물리적 변동폭은 정보획득부(410)에서 획득된 한 주기 차이의 선행차량의 속도 차를 산출하여 기 설정된 물리적 변동폭(Pth)와 비교한다. 즉, 물리적 변동폭은 물리적 변동폭인 11.12m/s(16.67m/s와 5.55m/s의 차의 크기)가 기 설정된 물리적 변동폭(Pth)인 10m/s보다 크므로 인식된 차간 거리에 오차가 있다고 판단할 수 있다.
물리적 변동폭이 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인 경우, 차량의 가속 또는 감속 능력의 범위를 넘어선 것으로 판단 할 수 있기 때문이다. 즉, 시속 20km/h로 주행하던 선행차량이 50ms만에 40km/h를 가속하여 60km/h로 주행하는 것은 현재 기술과 차량의 가속 성능으로는 불가능하기 때문에 센서의 오류 등으로 인하여 인식된 차간 거리에 오차가 있다고 판단하는 것이 타당하기 때문이다.
앞서 설명한, 차간거리 변동폭판단부(442)와 상대속도 변동폭판단부(444)도 물리적 변동폭판단부(446)와 마찬가지로, 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth) 또는 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상의 변화가 발생한 경우는 이는 차량의 성능 등을 고려하여 불가능한 수준의 변화이고 따라서 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있다고 판단하는 것이 타당하다. 즉, 차간거리 변동폭판단부(442)는 차간 거리 변동폭이 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth) 이상인지 여부를 판단하여, 이상인 경우에는 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로, 상대속도 변동폭판단부(444)는 상대속도 변동폭이 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단하여, 이상인 경우에는 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단할 수 있다.
인식된 차간 거리에 오차가 있다는 판단을 보다 정확하게 하기 위하여, 차간거리 변동폭판단부(442), 상대속도 변동폭판단부(444) 및 물리적 변동폭판단부(446)의 판단이 모두 오차가 있는 것으로 판단하는 경우에만 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 차간거리 변동폭판단부(442), 상대속도 변동폭판단부(444) 또는 물리적 변동폭판단부(446) 중 적어도 어느 하나의 판단이 오차가 있는 것으로 판단하는 경우에 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단할 수도 있다.
물리한계 판단부(440)에서 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단된 경우, 보정부(450)가 오차를 보정할 수 있다.
보정부(450)는 센서가 측정하는 차량의 위치와 차량의 후면 위치까지의 오프셋(Offset)거리를 추정하고, 추정한 오프셋 거리만큼 측정된 차간 거리를 보정한다. 오프셋 거리의 추정은 기존의 기술을 이용할 수 있다.
보정부(450)는 물리한계 판단부(440)에서 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 있는 것으로 판단된 경우, 안전 거리 또는 제동거리 확보를 위하여 차량의 전장을 고려하여 2M 내지 5M 정도를 측정된 차간 거리에 가하거나 감할 수도 있다.
정보전송부(460)는 보정부(450)에서 보정된 차간 거리 정보를 스마트 크루즈 시스템 등의 선행차량과의 차간 거리 정보가 필요한 곳으로 전송 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치의 보정부에서 측정된 차간 거리를 보정한 결과의 일예를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 6은 물리한계 판단부에서 37sec와 38sec 사이에 측정된 차간 거리가 오차가 있다고 판단된 경우, 보정부(450)에서 차간 거리를 보정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면 보정부(450)가 차량의 위치와 차량의 후면 위치까지의 오프셋 거리를 추정하고 추정한 오프셋 거리만큼 측정된 차간 거리를 보정한 결과가 점선으로 표시되고 있다.
즉, 실제 주행 상황에서, 38초 근처에서 센서가 오인식을 통하여 실제 차간 거리가 8m정도지만 하단 검지로 인하여 약 10m이상의 검지거리를 출력한다. 스마트 크루즈 컨트롤 시스템이 센서의 오 측정된 10m의 차간 거리로 차량을 정지 제어하는 경우, 목표 정지거리인 5m가 아니라 3m이내에서 차량이 정지하게 된다. 따라서 선행차량과의 충돌 사고가 발생할 수 있다. 그러나, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템이 본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치(400)를 통하여 보정된 차간 거리를 이용하면, 목표 정지거리에서 차량을 정지할 수 있다.
본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치(400)는 센서에서 측정된 차간 거리에 오차가 존재하는지 여부를 판단할 수 있으며, 차간 거리에 오차가 발생한 경우, 이를 인식하고, 오차를 보정하여 보다 정확한 차간 거리를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 차간 거리 산출 장치(400)에서 산출된 차간 거리 정보는 스마트 크루즈 시스템 등 차간 거리 정보가 필요한 시스템에 전송하여, 정밀한 차량 제어에 이용되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차간 거리 산출 방법에 관한 흐름도이다.
도 7을 참조하여 차간 거리 산출 방법을 설명하면, 정보획득부(410)가 차량에 설치된 레이더 등의 센서로부터 선행차량과의 차간 거리, 선행차량의 상대속도 또는 선행차량의 속도 중 적어도 어느 하나에 관한 정보를 주기적으로 획득한다(710 단계).
동일차량 판단부(420)가 정보획득부(410)에서 현재 획득한 정보의 대상인 선행차량과 이전 주기에 획득한 정보의 대상인 선행차량이 동일한 선행차량인지 여부를 판단한다(S720 단계).
동일차량 판단부(420)의 판단이 동일한 선행차량이 아니라고 판단한 경우, 정보전송부(460)는 정보획득부(410)에서 획득된 정보를 보정부(450)에서 보정하지 않고 바로 스마트 크루즈 컨트롤 시스템 등 정보가 필요한 곳으로 전송할 수 있다(S730 단계).
동일차량 판단부(420)의 판단이 동일한 선행차량이라고 판단한 경우, 물리한계 판단부(440)에서 센서가 측정한 차간 거리에 오차가 존재하는지 여부를 판단한다.
구체적으로 물리한계 판단부(440)의 차간거리 변동폭판단부(442)가 차간 거리 변동폭이 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth) 이상인지 여부를 판단한다(S740 단계).
차간 거리 변동폭이 기 설정된 차간 거리 변동폭(Dth) 이상인 경우, 물리한계 판단부(440)의 상대속도 변동폭판단부(444)가 상대속도 변동폭이 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단한다(S750 단계).
상대속도 변동폭이 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인 경우, 물리한계 판단부(440)의 물리적 변동폭판단부(446)가 물리적 변동폭이 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단한다(S760 단계).
물리적 변동폭판단부(446)가 물리적 변동폭이 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인 경우, 보정부(450)는 센서가 측정하는 차량의 위치와 차량의 후면 위치까지의 오프셋(Offset)거리를 추정하고, 추정한 오프셋 거리만큼 측정된 차간 거리를 보정한다(S770 단계).
정보전송부(460)가 보정된 차간 거리 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템 등 차간 거리 정보가 필요한 곳으로 정보를 전송할 수 있다(S780 단계).
S740 단계 내지 S760 단계는 순차적으로 수행될 수 있으나, 대등하게 수행될 수도 있으며, 3가지 단계 중 적어도 어느 하나만을 수행할 수도 있다. 보정부(450)는 S740 단계 내지 S760 단계 중 어느 하나가 YES인 경우에도 측정된 차간 거리를 보정할 수 있다.
S740 단계 내지 S760 단계 중 어느 한 단계에서 NO라고 판단되는 경우, 정보전송부(460)는 정보획득부(410)에서 획득된 차간 거리 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템 등 차간 거리 정보가 필요한 곳으로 전송 할 수 있다(S730 단계). 또는, S740 단계 내지 S760 단계가 대등적 또는 선택적으로 수행되는 경우, 각 단계의 판단이 모두 NO인 경우에만 정보전송부(460)는 정보획득부(410)에서 획득된 차간 거리 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템 등 차간 거리 정보가 필요한 곳으로 전송 할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차간 거리 산출 장치(400)의 블록도는 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 개념적 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도는 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블록을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 시간적 간격을 가지고 선행차량과의 차간 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득부;
    상기 정보획득부에서 획득된 정보를 이용하여 상기 정보획득부에서 차기(次期)에 획득될 상기 선행차량과의 차간거리를 추정하는 추정부; 및
    상기 정보획득부가 차기에 획득한 차간 거리에서 상기 추정부에서 추정된 차기 차간거리를 감(減)한 것의 크기가 기 설정된 차간거리 변동폭(Dth)이상인지 여부를 판단하는 물리한계 판단부; 및
    상기 기 설정된 차간 거리 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    정보 획득부는,
    상기 시간적 간격을 가지고 상기 선행차량과의 상대속도에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하며,
    상기 추정부는,
    상기 정보획득부에서 획득된 상대속도에 관한 정보를 이용하여 상기 정보획득부에서 차기 획득될 상기 선행차량과의 상대속도를 추정하며,
    상기 물리한계 판단부는,
    상기 정보획득부가 차기에 획득한 상대속도에서 상기 추정부에서 추정된 차기 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단하며,
    상기 보정부는,
    상기 기 설정된 상대속도 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보획득부는,
    시간적 간격을 가지고 선행차량의 속도에 관한 정보를 획득하고,
    상기 물리한계 판단부는,
    상기 정보획득부가 획득한 상대속도에서 상기 정보획득부가 전기(前期)에 획득한 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단하며,
    상기 보정부는,
    상기 기 설정된 물리적 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득부에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득부에서 획득된 차간 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차간 거리 산출 장치는,
    상기 정보획득부에서 정보를 획득하는 대상인 상기 선행차량이 상기 정보획득부에서 이전에 정보를 획득한 대상인 선행차량과 동일한 차량인지 여부를 판단하는 동일차량 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차간 거리 산출 장치는,
    상기 물리한계 판단부의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상이 아닌 경우이거나 상기 동일차량 판단부의 판단이 동일차량이 아니라는 판단인 경우, 상기 정보획득부에서 획득한 차간 거리에 관한 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하고,
    상기 동일차량 판단부의 판단이 동일차량이라는 판단이며, 상기 물리한계 판단부의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상인 경우, 상기 보정부에서 보정된 상기 차간 거리를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 정보전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 장치.
  6. 시간적 간격을 가지고 선행차량과의 차간 거리에 관한 정보를 획득하는 정보획득단계;
    상기 정보획득단계에서 획득된 정보를 이용하여 상기 정보획득단계에서 차기(次期)에 획득될 상기 선행차량과의 차간거리를 추정하는 추정단계; 및
    상기 정보획득단계가 차기에 획득한 차간 거리에서 상기 추정단계에서 추정된 차기 차간거리를 감(減)한 것의 크기가 기 설정된 차간거리 변동폭(Dth)이상인지 여부를 판단하는 물리한계 판단단계; 및
    상기 기 설정된 차간 거리 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득단계에서 획득된 차간 거리를 보정하는 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    정보 획득단계는,
    상기 시간적 간격을 가지고 상기 선행차량과의 상대속도에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하며,
    상기 추정단계는,
    상기 정보획득단계에서 획득된 상대속도에 관한 정보를 이용하여 상기 정보획득단계에서 차기 획득될 상기 선행차량과의 상대속도를 추정하며,
    상기 물리한계 판단단계는,
    상기 정보획득단계가 차기에 획득한 상대속도에서 상기 추정단계에서 추정된 차기 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 상대속도 변동폭(VRth) 이상인지 여부를 판단하며,
    상기 보정단계는,
    상기 기 설정된 상대속도 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득단계에서 획득된 차간 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 정보획득단계는,
    시간적 간격을 가지고 선행차량의 속도에 관한 정보를 획득하고,
    상기 물리한계 판단단계는,
    상기 정보획득단계가 획득한 상대속도에서 상기 정보획득단계가 전기(前期)에 획득한 상대속도를 감한 것의 크기가 기 설정된 물리적 변동폭(Pth) 이상인지 여부를 판단하며,
    상기 보정단계는,
    상기 기 설정된 물리적 변동폭 이상인 경우, 상기 정보획득단계에서 차기 획득된 상기 차간 거리는 오차가 있다고 판단하여 상기 정보획득단계에서 획득된 차간 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 차간 거리 산출 방법은,
    상기 정보획득단계에서 정보를 획득하는 대상인 상기 선행차량이 상기 정보획득단계에서 이전에 정보를 획득한 대상인 선행차량과 동일한 차량인지 여부를 판단하는 동일차량 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차간 거리 산출 방법은,
    상기 물리한계 판단단계의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상이 아닌 경우이거나 상기 동일차량 판단단계의 판단이 동일차량이 아니라는 판단인 경우, 상기 정보획득단계에서 획득한 차간 거리에 관한 정보를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하고,
    상기 동일차량 판단단계의 판단이 동일차량이라는 판단이며, 상기 물리한계 판단단계의 판단이 상기 기 설정된 차간거리 변동폭 이상인 경우, 상기 보정단계에서 보정된 상기 차간 거리를 스마트 크루즈 컨트롤 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 정보전송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차간 거리 산출 방법.
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