KR20160050957A - 자율주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율주행차량 - Google Patents

자율주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율주행차량 Download PDF

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KR20160050957A
KR20160050957A KR1020140150198A KR20140150198A KR20160050957A KR 20160050957 A KR20160050957 A KR 20160050957A KR 1020140150198 A KR1020140150198 A KR 1020140150198A KR 20140150198 A KR20140150198 A KR 20140150198A KR 20160050957 A KR20160050957 A KR 20160050957A
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Abstract

본 발명은 자율 주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율 주행 차량에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 자율 주행용 센서 키트는, 외형을 이루는 케이스; 상기 케이스에 마련되며, 자율 주행을 위한 차량 주변 정보를 수집하는 다수의 측정 장치들로 구성되는 센서 모듈; 상기 케이스에 마련되며, 상기 센서 모듈에 의해 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 자율 운행을 위한 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 차량과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위해 상기 케이스에 마련되는 인터페이스를 포함할 수 있다.

Description

자율주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율주행차량 {Sensor kit for autonomous driving and autonomous driving vehicle using the same}
본 발명은 자율주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율 주행 차량에 관한 것으로, 차량에 범용적으로 탑재되어 자율 주행을 위한 정보를 제공할 수 있도록 다양한 종류의 센서를 모듈화한 자율 주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율 주행 차량에 관한 것이다.
최근에 운전자의 조작 없이 목적지를 자동으로 주행하는 무인운전 기능을 갖는 차량에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 방식에 따르면, 자율 주행 차량은 차량에 탑재된 위성 항법 장치, 관성 항법 장치, 레이더, 초음파 측정기, 레이저 스캐너, 카메라 등 각종 센서를 통해 얻어진 자료를 내부 컴퓨터로 분석하고, 분석된 정보를 바탕으로 도로의 형태와 장애물을 파악하여 주행정보를 생성한다.
하나의 예로, 자율 주행 차량은 운전자의 육안 대신에 카메라로 차선을 판단하며, 근접 장애물의 거리는 레이더를 이용하여 획득한다. 이와 같이, 자율 주행을 위해서는 각종 센서가 차량에 구비되어 있어야 한다.
이러한 각종 센서는 차량의 후방에 대한 정보를 획득하기 위해 차량의 후방을 감시하도록 구성되는 센서들과 차량의 전방에 대한 정보를 획득하기 위해 차량의 전방을 감시하도록 구성되는 센서들로 구성된다.
이러한 센서들은 기능은 동일하지만, 센서들이 장착되는 차량 크기와 장착 위치에 영향을 받기 때문에 공용화가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 차종에 따라 센서의 부착 위치가 달라져 자율주행 로직(Logic)을 튜닝해야 하며, 차량 일체형으로 제작되어 운전자가 차량을 교체 시 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
센서의 위치가 변하는 경우 센서에 의해 검출되는 영역이 변하여 오차에 의한 오류가 발생되고, 센서 간의 데이터 처리를 위한 와이어(wire)가 간결하지 못해 단선 및 잡음에 쉽게 영향을 받을 수 있다.
또한, 부착 위치에 따라 센서가 보는 view가 상이하여 센서 위치 보정이 매우 어려우며, 이러한 이유로 인해 센서에 의해 획득되는 사물의 정보도 위치 오차만큼 왜곡이 심하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 차량에 범용적으로 탑재되어 자율주행을 위한 정보를 제공할 수 있도록 다양한 종류의 센서를 모듈화한 자율 주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율 주 행차량을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 자율 주행용 센서 키트는, 외형을 이루는 케이스; 상기 케이스에 마련되며, 자율주행을 위한 차량 주변 정보를 수집하는 다수의 측정 장치들로 구성되는 센서 모듈; 상기 케이스에 마련되며, 상기 센서 모듈에 의해 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 자율운행을 위한 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 차량과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위해 상기 케이스에 마련되는 인터페이스로 구성될 수 있다.
이때, 상기 센서 모듈은 거리 측정 센서, 카메라, 위치 측정 센서 및 레이더를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 센서 모듈로부터 전송되는 차량 주변 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 차량 주변 정보를 종합 분석하여 차량 주변 상황을 판단하는 상황 판단부; 및 상기 상황 판단부의 판단 결과를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 운행 제어부로 구성될 수 있다.
상기 센서 모듈 및 상기 제어부는 상기 케이스의 내부에 마련되고, 상기 인터페이스는 상기 케이스의 외부에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 타 측면에 따른 자율 운행 차량은, 외부의 제어에 따라 동작하여 차량을 운행하는 다수의 액추에이터; 및 차량 주변 정보를 수집하고, 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 자율운행을 위한 제어 신호를 생성하여 상기 다수의 액추에이터로 전송함으로써 상기 다수의 액추에이터를 제어하는 센서 키트를 구비한다.
이때, 상기 센서 키트는, 상기 차량의 전방과 측전방에 대한 정보를 수집하여 제 1 제어 신호를 생성하는 제 1 센서 키트 및 상기 차량의 후방과 측후방에 대한 정보를 수집하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제 2 센서 키트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 제어 신호와 상기 제 2 제어 신호를 수신하여 통합 제어 신호를 생성하여 상기 다수의 액추에이터로 전송함으로써 상기 다수의 액추에이터를 제어하는 통합 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 센서 키트는, 외형을 이루는 케이스; 상기 케이스에 마련되며, 상기 차량 주변 정보를 수집하는 다수의 측정 장치들로 구성되는 센서 모듈; 상기 케이스에 마련되며, 상기 센서 모듈에 의해 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 차량과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위해 상기 케이스에 마련되는 인터페이스로 구성될 수 있다.
이때, 상기 센서 모듈은 거리 측정 센서, 카메라, 위치 측정 센서 및 레이더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 센서 모듈로부터 전송되는 차량 주변 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의해 수신된 차량 주변 정보를 종합 분석하여 차량 주변 상황을 판단하는 상황 판단부; 및 상기 상황 판단부의 판단 결과를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 운행 제어부로 구성될 수 있다.
이때, 상기 센서 모듈 및 상기 제어부는 상기 케이스의 내부에 마련되고, 상기 인터페이스는 상기 케이스의 외부에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 자율주행을 위한 정보를 수집하는 각종 측정 장치가 모듈화되어 키트로 구현된다.
따라서, 종래에는 다수의 측정 장치를 기능별로 차량의 서로 다른 위치에 고정적으로 설치하였으나, 본 발명에 따르면, 키트를 차량에 설치하는 것만으로 차량 주변 정보를 수집할 수 있다.
차량별로 키트의 설치 위치만 설정해 놓으면, 해당 위치에 키트를 설치하여 사용하면 되므로, 차량의 종류에 구애받지 않고 모든 차량에 범용적으로 사용할 수 있다.
또한, 키트는 차량에 탈부착 가능하도록 설치되므로, 키트 고장 시 혹은 차량 교체 시에 키트를 분리하여 수리를 하거나 다른 차량에 재사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 장착된 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 하나 장착된 경우의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트의 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 다수 장착된 경우의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 자율주행차량에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 장착된 일례를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 하나 장착된 경우의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트의 제어부에 대한 상세 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트(100)는 차량(200)에 설치되어 자율 주행을 위한 차량 주변 정보를 수집하고, 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량(200)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성 및 출력한다. 이때, 상기 자율 주행용 센서 키트(100)는 차량(200)의 전방, 후방 및 측방에 대한 정보를 수집하도록 설치될 수 있다.
설치 위치 및 목적에 따라 차량(200)에는 다수의 자율 주행용 센서 키트(100)가 설치될 수 있는데, 도 1에는 차량(200)의 전방 및 후방에 대한 정보 수집을 위해 2개의 자율 주행용 센서 키트가 차량(200)에 설치되어 있는 것이 예로 도시되어 있다. 이때, 전방은 전측방을 포함하며, 후방은 후측방을 포함한다.
따라서, 상기 자율 주행용 센서 키트(100)는 전방 자율 주행용 센서 키트와 후방 자율주행용 센서 키트로 구분할 수 있으며, 전방 자율 주행용 센서 키트의 구성과 후방 자율 주행용 센서 키트의 구성은 동일하다.
한편, 상기 차량(200)은 자율주행용 센서 키트(100)의 제어에 따라 동작하는 다수의 액추에이터(210)를 포함하며, 예를 들어 스티어링(steering), ACC(Adaptive cruse Control), 브레이크 및 엔터테인먼트 시스템이 차량(200)에 장착되어 있다.
즉, 상기 자율 주행용 센서 키트(100)는 차량 주변 정보를 바탕으로 차량(200)의 액추에이터(210)를 제어하여 차량이 자율운행하도록 한다.
한편, 상기 자율 주행용 센서 키트(100)는 외형을 이루는 케이스, 케이스에 마련되는 다수의 전자 장치, 차량(200)과의 연결을 위한 연결 부재로 이루어질 수 있다.
이때, 다수의 전자 장치는 충격 등으로부터 보호될 수 있도록 케이스 내부에 마련되는 것이 바람직하며, 연결 부재는 케이스 외부에 마련되는 것이 바람직하다.
여기서, 다수의 전자 장치는 후술할 센서 모듈(110) 및 제어부(120)를 포함하며, 연결 부재는 후술할 인터페이스(130)를 포함한다.
구체적으로, 상기 자율 주행용 센서 키트(100)는 센서 모듈(110), 제어부(ECU: Electronic Control Unit, 120) 및 인터페이스(130)로 구성될 수 있으며, 이외에 다른 구성을 더 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위하여 본 발명의 설명에 불필요한 구성은 생략하였다.
상기 센서 모듈(110)은 차량 주변에 대한 정보를 수집하기 위한 다양한 측정 장치들로 구성되며, 예를 들어 거리 측정 센서(111), 카메라(112), 위치 측정 센서(113) 및 레이더(114)를 포함할 수 있으며, 거리 측정 센서(111)로는 레이저 스캐너 또는 초음파 거리 측정 센서를 이용할 수 있다.
상기 언급된 거리 측정 센서(111), 카메라(112), 위치 측정 센서(113) 및 레이더(114)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있는 것들 중 적절하게 선택될 수 있는 것으로서, 이들의 구체적인 구성 및 기능에 대해서는 생략한다.
또한, 상기 센서 모듈(110)은 차량의 주변에 대한 정보 수집을 위해 상기 언급된 구성 이외의 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 센서 모듈(110)을 구성하는 측정 장치들은 기능에 따라 차량 주변에 대한 정보를 효율적으로 그리고 정확하게 수집할 수 있도록 적절하게 배치되며, 특정 형태에 한정되지 않는다.
상기 제어부(120)는 예를 들면, ECU(Electronic Control Unit)으로서 센서 모듈(110)에 의해 수집되는 차량 주변 정보를 수신하고, 수신한 차량 주변 정보를 바탕으로 차량의 운행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성 및 출력한다.
상기 제어부(120)는 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 운행을 제어하기 위한 다양한 구성들을 포함하며, 이때, 상기 제어부(120)에 의해 생성되는 제어 신호는 차량(200) 내 액추에이터(210)로 전송되어 액추에이터(210)의 동작을 제어한다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 제어부(120)는 수신부(121), 상황 판단부(122) 및 운행 제어부(123)로 구성될 수 있다.
상기 수신부(121)는 센서 모듈(110)로부터 전송되는 차량 주변 정보를 수신한다.
상기 상황 판단부(122)는 수신부(121)에 의해 수신된 차량 주변 정보를 종합 분석하여 차량 주변 상황을 판단한다.
상기 운행 제어부(123)는 상황 판단부(122)의 판단 결과를 바탕으로 차량의 운행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
상기 인터페이스(130)는 차량(200)과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위한 것으로서, 물리적으로 차량(200)에 연결되는 한편, 제어부(120)와 차량(200)의 구성을 전기적으로 연결하기 위한 배선을 포함한다.
예를 들면, 상기 인터페이스(130)는 나사 결합 방식으로 차량(200)에 결합될 수 있으나, 상기 인터페이스(130)와 차량(200)의 결합은 이외에도 다양한 방식에 이루어질 수 있으며, 자율 주행용 센서 키트(100)를 차량(200)으로부터 탈착할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트(100)의 구체적인 구성 및 기능에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 다수의 자율주행용 센서 키트가 차량에 설치된 경우에 대해서 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행용 센서 키트가 차량에 다수 장착된 경우의 구성도이다.
차량(200)에 다수의 자율 주행용 센서 키트(100)가 설치되는 경우, 차량(200)은 다수의 자율 주행용 센서 키트(100)의 제어에 따라 운행된다.
이때, 다수의 자율 주행용 센서 키트(100)는 각각 차량(200)을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 따라서, 다수의 자율 주행용 센서 키트(100) 각각으로부터 출력되는 제어 신호를 통합하기 위한 구성이 구비되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 차량(200)의 전방과 측전방에 대한 정보를 수집하여 제 1 제어 신호를 생성하는 제 1 센서 키트와 차량(200)의 후방과 측후방에 대한 정보를 수집하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제 2 센서 키트가 차량(200)에 설치되는 경우, 제 1 제어 신호와 제 2 제어 신호를 통합하는 차량(200)을 제어하는 것이 바람직하다.
이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자율 주행용 센서 키트(100)를 구비하는 차량(200)은 각 센서 키트(100)로부터 전송되는 제어 신호를 수신하고, 이를 바탕으로 통합 제어 신호를 생성하여 액추에이터(210)로 전송함으로써 액추에이터(210)를 제어하는 통합 제어부(220)를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 자율 주행용 센서 키트 및 이를 구비하는 차량을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 자율 주행용 센서 키트 110 : 센서 모듈
111 : 거리 측정 센서 112 : 카메라
113 : 위치 측정 센서 114 : 레이더
120 : 제어부 121 : 수신부
122 : 상황 판단부 123 : 운행 제어부
130 : 인터페이스 200 : 차량
210 : 액추에이터

Claims (11)

  1. 외형을 이루는 케이스;
    상기 케이스에 마련되며, 자율주행을 위한 차량 주변 정보를 수집하는 다수의 측정 장치들로 구성되는 센서 모듈;
    상기 케이스에 마련되며, 상기 센서 모듈에 의해 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 자율 운행을 위한 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    차량과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위해 상기 케이스에 마련되는 인터페이스;
    를 포함하는 자율 주행용 센서 키트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 거리 측정 센서, 카메라, 위치 측정 센서 및 레이더를 포함하는 것인 자율 주행용 센서 키트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서 모듈로부터 전송되는 차량 주변 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 의해 수신된 차량 주변 정보를 종합 분석하여 차량 주변 상황을 판단하는 상황 판단부; 및
    상기 상황 판단부의 판단 결과를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 운행 제어부를 포함하는 것인 자율 주행용 센서 키트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 모듈 및 상기 제어부는 상기 케이스의 내부에 마련되고, 상기 인터페이스는 상기 케이스의 외부에 마련되는 것인 자율 주행용 센서 키트.
  5. 외부의 제어에 따라 동작하여 차량을 운행하는 다수의 액추에이터; 및
    차량 주변 정보를 수집하고, 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 차량 자율운행을 위한 제어 신호를 생성하여 상기 다수의 액추에이터로 전송함으로써 상기 다수의 액추에이터를 제어하는 센서 키트;
    를 포함하는 자율 주행 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 키트는,
    상기 차량의 전방과 측전방에 대한 정보를 수집하여 제 1 제어 신호를 생성하는 제 1 센서 키트 및 상기 차량의 후방과 측후방에 대한 정보를 수집하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제 2 센서 키트 중 적어도 하나를 포함하는 것인 자율 주행 차량.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 신호와 상기 제 2 제어 신호를 수신하여 통합 제어 신호를 생성하여 상기 다수의 액추에이터로 전송함으로써 상기 다수의 액추에이터를 제어하는 통합 제어부를 더 포함하는 것인 자율 주행 차량.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 키트는,
    외형을 이루는 케이스;
    상기 케이스에 마련되며, 상기 차량 주변 정보를 수집하는 다수의 측정 장치들로 구성되는 센서 모듈;
    상기 케이스에 마련되며, 상기 센서 모듈에 의해 수집된 차량 주변 정보를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 차량과의 물리적 그리고 전기적 연결을 위해 상기 케이스에 마련되는 인터페이스를 포함하는 것인 자율 주행 차량.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 거리 측정 센서, 카메라, 위치 측정 센서 및 레이더를 포함하는 것인 자율 주행 차량.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서 모듈로부터 전송되는 차량 주변 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에 의해 수신된 차량 주변 정보를 종합 분석하여 차량 주변 상황을 판단하는 상황 판단부; 및
    상기 상황 판단부의 판단 결과를 바탕으로 상기 제어 신호를 생성하는 운행 제어부를 포함하는 것인 자율 주행 차량.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 모듈 및 상기 제어부는 상기 케이스의 내부에 마련되고, 상기 인터페이스는 상기 케이스의 외부에 마련되는 것인 자율 주행 차량.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200039036A (ko) 2018-09-28 2020-04-16 현대자동차주식회사 센서 적합형 액티브 범퍼 및 자율주행차량
KR20210086887A (ko) 2019-12-31 2021-07-09 재단법인 지능형자동차부품진흥원 자율주행 중 운전자의 차량 제어정보가 저장되는 자율주행 시스템
KR20220110378A (ko) 2021-01-29 2022-08-08 주식회사 케이에이알 자율 주행용 모션 플래닝 기능을 가지는 친환경 차량의 조향제어 시스템
KR20220110380A (ko) 2021-01-29 2022-08-08 주식회사 카코 자율주행 또는 원격제어 주행 기반의 친환경 차량 속도 제어장치
WO2024080452A1 (ko) * 2022-10-14 2024-04-18 현대자동차주식회사 스마트 물류 차량 및 그 조립 방법

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