KR20160135426A - Ｌｋａｓ의 오프셋 보정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LKAS의 오프셋 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, LKAS(Lane Keeping Assist System)가 탑재된 차량의 횡위치 오프셋 또는/및 헤딩각 오프셋을 운전자가 소정의 범위 내에서 조절할 수 있도록 함으로써, 차로 내 차량의 쏠림 현상을 제거할 수 있는 LKAS의 오프셋 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 LKAS의 오프셋 보정 장치에 있어서, 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 초기 오프셋 산출부; 운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는 조절 오프셋 입력부; 상기 초기 오프셋 산출부에 의해 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 상기 조절 오프셋 입력부를 통해 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출하는 최종 오프셋 산출부; 및 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 상기 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 상기 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정부를 포함한다.

Description

ＬＫＡＳ의 오프셋 보정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING OFFSET OF LKAS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 LKAS의 오프셋 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LKAS(Lane Keeping Assist System)가 탑재된 차량의 횡위치 오프셋 또는/및 헤딩각 오프셋을 운전자가 소정의 범위 내에서 조절할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
지능형 차량의 제어 시스템에 있어서, 차선유지제어장치(LKAS)는 운전자의 안전을 위해 필수적인 시스템이다. 이러한 시스템은 통상적으로, 차선을 검출하고 차량의 주행상태를 감지하여 차량이 검출된 차선을 이탈하지 않도록 차선 유지 제어를 수행하거나, 차선 이탈을 경고할 수 있도록 구성된다.
차선은, 차량의 윈드쉴드와 룸미러 사이에 장착된 카메라 센서를 통해 전방의 도로 이미지를 획득하고, 획득된 도로 이미지를 LKAS 카메라 시스템에서 영상 처리하여 검출할 수 있다. 그리고 차량의 주행 상태는 차량에 장착된 각종 센서 및 ECU(Electronic Control Unit)로부터 얻은 정보를 통해 감지될 수 있다. 아울러, 차량의 차선 유지 제어를 위해서는, 검출된 차선 대비 차량의 횡방향 옵셋(lateral offset), 도로의 곡률(curvature), 검출된 차선과 헤딩각(heading angle) 등과 같은 정보들이 활용될 수 있다.
차량이 차선을 벗어나려고 하는 경우, LKAS는 차량의 조향 액츄에이터인 MDPS(Motor Driven Power System)를 통해 조향을 제어하여, 해당 차량이 차선을 유지하여 주행하도록 제어하게 된다.
최근, 이러한 LKAS 시스템에 적용되는 각종 센서의 오프셋으로 인해 차량에 쏠림 현상이 발생하고 있다.
종래의 오프셋 보정 기술로서, KLAS 동작 시점에 차량의 차로 내 위치를 목표위치로 설정하는 기술(US 6,055,467 B1)이 개발되었으나, 이는 운전자가 반드시 차로 중앙에서 LKAS를 동작시켜야 하는 번거로움이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 LKAS(Lane Keeping Assist System)가 탑재된 차량의 횡위치 오프셋 또는/및 헤딩각 오프셋을 운전자가 소정의 범위 내에서 조절할 수 있도록 함으로써, 차로 내 차량의 쏠림 현상을 제거할 수 있는 LKAS의 오프셋 보정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, LKAS의 오프셋 보정 장치에 있어서, 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 초기 오프셋 산출부; 운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는 조절 오프셋 입력부; 상기 초기 오프셋 산출부에 의해 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 상기 조절 오프셋 입력부를 통해 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출하는 최종 오프셋 산출부; 및 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 상기 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 상기 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, LKAS의 오프셋 보정 방법에 있어서, 데이터 수집부가 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집하는 단계; 초기 오프셋 산출부가 상기 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 단계; 조절 오프셋 입력부가 운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는 단계; 최종 오프셋 산출부가 상기 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 상기 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출하는 단계; 및 오프셋 보정부가 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 상기 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 상기 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, LKAS(Lane Keeping Assist System)가 탑재된 차량의 횡위치 오프셋 또는/및 헤딩각 오프셋을 운전자가 소정의 범위 내에서 조절할 수 있도록 함으로써, 차로 내 차량의 쏠림 현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 LKAS의 오프셋 보정 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 초기 오프셋 산출 과정에 대한 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 조절 오프셋 입력 방식에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 LKAS의 오프셋 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 LKAS의 오프셋 보정 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LKAS의 오프셋 보정 장치는, 데이터 수집부(10), 초기 오프셋 산출부(20), 조절 오프셋 입력부(30), 최종 오프셋 산출부(40), 및 오프셋 보정부(50)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 데이터 수집부(10)는 오프셋을 산출하는데 필요한 각종 데이터를 수집한다. 예를 들어, 데이터 수집부(10)는 차로 내 차량의 횡위치, 차량의 헤딩각, 도로 곡률, 차량의 요레이트, 차량의 횡속도, 차량의 종속도 등을 수집한다.
이러한 데이터 수집부(10)는 각종 센서로부터 상기 데이터를 수집할 수도 있고 차량 네트워크를 통해 상기 데이터를 수집할 수도 있다.
여기서, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 등을 포함한다.
다음으로 초기 오프셋 산출부(20)는 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 데이터를 기반으로 초기 오프셋을 산출한다.
이하, 도 2를 참조하여 초기 오프셋 산출부(20)가 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 과정에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, 초기 오프셋 산출부(20)는 하기의 [수학식 1]을 기반으로, 차로 내 차량의 헤딩각에 대한 오프셋을 산출한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
은 차량의 헤딩각 오프셋,
Figure pat00003
는 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 차량의 헤딩각 측정값,
Figure pat00004
는 요레이트, vx는 차량의 종속도,
Figure pat00005
는 도로 곡률을 각각 의미한다.
이후, 초기 오프셋 산출부(20)는 하기의 [수학식 2]를 기반으로, 차로 내 차량의 횡위치에 대한 오프셋을 산출한다.
[수학식 2]
Figure pat00006
여기서, yOffset은 차로 내 차량의 횡위치 오프셋, ysensor는 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 횡위치 측정값, vx는 차량의 종속도, vy는 차량의 횡속도,
Figure pat00007
는 요레이트, Lp는 전방주시거리,
Figure pat00008
을 각각 의미한다. 이때, 전방주시거리는 차량의 전방에 장착된 레이더를 통해 산출된 거리로서 상수값을 갖는다.
다음으로, 조절 오프셋 입력부(30)는 운전자로부터 조절 오프셋(λ)을 입력받는다. 일례로, 운전자는 도 3에 도시된 바와 같이, 자차의 현재 위치(0)를 기준으로 좌/우로 λ를 조절함으로써, 조절 오프셋을 입력할 수 있다.
다음으로, 최종 오프셋 산출부(40)는 초기 오프셋 산출부(20)에 의해 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 조절 오프셋 입력부(30)를 통해 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출한다.
다음으로, 오프셋 보정부(50)는 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 헤딩각 오프셋을 감산하고, 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 KLAS의 오프셋을 보정한다.
즉, 오프셋 보정부(50)는 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 횡위치 측정값의 오프셋을 보정한다.
도 4 는 본 발명에 따른 LKAS의 오프셋 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 데이터 수집부(10)가 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집한다(401).
이후, 초기 오프셋 산출부(20)가 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출한다(402).
이후, 조절 오프셋 입력부(30)가 운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는다(403).
이후, 최종 오프셋 산출부(40)가 초기 오프셋 산출부(20)에 의해 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 조절 오프셋 입력부(30)를 통해 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출한다(404).
이후, 오프셋 보정부(50)가 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 데이터 수집부(10)에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 최종 오프셋 산출부(40)에 의해 산출된 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정한다(405).
이러한 과정을 통해 차로 내 차량의 쏠림 현상을 제거할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 데이터 수집부
20 : 초기 오프셋 산출부
30 : 조절 오프셋 입력부
40 : 최종 오프셋 산출부
50 : 오프셋 보정부

Claims (6)

  1. 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에 의해 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 초기 오프셋 산출부;
    운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는 조절 오프셋 입력부;
    상기 초기 오프셋 산출부에 의해 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 상기 조절 오프셋 입력부를 통해 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출하는 최종 오프셋 산출부; 및
    상기 데이터 수집부에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 상기 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 상기 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정하는 오프셋 보정부
    를 포함하는 LKAS의 오프셋 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기 오프셋 산출부는,
    하기의 [수학식 A]를 이용하여 헤딩각 오프셋을 산출하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 오프셋 보정 장치.
    [수학식 A]
    Figure pat00009

    여기서,
    Figure pat00010
    은 차량의 헤딩각 오프셋,
    Figure pat00011
    는 차량의 헤딩각 측정값,
    Figure pat00012
    는 요레이트, vx는 차량의 종속도,
    Figure pat00013
    는 도로 곡률을 각각 의미한다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 초기 오프셋 산출부는,
    하기의 [수학식 B]를 이용하여 횡위치 오프셋을 산출하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 오프셋 보정 장치.
    [수학식 B]
    Figure pat00014

    여기서, yOffset은 차로 내 차량의 횡위치 오프셋, ysensor는 차량의 횡위치 측정값, vy는 차량의 횡속도, Lp는 전방주시거리, 을 각각 의미한다.
  4. 데이터 수집부가 오프셋 산출에 필요한 각종 데이터를 수집하는 단계;
    초기 오프셋 산출부가 상기 수집된 데이터를 기반으로 차로 내 차량의 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋을 산출하는 단계;
    조절 오프셋 입력부가 운전자로부터 조절 오프셋을 입력받는 단계;
    최종 오프셋 산출부가 상기 산출된 헤딩각 오프셋 및 횡위치 오프셋 각각에 상기 입력받은 조절 오프셋을 곱하여 최종 헤딩각 오프셋 및 최종 횡위치 오프셋을 산출하는 단계; 및
    오프셋 보정부가 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 헤딩각 측정값에서 상기 최종 헤딩각 오프셋을 감산하여 상기 헤딩각 측정값의 오프셋을 보정하고, 상기 데이터 수집부에 의해 수집된 횡위치 측정값에서 상기 최종 횡위치 오프셋을 감산하여 상기 횡위치 측정값의 오프셋을 보정하는 단계
    를 포함하는 LKAS의 오프셋 보정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 초기 오프셋 산출 단계는,
    하기의 [수학식 C]를 이용하여 헤딩각 오프셋을 산출하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 오프셋 보정 방법.
    [수학식 A]
    Figure pat00016

    여기서,
    Figure pat00017
    은 차량의 헤딩각 오프셋,
    Figure pat00018
    는 차량의 헤딩각 측정값,
    Figure pat00019
    는 요레이트, vx는 차량의 종속도,
    Figure pat00020
    는 도로 곡률을 각각 의미한다.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 초기 오프셋 산출 단계는,
    하기의 [수학식 D]를 이용하여 횡위치 오프셋을 산출하는 것을 특징으로 하는 LKAS의 오프셋 보정 방법.
    [수학식 D]
    Figure pat00021

    여기서, yOffset은 차로 내 차량의 횡위치 오프셋, ysensor는 차량의 횡위치 측정값, vy는 차량의 횡속도, Lp는 전방주시거리,
    Figure pat00022
    을 각각 의미한다.
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CN108162959A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 财团法人车辆研究测试中心 车辆自动车道追随控制系统与方法
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