KR20170070944A - 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170070944A
KR20170070944A KR1020150178593A KR20150178593A KR20170070944A KR 20170070944 A KR20170070944 A KR 20170070944A KR 1020150178593 A KR1020150178593 A KR 1020150178593A KR 20150178593 A KR20150178593 A KR 20150178593A KR 20170070944 A KR20170070944 A KR 20170070944A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
acceleration
state
pitch angle
vector
Prior art date
Application number
KR1020150178593A
Other languages
English (en)
Inventor
이종윤
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020150178593A priority Critical patent/KR20170070944A/ko
Priority to DE102016224464.7A priority patent/DE102016224464A1/de
Priority to US15/373,726 priority patent/US10203259B2/en
Priority to CN201611140208.9A priority patent/CN107014347B/zh
Publication of KR20170070944A publication Critical patent/KR20170070944A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/11—Pitch movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
    • G01M1/122—Determining position of centre of gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02—Rotary gyroscopes
    • G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/185—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/16—Pitch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서와, 차량의 각속도를 측정하는 자이로 센서와, 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서로부터 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 차량상태 인지부와, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 정차상태 중력벡터를 산출하는 정차상태 중력벡터 산출부와, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값에서 상기 정차상태 중력벡터 산출부로부터 산출된 정차상태 중력벡터를 제거하여 차량 가속 벡터를 산출하는 가속상태 차량가속벡터 산출부와, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부로부터 산출된 차량 가속 벡터를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터를 산출하는 차량피치각벡터 산출부와, 상기 차량피치각벡터 산출부로부터 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 차량 피치각 산출부를 포함함으로써, 종래 차량의 피치각 검출 장치에 비해 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.

Description

가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR PITCH ANGLE DETECTING OF VEHICLE USING GYRO SENSOR AND ACCELERATION SENSOR AND METHOD THEROF}
본 발명은 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 차량의 피치각을 검출하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 야간 주행 시 주행 방향의 사물을 잘 보고, 다른 차량이나 보행자에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 용도로 등화장치를 구비한다.
이러한 차량의 등화장치는 크게 조명등, 신호등 및 표시등으로 구분할 수 있다. 상기 조명등은 전조등(head lamp), 후진등(backup lamp), 안개등(fog lamp), 실내등(room lamp) 등으로 나눌 수 있으며, 신호등은 제동등(brake lamp), 방향지시등(turn signal lamp), 비상등(emergency lamp) 등으로 나눌 수 있고, 표시등은 차폭등(side lamp), 차고등(height lamp), 미등(tail lamp), 번호판등(license plate lamp), 주차등(parking lamp) 등으로 나눌 수 있다.
여기서, 상기 전조등이라고도 하는 헤드 램프(head lamp)는 차량이 진행하는 전방의 진로를 비추는 조명등으로서, 야간에 전방 100m의 거리에 있는 도로상의 장애물을 확인할 수 있는 밝기를 필요로 한다.
이러한 헤드 램프의 규격은 국가마다 기준이 다르게 설정되어 있으며, 특히 좌측 운전인가 우측 운전인가에 따라서 헤드 램프 빔의 조사 방향이 다르게 설정된다.
차량용 헤드 램프는 일반적으로 대상물을 보기 위한 조명기능과, 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리는 위한 지시, 신호 및 경고 기능 등으로 사용된다.
종래의 차량용 헤드 램프는 도로 환경 및 차량 상태 등 주행 상태에 따라서 조사 방향을 자동으로 조절할 수 있어, 운전자에게 유리한 시인성을 제공하고자 하는 시도에 의해 도입되었다.
헤드 램프의 상하 구동 시스템은 높이감지 센서 즉, 차고 센서를 장착하여 차량의 기울기를 감지함으로써 헤드 램프의 상하 각도를 제어한다. 헤드 램프에는 상하 구동을 위해 전방 및 후방에 배치되는 차고 센서, 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU) 및 상하구동 엑추에이터가 구비될 수 있다. 이러한 경우, 헤드 램프에 다수의 고가 센서가 구비되어 비용이 상승하고 중량이 증가하는 문제점이 있다.
그리고, 전자제어유닛(ECU) 혹은 차고 센서의 고장으로 인한 부품 교체 시 추가적으로 헤드 램프 및 높이감지 센서의 보정 과정이 필요하다는 점에서 한계가 있다. 즉, 기존 차량의 피치각을 검출하는 장치인 차고 센서의 경우, 차량의 피치각 검출에 정확도의 한계가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 차량의 피치각을 구조적, 비용적으로 경제적인 시스템으로 산출함에 따라, 종래 차량의 피치각 검출 장치에 비해 비용을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서; 차량의 각속도를 측정하는 자이로 센서; 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서로부터 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 차량상태 인지부; 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 정차상태 중력벡터를 산출하는 정차상태 중력벡터 산출부; 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값에서 상기 정차상태 중력벡터 산출부로부터 산출된 정차상태 중력벡터를 제거하여 차량 가속 벡터를 산출하는 가속상태 차량가속벡터 산출부; 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부로부터 산출된 차량 가속 벡터를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터를 산출하는 차량피치각벡터 산출부; 및 상기 차량피치각벡터 산출부로부터 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 차량 피치각 산출부를 포함하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 가속도 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 상기 차량상태 인지부로 전송함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 자이로 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 상기 차량상태 인지부로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 가속상태에서 상기 자이로 센서로부터 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하며, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하며, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 상기 정차상태 중력벡터 산출부로부터 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량피치각벡터 산출부는, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부로부터 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출하고, 상기 차량 피치각 산출부는, 상기 차량피치각벡터 산출부로부터 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 차량의 피치각을 검출하는 방법으로서, (a) 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서를 통해 차량의 가속도 및 각속도를 각각 측정하는 단계; (b) 차량상태 인지부를 통해 상기 단계(a)에서 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 단계; (c) 정차상태 중력벡터 산출부를 통해 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 정차상태 중력벡터를 산출하는 단계; (d) 가속상태 차량가속벡터 산출부를 통해 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값에서 상기 단계(c)에서 산출된 정차상태 중력벡터를 제거하여 차량 가속 벡터를 산출하는 단계; (e) 차량피치각벡터 산출부를 통해 상기 단계(d)에서 산출된 차량 가속 벡터를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터를 산출하는 단계; 및 (f) 차량 피치각 산출부를 통해 상기 단계(e)에서 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 단계를 포함하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 단계(a)에서, 상기 가속도 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 상기 차량상태 인지부로 전송함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 단계(a)에서, 상기 자이로 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 상기 차량상태 인지부로 전송할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 차량상태 인지부는, 상기 가속상태에서 상기 단계(a)에서 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 상기 (a) 단계에서 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 단계(c)에서, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하며, 상기 단계(c)에서, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하며, 상기 단계(d)에서, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 상기 단계(c)에서 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 단계(e)에서, 상기 차량피치각벡터 산출부는, 상기 단계(d)에서 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출하고, 상기 단계(f)에서, 상기 차량 피치각 산출부는, 상기 단계(e)에서 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출할 수 있다.
본 발명의 제3 측면은, 상술한 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법을 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록매체에 컴퓨터로 판독할 수 있는 코드로 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피 디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 차량의 피치각을 구조적, 비용적으로 경제적인 시스템으로 산출함에 따라, 종래 차량의 피치각 검출 장치에 비해 비용을 효과적으로 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량상태 인지부를 통해 판단된 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태에 따른 차량의 피치각을 검출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량상태 인지부를 통해 판단된 차량의 정차상태 및 가속상태에 따른 가속도 센서 값을 이용하여 차량 가속 벡터를 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량피치각벡터 산출부를 통해 차량 피치각 벡터를 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량 피치각 산출부를 통해 차량의 피치각을 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 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.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예들을 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 실시예에서의 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.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치는 크게, 가속도 센서(100), 자이로 센서(200), 차량상태 인지부(300), 정차상태 중력벡터 산출부(400), 가속상태 차량가속벡터 산출부(500), 차량피치각벡터 산출부(600) 및 차량 피치각 산출부(700) 등을 포함하여 이루어진다.
여기서, 가속도 센서(100)는 차량의 가속도를 측정하는 센서로서, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 측정하여 차량상태 인지부(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
자이로 센서(200)는 차량의 각속도를 측정하는 센서로서, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 측정하여 차량상태 인지부(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
차량상태 인지부(300)는 가속도 센서(100) 및 자이로 센서(200)로부터 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 기능을 수행한다.
즉, 차량상태 인지부(300)는 가속도 센서(100)로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단한다.
또한, 차량상태 인지부(300)는 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단한다.
또한, 차량상태 인지부(300)는 가속상태에서 자이로 센서(200)로부터 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단한다.
정차상태 중력벡터 산출부(400)는 차량상태 인지부(300)로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하는 기능을 수행한다.
가속상태 차량가속벡터 산출부(500)는 차량상태 인지부(300)로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 정차상태 중력벡터 산출부(400)로부터 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출하는 기능을 수행한다.
차량피치각벡터 산출부(600)는 가속상태 차량가속벡터 산출부(500)로부터 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출하는 기능을 수행한다.
차량 피치각 산출부(700)는 차량피치각벡터 산출부(600)로부터 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 기능을 수행한다.
즉, 차량 피치각 산출부(700)는 차량피치각벡터 산출부(600)로부터 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출할 수 있다.
전술한 바와 같이 차량 피치각 산출부(700)로부터 산출된 차량의 피치각은 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 헤드 램프의 레벨링 장치에 활용되거나, 차량이 출발 시에 밀리는 것을 방지하기 위해서 노면의 경사각 산출에 활용될 수 있다. 또한, 차량의 피치각은 내비게이션의 주행 경로 판단, 차량의 자세제어, 차량의 연비개선 및 차량의 실시간 에너지 소모량 검출 등의 목적으로도 사용될 수 있다.
이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량상태 인지부를 통해 판단된 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태에 따른 차량의 피치각을 검출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량상태 인지부를 통해 판단된 차량의 정차상태 및 가속상태에 따른 가속도 센서 값을 이용하여 차량 가속 벡터를 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량피치각벡터 산출부를 통해 차량 피치각 벡터를 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 적용된 차량 피치각 산출부를 통해 차량의 피치각을 산출하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법은, 먼저, 가속도 센서(100) 및 자이로 센서(200)를 통해 차량의 가속도 및 각속도를 각각 측정한다(S100).
이때, 상기 단계 S100에서, 가속도 센서(100)는 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 측정하여 차량상태 인지부(300)로 전송한다.
또한, 상기 단계 S100에서, 자이로 센서(200)는 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 측정하여 차량상태 인지부(300)로 전송한다.
이후에, 차량상태 인지부(300)를 통해 상기 단계 S100에서 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단한다(S200).
즉, 상기 단계 S200에서, 차량상태 인지부(300)는 상기 단계 S100에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단한다(도 3 참조).
또한, 차량상태 인지부(300)는 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단한다(도 3 참조).
또한, 차량상태 인지부(300)는 가속상태에서 단계 S100 에서 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 단계 S100 에서 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단한다(도 3 참조).
그런 다음, 정차상태 중력벡터 산출부(400)를 통해 상기 단계 S200에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출한다(S300)(도 3 및 도 4 참조).
다음으로, 가속상태 차량가속벡터 산출부(500)를 통해 상기 단계 S200에서 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 상기 단계 S300에서 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출한다(S400)(도 3 및 도 4 참조).
즉, 차량의 가속상태에서 생겨나는 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거한 값(Ay-Gy, Az-Gz)을 차량 가속 벡터(Vy, Vz)라 한다.
이때, 중력벡터 값이 정차상태와 일치하여야 차량 가속 벡터도 신뢰할 수 있는데, 차량의 수평면 대비 기울어진 각도가 유지되기 위해선, 도로 노면의 기울기가 일정하여야 하며, 차체의 기울기가 어느 정도 안정하여야 한다.
자이로 센서(200)를 이용하여 자로 센싱 값에 큰 변화가 없다면 일정거리(예컨대, 약 10m 정도) 도로 노면의 기울기가 안정적이라 판단한다. 이러한 일정거리에 있어서, 진행거리가 늘어남에 따른 값의 신뢰도 하락과 샘플 데이터량의 증가를 고려하여 조절이 가능하다.
도로 노면의 유의미한 정도의 각도 변화가 생기거나 차체에 기울기 변화가 생겨나면 자이로 센서(200)를 통해 감지할 수 있고, 이러한 경우 주행상태로 넘겨서 차량 가속 벡터의 산출을 포기한다.
이후에, 차량피치각벡터 산출부(600)를 통해 상기 단계 S400에서 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출한다(S500)(도 5 참조).
즉, 안정적인 노면에서 충분한 가속도로 가속할 경우, 상기 단계 S400에서 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 더해주며, 합산된 벡터를 산출하고 이를 차량 피치각 벡터(Py, Pz)라고 한다.
한편, 차량 가속 벡터(Vy, Vz)는 센서의 성능에 따라 오차가 어느 정도 존재하며, 오차의 방향은 일정하지 않다.
따라서, 다수의 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 합산하면, 합산하는 과정에서 차량 가속 벡터(Vy, Vz)에서 존재하는 오차 값들이 서로 상쇄되며, 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 오차 값은 상대적으로 작은 값이 된다.
만약, 차량 가속 벡터(Vy, Vz)의 크기가 너무 작을 경우, 값의 신뢰도가 떨어지게 된다. 차량 가속 벡터(Vy, Vz)의 크기가 어느 정도 이상일 경우에 신회도가 높기 때문에, 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 일정값 이상일 경우에만 atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출한다.
즉, 차량 피치각 산출부(700)를 통해 상기 단계 S500에서 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출한다(S600)(도 6 참조).
이때, 상기 단계 S600에서, 차량 피치각 산출부(700)는 상기 단계 S500에서 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있다.
또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 가속도 센서,
200 : 자이로 센서,
300 : 차량상태 인지부,
400 : 정차상태 중력벡터 산출부,
500 : 가속상태 차량가속벡터 산출부,
600 : 차량피치각벡터 산출부,
700 : 차량 피치각 산출부

Claims (18)

  1. 차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서;
    차량의 각속도를 측정하는 자이로 센서;
    상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서로부터 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 차량상태 인지부;
    상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 정차상태 중력벡터를 산출하는 정차상태 중력벡터 산출부;
    상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값에서 상기 정차상태 중력벡터 산출부로부터 산출된 정차상태 중력벡터를 제거하여 차량 가속 벡터를 산출하는 가속상태 차량가속벡터 산출부;
    상기 가속상태 차량가속벡터 산출부로부터 산출된 차량 가속 벡터를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터를 산출하는 차량피치각벡터 산출부; 및
    상기 차량피치각벡터 산출부로부터 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 차량 피치각 산출부를 포함하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가속도 센서부, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 상기 차량상태 인지부로 전송하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 자이로 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 상기 차량상태 인지부로 전송하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 가속상태에서 상기 자이로 센서로부터 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고,
    상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 가속도 센서로부터 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산하고, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하며,
    상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하며,
    상기 가속상태 차량가속벡터 산출부는, 상기 차량상태 인지부로부터 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 상기 정차상태 중력벡터 산출부로부터 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 차량피치각벡터 산출부는, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부로부터 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출하고,
    상기 차량 피치각 산출부는, 상기 차량피치각벡터 산출부로부터 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치.
  10. 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 차량의 피치각을 검출하는 방법으로서,
    (a) 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서를 통해 차량의 가속도 및 각속도를 각각 측정하는 단계;
    (b) 차량상태 인지부를 통해 상기 단계(a)에서 각각 측정된 가속도 및 각속도를 이용하여 차량의 정차상태, 가속상태 및 주행상태를 판단하는 단계;
    (c) 정차상태 중력벡터 산출부를 통해 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값을 이용하여 정차상태 중력벡터를 산출하는 단계;
    (d) 가속상태 차량가속벡터 산출부를 통해 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값에서 상기 단계(c)에서 산출된 정차상태 중력벡터를 제거하여 차량 가속 벡터를 산출하는 단계;
    (e) 차량피치각벡터 산출부를 통해 상기 단계(d)에서 산출된 차량 가속 벡터를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터를 산출하는 단계; 및
    (f) 차량 피치각 산출부를 통해 상기 단계(e)에서 산출된 차량 피치각 벡터의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, 해당 차량 피치각 벡터를 이용하여 차량 피치각을 산출하는 단계를 포함하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 가속도 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 가속도센서가 서로 직교되도록 X축, Y축, Z축으로 이루어지며, 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 상기 차량상태 인지부로 전송하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 자이로 센서는, 차량에 수평한 상태로 부착된 3개의 자이로 센서가 서로 직교되도록 Ｒx, Ｒy, Ｒz으로 이루어지며, 피치방향으로의 자이로 값을 상기 차량상태 인지부로 전송하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 차량상태 인지부는, 상기 가속상태에서 상기 단계(a)에서 측정된 각속도 값이 기 설정된 값보다 크거나, 상기 (a) 단계에서 측정된 가속도로부터 추정한 이동거리가 기 설정된 거리 이상일 경우 주행상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고,
    상기 단계(c)에서, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 차량상태 인지부는, 상기 단계(a)에서 차량의 진행방향(Y축)과 지면방향(Z축)으로의 가속도 센서 값(Ay, Az)을 제공받아 atan(Ay/Az)을 통해 수평면 대비 기울어진 각도 값을 연산한 후, 상기 연산된 각도 값이 기 설정된 특정시간동안 변화 없이 유지될 경우 정차상태로 판단하고, 상기 정차상태에서 atan(Ay/Az)의 값에 변화가 생길 경우 가속상태로 판단하며,
    상기 단계(c)에서, 상기 정차상태 중력벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 정차상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)을 이용하여 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 산출하며,
    상기 단계(d)에서, 상기 가속상태 차량가속벡터 산출부는, 상기 단계(b)에서 판단된 차량의 가속상태에서 측정된 가속도 센서 값(Ay, Az)에서 상기 단계(c)에서 산출된 정차상태 중력벡터(Gy, Gz)를 제거하여 차량 가속 벡터(Ay-Gy=Vy, Az-Gz=Vz)를 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 단계(e)에서, 상기 차량피치각벡터 산출부는, 상기 단계(d)에서 산출된 차량 가속 벡터(Vy, Vz)를 일정거리 진행하는 동안 계속적으로 합산하여 차량 피치각 벡터(Py, Pz)를 산출하고,
    상기 단계(f)에서, 상기 차량 피치각 산출부는, 상기 단계(e)에서 산출된 차량 피치각 벡터(Py, Pz)의 크기가 기 설정된 임계치보다 클 경우, atan(Pz/Py)을 통해 차량 피치각을 산출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 방법.
KR1020150178593A 2015-12-14 2015-12-14 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법 KR20170070944A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150178593A KR20170070944A (ko) 2015-12-14 2015-12-14 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법
DE102016224464.7A DE102016224464A1 (de) 2015-12-14 2016-12-08 Vorrichtung zur Erfassung eines Fahrzeuglängsneigungswinkels unter Anwendung eines Beschleunigungssensors und eines Kreiselsensors und Verfahren dazu
US15/373,726 US10203259B2 (en) 2015-12-14 2016-12-09 Apparatus for detecting vehicle pitch angle using acceleration sensor and gyro sensor and method therof
CN201611140208.9A CN107014347B (zh) 2015-12-14 2016-12-12 用于检测车辆俯仰角的设备及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150178593A KR20170070944A (ko) 2015-12-14 2015-12-14 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180013624A Division KR102202202B1 (ko) 2018-02-02 2018-02-02 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170070944A true KR20170070944A (ko) 2017-06-23

Family

ID=58773222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150178593A KR20170070944A (ko) 2015-12-14 2015-12-14 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10203259B2 (ko)
KR (1) KR20170070944A (ko)
CN (1) CN107014347B (ko)
DE (1) DE102016224464A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021182810A1 (ko) * 2020-03-09 2021-09-16 삼성전자 주식회사 전자 장치를 이용한 차량 움직임 추정 방법 및 그 전자 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10769793B2 (en) * 2018-04-17 2020-09-08 Baidu Usa Llc Method for pitch angle calibration based on 2D bounding box and its 3D distance for autonomous driving vehicles (ADVs)
CN113183975B (zh) * 2021-05-28 2022-04-05 阿波罗智能技术(北京)有限公司 自动驾驶车辆的控制方法、装置、设备以及存储介质
CN114913713A (zh) * 2022-04-08 2022-08-16 中汽创智科技有限公司 一种具有碰撞风险的车辆的确定方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004286724A (ja) * 2003-01-27 2004-10-14 Denso Corp 車両挙動検出装置、車載処理システム、検出情報較正装置及び車載処理装置
JP4281777B2 (ja) * 2006-10-05 2009-06-17 トヨタ自動車株式会社 傾斜角推定機構を有する移動体
JP4527171B2 (ja) * 2007-05-18 2010-08-18 中菱エンジニアリング株式会社 単一ｇｐｓと慣性データ（加速度，角速度）によるビークル姿勢角の計測方法
CN201697607U (zh) * 2010-06-29 2011-01-05 长安大学 一种车辆姿态预警系统
JP5787649B2 (ja) * 2010-10-26 2015-09-30 株式会社小糸製作所 車両用灯具の制御装置および車両用灯具システム
JP2012096664A (ja) 2010-11-02 2012-05-24 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具の制御装置、車両用灯具システム、および車両用灯具の制御方法
JP2013145168A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Denso Corp 車載用ジャイロの角速度誤差補正装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021182810A1 (ko) * 2020-03-09 2021-09-16 삼성전자 주식회사 전자 장치를 이용한 차량 움직임 추정 방법 및 그 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20170167942A1 (en) 2017-06-15
US10203259B2 (en) 2019-02-12
DE102016224464A1 (de) 2017-06-14
CN107014347B (zh) 2019-12-31
CN107014347A (zh) 2017-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9714034B2 (en) Vehicle control device
CN108238056B (zh) 车载警告设备
CA2987373C (en) Position estimation device and position estimation method
KR102285420B1 (ko) 차량의 순항 제어 시스템 및 그 제어 방법
CN105799617B (zh) 用于确定物体传感器的未对准的方法
CN100408383C (zh) 用于车辆的信息提供设备
US11150649B2 (en) Abnormality detection device
US9045081B2 (en) Device and method for adjusting the headlight range of a motor vehicle
EP2273233B1 (en) Reliability evaluation device, reliability evaluation method, and reliability evaluation program
JP5678873B2 (ja) 車両用前照灯制御装置
US20140163836A1 (en) Apparatus and method for automatically controlling the speed of a vehicle in a speed bump area
KR101911715B1 (ko) 관성 센서를 이용한 운전자 보조 시스템
US20050201593A1 (en) Vehicle state sensing system and vehicle state sensing method
CN112046501A (zh) 自动驾驶装置和方法
CN104865579A (zh) 具有判断检测对象运动状况的功能的车载障碍物检测装置
CN107014347B (zh) 用于检测车辆俯仰角的设备及其方法
JP2008040795A (ja) 車両の運転支援制御装置および方法
JP2000062525A (ja) 車輌用灯具の照射方向制御装置
JP6941178B2 (ja) 自動運転制御装置及び方法
KR20140074343A (ko) 차량의 포지션 데이터의 결정 방법
CN110843786A (zh) 用于确定和显示涉水状况的方法和系统及具有该系统的车辆
JP2007271605A (ja) 加速度推定装置および車両
CN107571858B (zh) 车辆弯道减速方法及装置
KR102202202B1 (ko) 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용한 차량 피치각 검출 장치 및 그 방법
JP6604052B2 (ja) 走路境界推定装置及び走路境界推定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
A107 Divisional application of patent