KR20170080301A - 주차 가이드 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주차 가이드 장치는 주차모드로 진입하면 차량 주위의 주차할 공간을 감지하는 감지 모듈; 상기 감지 모듈이 상기 주차할 공간을 감지하면 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는 램프; 상기 램프 내부에 장착되어, 상기 조사된 광의 일부에서 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동되는 DMD; 상기 감지 모듈을 통해 주차할 공간을 판단하고, 상기 DMD에게 구동 명령 신호를 인가하며, 상기 램프에게 광 조사 명령 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

주차 가이드 장치 및 방법{The Apparatus And Method For Parking Guide}
본 발명은 주차 가이드 장치 및 방법 에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 주차할 수 있는 빈 공간을 자동으로 감지하여 차량의 헤드램프가 상기 빈 공간을 향해 광을 조사하고, 동시에 상기 광의 패턴에 상기 빈 공간을 향해 화살표 표시를 나타내는 주차 가이드 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은, 야간 주행시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 램프를 구비한다.
예를 들어, 전조등 및 안개등 등은 주로 조명 기능을 목적으로 하며, 방향 지시등, 미등, 제동등, 사이드 마커(Side Marker) 등은 주로 신호 기능를 목적으로 하며, 경우에 따라 조명 기능과 신호 기능을 모두 하게 된다. 이 중에서 차량용 전조등은 차량의 주행 방향과 같은 방향으로 광을 조사하여 야간에 운전자의 시야를 확보하는 필수적인 기능을 가지고 있다. 그리고 상기 전조등은, 빛을 멀리 비추어서 시야를 확보하는 하이빔모드와, 빛을 낮게 비추어서 전방을 주행하는 차량의 운전자 및 대항차의 운전자에게 눈부심을 유발하지 않도록 하는 로우빔모드를 제공하고 있다.
또한, 카메라센서 및 컨트롤러를 통해 차량 주변의 상태를 파악하여, 상기 하이빔 모드 및 로우빔 모드로 빛의 패턴이 자동으로 가변되는 헤드램프가 출시되고 있으며, 스티어링 휠의 회전각에 따라 헤드램프의 빛이 조사되는 방향이 가변되어 차량의 주행방향으로 빛을 비출 수 있도록 회전되는 헤드램프도 출시되고 있다.
한편, 상기 헤드램프의 DBL(Dynamic Bend lighting)은 차량의 주행방향으로 광을 조사하는 데 반해, 최근에는 차량의 주향방향에 대해 비스듬히 광을 조사하는 SBL(Static Bend Lighting)을 더 설치하여서, 차량이 교차로에 진입 전에 횡단보도를 비추도록 함으로써, 운전자의 시인성을 넓게 확보하고 보행자의 사고 위험을 줄일 수 있도록 하고 있다.
한국특허등록 제1460724호 한국공개공보 제2008-0109409호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주차할 수 있는 빈 공간을 자동으로 감지하여 차량의 헤드램프가 상기 빈 공간을 향해 광을 조사하고, 동시에 상기 광의 패턴에 상기 빈 공간을 향해 화살표 표시를 나타내는 주차 가이드 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주차 가이드 장치는 주차모드로 진입하면 차량 주위의 주차할 공간을 감지하는 감지 모듈; 상기 감지 모듈이 상기 주차할 공간을 감지하면 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는 램프; 상기 램프 내부에 장착되어, 상기 조사된 광의 일부에서 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동되는 DMD; 상기 감지 모듈을 통해 주차할 공간을 판단하고, 상기 DMD에게 구동 명령 신호를 인가하며, 상기 램프에게 광 조사 명령 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주차 가이드 방법은 차량이 주차모드로 진입하는 단계; 감지 모듈이 차량 주위의 주차할 공간을 감지하는 단계; 제어 유닛이 상기 감지 모듈을 통해 주차할 공간을 판단하는 단계; 상기 제어 유닛이 램프에게는 광 조사 명령 신호를 인가하고, DMD에게는 구동 명령 신호를 인가하는 단계; 상기 램프가 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는 단계; 상기 램프 내부에 장착된 DMD가 상기 조사된 광의 일부에서 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동되는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
차량의 주차를 위해 서행하면서 주차할 수 있는 빈 공간을 자동으로 감지할 수 있다. 그리고 차량의 헤드램프가 상기 빈 공간을 향해 광을 조사하고, 동시에 상기 광의 패턴에 상기 빈 공간을 향해 화살표 표시를 나타낼 수 있다.
그럼으로써 야간의 경우, 특히 실외에서 조명이 부족한 경우에도 운전자가 원거리에서 주차할 공간을 용이하게 인지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다(LIDAR)의 기본 원리를 나타낸 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 DBL(Dynamic Bend Lighting) 및 SBL(Static Bend Lighting)이 차량(3)의 전방을 향해 점등된 모습을 나타낸 개략도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD(14)(Digital Micro-mirror Device)의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 미러(141)(Micro-mirror)에 전압을 인가(On) 또는 차단(Off)한 상태를 나타낸 개략도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)가 설치된 차량(3)이 주차할 공간을 감지하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)가 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간을 판단한 경우 광이 조사되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD(14)가 전자 제어 유닛(ECU)(12)로부터 구동 명령 신호를 인가받은 모습을 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 방법을 나타낸 흐름도이다.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
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.
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 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 주차할 공간을 감지하는 감지 모듈(11), 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는 램프(13), 상기 램프(13)에 포함되어 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동되는 DMD(14)(Digital Micro-mirror Device), 감지 모듈(11)로부터 신호를 인가받아 램프(13)에 포함된 광원부(131)와 DMD(14)에 동작 신호를 보내는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)(12)을 포함한다.
감지 모듈(11)은 차량(3)의 정면부 또는 측면부에 설치되어 주차할 빈 공간을 감지한다. 차량(3)이 주차모드로 진입하게 되면 차량(3)이 속력을 낮추고 서행하게 된다. 별도의 입력부가 존재하여 운전자가 직접 주차모드로 진입한다는 입력을 수행함으로써 주차모드로 진입할 수도 있지만, 자동차가 일정 범위의 속력으로 서행하는 경우에 자동으로 주차모드로 진입하도록 설정될 수도 있다. 이 때 감지 모듈(11)은 차량(3)의 양 측방과 전방으로부터 주차할 수 있는 빈 공간을 감지하게 된다. 감지 모듈(11)로는 일반적인 센서를 사용할 수 있으나 카메라와 같은 비전 센서를 사용할 수도 있다.
만약 감지 모듈(11)로 센서를 사용한다면, 초음파를 이용한 레이더(RADAR) 센서, 레이저를 이용한 라이다(LIDAR) 센서 등 원거리 물체 감지 센서를 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다.
만약 감지 모듈(11)로 카메라와 같은 비전(Vision) 센서를 사용할 수 있다. 비전은 기계에 시각과 판단 기능을 부여한 것으로 이미지 센서를 이용하여 영상을 촬영함으로써, 하드웨어와 소프트웨어의 시스템이 대상 물체를 인지하고 판단하는 기능을 하는 것이다. 비전은 3차원 공간은 2차원 영상정보로 변환하므로 단독으로는 거리측정이 어렵지만, 촬영한 영상에서 대상을 인식하고 추출하는 능력이 뛰어나다. 따라서 거리를 측정하기 위해서는 추가적인 센서나 스테레오 카메라를 설치하는 것이 필요하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 모듈(11)은 라이다 센서인 것으로 설명한다. 그러나 본 발명의 모든 실시예에 따른 감지 모듈(11)은 이에 제한되지 않고 주차할 공간을 감지할 수 있다면 다양한 모듈을 사용할 수 있다. 라이다에 대한 자세한 설명은 후술한다.
램프(13)는 감지 모듈(11)이 감지한 상기 주차할 빈 공간을 향해 광을 조사한다. 차량(3)에 설치되는 램프(13)는 다양한 종류가 있으나, 운전자가 램프(13)에서 조사되는 광을 보며 주차할 공간을 인지할 수 있어야 한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)는 차량(3)의 전방 또는 측방에 배치된다. 램프(13)는 차량(3)의 전방에 설치된 헤드램프일 수 있으며, 상기 헤드램프 가운데 차량(3)의 주행 방향과 같은 방향으로 광을 조사하는 DBL(Dynamic Bend Lighting) 또는 차량(3)의 주행 방향에 대해 비스듬히 광을 조사하는 SBL(Static Bend Lighting)일 수도 있다.
일반적으로 차량(3)이 주차를 하기 위해서는 주차장 내에서 속력을 낮추고 서행한다. 그리고 운전자는 주위를 살피며 주차할 공간을 찾는다. 그러나 야간의 경우, 특히 실외에서 조명이 부족한 경우에는 운전자가 원거리에서 주차할 공간을 바로 인지하는 것이 용이하지 않다. 그리고 주차할 공간은 일반적으로 차량(3)의 전방 보다 차량(3)의 전측방에 위치하여 운전자가 곧바로 감지하지 못할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)는 차량(3)의 전방 좌, 우측에 배치되는 SBL(Static Bend Lighting)인 것이 바람직하다. SBL에 대한 자세한 설명은 후술한다.
DMD(14)(Digital Micro-mirror Device)는 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동된다. DMD(14)는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용해서 형성된 장치로써, 단일의 기판상에 광학 소자의 일종인 복수의 마이크로 미러(Micro-mirror)(141)가 매트릭스상에 배열된 이차원 화상 형성 장치이다. 램프(13)에 포함된 광원부(131)로부터 조사된 광이 DMD(14)의 반사면에 의해 반사됨으로써 광로가 변경된다. 그러나, 복수의 마이크로 미러(141)의 반사각이 각각 상이하므로 렌즈(133)로 투과되는 광과 투과되지 않는 광이 존재한다. 이러한 방법을 이용하여 렌즈(133) 외부로 투과된 광의 패턴에 특별한 표시를 하는 것이 가능하다. DMD(14)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
전자 제어 유닛(ECU)(12)은 차량(3)에 탑재된 각종 센서의 입력을 수신하고, 차량(3)의 구동을 전체적으로 제어한다. 감지 모듈(11)이 전자 제어 유닛(ECU)(12)에 주기적으로 신호를 보낸다. 감지 모듈(11)에 의해 빈 공간이 감지되면, 전자 제어 유닛(ECU)(12)이 이를 계산하여 주차할 수 있는 빈 공간인지 판단한다. 상기 빈 공간이 주차할 수 있는 것으로 판단되면, 전자 제어 유닛(ECU)(12)은 상기 광원부(131)와 DMD(14)에 각각 명령 신호를 인가한다. 구체적으로, 광원부(131)에는 광을 조사하도록 광 조사 명령 신호를 인가하고, DMD(14)에는 상기 광의 패턴에 특별한 표시를 하도록 액츄에이터(142)를 구동시키는 구동 명령 신호를 인가한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 특별한 표시는 화살표인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다(LIDAR)의 기본 원리를 나타낸 참고도이다.
라이다(LIght Detection And Ranging,　LIDAR,　레이저 레이더)는 레이저　펄스를 쏘고 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 대상 물체(2)의 위치좌표를 측정하는　레이더　시스템이다.　라이다는 물체(2) 판별 정확성은 다소 떨어지나, 높은 에너지 밀도와 짧은 주기의 펄스 신호를 생성할 수 있는 능력을 활용하여 보다 정밀한 대기 중의 물성 관측 및 거리 측정 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 만약 라이다(LIDAR) 센서를 사용한다면, 레이저를 차량(3) 외부에 쏘면 레이저가 차량(3) 외부의 물체(2)에 부딪혀 반사된다. 이 반사파를 수신하여 외부의 물체(2)가 존재하는 거리, 위치, 나아가 상기 물체(2)의 물성까지도 판단할 수 있다.
라이다(LIDAR)의 구성은 분야에 따라 다양하게 구성되지만 기본적인 구성은 도 2에 도시된 바와 같이 레이저를 발생하여 스캔하려는 영역에 레이저를 송신하는 레이저 송신부(111), 반사되어 되돌아오는 상기 송신한 레이저를 검출하는 레이저 검출부(112), 레이저 송신부(111)와 레이저 검출부(112)로 송수신되는 레이저를 굴절시켜 진행방향을 조절하는 렌즈(113)로 구성된다. 라이다는 신호 및 데이터의 송수신 및 처리하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다는 차량(3)에 설치되므로, 상기 제어부의 역할은 전자 제어 유닛(ECU)(12)이 수행한다.
라이다는 레이저 신호의 변조 방법에 따라 time-of-flight(TOF) 방식과 phase-shift 방식으로 구분될 수 있다. TOF 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 송신부(111)가 레이저 펄스 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체(2)들로부터의 반사 펄스 신호들이 레이저 검출부(112)에 도착하는 시간을 측정함으로써 거리를 계산하는 방식이다. Phase-shift 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 신호의 위상 변화량을 측정하여 시간 및 거리를 계산하는 방식이다.
레이저 광원은 250nm부터 11μm까지의 파장 영역에서 특정 파장을 가지거나 파장이 가변될 수도 있으며, 최근에는 소형, 저전력을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드가 많이 사용된다. 레이저의 파장은 대기, 구름, 비 등에 대한 투과성과 안구보호에 직접적인 영향을 주므로 사용 분야에 따라 파장의 선택이 중요하다. 광 스캐너의 성능을 결정하는 데에 있어서 기본적으로 레이저 출력, 파장, 스펙트럼 특성, 펄스 폭 및 모양뿐만 아니라 수신기의 수신감도 및 다이내믹 레인지, 그리고 광학필터 및 렌즈(113)의 특성 또한 주요 요인이다. 이와 함께 수신기의 측정 각도를 나타내는 Field Of View(FOV), 측정 범위를 선택하기 위한 Field Stop, 레이저빔과 수신기의 FOV overlap 특성 등도 중요한 요소이다.
기존의 라이다 기술들은 기상 관측 및 거리 측정을 목적으로 주로 연구되었으며, 최근에는 위성에서의 기상관측, 무인 로봇 센서 및 3차원 영상 모델링을 위한 기술들이 연구되고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)의 구조를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)는 광을 방출하는 광원부(131), 상기 광원부(131)로부터 방출된 광을 반사시키는 적어도 하나의 리플렉터(132), 상기 리플렉터(132)에 의해 반사된 광을 차량(3)의 외부로 조사하는 렌즈(133), 상기 광이 노면에 투영되면 상기 광의 패턴에 특별한 표시를 하는 DMD(14)를 포함한다.
광원부(131)는 광을 방출하는 역할을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(131)는 LED(Light Emitting Diode)를 사용한다. LED는 사람의 눈에 피로감을 적게 주고, 전력 소모량도 적으며, 사이즈를 최소화할 수 있어 디자인 자유도가 크다는 장점이 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, LD(Laser Diode), 벌브 타입의 램프(13)가 광원으로 사용될 수도 있다. 벌브 타입의 램프(13)로는 할로겐 램프, HID(High Intensity Discharge) 램프 등이 사용될 수 있다. 또한, 광원은 필요로 하는 광량을 만족하기 위하여 복수로 이루어질 수 있으며, 복수개의 광원의 배치는 다양하게 변경될 수 있다.
리플렉터(132)는 광원부(131)로부터 방출된 광을 리플렉터(132)의 전방에 위치한 렌즈(133)를 향해 반사한다. 리플렉터(132)는 광원부(131)에서 방출된 빛을 반사하는 반사면을 포함한다. 반사면은 알루미늄, 크롬 등과 같은 반사율이 높은 재질이 증착 공정을 통해 형성된 반사층을 포함할 수 있다. 램프(13)는 하나의 리플렉터(132)를 포함할 수 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 리플렉터(132)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리플렉터(132)는 두 개인 것이 바람직하다. 이 때, 광원부(131)의 상부에 위치하는 리플렉터(132)를 제1 리플렉터(132a), 광원부(131)의 하부에 위치하는 리플렉터(132)를 제2 리플렉터(132b)라 지칭한다.
렌즈(133)는 광원부(131)로부터 방출된 광을 차량(3)의 외부로 조사하는 역할을 한다. 광원으로부터 방출된 광은 상기 리플렉터(132) 또는 DMD(14)에 의해 반사된 후 렌즈(133)를 투사한다. 그리고 차량(3)의 외부로 조사되어 노면에 투영될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 렌즈(133)는 비구면 렌즈(133)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 구면 렌즈(133)를 비롯하여 다양한 종류의 렌즈(133)로 이루어질 수 있다.
DMD(14)는 상기 하나의 리플렉터(132)의 일단에 연결되어, 상기 광원부(131)로부터 조사된 광을 반사한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD(14)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 리플렉터(132b)의 일단에 연결될 수 있으며, DMD(14)는 제2 리플렉터(132b)에 구속되지 않아 자유롭게 회동할 수 있다.
광원부(131)에서 방출된 광의 일부는 제2 리플렉터(132b)로 입사한다. 제2 리플렉터(132b)로 입사한 광은 제2 리플렉터(132b)에 의해 반사된다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 곧바로 렌즈(133)를 투과하여 차량(3)의 외부로 조사된다. 광원부(131)에서 방출된 광의 나머지 일부는 제1 리플렉터(132a)로 입사한다. 제1 리플렉터(132a)로 입사한 광은 제1 리플렉터(132a)에 의해 반사된다. 그리고 제1 리플렉터(132a)에 의해 반사된 광의 일부는 곧바로 렌즈(133)를 투과하여 차량(3)의 외부로 조사된다. 제1 리플렉터(132a)에 의해 반사된 광의 나머지 일부는 도 3에 도시된 바와 같이, DMD(14)로 입사한다. DMD(14)로 입사한 광은 DMD(14)에 의해 반사된다. 그 후에 렌즈(133)를 투과하여 차량(3)의 외부로 조사된다. 상기 제1 및 제2 리플렉터(132a, 132b)에 의해 반사된 후 곧바로 렌즈(133)를 투과한 광은 차량(3)의 외부로 조사되어 노면에 투영된다. 그러나, DMD(14)에 의해 반사된 후 렌즈(133)를 투과한 광은 하기 기술할 바, 상기 투영된 광의 패턴에 특별한 표시를 하게 된다. 상기 특별한 표시를 하는 방법에 대한 자세한 설명은 후술한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 DBL(Dynamic Bend Lighting) 및 SBL(Static Bend Lighting)이 차량(3)의 전방을 향해 점등된 모습을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량(3)의 전방 좌, 우측에는 각각 헤드램프가 설치된다. 헤드램프는 차량(3)의 주행방향으로 광을 조사하는 DBL(Dynamic Bend Lighting)과, 차량(3)의 주행방향에 대해 비스듬히 광을 조사하는 SBL(Static Bend Lighting)을 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DBL에 의하여 노면에 투영된 광은 D와 같고 SBL에 의하여 노면에 투영된 빛은 S와 같다.
헤드램프는 차량(3)의 전방 좌, 우측에 각각 하나씩 설치된다. 따라서, SBL 또한 차량(3)의 전방 좌, 우측에 각각 하나씩 배치되어서, 좌측에 설치된 SBL은 차량(3)의 주행방향에 대해 좌측으로 비스듬히 광을 조사하고, 우측에 설치된 SBL은 차량(3)의 주행방향에 대해 우측으로 비스듬히 광을 조사하게 된다.
일반적으로 SBL은 도 4에 도시된 바와 같이, 차량(3)이 교차로 또는 좌, 우회전도로에 진입하기 전에 미리 점등되어, 교차로에서 기존의 DBL이 조사하지 못하는 영역을 비춰준다. AFLS(Adaptive Front Lighting System) 헤드램프의 한 가지 모드이다. 이러한 SBL이 구현되면, 교차로 또는 좌, 우회전도로에서 DBL도 비춰주지 못하는 빛의 사각지역에 대해 약 10m 이상 비춰주는 효과가 있다. 따라서 SBL이 횡단보도를 건너는 사람들이나 동물, 인도에 있는 사람이나 물체(2)를 비춰주어 운전자의 안전운행에 도움을 줄 수 있게 된다. 이러한 SBL을 구현하기 위해서는 헤드램프에는 별도의 반사면과 광원을 추가하여야 한다. 즉, 헤드램프의 DBL으로는 곡선로에서의 시인성을 확보하고, 헤드램프의 인보드(Inboard) 측에 별도로 구성된 반사 거울(MFR)과 별도의 광원을 장착함으로써, 교차로에서 운전자의 시인성을 확보하는 작용을 구현하게 된다.
상기 기술한 바, 주차할 공간은 일반적으로 운전자의 전방보다 운전자의 전방 좌, 우측에 위치하여 운전자가 곧바로 감지하지 못할 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 램프(13)는 차량(3)의 전방 좌, 우측에 배치되는 SBL(Static Bend Lighting)인 것이 바람직하다. 따라서, 광이 조사되면 노면에 일정한 표시를 하는 DMD(14)는 SBL에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SBL은, 차량(3)이 일반적인 주행모드인 경우에는 상기 기술한 바와 같이 차량(3)이 교차로 또는 좌, 우회전도로에서 차량(3)을 좌, 우회전하면 자동으로 해당 방향을 향해 광을 조사하는 역할을 한다. 그러나, 차량(3)이 주차모드로 진입하는 경우에는 주차할 수 있는 빈 공간을 향해 광을 조사하는 역할을 한다. 즉, 차량(3)의 주행모드 또는 주차모드 여부에 따라 SBL의 역할이 달라지게 된다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD(Digital Micro-mirror Device)(14)의 사시도이다.
DMD(Digital Micro-mirror Device)(14)는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용해서 형성된 장치로써, 단일의 기판상에 광학 소자의 일종인 복수의 마이크로 미러(Micro-mirror)(141)가 매트릭스상에 배열된 이차원 화상 형성 장치이다. DMD(14)는 도 5에 도시된 바와 같이, DMD(14)로 입사된 광의 광로를 변환시키는 복수개의 마이크로 미러(141)와, 복수개의 마이크로 미러(141)의 각 하부에 설치되어 상기 마이크로 미러(141)를 각각 소정 각도로 회동시키는 액츄에이터(142)로 구성된다.
복수의 마이크로 미러(141)의 배열에 의해서, DMD(14)의 전면에는 광원부(131)로부터 조사된 광을 반사하는 반사면이 형성된다. DMD(14)의 반사면은 해상도에 따라 상응하는 수만큼의 마이크로 미러(141)로 구성된다. 즉, 마이크로 미러(141) 하나가 반사면으로부터 반사된 광의 화소(Pixel) 하나에 대응된다. 일반적으로 반사면은 대략 1만 내지 130만개의 마이크로 미러(141)에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
복수의 마이크로 미러(141)는 각각 액츄에이터(142)에 의해 회전축을 중심으로 회동된다. 그리고 전자 제어 유닛(ECU)(12)이 액츄에이터(142)에 개별적으로 전압을 인가(On) 또는 차단(Off)하여 마이크로 미러(141)가 각각 회동하게 된다. 그럼으로써 DMD(14)는 빔 패턴을 가변시켜 다양한 빔 패턴 및 차량 정보(방향 신호, 턴 신호, 비상 신호, 차속 등의 심볼)를 노면에 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 미러(Micro-mirror)(141)에 전압을 인가(On) 또는 차단(Off)한 상태를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 전압이 인가(On)된 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(142)는 마이크로 미러(141)가 Z축을 중심으로 일 방향으로 θ°만큼 회동하도록 구동시킨다. 그러면 리플렉터(132)에서 반사되어 마이크로 미러(141)로 입사된 입사광은 상기 반사면에 의해 반사되어 렌즈(133)로 입사한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 전압이 차단(Off)된 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(142)는 마이크로 미러(141)가 Z축을 중심으로 타 방향으로 θ°만큼 회동하도록 구동시킨다. 그러면 리플렉터(132)에서 반사되어 마이크로 미러(141)로 입사된 입사광이 렌즈(133)로 입사하지 않고 무효 빛이 된다. 따라서 해당 차량(3)의 외부로 조사되는 광량이 없게 한다.
이러한 방법을 이용하여, 도 6에 도시된 바와 같이 노면에 방향을 나타내는 화살표가 표시될 때, 검은 색으로 나타난 부분은 전압이 차단(Off)된 마이크로 미러(141)에 의해 표시된 것이고, 그 주변의 밝은 부분은 전압이 인가(On)된 마이크로 미러(141)에 의해 표시된 것이다. 다만 이에 제한되지 않고, 검은 색으로 나타난 부분은 전압이 인가(On)된 마이크로 미러(141)에 의해 표시된 것이고, 그 주변의 밝은 부분은 전압이 차단(Off)된 마이크로 미러(141)에 의해 표시된 것일 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)가 설치된 차량(3)이 주차할 공간을 감지하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 운전자가 주차할 공간을 찾게 되면, 주차장에서 여러 차량(3)이 주차되어 있는 주위를 서행하게 된다. 그리고 여러 차량(3)이 주차되어 있는 방식도, 도 7에 도시된 바와 같이 일렬로 주차될 수도 있으나, 도 8에 도시된 바와 같이 나란히 주차될 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 우선 차량(3)에 설치된 감지 모듈(11)로 차량(3)의 전방 좌, 우측에 존재하는 물체(2)와의 거리를 실시간으로 측정한다. 어느 일정 영역의 거리(L4) 가 주위에서 측정된 거리 L1및 L2보다 긴 것으로 측정되면, 차량(3)은 상기 거리 L1 및 L2로 측정된 물체(2)들 사이에 빈 공간이 존재하는 것을 인지한다. 그리고 상기 일정 영역의 길이와 폭을 계산한다.
상기 일정 영역의 폭을 계산하기 위해, 우선 상기 거리 L1 및 L2를 측정한 각도를 각각 계산한다. 이를 이용하여 상기 거리 L1, L2 및 L4를 측정한 물체(2)들과 차량(3)으로부터의 수직 거리를 계산한다. 상기 수직 거리는 거리 L1 및 L2와 상기 측정한 각각의 각도를 이용하여 코사인값을 계산함으로써 구할 수 있다. 거리 L1 및 L2를 측정한 물체(2)들은, 차량(3)으로부터의 수직 거리가 대략 유사할 것이고, 거리 L4를 측정한 물체(2)들은, 차량(3)으로부터의 수직 거리가 상기 거리 L1 및 L2를 측정한 물체(2)들보다 길 것이다. 이러한 차량(3)으로부터의 수직 거리 차이가 상기 일정 영역의 폭이다.
한편, 상기 일정 영역의 길이(L3)도 계산하여야 한다. 길이를 측정하기 위해서, 거리 L1 및 L2와, 상기 거리 L1 및 L2 사이의 각도를 이용한다. 상기 거리 L1 및 L2 사이의 각도가 α 라면, 제2 코사인 법칙에 의해 상기 일정 영역의 길이(L3)는 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간으로 판단되면, 전자 제어 유닛(ECU)(12)은 SBL의 광원부(131)에는 광을 조사하도록 광 조사 명령 신호를 인가하고, DMD(14)에는 상기 광의 패턴에 특별한 표시를 하도록 액츄에이터(142)를 구동시키는 구동 명령 신호를 인가한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 주위의 차량(3)이 나란히 주차된 경우에도 주차할 공간을 감지할 수 있다. 우선 차량(3)에 설치된 감지 모듈(11)로 차량(3)의 전방 좌, 우측에 존재하는 물체(2)와의 거리를 실시간으로 측정한다. 어느 일정 영역의 거리(L8) 가 주위에서 측정된 거리 L5 및 L6보다 긴 것으로 측정되면, 차량(3)은 상기 거리 L5 및 L6으로 측정된 물체(2)들 사이에 빈 공간이 존재하는 것을 인지한다. 그리고 상기 일정 영역의 길이와 폭을 계산한다.
상기 일정 영역의 폭을 계산하기 위해, 우선 상기 거리 L5 및 L6을 측정한 각도를 각각 계산한다. 이를 이용하여 상기 거리 L5, L6 및 L8 을 측정한 물체(2)들과 차량(3)으로부터의 수직 거리를 계산한다. 상기 수직 거리는 거리 L5 및 L6와 상기 측정한 각각의 각도를 이용하여 코사인값을 계산함으로써 구할 수 있다. 거리 L5 및 L6을 측정한 물체(2)들은, 차량(3)으로부터의 수직 거리가 대략 유사할 것이고, 거리 을 측정한 물체(2)들은, 차량(3)으로부터의 수직 거리가 상기 거리 및 을 측정한 물체(2)들보다 길 것이다. 이러한 차량(3)으로부터의 수직 거리 차이가 상기 일정 영역의 폭이다.
한편, 상기 일정 영역의 길이(L7)도 계산하여야 한다. 길이를 측정하기 위해서, 거리 L5 및 L6과, 상기 거리 L5 및 L6 사이의 각도를 이용한다. 상기 거리 L5 및 L6 사이의 각도가 β 라면, 제2 코사인 법칙에 의해 상기 일정 영역의 길이(L7)는 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
상기 계산된 일정 영역의 폭이 차량(3)의 전장보다 더 긴 것으로 계산이 되고, 동시에 상기 계산된 일정 영역의 길이(L7)가 차량(3)의 폭(차량(3)의 전폭과 사이드 미러 길이의 합)보다 더 긴 것으로 계산이 되면, 상기 인지한 빈 공간은 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간으로 판단한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 장치(1)가 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간을 판단한 경우 광이 조사되는 모습을 나타낸 개략도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 DMD(14)가 전자 제어 유닛(ECU)(12)로부터 구동 명령 신호를 인가받은 모습을 나타낸 개략도이다.
상기 일정 영역의 길이와 폭을 계산하여 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간으로 판단되면, 전자 제어 유닛(ECU)(12)은 SBL의 광원부(131)에는 광을 조사하도록 광 조사 명령 신호를 인가하고, DMD(14)에는 상기 광의 패턴에 특별한 표시를 하도록 액츄에이터(142)를 구동시키는 구동 명령 신호를 인가한다. 도 9에 도시된 바와 같이 차량(3)의 SBL에서는 차량(3)의 진행방향에 대해 비스듬히 광이 조사되고, 상기 조사된 광이 노면에 투영될 때 DMD(14)에 의해 화살표의 무늬가 노면에 표시된다. 그리고 상기 화살표의 방향은 상기 판단된 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간을 향한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 노면에 방향을 나타내는 화살표가 표시될 때, DMD(14)에 포함된 마이크로 미러(141) 또한 상기 화살표의 무늬에 대응되도록 구동된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 화살표의 무늬에 대응되는 마이크로 미러(141)는 전압이 차단(Off)된다. 따라서 리플렉터(132)에서 반사되어 마이크로 미러(141)로 입사된 입사광이 렌즈(133)로 입사하지 않고 무효 빛이 된다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 화살표의 무늬를 제외한 배경에 대응되는 마이크로 미러(141)는 전압이 인가(On)된다. 따라서 리플렉터(132)에서 반사되어 마이크로 미러(141)로 입사된 입사광은 상기 반사면에 의해 반사되어 렌즈(133)로 입사한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 가이드 방법을 나타낸 흐름도이다.
운전자가 차량(3)을 주행하는 도중(S1101)에는 주행모드를 유지한다(S1102). 그러나 주차가 필요한 경우로 판단된 경우(S1103)에는 주차모드로 진입하게 된다(S1104). 이 때 본 발명의 일 실시예에 따른 SBL은, 차량(3)이 일반적인 주행모드인 경우에는 상기 기술한 바와 같이 차량(3)이 교차로 또는 좌, 우회전도로에서 차량(3)을 좌, 우회전하면 자동으로 해당 방향을 향해 광을 조사하는 역할을 한다. 그러나, 차량(3)이 주차모드로 진입하는 경우에는 주차할 수 있는 빈 공간을 향해 광을 조사하는 역할을 한다. 즉, 차량(3)의 주행모드 또는 주차모드 여부에 따라 SBL의 역할이 달라지게 된다. 주차모드로 진입한 후에는 감지 모듈(11)이 차량(3)이 주차할 수 있는 빈 공간을 찾는다(S1105). 그리고 감지 모듈(11)에 의해 빈 공간이 감지되면(S1106), 전자 제어 유닛(ECU)(12)이 이를 계산하여 주차할 수 있는 빈 공간인지 판단한다. 상기 빈 공간이 주차할 수 있는 것으로 판단되면, 전자 제어 유닛(ECU)(12)은 상기 광원부(131)와 DMD(14)에 각각 명령 신호를 인가한다(S1107). 구체적으로, 광원부(131)에는 광을 조사하도록 광 조사 명령 신호를 인가하고, DMD(14)에는 상기 광이 노면에 투영되면 광의 패턴에 특별한 표시를 하도록 액츄에이터(142)를 구동시키는 구동 명령 신호를 인가한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 특별한 표시는 화살표인 것이 바람직하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 주차 가이드 장치 2: 물체
3: 차량 11: 감지 모듈
12: 전자 제어 유닛(ECU) 13: 램프
14: DMD 111: 레이저 송신부
112: 레이저 검출부 113: 렌즈
131: 광원부 132: 리플렉터
132a: 제1 리플렉터 132b: 제2 리플렉터
133: 렌즈 141: 마이크로 미러
142: 액츄에이터

Claims (11)

  1. 주차모드로 진입하면 차량 주위의 주차할 공간을 감지하는 감지 모듈;
    상기 감지 모듈이 상기 주차할 공간을 감지하면 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는 램프;
    상기 램프 내부에 장착되어, 상기 조사된 광의 일부에서 상기 주차할 공간을 표시하도록 구동되는 미러부재;
    상기 감지 모듈을 통해 주차할 공간을 판단하고, 상기 미러부재에게 구동 명령 신호를 인가하며, 상기 램프에게 광 조사 명령 신호를 인가하는 제어 유닛을 포함하는 주차 가이드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 램프는,
    차량의 헤드 램프의 측면에 배치되어 차량이 좌, 우회전시 회전 방향으로 전등되는 SBL인, 주차 가이드 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지 모듈은,
    원거리 물체 감지 센서인, 주차 가이드 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지 모듈은,
    레이저를 이용하여 물체를 감지하는 라이다(LIDAR)인, 주차 가이드 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 SBL은,
    주행모드인 경우에는 주행 도중 차량이 좌, 우회전시 회전 방향으로 점등되고, 상기 주차모드로 진입하는 경우에는 상기 주차할 공간을 향해 광을 조사하는, 주차 가이드 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감지 모듈에 의해서 기준되는 두 차량을 감지하고,
    두 차량에 의해 전달되는 시간보다 크면 주차공간으로 판단하는 주차 가이드 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미러부재는,
    상기 조사된 광의 일부에서 상기 주차할 공간을 화살표 모양으로 표시하도록 구동되는, 주차 가이드 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 SBL은,
    광원, 렌즈, 광원에 의한 광을 반사하는 적어도 하나의 리플렉터; 및
    상기 적어도 하나의 리플렉터에 의한 반사광을 렌즈로 굴절시키는 보조 리플렉터를 포함하되,
    상기 보조 리플렉터는,
    DMD로 형성된, 주차 가이드 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 감지 모듈이 상기 주차할 공간을 형성하는 사물들과 상기 차량의 거리를 각각 감지하면,
    상기 거리들을 기초로 상기 주차할 공간에 주차할 수 있는지 여부를 계산하여 판단하는, 주차 가이드 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리플렉터는
    상기 광원의 광축에 대해 상측에 배치되는 제1 리플렉터와,
    상기 광원의 광축에 대해 하측에 배치되는 제2 리플렉터를 포함하며,
    상기 제1리플렉터에 의한 반사광은,
    DMD로 반사되며,
    상기 DMD로 반사된 광 중 일부는 렌즈로 조사하고, 다른 일부는 렌즈를 조사하지 않는 방향으로 반사시키는, 주차 가이드 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 리플렉터에 의한 반사광은 렌즈로 직접 투과되는 주차 가이드 장치.
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