KR20170139906A - 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량에 구비된 초음파 센서에 기초하여 차량의 중심 좌표계를 기준으로 장애물(포인트)의 위치좌표를 생성하고, 차량의 이동량(조향각, 속도 등)에 상응하게 장애물의 위치좌표를 갱신함으로써, 초음파 센서의 추가 없이도 측면 장애물과의 충돌을 정확도 높게 예측할 수 있도록 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치에 있어서, 차량에 탑재되어 장애물과의 거리를 측정하는 초음파 센서; 초음파 센서에 의해 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환하는 위치좌표 생성부; 및 위치좌표 생성부에 의해 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 관리하는 장애물 맵 관리부를 포함한다.

Description

초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANAGING OBSTACLE MAP USING ULTRASONIC SENSORS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 좌/우측면의 전(Front)/후(Rear)에 구비된 초음파 센서를 기반으로 근거리에 위치한 장애물의 맵을 생성 및 관리하는 기술에 관한 것이다.
운전자 편의 및 안전을 위해 다양한 운전자보조시스템이 개발되고 있다. 그 중에서 운전자가 장애물을 인지하기 어려운 후방 사각지역에서의 차량의 접촉사고를 방지하기 위해, 긴급자동제동시스템(AEB), 후측방경보시스템(BSD), 후방교차차량경보(RCTA) 등 다양한 시스템이 차량에 장착되고 있다.
이러한 시스템은 차량이 도로주행 시에 발생할 수 있는 사고를 예방 또는 회피하기 위하여 개발된 시스템으로서, 도로주행 상황 이외의 주차장, 골목길 등 저속주행하는 상황에서의 근접 장애물에 대한 회피 성능이 제한적이다.
이를 해결하기 위해, 차량의 전후방에 장착된 초음파 센서를 활용해 경보를 해주고 있으나, 측면 장애물에 대한 경보는 하지 않아 근접장애물 미인지 및 차량경로의 예측 미숙으로 접촉사고 및 차량훼손사고가 빈번히 발생하고 있다.
최근, 주차보조시스템(SPAS)을 위해 구비된 12채널 초음파 센서를 기반으로 전방위 근거리 장애물에 대한 충돌경보/제동기능을 제공하는 시스템이 제안되었지만, 측면 센서의 경우 차량의 좌/우측면의 전(Front)/후(Rear)에 구비되기 때문에 차량의 측면 전체를 커버하지 못하는 문제점이 있다.
이에 본 발명에서는 충돌경보 시스템 등에서 측면 센서의 추가 없이 정확도 높게 측면 장애물과의 충돌을 예측할 수 있게 하는 기술에 대해 제안하고자 한다.
대한민국등록특허 제10-1534947호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량에 구비된 초음파 센서에 기초하여 차량의 중심 좌표계를 기준으로 장애물(포인트)의 위치좌표를 생성하고, 차량의 이동량(조향각, 속도 등)에 상응하게 장애물의 위치좌표를 갱신함으로써, 초음파 센서의 추가 없이도 측면 장애물과의 충돌을 정확도 높게 예측할 수 있도록 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 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, 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치에 있어서, 차량에 탑재되어 장애물과의 거리를 측정하는 초음파 센서; 초음파 센서에 의해 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환하는 위치좌표 생성부; 및 위치좌표 생성부에 의해 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 관리하는 장애물 맵 관리부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법에 있어서, 차량의 측면에 탑재된 초음파 센서가 장애물과의 거리를 측정하는 단계; 위치좌표 생성부가 상기 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환하는 단계; 장애물 맵 관리부가 상기 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 저장하는 단계; 정보 수집부가 차량의 거동정보를 수집하는 단계; 및 상기 장애물 맵 관리부가 상기 수집된 거동정보에 기초하여 장애물 맵 상의 장애물의 위치좌표를 갱신하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량에 구비된 초음파 센서에 기초하여 차량의 중심 좌표계를 기준으로 장애물(포인트)의 위치좌표를 생성하고, 차량의 이동량(조향각, 속도 등)에 상응하게 장애물의 위치좌표를 갱신함으로써, 초음파 센서의 추가 없이도 측면 장애물과의 충돌을 정확도 높게 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 차량의 중심 좌표계에 기초하여 거리를 위치좌표로 변환하는 과정을 나타내는 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 거동정보에 기초하여 장애물의 위치좌표를 갱신하는 과정을 나태는 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 장애물의 위치좌표에 대한 신뢰도를 향상시키는 과정을 나타내는 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 장애물 맵에 신규 장애물을 추가하는 과정에 대한 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 장애물 리스트를 소팅하는 과정을 나타내는 일예시도,
도 7 은 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 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 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치는, 초음파 센서(10), 위치좌표 생성부(20), 정보 수집부(30), 장애물 맵 관리부(40), 및 저장부(50)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 초음파 센서(10)는 차량의 좌/우측면의 전(Front)/후(Rear)에 구비되어 장애물(포인트)과의 거리를 측정한다. 일례로, 도 2에 도시된 바와 같이 차량(100)의 우측면 후방(RSR)에 탑재된 초음파 센서에 의해 측정된 거리(dRSR)는 0.3이 된다.
다음으로, 위치좌표 생성부(20)는 차량의 중심 좌표계에 기초하여 초음파 센서(10)에 의해 측정된 장애물과의 거리를 위치좌표로 변환한다.
일례로, 도 2에 도시된 바와 같이 차량(100)은 진행방향을 x축으로 하고 진행방향의 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에 기초하여, 차량(100)의 우측면 후방(RSR)에 탑재된 초음파 센서에 의해 측정된 거리 0.3을 위치좌표로 변환하면 (-0.1, -2.5)가 된다. 이때, 위치좌표 생성부(20)는 기본정보로서 차량제원, 초음파 센서의 장착 위치 등을 사전에 저장하고 있어 각 초음파 센서에서 측정된 거리를 위치좌표로 변환할 수 있다.
다음으로, 정보 수집부(30)는 차량의 조향각(방위각), 차량의 속도(휠 펄스), 변속단 위치(전/후진), 제동량, 가속량 등과 같은 차량의 거동정보를 수집한다.
다음으로, 장애물 맵 관리부(40)는 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 장애물의 위치좌표를 장애물 맵으로서 저장부(50)에 저장한다.
특히, 장애물 맵 관리부(40)는 정보 수집부(30)에 의해 수집된 거동정보에 기초하여 장애물 맵 상의 장애물의 위치좌표를 갱신한다. 즉, 차량(100)의 위치가 변환만큼 장애물의 위치를 변환시키는 것이다.
일례로, 도 3에 도시된 바와 같이 차량(100)이 t1 시점에 제 1 위치에 있다가 t2 시점에 제 2 위치로 이동한 경우, 즉, 차량(100)이 전방으로 일정거리 이동한 경우, 장애물(포인트)(300)의 위치좌표는 (+5.1, -3.2)에서 (-3.1, -3.2)로 갱신된다.
또한, 장애물 맵 관리부(40)는 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표에 기초하여 장애물 맵을 갱신한다. 즉, 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표가 장애물 맵에 존재하는 위치좌표이면 해당 위치좌표의 신뢰도를 향상시키고, 장애물 맵에 존재하지 않는 위치좌표이면 신규 장애물의 위치로 등록한다. 이때, 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표는 유효성 검사가 이루어진, 유효성이 있는 위치좌표가 바람직하다.
일례로, 도 4를 참조하여 신뢰도를 향상시키는 과정에 대해 살펴보기로 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 장애물 맵 상에는 ID가 30인 장애물의 위치와 신뢰도, ID가 31인 장애물의 위치와 신뢰도가 기록되어 있고, 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표 중에 장애물 맵에 이미 등록되어 있는 위치좌표(-0.1, -2.5)가 존재한다. 이 경우, ID가 31인 장애물의 위치좌표에 대한 신뢰도는 54.2%에서 79.2%로 향상된다.
다른 예로, 도 5를 참조하여 신규 장애물을 등록시키는 과정에 대해 살펴보기로 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표 중에 장애물 맵에 존재하지 않는 위치좌표(+3.1, +3.3)가 존재한다. 이 경우, 새로운 ID를 할당하고 장애물 맵에 등록한다. ID가 50인 장애물의 위치좌표(+3.1, +3.3)가 등록된 것을 알 수 있다. 이때, 신뢰도는 초기 설정값(일례로, 30%)이 적용된다. 이렇게 설정된 신뢰도는 시간에 따라 일정 비율로 자동 감소된다. 따라서, 도 4에 설명한 바와 같은 경우에 해당되어 신뢰도가 향상되지 않으면 지속적으로 감소된다. 이러한 모든 처리는 장애물 맵 관리부(40)에 의해 수행된다.
한편, 장애물 맵 관리부(40)는 데이터 자동 삭제 기능을 제공한다. 즉, 관리자에 의해 설정된 제외 신뢰도(σdel)에 기초하여 상기 제외 신뢰도를 초과하지 않는 데이터를 삭제할 수도 있다.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이 제외 신뢰도가 25%인 경우, 21.5%의 신뢰도를 가지는 장애물(ID 30)이 삭제된 것을 알 수 있다.
또한, 장애물 맵 관리부(40)는 소팅(sorting) 기능을 제공한다. 즉, 장애물 맵 관리부(40)는 관리자에 의해 설정된 유효 신뢰도(σthr)에 기초하여 상기 유효 신뢰도를 초과하는 데이터만을 관리자에게 제공할 수도 있다.
일례로, 도 6에 도시된 바와 같이 유효 신뢰도가 70%로 설정된 경우, 관리자에게 제공되는 송출장애물 리스트에서 30%의 신뢰도를 가지는 장애물(ID 50)이 제외된 것을 알 수 있다.
이러한 본 발명은 장애물과의 충돌을 회피하는 시스템, 특히 근거리 저속충돌 회피 시스템에 적용되어 충돌 회피 성능을 높이는데 핵심 요소가 된다.
도 7 은 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 초음파 센서(10)가 장애물과의 거리를 측정한다(701).
이후, 위치좌표 생성부(20)가 초음파 센서(10)에 의해 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환한다(702).
이후, 장애물 맵 관리부(40)가 위치좌표 생성부(20)에 의해 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 저장부(50)에 저장한다(703).
이후, 정보 수집부(30)가 차량의 거동정보를 수집한다(704).
이후, 장애물 맵 관리부(40)가 정부 수집부(30)에 의해 수집된 거동정보에 기초하여 장애물 맵 상의 장애물의 위치좌표를 갱신한다(705).
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 : 초음파 센서
20 : 위치좌표 생성부
30: 정보 수집부
40 : 장애물 맵 관리부
50 : 저장부

Claims (12)

  1. 차량에 탑재되어 장애물과의 거리를 측정하는 초음파 센서;
    초음파 센서에 의해 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환하는 위치좌표 생성부; 및
    위치좌표 생성부에 의해 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 관리하는 장애물 맵 관리부
    를 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    차량의 거동정보를 수집하는 정보 수집부
    를 더 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 정보 수집부에 의해 수집된 거동정보에 기초하여 장애물 맵 상의 장애물의 위치좌표를 갱신하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 위치좌표 생성부에 의해 생성된 위치좌표가 장애물 맵에 존재하는 위치좌표이면, 장애물 맵 내 해당 위치좌표의 신뢰도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 신뢰도를 시간에 비례하여 감소시키는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 신뢰도가 임계치 미만이면 장애물 맵에서 해당 장애물을 삭제하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 신뢰도가 임계치를 초과하는 장애물 리스트를 관리자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부는,
    상기 위치좌표 생성부에 의해 생성된 위치좌표가 장애물 맵에 존재하지 않는 위치좌표이면, 장애물 맵에 신규 장애물의 위치로 등록하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치.
  9. 차량의 측면에 탑재된 초음파 센서가 장애물과의 거리를 측정하는 단계;
    위치좌표 생성부가 상기 측정된 장애물과의 거리를 차량의 중심 좌표계에 기초하여 위치좌표로 변환하는 단계;
    장애물 맵 관리부가 상기 생성된 위치좌표의 리스트를 장애물 맵으로서 저장하는 단계;
    정보 수집부가 차량의 거동정보를 수집하는 단계; 및
    상기 장애물 맵 관리부가 상기 수집된 거동정보에 기초하여 장애물 맵 상의 장애물의 위치좌표를 갱신하는 단계
    를 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 저장 단계는,
    상기 생성된 위치좌표가 장애물 맵에 기 존재하면, 장애물 맵 내 해당 위치좌표의 신뢰도를 향상시키는 단계
    를 더 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부가 상기 신뢰도를 시간에 비례하여 주기적으로 감소시키는 단계; 및
    상기 장애물 맵 관리부가 상기 신뢰도가 임계치 미만이면 장애물 맵에서 해당 장애물을 삭제하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 장애물 맵 관리부가 상기 신뢰도가 임계치를 초과하는 장애물 리스트를 관리자에게 제공하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 방법.
KR1020160072492A 2016-06-10 2016-06-10 초음파 센서를 이용한 장애물 맵 관리 장치 및 그 방법 KR102441047B1 (ko)

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