KR20190073847A

KR20190073847A - 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20190073847A
Application number: KR1020170175051A
Authority: KR
Inventors: 서영선; 박남숙; 박종민; 공낙경
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한국오므론전장주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-27
Also published as: US10773743B2; KR102019568B1; US20190185039A1; EP3501949A1; EP3501949B1; CN109941287A

Abstract

본 발명은 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 자율 주행 도중, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 수동모드로 전환할 수 있는 효과가 있다.

Description

자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법{GRIP DETECTION SYSTEM AND METHOD OF STEERING WHEEL FOR AUTONOMOUS VEHICLE}

본 발명은 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량을 자율 주행하는 도중, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 수동모드로 전환할 수 있도록 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자율주행 자동차는 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 자동차를 말한다. 최근에는 이러한 자율주행 자동차가 교통사고를 줄이고, 교통 효율성을 높이며，연료를 절감하고，운전을 대신해 줌으로써 편의를 증대시킬 수 있는 미래 개인 교통수단으로 주목 받고 있다.

이러한 자율주행 자동차는 아직까지는 인간이 정상적으로 운전하는 것처럼 완벽하지 않아, 부분적으로 돌발 상황이 발생할 수 있다. 예를 들면, 카메라 센서 전원이 불안정하여 입력이 일정 시간 동안 들어오지 않을 수도 있고 레이저 센서 표면에 나뭇잎 등의 물체가 붙어서 정보 취득에 실패할 수도 있다. 이러한 돌발 상황이 발생되는 경우, 자율주행 자동차는 즉시 차량 제어권을 운전자에게 전환하여, 운전자의 안전을 보장하도록 해야 한다.

이에 따라, 자율주행 자동차는 자율 주행 도중 주기적으로 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지 여부를 체크해야 한다. 즉, 돌발 상황이 발생되었는데, 운전자가 잠을 자고 있거나, 뒤를 돌아보고 있으면, 차량 제어권을 운전자에게 빠르게 전환할 수 없으므로, 자율주행 자동차는 주기적으로 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지를 체크하여, 돌발상황 발생 시 운전자에 차량 제어권을 신속하게 전환하도록 대비해야 한다.

그러나 종래의 자율주행 시스템은 돌발 상황이 발생된 후, 운전자가 스티어링 휠을 파지하도록 유도하는 기능이 대부분인데, 만일 운전자가 잠을 자고 있다면, 돌발 상황에 신속하게 대처할 수 없어, 교통사고를 유발하는 문제점이 있다.

국내등록특허 제10-1470190호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자율 주행 도중, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 수동모드로 전환할 수 있도록 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량을 자율 주행하는 자율주행부; 차량의 스티어링 휠에 장착되며 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 정젼용량 변화를 감지하는 접촉감지센서; 상기 접촉감지센서로부터 상기 정젼용량 변화를 전달받으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상기 접촉감지센서로부터 상기 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하여 경고신호를 생성하는 제어부; 및 상기 경고신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 접촉감지센서는: 차량의 스티어링 휠의 내부 둘레를 따라 형성되며 정전용량을 형성하는 전극; 및 상기 전극에 적층되며 상기 전극이 형성하는 정전용량을 증폭시키는 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 유전체는 카본 마이크로 코일(CMC: Carbon Micro Coil) 또는 카본 나노 코일(CNC: Carbon nano coil)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 유전체는 탄성력을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 저주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 저주파발생부; 및 고주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 발열안내부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 외부로부터 운전자감시신호를 전달받는 경우, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하고, 외부로부터 히팅신호를 전달받는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 발생하도록 제어하고, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하면, 상기 전극은 정전용량을 형성하고, 상기 유전체는 상기 정전용량을 증폭시키도록 구성되고, 상기 발열안내부가 고주파를 발생하면, 상기 전극은 고주파가 형성되고, 상기 유전체는 상기 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시키는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 유전체의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고, 상기 발열안내부가 고주파를 발생한 상태에서, 상기 제어부는, 상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 발생하지 않도록 제어하고, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 전극은, 한 쌍으로 구성되어, 상기 저주파발생부로부터 저주파를 전달받는 제 1 전극 및 상기 발열안내부로부터 고주파를 전달받는 제 2 전극으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 저주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 저주파발생부; 및 전원을 인가받아 상기 전극으로 전달하는 발열안내부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 외부로부터 운전자감시신호를 전달받는 경우, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하고, 외부로부터 히팅신호를 전달받는 경우, 상기 발열안내부가 전원을 상기 전극으로 전달하도록 제어하고, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하면, 상기 전극은 정전용량을 형성하고, 상기 유전체는 상기 정전용량을 증폭시키도록 구성되고, 상기 발열안내부가 전원을 전달하면, 상기 전극은 전류가 흐르게 되어 상기 전극의 저항에 의하여 열이 발생되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 유전체의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고, 상기 발열안내부가 전원을 전달한 상태에서, 상기 제어부는, 상기 온도센서가 측정한 상기 전극의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 상기 전극으로 전달하는 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 주기적으로 시간을 카운팅하고, 기 정해진 시간마다 상기 제어부로 운전자감지신호를 전달하는 카운터; 및 운전자로부터 히팅신호를 입력받아 상기 제어부로 전달하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 운전자의 생체이상신호를 모니터링하는 운전자 모니터링부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 경고신호를 생성하는 경우, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받지 않으면, 상기 출력부로 경고신호를 출력하고, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받으면, 비상모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 제어부는 상기 비상모드를 실행하는 경우, 상기 자율주행부가 차량을 도로의 가장자리에 주차시키도록 제어하거나, 또는 차량을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 정젼용량 변화에 대한 임계값 및 기준값이 저장되는 저장부; 및 상기 제어부로 임계값 설정신호를 입력하는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입력부로부터 임계값 설정신호를 입력받은 후, 상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받으면, 상기 정젼용량 변화와 상기 기준값을 비교하여 보정치를 연산하고, 연산한 보정치를 임계값으로 설정하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 차량을 자율 주행하는 자율주행방법에 있어서, 차량의 스티어링 휠에 장착된 접촉감지센서로부터 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 정젼용량 변화를 전달받는 전달과정; 상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받은 경우, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하는 판단과정; 운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하는 경우, 경고신호를 생성하는 생성과정; 및 상기 경고신호를 출력부로 전달하여 출력부가 외부로 경고신호를 출력하도록 제어하는 출력과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 전달과정 이전에, 주기적으로 시간을 카운팅하는 카운터로부터 운전자감지신호를 전달받는 감지과정을 더 포함하고, 상기 전달과정은, 상기 운전자감지신호를 전달받는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 전달과정 이전에, 입력부로부터 히팅신호를 전달받는 입력과정; 및 상기 히팅신호를 입력받는 경우, 발열안내부가 상기 접촉감지센서로 고주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 고주파를 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시키도록 하는 고주파 인가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 고주파 인가 과정 이후, 온도센서로부터 유전체의 온도를 전달받는 과정; 및 상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 더 이상 인가하지 않도록 제어하는 과정을 더 포함하고, 상기 전달과정은, 상기 발열안내부가 고주파를 인가하지 않는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 전달과정 이전에, 입력부로부터 히팅신호를 전달받는 입력과정; 및 상기 히팅신호를 입력받는 경우, 발열안내부가 상기 접촉감지센서로 전원을 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극에 전류가 흐르도록 하고, 상기 전극의 저항에 의하여 열이 발생되도록 하는 전원 인가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 전원 인가 과정 이후, 온도센서로부터 유전체의 온도를 전달받는 과정; 및 상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하여 상기 전극의 온도를 낮추도록 제어하는 과정을 더 포함하고, 상기 전달과정은, 상기 발열안내부가 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 출력과정 이후, 운전자의 생체이상신호를 모니터링하는 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받았는지 여부를 판단하는 이상판단과정; 및 상기 운전자 모니터링부로부터 생체이상신호를 수신받지 않으면, 상기 출력과정을 이행하고, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받으면, 비상모드를 실행하는 비상모드실행과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

또한, 상기 비상모드실행과정에서, 상기 제어부는 상기 비상모드를 실행하는 경우, 차량을 도로의 가장자리에 주차시키도록 제어하거나, 또는 차량을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 제공한다.

본 발명은 자율 주행 도중, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 수동모드로 전환할 수 있는 효과가 있다.

또한, 접촉감지센서는 정전용량의 변화를 감지함은 물론, 열선 기능도 동시에 갖도록 구성되어, 별도의 열선을 구비하지 않아도 되므로, 스티어링 휠의 두께를 얇게 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템이 적용되는 스티어링 휠을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 접촉감지센서가 적용된 스티어링 휠의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서가 적용된 스티어링 휠의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서와 종래 접촉감지센서 간의 접촉 감도 차이를 설명하기 위하여 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템 및 방법을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템이 적용되는 스티어링 휠을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 차량을 자율 주행하는 자율주행시스템(10)에 있어서, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 운전자가 차량을 직접 운전하기 위한 수동모드로 전환할 수 있도록 한다. 이에 따라, 본 발명은 차량의 스티어링 휠(S)에 장착되는 접촉감지센서(700: 도 3 도시), 제어부(900: 도 8 도시) 및 출력부(400: 도 8 도시)를 포함한다. 접촉감지센서(700)는 정전용량을 이용하여 차량의 스티어링 휠(S)에 접촉한 운전자의 손을 감지하기 위한 것으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 종래기술과 본 발명의 접촉감지센서(700)의 차이점에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래 접촉감지센서가 적용된 스티어링 휠의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서가 적용된 스티어링 휠의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 종래 접촉감지센서가 적용된 스티어링 휠은 원형의 림(S2), 원형의 림(S2)을 따라 형성되는 열선(S4), 정전용량을 이용한 접촉감지센서(S3) 및 이들을 감싸는 외장재(S1)를 포함한다. 이러한 스티어링 휠(S)은 열선(S4)과 접촉감지센서(S3)를 각각 따로 구비해야 하므로, 전체 스티어링 휠의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다.

이어서, 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 접촉감지센서(700)가 적용된 스티어링 휠(S)은 원형의 림(S2), 정전용량을 이용한 접촉감지센서(700) 및 이들을 감싸는 외장재(S1)를 포함한다. 여기서 접촉감지센서(700)는 정전용량의 변화를 감지함은 물론, 열선 기능도 동시에 갖도록 구성되어, 열선과 접촉감지센서(700)를 각각 따로 구비하지 않아도 되므로, 스티어링 휠(S)의 두께를 얇게 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 접촉감지센서(700)는 차량의 스티어링 휠(S)의 내부 둘레를 따라 형성되며 정전용량을 형성하는 전극(710) 및 상기 전극(710)에 적층되며 상기 전극(710)이 형성하는 정전용량을 증폭시키는 유전체(720)를 포함한다. 전극(710)은 통상의 양극 신호선과 음극 신호선으로 구성되어 있으며, 양극 신호선과 음극 신호선은 상호 이격되어 커패시터를 형성한다. 유전체(720)는 전극(710)과 전기적으로 연결되어 있으며 유전율을 갖는 재질로 구성되며, 예를 들면, 카본 마이크로 코일(CMC: Carbon Micro Coils)로 구성될 수 있다. 이러한 유전체(720)는 전극(710)에서 발생하는 기전력을 증폭시키는 역할을 하여, 접촉감지센서(700)의 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 유전체(720)는 카본 나노 코일(CNC: Carbon nano coil)로 대체 가능하다. 그리고 CMC는 다른 소재와 혼합 가능하기 때문에 스티어링 휠(S)에 쿠션감을 주기 위하여 실리콘을 CMC소재에 배합하여 제조 가능하다. 이에 따라, 접촉감지센서(700)는 탄성을 갖게 되는 효과가 있다. 이처럼 유전체(720)가 탄성을 갖게 되면, 특정 거리부터 유전체(720)가 눌리는 정도까지 센싱이 가능하므로, 스티어링 휠(S)의 센싱 조건에 적합하다. 또한, 유전체(720)에 배합하는 소재에 따라, 진동, 내구성, 방수 등 다양한 내성강화 설계 또한, 가능하다. 본 발명의 접촉감지센서(700)의 주 기능은 정전용량 변화를 감지하는 것이다. 이에 따라, 접촉감지센서(700)의 전극(710)은 외부로부터 저주파를 인가받아 정전용량 변화를 감지한다. 유전체(720)는 전극(710)으로부터 저주파를 인가받아 전극(710)이 형성하는 정전용량을 증폭시킨다. 여기서 저주파라 함은 대략 1㎑ 내지 500㎑를 일컫는다.

한편, 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 접촉감지센서(700)는 겨울철과 같이, 추운 날씨에 스티어링 휠(S)이 열을 발산하도록 구성될 수도 있다. 이는, CMC소재의 경우, 고주파를 흡수하는 특성이 있으므로, 저주파 대신, 고주파를 접촉감지센서(700)의 전극(710)으로 인가한다. 그러면, 전극(710)은 고주파를 인가받아 정전용량 변화를 감지한다. 유전체(720)는 고주파를 흡수하며, 이는 열에너지로 전환되어 방사된다. 여기서 고주파라 함은 대략 100㎒ 내지 10㎓를 일컫는다. 이처럼 본 발명의 접촉감지센서(700)는 정전용량 변화를 감지함은 물론, 열선 기능도 수행할 수 있는 것이다.

그리고, 도 4의 (c)를 참조하면, 본 발명의 접촉감지센서(700)의 전극(710)으로 DC 전원이 인가될 수도 있다. 이때 전극(710)으로 인가되는 전압 및 전류 형태에 따라 전극(710)이 발열하여, 열선 효과를 갖게 된다. 또한, 펄스 폭 변조(PWM: pulse width modulation)를 이용하여 전극(710)으로 인가되는 전압을 제어할 수도 있다. 이 경우, 전극(710)은 저항성분을 갖도록 구성되어, 전극(710)으로 흐르는 전류에 의하여 전극(710)이 발열된다. 전극(710)의 저항 값 설정은 줄의 법칙 등을 이용하면 용이하게 설정할 수 있을 것이다. 또한, 이 경우, 유전체(720)는 생략될 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하면, 접촉감지센서(700)는 전극(711)이 제 1 전극(712) 및 제 2 전극(714)으로 구성될 수도 있다. 이는, 상기 도 4의 하나의 전극(710)에 저주파와 고주파를 동시에 인가할 수 없는 경우를 대비하기 위한 것으로, 제 1 전극(712)은 저주파가 인가되도록 하고, 제 2 전극(714)은 고주파 또는 전원이 인가되도록 구성된다. 그리고 외부로부터 인가되는 저주파는 도 5의 (a)와 같이, 제 1 전극(712)으로 전달되고, 외부로부터 인가되는 고주파 또는 전원은 도 5의 (b)와 같이, 제 2 전극(714)으로 전달된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템에 구비되는 접촉감지센서와 종래 접촉감지센서 간의 접촉 감도 차이를 설명하기 위하여 도시한 그래프이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 사람의 손이 다가가지 않은 대기 상태로서, 본 발명의 접촉감지센서(700)와 종래 접촉감지센서는 모두 동일한 정전용량 값을 갖는다.

도 6의 (b)를 참조하면, 사람의 손이 다가가서 스티어링 휠(S)을 파지하는 과정으로서, 본 발명의 접촉감지센서(700)의 정전용량 변화값이 종래 접촉감지센서보다 높도록 형성됨을 알 수 있다.

도 7을 참조하면, 사람의 손이 스티어링 휠(S)을 파지하고 있는 상태로서, 본 발명의 접촉감지센서(700)의 정전용량 변화값이 종래 접촉감지센서보다 높도록 형성됨을 알 수 있다. 한편, 도 7에서의 본 발명의 접촉감지센서(700)의 정전용량 변화값이 본 발명의 임계값으로 설정된다. 그리고 후술하는 제어부(900: 도 8 도시)는 본 발명의 접촉감지센서(700)로부터 상기 임계값 이상의 정전용량 변화값 즉, 임계값 이상의 정젼용량 변화를 전달받으면, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하고 있는 것으로 판단한다.

본 발명의 접촉감지센서(700)는 전극(710) 이외에 유전체(720)를 더 구비하므로, 기존의 전극(710)만 구비하는 종래 접촉감지센서보다 더 높은 감도를 갖게 되어, 운전자가 파지한 손을 더욱 용이하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠(S) 파지 감지 시스템(10)은 입력부(100), 자율주행모듈(200), 저장부(300), 출력부(400), 카운터(500), 저주파발생부(600), 발열안내부(610), 접촉감지센서(700), 제어부(900) 및 통신부(800)를 포함한다.

입력부(100)는 차량의 대시보드 등에 장착되는 것으로, 운전자로부터 각종 명령을 입력받을 수 있도록 각종 버튼부 또는 터치패널을 포함할 수 있다. 또한 입력부(100)는 운전자로부터 히팅신호를 입력받아 이를 제어부(900)로 전달할 수도 있다. 또한, 입력부(100)는 운전자로부터 임계값 설정신호를 입력받아 이를 제어부(900)로 전달할 수도 있다.

자율주행모듈(200)은 자율주행부(210) 및 운전자 모니터링부(220)를 포함한다. 자율주행부(210)는 운전자의 개입 없이 차량을 목적지까지 주행하는 시스템(10)으로, 차량에 구비된 각종 센서가 주변 환경을 인식해 주행경로를 자체적으로 결정하며, 자체 동력을 이용해 독립적으로 주행한다. 운전자 모니터링부(220)는 운전자의 생체정보를 수집하여, 운전자가 현재 운전을 할 수 있는지 여부를 판단하는 것으로, 예를 들면, 차량에 장착된 카메라를 통한 운전자의 영상 이미지를 전달받아 눈동자의 검출 여부, 눈동자의 위치, 눈동자의 방향 등이 기 설정된 정상 상태가 아닌 경우, 즉, 운전자의 눈이 전방을 주시하고 있는 상태가 아닌 경우, 생체이상신호를 생성하고 생성한 생체이상신호는 제어부(900)로 전달한다. 또한, 운전자 모니터링부(220)는 차량에 장착된 생체인식센서로부터 운전자의 생체정보를 전달받아 운전자의 현재 상태를 측정하여 정상이 아닌 경우, 생체이상신호를 생성하고, 이를 제어부(900)로 전달할 수도 있다.

통신부(800)는 제어부(900)의 제어 하에, 제어부(900)로 전달된 생체이상신호를 외부의 지정된 병원, 경찰서, 통신사 등의 전문 기관으로 무선 통신으로 전송하여, 현재 운전자가 긴급 상황임을 외부에 알리는 것으로, 여기서 무선통신은 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등으로 구성될 수 있다.

저장부(300)는 정젼용량 변화에 대한 임계값 및 기준값이 저장된다. 임계값은 제어부(900)가 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하고 있는지 여부를 판단할 때, 판단 기준이 되는 정젼용량 변화 값의 최하값을 일컫고, 기준값은 사용자가 임계값을 수정할 때, 수정 기준이 되는 정젼용량 변화값을 일컫는다.

출력부(400)는 제어부(900)로부터 경고신호를 수신받아 경고음을 출력하는 것으로, 예를 들면, 차량에 구비된 스피커, 디스플레이 등으로 구성될 수 있다. 경고음은 "스티어링 휠(S)을 파지하지 않고 있습니다." 또는 "스티어링 휠(S)을 파지하지 않아, 차량을 정지시킬 예정입니다." 와 같은 음성 또는 문자메시지 등으로 구성될 수 있다. 디스플레이의 경우, 다양한 색상으로 경고신호를 출력할 수도 있다.

카운터(500)는 주기적으로 시간을 카운팅하고, 기 정해진 시간, 예를 들면 10초마다 제어부(900)로 운전자감지신호를 전달한다.

저주파발생부(600)는 제어부(900)의 제어에 의하여 1㎑ 내지 500㎑ 등의 저주파를 발생하여 전극(710)으로 전달한다. 발열안내부(610)는 제어부(900)의 제어에 의하여 100㎒ 내지 10㎓ 등의 고주파를 발생하여 전극(710)으로 전달한다. 또한, 경우에 따라 발열안내부(610)는 제어부(900)의 제어에 의하여 고주파 대신, DC 전원을 전극(710)으로 전달하도록 구성될 수 있다.

접촉감지센서(700)는 차량의 스티어링 휠(S)에 장착되며 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉함에 따른 정젼용량 변화를 감지하는 것으로, 전극(710), 유전체(720) 및 휠온도센서(730)를 포함한다. 그리고 저주파발생부(600)가 저주파를 발생하면, 전극(710)은 정전용량을 형성하고, 유전체(720)는 상기 정전용량을 증폭시키도록 구성되고, 발열안내부(610)가 고주파를 발생하면, 전극(710)은 정전용량을 형성하고, 유전체(720)는 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시킨다. 또한, 경우에 따라 발열안내부(610)는 고주파 대신, DC 전원을 전극(710)으로 전달하도록 구성되어, 발열안내부(610)가 DC 전원을 전극(710)으로 전달하면 전극(710)은 DC전원을 전달받아 정전용량을 형성함과 동시에 DC전원을 흡수하여 열에너지로 발산시킨다.

이러한 전극(710) 및 유전체(720)의 경우, 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명하였으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다. 휠온도센서(730)는 유전체(720)의 온도를 측정하기 위한 센서로, 온도를 측정하는 일반적인 센서로 구성될 수 있다.

제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받으면, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상기 접촉감지센서(700)로부터 상기 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하여 경고신호를 생성한다. 또한, 제어부(900)는 카운터(500)로부터 운전자감시신호를 전달받는 경우, 저주파발생부(600)가 저주파를 발생하도록 제어하고, 입력부(100)로부터 히팅신호를 전달받는 경우, 발열안내부(610)가 고주파를 발생하도록 제어한다.

또한 발열안내부(610)가 고주파를 전극(710)으로 전달한 상태에서, 제어부(900)는, 휠온도센서(730)가 측정한 유전체(720)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 발열안내부(610)가 고주파를 발생하지 않도록 제어한 후, 저주파발생부(600)가 저주파를 발생하도록 제어하여 유전체(720)의 온도를 낮추도록 한다. 또한, 발열안내부(610)가 고주파 대신 DC 전원을 전극(710)으로 전달한 상태에서, 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 전극(710)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 발열안내부(610)가 전극(710)으로 전달하는 DC전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하여 전극(710)의 온도를 낮추도록 한다.

또한, 제어부(900)는 저장부(300)에 저장된 임계값을 보정하는 보정 과정을 이행할 수도 있다. 즉, 입력부(100)로부터 임계값 설정신호를 입력받는 경우, 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받는지 여부를 판단하여, 접촉감지센서(700)로부터 전달받은 정젼용량 변화와 저장부(300)에 기 저장된 기준값을 비교하여 보정치를 연산하고, 연산한 보정치를 임계값으로 설정하여 저장부(300)에 다시 저장할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 터치 입력을 5회 입력 받아 터치에 대한 제 1 정젼용량 변화를 확인 및 저정부에 저장한다. 이어서 제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 한 손 파지에 의한 입력을 5회 입력 받아 한 손 파지에 대한 제 2 정젼용량 변화를 확인 및 저장부(300)에 저장한다. 이어서 제어부(900)는 양손 파지에 의한 입력을 5회 입력 받아 양 손 파지에 대한 제 3 정젼용량 변화를 확인 및 저장부(300)에 저장한다. 그 후, 제어부(900)는 저장부(300)에 저장된 제 1 기준값과 제 1 정젼용량 변화를 비교하여 제 1 보정치를 연산하고, 저장부(300)에 저장된 제 2 기준값과 제 2 정젼용량 변화를 비교하여 제 2 보정치를 연산하고, 저장부(300)에 저장된 제 3 기준값과 제 3 정젼용량 변화를 비교하여 제 3 보정치를 연산한다. 그 후 제어부(900)는 제 1 보정치를 저장부(300)에 제 1 기준값 및 제 1 임계값으로 저장하고, 제 2 보정치를 저장부(300)에 제 2 기준값 및 제 2 임계값으로 저장하고, 제 3 보정치를 저장부(300)에 제 3 기준값 및 제 3 임계값으로 저장한다.

그 후 제어부(900)는 보정이 제대로 진행되었는지를 확인하기 위하여, 3가지 조건 즉, 접촉감지센서(700)로부터 터치 입력을 5회 입력 받아, 터치에 대한 제 1 정젼용량 변화가 제 1 임계값 이상인지를 판단하고, 접촉감지센서(700)로부터 한 손 파지에 의한 입력을 5회 입력 받아 한 손 파지에 대한 제 2 정젼용량 변화가 제 2 임계값 이상인지를 판단하고, 접촉감지센서(700)로부터 양손 파지에 의한 입력을 5회 입력 받아 양 손 파지에 대한 제 3 정젼용량 변화가 제 3 임계값 이상인지를 판단한다. 그 후, 제어부(900)는 3가지 조건을 모두 만족하는 경우, 이들 임계값을 적용하고, 그렇지 않은 경우, 상기 보정 과정을 다시 이행한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 순서도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행차량의 스티어링 휠(S) 파지 감지 방법은 먼저, 제어부(900)는 입력부(100)가 자율주행부(210)로 온 신호를 전달하여, 자율주행부(210)가 현재 차량을 자율주행하고 있는지 여부를 판단한다(S100). 그 후, 제어부(900)는 입력부(100)로부터 히팅신호가 입력되는지 여부를 판단한다(S110). 입력부(100)로부터 히팅신호가 입력되면, 제어부(900)는 발열안내부(610)를 제어하여, 발열안내부(610)가 접촉감지센서(700)로 고주파를 인가하도록 제어한다(S112). 그러면 접촉감지센서(700)의 전극(710)이 고주파를 인가받아 정전용량을 형성하고, 접촉감지센서(700)의 유전체(720)가 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시킨다. 그 후, 제어부(900)는 휠온도센서(730)로부터 유전체(720)의 온도를 전달받으면(S114), 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 유전체(720)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는지 여부를 판단한다(S116). 상기 S116 단계에서, 판단 결과, 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 유전체(720)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 발열안내부(610)가 고주파를 더 이상 인가하지 않도록 제어한다. 그 후, 제어부(900)는 저주파발생부(600)를 제어하여 저주파발생부(600)가 접촉감지센서(700)로 저주파를 인가하도록 제어한 후, 후술하는 S130 단계를 이행한다(S118). 상기 S116 단계에서, 판단 결과, 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 유전체(720)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하지 않는 경우, S118 단계를 건너뛴 후, 후술하는 S130 단계를 이행한다.

만일 상기 S112 단계에서, 발열안내부(610)가 고주파 대신 접촉감지센서(700)로 DC전원을 인가하도록 구성되는 경우, 접촉감지센서(700)의 전극(710)이 DC전원을 인가받아 정전용량을 형성하고, DC전원의 전류가 흐르는 전극(710)에 걸리는 저항으로 인하여 전극(710)이 열에너지를 발산한다. 그 후, S114단계에서, 제어부(900)는 휠온도센서(730)로부터 전극(710)의 온도를 전달받으면, S116단계에서, 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 전극(710)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는지 여부를 판단한다. 상기 S116 단계에서, 판단 결과, 제어부(900)는 휠온도센서(730)가 측정한 전극(710)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 제어부(900)는 발열안내부(610)가 DC전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하여 전극(710)의 온도를 낮추도록 제어한다. 그 후, 제어부(900)는 S118 단계에서, 저주파발생부(600)가 접촉감지센서(700)로 저주파를 인가하도록 하여, 접촉감지센서(700)의 전극(710)이 정전용량을 형성하도록 하고, 접촉감지센서(700)의 유전체(720)가 정전용량을 증폭시키도록 제어한다.

만일, 상기 S110 단계에서, 제어부(900)는 히팅신호가 입력되지 않는 경우, 제어부(900)는 카운터(500)로부터 운전자 감지신호가 전달되는지 여부를 판단한다(S120). 그 후, 제어부(900)는 카운터(500)로부터 운전자 감지신호가 전달되면, 저주파발생부(600)가 접촉감지센서(700)로 저주파를 인가하도록 제어한다(S122). 그러면 접촉감지센서(700)의 전극(710)이 저주파를 인가받아 정전용량을 형성하고, 접촉감지센서(700)의 유전체(720)가 상기 정전용량을 증폭시키게 된다. 그 후, 제어부(900)는 후술하는 130 단계를 이행한다.

상기 130 단계는 운전자가 스티어링 휠(S)을 파지하고 있는지 여부를 판단하는 것으로, 이를 위하여 제어부(900)는 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉함에 따른 접촉감지센서(700)의 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는지 여부를 판단한다. 그 후, 제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받은 경우, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단한다(S130).

그 후, 제어부(900)는 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하는 경우, 경고신호를 생성한 후, 경고신호를 출력부(400)로 전달하여 출력부(400)가 외부로 경고신호를 출력하도록 제어한다(S140). 출력부(400)는 경고신호를 전달받아 "스티어링 휠(S)을 파지하지 않고 있습니다." 또는 "스티어링 휠(S)을 파지하지 않아, 차량을 정지시킬 예정입니다."와 같은 경고음 또는 사이렌 소리와 같은 경고음을 외부로 출력하도록 구성된다.

그 후, 제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받는지 여부를 다시 한 번 확인한다(S150). 그 후, 제어부(900)는 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받은 경우, 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상황을 종료시킨다. 만일, S150단계에서, 접촉감지센서(700)로부터 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 여전히 운전자가 스티어링 휠(S)을 접촉하지 않고 있는 것이므로, 제어부(900)는 운전자 모니터링부(220)로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받았는지 여부를 판단한다(S160). 상기 S160단계에서, 제어부(900)는 운전자 모니터링부(220)로부터 생체이상신호를 수신받지 않으면, 제어부(900)는 상기 S140단계를 다시 이행하여, 출력부(400)가 외부로 경고신호를 출력하도록 제어한다. 만일, 상기 S160단계에서, 제어부(900)는 운전자 모니터링부(220)로부터 생체이상신호를 수신받으면, 제어부(900)는 비상모드를 실행한다(S170). 상기 제어부(900)는 상기 비상모드를 실행하는 경우, 자율주행부(210)가 차량을 자동으로 안전하게 운전할 수 없는 돌발 상황 발생시, 운전자에게 운전 주도권을 준다 하더라도, 운전자가 수동으로 재빨리 운전할 수 없는 상황인 것으로 판단하고, 차량을 도로의 가장자리에 주차시키도록 제어하거나, 또는 차량을 정지시키도록 제어한다.

이처럼 본 발명은 자율 주행 도중, 운전자가 수동으로 운전할 의지가 있는지 여부를 주기적으로 체크하도록 하여 돌발 상황 발생시 신속하게 수동모드로 전환할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

10: 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템
100: 입력부 200: 자율주행모듈
210: 자율주행부 220: 운전자 모니터링부
300: 저장부 400: 출력부
500: 카운터 600: 저주파발생부
610: 발열안내부 700: 접촉감지센서
710, 711: 전극 712: 제 1 전극
714: 제 2 전극 720: 유전체
730: 휠온도센서 800: 통신부
900: 제어부

Claims

차량을 자율 주행하는 자율주행부;
차량의 스티어링 휠에 장착되며 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 정젼용량 변화를 감지하는 접촉감지센서;
상기 접촉감지센서로부터 상기 정젼용량 변화를 전달받으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상기 접촉감지센서로부터 상기 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하여 경고신호를 생성하는 제어부; 및
상기 경고신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 접촉감지센서는:
차량의 스티어링 휠의 내부 둘레를 따라 형성되며 정전용량을 형성하는 전극; 및
상기 전극에 적층되며 상기 전극이 형성하는 정전용량을 증폭시키는 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 유전체는 카본 마이크로 코일(CMC: Carbon Micro Coil) 또는 카본 나노 코일(CNC: Carbon nano coil)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 유전체는 탄성력을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 2 항에 있어서,
저주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 저주파발생부; 및
고주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 발열안내부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 외부로부터 운전자감시신호를 전달받는 경우, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하고, 외부로부터 히팅신호를 전달받는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 발생하도록 제어하고,
상기 저주파발생부가 저주파를 발생하면, 상기 전극은 정전용량을 형성하고, 상기 유전체는 상기 정전용량을 증폭시키도록 구성되고,
상기 발열안내부가 고주파를 발생하면, 상기 전극은 고주파가 형성되고, 상기 유전체는 상기 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시키는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 5 항이 있어서,
상기 유전체의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고,
상기 발열안내부가 고주파를 발생한 상태에서, 상기 제어부는, 상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 발생하지 않도록 제어하고, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 전극은, 한 쌍으로 구성되어, 상기 저주파발생부로부터 저주파를 전달받는 제 1 전극 및 상기 발열안내부로부터 고주파를 전달받는 제 2 전극으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 2 항에 있어서,
저주파를 발생하여 상기 전극으로 전달하는 저주파발생부; 및
전원을 인가받아 상기 전극으로 전달하는 발열안내부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 외부로부터 운전자감시신호를 전달받는 경우, 상기 저주파발생부가 저주파를 발생하도록 제어하고, 외부로부터 히팅신호를 전달받는 경우, 상기 발열안내부가 전원을 상기 전극으로 전달하도록 제어하고,
상기 저주파발생부가 저주파를 발생하면, 상기 전극은 정전용량을 형성하고, 상기 유전체는 상기 정전용량을 증폭시키도록 구성되고,
상기 발열안내부가 전원을 전달하면, 상기 전극은 전류가 흐르게 되어 상기 전극의 저항에 의하여 열이 발생되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 8 항이 있어서,
상기 유전체의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하고,
상기 발열안내부가 전원을 전달한 상태에서, 상기 제어부는, 상기 온도센서가 측정한 상기 전극의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 상기 전극으로 전달하는 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,
주기적으로 시간을 카운팅하고, 기 정해진 시간마다 상기 제어부로 운전자감지신호를 전달하는 카운터; 및
운전자로부터 히팅신호를 입력받아 상기 제어부로 전달하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 1 항에 있어서,
운전자의 생체이상신호를 모니터링하는 운전자 모니터링부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 경고신호를 생성하는 경우, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받지 않으면, 상기 출력부로 경고신호를 출력하고, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받으면, 비상모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 비상모드를 실행하는 경우, 상기 자율주행부가 차량을 도로의 가장자리에 주차시키도록 제어하거나, 또는 차량을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 정젼용량 변화에 대한 임계값 및 기준값이 저장되는 저장부; 및
상기 제어부로 임계값 설정신호를 입력하는 입력부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 입력부로부터 임계값 설정신호를 입력받은 후, 상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받으면, 상기 정젼용량 변화와 상기 기준값을 비교하여 보정치를 연산하고, 연산한 보정치를 임계값으로 설정하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 시스템.
차량을 자율 주행하는 자율주행방법에 있어서,
차량의 스티어링 휠에 장착된 접촉감지센서로부터 운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 정젼용량 변화를 전달받는 전달과정;
상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받은 경우, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하고 있는 것으로 판단하고, 상기 접촉감지센서로부터 정젼용량 변화를 전달받지 않으면, 운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하는 판단과정;
운전자가 스티어링 휠을 접촉하지 않고 있는 것으로 판단하는 경우, 경고신호를 생성하는 생성과정; 및
상기 경고신호를 출력부로 전달하여 출력부가 외부로 경고신호를 출력하도록 제어하는 출력과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 전달과정 이전에,
주기적으로 시간을 카운팅하는 카운터로부터 운전자감지신호를 전달받는 감지과정을 더 포함하고,
상기 전달과정은,
상기 운전자감지신호를 전달받는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및
운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 전달과정 이전에,
입력부로부터 히팅신호를 전달받는 입력과정; 및
상기 히팅신호를 입력받는 경우, 발열안내부가 상기 접촉감지센서로 고주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 고주파를 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 고주파를 흡수하여 열에너지로 발산시키도록 하는 고주파 인가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 고주파 인가 과정 이후,
온도센서로부터 유전체의 온도를 전달받는 과정; 및
상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 고주파를 더 이상 인가하지 않도록 제어하는 과정을 더 포함하고,
상기 전달과정은,
상기 발열안내부가 고주파를 인가하지 않는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및
운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 전달과정 이전에,
입력부로부터 히팅신호를 전달받는 입력과정; 및
상기 히팅신호를 입력받는 경우, 발열안내부가 상기 접촉감지센서로 전원을 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극에 전류가 흐르도록 하고, 상기 전극의 저항에 의하여 열이 발생되도록 하는 전원 인가 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 전원 인가 과정 이후,
온도센서로부터 유전체의 온도를 전달받는 과정; 및
상기 온도센서가 측정한 상기 유전체의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 상기 발열안내부가 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하여 상기 전극의 온도를 낮추도록 제어하는 과정을 더 포함하고,
상기 전달과정은,
상기 발열안내부가 전원의 전압, 전류 또는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation)를 제어하는 경우, 저주파발생부가 상기 접촉감지센서로 저주파를 인가하도록 하여, 상기 접촉감지센서의 전극이 정전용량을 형성하도록 하고, 상기 접촉감지센서의 유전체가 정전용량을 증폭시키도록 제어하는 단계; 및
운전자가 스티어링 휠을 접촉함에 따른 상기 유전체가 증폭시킨 정전용량의 정젼용량 변화를 전달받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 출력과정 이후,
운전자의 생체이상신호를 모니터링하는 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받았는지 여부를 판단하는 이상판단과정; 및
상기 운전자 모니터링부로부터 생체이상신호를 수신받지 않으면, 상기 출력과정을 이행하고, 상기 운전자 모니터링부로부터 운전자의 생체이상신호를 수신받으면, 비상모드를 실행하는 비상모드실행과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 비상모드실행과정에서, 상기 제어부는 상기 비상모드를 실행하는 경우, 차량을 도로의 가장자리에 주차시키도록 제어하거나, 또는 차량을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 스티어링 휠 파지 감지 방법.