KR20200070907A - 자동차 및 그 제어 방법 - Google Patents

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서광원
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Abstract

본 발명은 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 자동차에 장착되는 라이다 표면의 오염을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 자동차는, 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR)와; 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하도록 마련되는 클리닝 노즐부를 포함한다.

Description

자동차 및 그 제어 방법{VEHICLE AND MTEHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 자동차에 관한 것으로, 라이다(LiDAR)를 구비한 자동차에 관한 것이다.
라이다 센서는 레이저를 목표물에 비춤으로써 사물까지의 거리와 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 기술이다. 라이다 센서는 일반적으로 높은 에너지 밀도와 짧은 주기를 가지는 펄스 신호를 생성할 수 있는 레이저의 장점을 활용하여 보다 정밀한 대기 중의 물성 관측 및 거리 측정 등에 활용이 된다.
라이다 센서 기술은 탐조등 빛의 산란 세기를 통하여 상공에서의 공기 밀도 분석 등을 위한 목적으로 1930년 대 처음 시도되었으나, 1960년대 레이저의 발명과 함께 비로소 본격적인 개발이 가능하였다. 1970년대 이후 레이저 광원 기술의 지속적인 발전과 함께 다양한 분야에 응용 가능한 라이다 센서 기술들이 개발되었다. 항공기, 위성 등에 탑재되어 정밀한 대기 분석 및 지구환경 관측을 위한 중요한 관측 기술로 활용되고 있으며, 또한 우주선 및 탐사 로봇에 장착되어 사물까지의 거리 측정 등 카메라 기능을 보완하기 위한 수단으로 활용되고 있다.
최근에는 자동차의 자율 주행을 위한 주변 탐색을 위해 라이다 센서 기술이 사용되고 있다. 즉, 자동차에 라이다 센서를 탑재하고 자동차의 주변에 위치한 건물과 보행자, 타 차량 등의 장애물의 위치와 거리 등을 탐지하여 자동차의 자율 주행에 활용하고 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자동차에 장착되는 라이다 표면의 오염을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 자동차는, 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR)와; 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하도록 마련되는 클리닝 노즐부를 포함한다.
상술한 자동차에서, 상기 클리닝 노즐부는, 상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 포함한다.
상술한 자동차는, 상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서를 더 포함한다.
상술한 자동차는, 상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상술한 자동차에서, 상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분한다.
상술한 자동차에서, 상기 클리닝 작업은, 상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고; 상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며; 상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 자동차의 제어 방법은, 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR) 표면의 오염도를 검출하는 단계와; 클리닝 노즐부를 통해 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하는 단계를 포함한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 클리닝 노즐부는, 상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 포함한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서를 더 포함한다.
상술한 자동차의 제어 방법은, 상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 단계를 더 포함한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 클리닝 작업은, 상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고; 상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며; 상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 자동차는, 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR)와; 상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 구비하고 상기 세척 액 노즐 및 상기 압축 공기 노즐을 통해 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하도록 마련되는 클리닝 노즐부와; 상기 세척 액을 저장하도록 마련되는 세척 액 리저버와; 상기 세척 액을 상기 세척 액 노즐로 공급하기 위한 세척 액 모터와; 공기를 압축하여 상기 압축 공기를 생성하도록 마련되는 에어 컴프레서와; 상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서와; 상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 상기 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상술한 자동차에서, 상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분한다.
상술한 자동차에서, 상기 클리닝 작업은, 상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고; 상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며; 상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 자동차의 또 다른 제어 방법은, 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR) 표면의 오염도를 검출하는 단계와; 상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시키는 단계와; 상기 클리닝 신호의 발생에 응답하여 클리닝 노즐부를 통해 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하는 단계를 포함한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분한다.
상술한 자동차의 제어 방법에서, 상기 클리닝 작업은, 상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고; 상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며; 상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자동차에 장착되는 라이다 표면의 오염을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 라이다를 클리닝하기 위한 클리닝 노즐부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부에서 세척 액이 분사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부에서 압축 공기가 분사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 제어 계통을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차의 외관을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차(100)의 전면(구체적으로는 전면 범퍼의 양 끝 부분)에는 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR)(120)가 장착된다.
라이다(120)는, 레이저 펄스를 발사하고 발사된 레이저 펄스가 주변의 대상 물체에 반사되어 돌아오는 것을 수신하여 대상 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 스캔하는 장치이다. 라이다(102)는 대상 물체까지의 거리뿐만 아니라 대상 물체의 움직이는 속도와 방향의 검출에도 사용된다.
라이다(120)는 3차원 영상을 구현하기 위해 필요한 정보를 습득하는 센서의 핵심 기술이기도 하다. 도 1에 나타낸 것처럼, 라이다(120)를 자동차(100)에 장착하고 자동차(100)가 주행하는 동안 레이저 펄스를 자동차(100)의 주변에 발사해서 돌아오는 시간을 측정함으로써 반사 지점의 공간 위치를 분석하여 자동차(100)의 주변의 대상 물체와 지형을 검출하면, 대상 물체와 지형에 따라 반사되어 돌아오는 시간이 다르므로 이로부터 광학 영상으로는 얻기 어려운 3차원 모델을 얻을 수 있다. 자동차(100)의 라이다(120)는 GPS 위치 좌표를 결합하여 정밀한 주변의 공간 정보를 획득하기도 한다.
라이다(120)는 레이저, 스캐너, 수신기, 위치 확인 시스템으로 이루어진다. 레이저는 용도에 따라 다른 파장을 갖는데, 대체로 600-1000nm 파장의 빛을 사용한다. 그러나 사람의 눈에 입히는 피해를 줄이기 위해 보다 긴 파장대의 빛을 사용하기도 한다. 스캐너는 주위를 재빠르게 스캔하여 정보를 얻도록 하는 부분이다. 이를 위해 여러 가지 형태의 거울들이 사용되고 있다. 수신기는 돌아오는 빛을 감지하는 부분으로, 수신기가 가지는 빛에 대한 민감도는 라이다(120)의 성능을 좌우하는 주요한 요인이다. 근본적으로 수신기는 광자를 감지하여 이를 증폭하는 역할을 한다. 위치 확인 시스템은 3차원 영상을 구현하기 위해서 수신기가 놓여 있는 위치 좌표와 방향을 확인하는 부분이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 라이다를 클리닝하기 위한 클리닝 노즐부를 나타낸 도면이다. 클리닝 노즐부(210)는 라이다(120)의 표면의 오염을 세척하여 제거하기 위한 장치이다. 본 발명의 실시 예에 따른 자동차(100)의 클리닝 노즐부(210)에서는 라이다(120)의 표면의 오염을 세척하기 위한 세척 액과 압축 공기가 분사될 수 있다.
라이다(120)는 레이저 펄스를 발사하고 발사된 레이저 펄스가 주변의 대상 물체에 반사되어 돌아오는 것을 수신하여 대상 물체까지의 거리 등을 측정한다. 따라서 라이다(120)에는 레이저 발생 수단을 보호하기 위한 창(window)이 마련되고, 발사되는 레이저 펄스나 반사되어 되돌아오는 레이저 펄스가 이 창을 통과하게 된다. 만약 라이다(120)의 창(표면)에 먼지나 흙탕물과 같은 오염 물질이 묻으면 레이저 펄스가 제대로 통과하지 못하게 되고, 이로 인해 라이다(120)는 정상적으로 동작하지 않을 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다(120) 표면의 오염은 라이다(120)의 표면에 이물질이 묻어 레이저 펄스의 통과를 방해하는 것을 의미한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차(100)의 전면 범퍼에서 라이다(120)가 장착된 위치의 아래 쪽에는 클리닝 노즐부(210)가 장착된다. 클리닝 노즐부(210)는 커버(130)에 의해 개폐되는 수납실(132) 내에 마련된다. 즉, 클리닝 노즐부(210)가 동작하지 않을 때에는 클리닝 노즐부(210)가 수납실(132) 내부에 수납되고 커버(130)가 닫힌 상태를 유지한다. 클리닝 노즐부(210)가 동작할 때에는 수납실(132)의 커버(130)가 열리고 클리닝 노즐부(210)가 수납실(132)에서 앞쪽으로 돌출된다. 돌출된 상태의 클리닝 노즐부(210)에서는 라이다(120)의 표면의 오염을 세척하기 위한 세척 액과 압축 공기가 분사될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 클리닝 노즐부(210)의 끝 부분에는 세 개의 노즐(32)(330)이 형성된다. 세척 액 분사 노즐(320)은 한 쌍으로 이루어지며, 라이다(120)의 표면을 세척하기 위한 세척 액이 세척 액 분사 노즐(320)을 통해 분사된다. 압축 공기 분사 노즐(330)은 단일의 노즐로 이루어지며, 라이다(120)의 표면을 세척하기 위한 압축 공기가 압축 공기 분사 노즐(330)을 통해 분사된다.
세척 액 분사 노즐(320)은 반드시 한 쌍일 필요는 없으며, 단일의 노즐이나 또는 세 개 이상의 노즐로 구성될 수도 있다. 압축 공기 분사 노즐(330) 역시 반드시 단일의 노즐일 필요는 없으며, 두 개 이상의 노즐로 구성될 수도 있다.
세척 액 분사 노즐(320) 및 압축 공기 분사 노즐(330)은 지지 부재(310)에 의해 지지된다. 지지 부재(310)는 세척 액 분사 노즐(320) 및 압축 공기 분사 노즐(330)을 기계적으로 지지하면서 별도의 전동 장치(미도시)에 의해 후퇴 및 전개가 이루어져서 수납실(132) 내부로 수납되거나 또는 수납실(132) 밖으로 돌출될 수 있다. 지지 부재(310)의 내부에는 세척 액 분사 노즐(320) 및 압축 공기 분사 노즐(330)에 연결되는 배관(미도시)이 수납될 수 있다. 지지 부재(310) 내부의 배관을 통해 세척 액 분사 노즐(320) 및 압축 공기 분사 노즐(330)로 세척 액 및 압축 공기가 전달되어 세척 액 분사 노즐(320) 및 압축 공기 분사 노즐(330)을 통해 분사된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부에서 세척 액이 분사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 세척 액 노즐(320)에서 세척 액(450)이 분사되어 라이다(120)의 표면의 오염을 제거한다. 라이다(120)의 표면에 먼지나 진흙 등의 오염 물질이 쌓여 고착화되면 압축 공기 만으로는 오염을 제거하기 어렵다. 따라 라이다(120)의 표면에 고착화된 먼지나 진흙 등을 효과적으로 제거하기 위해 세척 액 노즐(320)을 통해 세척 액(450)을 분사할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 클리닝 노즐부에서 압축 공기가 분사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 단일의 압축 공기 노즐(330)에서 압축 공기(550)가 분사되어 라이다(120)의 표면의 오염을 제거한다. 라이다(120)의 표면에 먼지와 같은 아직 고착화되지 않은 오염 물질이 쌓여있는 경우라면 압축 공기 만으로도 오염을 제거할 수 있다. 따라 라이다(120)의 표면에 고착화되지 않은 먼지 등을 효과적으로 제거하기 위해 압축 공기 노즐(330)을 통해 압축 공기(550)를 분사할 수 있다.
압축 공기(550)는 자동차(100)의 주변의 공기를 사용하기 때문에 사실상 무한정 사용할 수 있다. 이와 달리, 세척 액(450)은 자동차(100)의 세척 액 리저버(도 6의 606 참조)에 세척 액을 저장해 두고 사용하기 때문에, 세척 액(450)의 빈번한 사용은 세척 액 리저버(606)를 자주 채워야 하는 번거로움이 따른다. 따라서 상대적으로 관리가 번거로운 세척 액(450)을 사용할 필요가 없는 낮은 오염도의 경우에는 상대적으로 관리가 용이한 압축 공기(550)를 사용할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 자동차(100)와 같이 라이다(120)의 표면의 클리닝을 위해 세척 액(450) 과 함께 압축 공기(550)도 사용하게 되면 더욱 편리하고 깨끗하게 자동차(100)를 유지 관리할 수 있다.
도 4에서는 세척 액(450)을 분사하는 것을 나타내었고, 도 5에서는 압축 공기(550)를 분사하는 것을 나타내었다. 이처럼 세척 액(450) 또는 압축 공기(550)만을 단독으로 분사하여 오염을 제거할 수도 있지만, 필요에 따라 세척 액(450)과 압축 공기(550)를 조합하여 클리닝 효과를 더 높일 수 있다.
예를 들면, 세척 액(450)을 분사하여 오염 물질의 고착화가 해소되면 여기에 압축 공기(550)를 분사하여 라이다(120) 표면의 오염 물질을 제거할 수 있다.
또는, 예를 들면, 라이다(120)의 표면에 압축 공기(550)를 분사하여 먼지 등을 먼저 제거한 후 여기에 세척 액(450)을 분사하여 세척할 수 있다. 필요에 따라 여기에 다시 압축 공기(550)를 분사하여 세척 액(450)까지 증발시키면 라이다(120)의 표면을 더욱 청결하게 유지할 수 있다.
또는, 예를 들면, 라이다(120)의 표면에 세척 액(450) 및 압축 공기(550)를 동시에 분사하여 라이다(120)의 표면의 오염을 제거할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 특히 도 6은 라이다(120)의 오염 제거를 위한 클리닝 노즐부(210)를 구동 및 제어하기 위한 제어 계통을 나타낸 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 클리닝 제어부(604)는 자동차(100)의 자율 주행 제어부(602)로부터 발생하는 클리닝 신호를 수신하고, 수신한 클리닝 신호에 응답하여 클리닝 노즐부(210)를 제어한다. 즉, 자율 주행 제어부(602)는 오염도 센서(620)를 통해 라이다(120) 표면의 오염도를 검출하고, 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 라이다(120)의 클리닝 작업이 필요하다고 판단하여 클리닝 신소를 발생시켜서 클리닝 제어부(604)로 전달한다. 클리닝 제어부(604)는 자율 주행 제어부(602)로부터 발생하는 클리닝 신호에 응답하여 세척 액 모터(608) 또는 에어 컴프레서(610)를 구동하여 클리닝 노즐부(210)를 통해 세척 액(450) 또는 압축 공기(550)가 분사되도록 한다.
클리닝 제어부(604)는 라이다(120)의 클리닝 작업을 위해 세척 액 모터(608)와 에어 컴프레서(610)를 구동한다. 세척 액 모터(608)는 세척 액 리저버(606)에 저장되어 있는 세척 액을 클리닝 노즐부(210)로 공급함으로써 세척 액이 클리닝 노즐부(210)를 통해 라이다(120)의 표면에 분사되도록 한다. 에어 컴프레서(610)는 공기를 압축하여 클리닝 노즐부(210)로 공급함으로써 압축 공기가 클리닝 노즐부(210)를 통해 라이다(120)의 표면에 분사되도록 한다.
클리닝 제어부(604)는, 자율 주행 제어부(602)의 클리닝 신호와 상관없이, 라이다(120)의 미리 설정된 주기마다 또는 미리 설정된 클리닝 조건을 만족할 때마다 라이다(120)의 클리닝 여부를 단독으로 결정하여 실행할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
자율 주행 제어부(602)는 오염도 센서(620)를 통해 라이다 표면의 오염도를 검출한다(702). 라이다(120)는 포인트 클라우드 기반의 센서이다. 즉, 레이저 포인터로 미리 정해진 방향으로 복수의 레이저 포인트를 주사하고, 복수의 레이저 포인트 각각의 방향과 거리의 정보로서 주변 사물의 형상과 거리 위치를 파악한다. 만약 라이다(120)의 1주기 동안의 포인트들 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리(예를 들면 10cm) 이내인 포인트의 수가 일정 개수 이상이면 라이다(120)의 표면이 오염된 것으로 판단할 수 있다. 또한, 라이다(120)의 1주기 동안의 포인트들 중에서 거리 값이 10cm 이내인 포인트의 비율에 따라 오염도를 판별할 수 있다. 예를 들면, 전체 포인트에서 거리 값이 10cm 이내인 포인트의 비율이 10% 이하이면 오염도가 1단계인 것으로 판단하고, 전체 포인트에서 거리 값이 10cm 이내인 포인트의 비율이 10% 초과 30% 이하이면 오염도가 1단계인 것으로 판단할 수 있다. 이와 같은 방식으로 오염도를 제 1 오염도와 제 2 오염도, 제 3 오염도와 같이 여러 단계로 구분하여 판별할 수 있다.
검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값보다 크면(704의 '예'), 자율 주행 제어부(602)는 라이다(120)의 클리닝 작업이 필요하다고 판단하여 클리닝 신소를 발생시켜서 클리닝 제어부(604)로 전달함으로써 세척 액 또는 압축 공기를 이용한 클리닝 작업이 이루어질 수 있도록 한다. 클리닝 제어부(604)는 자율 주행 제어부(602)로부터 발생하는 클리닝 신호에 응답하여 세척 액 모터(608) 또는 에어 컴프레서(610)를 구동하여 클리닝 노즐부(210)를 통해 세척 액(450) 또는 압축 공기(550)가 분사되도록 한다.
클리닝 제어부(604)의 제어에 의한 클리닝 작업은 판별된 오염도에 따라 다음과 같이 구분하여 이루어질 수 있다. 즉, 라이다(120) 표면의 오염도가 제 1 오염도로 판별되면, 압축 공기만을 이용한 단독 클리닝을 수행할 수 있다(708 참조). 제 1 오염도는 오염도가 비교적 낮은 경우이므로 압축 공기만을 이용하여 클리닝을 수행함으로써 세척 액의 사용을 줄일 수 있다. 만약 라이다(120) 표면의 오염도가 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도로 판단되면, 세척 액만을 이용한 단독 클리닝을 수행할 수 있다(706 참조). 제 2 오염도는 제 1 오염도보다 높으므로 압축 공기만으로는 부족할 수 있으므로, 이 경우에는 세척 액을 사용하여 단독 클리닝을 수행하는 것이 바람직하다. 만약 라이다(120) 표면의 오염도가 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도로 판단되면, 세척 액과 압축 공기를 모두 이용한 클리닝을 수행할 수 있다(710 참조). 제 3 오염도는 제 2 오염도보다 높으므로 세척 액만으로는 부족할 수 있으므로, 이 경우에는 세척 액과 압축 공기를 모두 사용하여 클리닝을 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 클리닝 제어부(604)의 제어에 의해 세척 액을 이용한 단독 클리닝이 이루어질 수 있다(706). 즉, 클리닝 제어부(604)는, 라이다(120)의 클리닝 작업을 위해 세척 액 모터(608)를 구동하여 세척 액 리저버(606)에 저장되어 있는 세척 액이 클리닝 노즐부(210)로 공급되도록 함으로써 세척 액이 클리닝 노즐부(210)를 통해 라이다(120)의 표면에 분사되도록 한다.
또한, 클리닝 제어부(604)의 제어에 의해 압축 공기를 이용한 단독 클리닝이 이루어질 수 있다(708). 즉, 클리닝 제어부(604)는, 라이다(120)의 클리닝 작업을 위해 에어 컴프레서(610)를 통해 공기를 압축하여 클리닝 노즐부(210)로 공급함으로써 압축 공기가 클리닝 노즐부(210)를 통해 라이다(120)의 표면에 분사되도록 한다.
또한, 클리닝 제어부(604)의 제어에 의해 세척 액 및 압축 공기를 모두 이용한 클리닝이 이루어질 수 있다(710). 즉, 클리닝 제어부(604)는, 라이다(120)의 클리닝 작업을 위해 706에 나타낸 세척 액을 이용한 클리닝과 708에 나타낸 압축 공기를 이용한 클리닝을 함께 실시할 수 있다.
라이다(120)의 표면의 오염을 제거하기 위한 클리닝이 완료되면, 자율 주행 제어부(602)는 라이다(120)의 표면의 오염도를 한 번 더 검출하고, 만약 라이다(120)의 표면의 오염도가 기준 값 이하로 감소하면(712의 '예') 클리닝 작업을 종료하고, 반대로 라이다(120)의 표면의 오염도가 여전히 기준 값을 초과하면(712의 '아니오') 706과 708, 710 중 적어도 하나의 클리닝 작업을 반복한다.
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 자동차
120 : 라이다(LiDAR)
130 : 커버
132 : 수납실
210 : 클리닝 노즐부
310 : 지지 부재
320 : 세척 액 분사 노즐
330 : 압축 공기 분사 노즐
450 : 세척 액
550 : 압축 공기
602 : 자율 주행 제어부
604 : 클리닝 제어부
606 : 세척 액 리저버
608 : 세척 액 모터
610 : 에어 컴프레서

Claims (18)

  1. 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR)와;
    세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하도록 마련되는 클리닝 노즐부를 포함하는 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 클리닝 노즐부는,
    상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 포함하는 자동차.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서를 더 포함하는 자동차.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 자동차.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분하는 자동차.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 클리닝 작업은,
    상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고;
    상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며;
    상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행하는 자동차.
  7. 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR) 표면의 오염도를 검출하는 단계와;
    클리닝 노즐부를 통해 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하는 단계를 포함하는 자동차의 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 클리닝 노즐부는,
    상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 포함하는 자동차의 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서를 더 포함하는 자동차의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 자동차의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분하는 자동차의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 클리닝 작업은,
    상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고;
    상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며;
    상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행하는 자동차의 제어 방법.
  13. 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR)와;
    상기 세척 액을 분사하도록 마련되는 세척 액 노즐과 상기 압축 공기를 분사하도록 마련되는 압축 공기 노즐을 구비하고 상기 세척 액 노즐 및 상기 압축 공기 노즐을 통해 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하도록 마련되는 클리닝 노즐부와;
    상기 세척 액을 저장하도록 마련되는 세척 액 리저버와;
    상기 세척 액을 상기 세척 액 노즐로 공급하기 위한 세척 액 모터와;
    공기를 압축하여 상기 압축 공기를 생성하도록 마련되는 에어 컴프레서와;
    상기 라이다 표면의 오염도를 검출하도록 마련되는 오염도 센서와;
    상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시켜서 상기 라이다 표면의 상기 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하기 위한 클리닝 작업이 수행되도록 제어하는 제어부를 포함하는 자동차.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분하는 자동차.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 클리닝 작업은,
    상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고;
    상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며;
    상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행하는 자동차.
  16. 자동차 주변의 대상 물체와 지형을 검출하도록 마련되는 라이다(LiDAR) 표면의 오염도를 검출하는 단계와;
    상기 오염도 센서를 통해 검출된 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하면 클리닝 신호를 발생시키는 단계와;
    상기 클리닝 신호의 발생에 응답하여 클리닝 노즐부를 통해 세척 액 및 압축 공기를 분사하여 상기 라이다의 표면의 레이저 펄스의 통과를 방해하는 오염을 제거하는 단계를 포함하는 자동차의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 라이다의 1주기 동안의 레이저 포인트 중에서 거리 값이 미리 설정된 거리 값 이하인 레이저 포인트의 비율에 따라 상기 라이다 표면의 오염도를 서로 다른 복수의 오염도로 구분하는 자동차의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 클리닝 작업은,
    상기 오염도가 제 1 오염도일 때 상기 압축 공기만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하고;
    상기 오염도가 상기 제 1 오염도보다 높은 제 2 오염도일 때 상기 세척 액만을 이용하는 클리닝 작업을 수행하며;
    상기 오염도가 상기 제 2 오염도보다 높은 제 3 오염도일 때 상기 세척 액 및 상기 압축 공기를 모두 이용하는 클리닝 작업을 수행하는 자동차의 제어 방법.
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