KR20220017040A - 차량의 정지범위 안내 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 정지범위 안내 장치 및 방법 Download PDF

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최석환
전호균
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 감속 주행시 차량의 각종 정보를 이용하여 차량의 정지 예상범위를 계산하고, 그 계산 결과에 따른 차량 전방의 정지범위를 헤드업 디스플레이에 증강 현실 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 운전자가 차량 전방의 정지범위를 시각적으로 인식하면서 안전 운전을 도모할 수 있도록 한 차량의 정지범위 안내 장치 및 방법를 제공하고자 한 것이다.

Description

차량의 정지범위 안내 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR GUIDING STOP AREA OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 정지범위 안내 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 감속 주행시 디스플레이에 차량의 정지범위를 표시하여 안내함으로써, 운전자의 안전 운전을 도모할 수 있도록 한 차량의 정지범위 안내 장치 및 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 차량의 주행 중 가속페달에서 발을 떼면 감속이 이루어지고, 브레이크 페달을 밟으면 감속과 함께 차량이 정지된다.
전기자동차의 특화 기능 중 차량의 가속 및 정지가 이루어지도록 한 원-풋 드라이브(one-foot drive) 기능이 있다.
참고로, 상기 원-풋 드라이브는 원-페달 드라이브(one-pedal drive)라고도 불리운다.
이에, 상기 원-페달 드라이브라고도 칭하는 원-풋 드라이브 기능이 실행되면, 마치 운전자가 가속페달을 밟으면 차량이 가속되고, 가속페달에서 발을 떼면 차량이 감속되면서 정지되는 효과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 상기 원-풋 드라이브 기능이 실행되면, 차량이 20kph로 주행 중 운전자가 가속페달을 밟지 않은 경우와 같이 차량이 점차 감속되어 정지된다.
그러나, 상기 원-풋 드라이브 기능이 실행되면, 운전자가 직접 브레이크 페달을 밟지 않음에 따른 불안감을 느끼게 되고, 또한 차량이 정지되는 위치 및 시점의 불확실성 등으로 인한 불안감을 느낄 수 있다.
반면, 일반 내연기관 차량의 경우 가속페달을 밟지 않을 경우, 최소 차속까지 감속될 뿐 차량은 정지되지 않고, 브레이크 페달을 밟아야만 정지된다.
하지만, 운전자가 브레이크 페달을 밟는 제동 동작은 전방 차량과의 거리, 전방의 정지선 또는 장애물 등과의 거리 등을 판단하는 운전자의 감각에 의존되므로, 차량이 실제 정지되는 위치 및 시점의 불확실성 등이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 감속 주행시 차량의 각종 정보를 이용하여 차량의 정지 예상범위를 계산하고, 그 계산 결과에 따른 차량 전방의 정지범위를 디스플레이에 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 운전자가 차량 전방의 정지범위를 인식하면서 안전 운전을 도모할 수 있도록 한 차량의 정지범위 안내 장치 및 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 제공하는 정보 제공 유닛; 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로, 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 제어기; 및 상기 제어기의 정지범위 연산 신호를 수신하여, 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 디스플레이 유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치를 제공한다.
상기 정보 제공 유닛은: 전방 차량과의 거리를 센싱하는 레이더 센서; 차량의 가속도를 센싱하는 가속도 센서; 차량의 현재 차속을 검출하는 차속 센서; 운전자가 가속페달을 밟았을 때 온 신호를 출력하는 가속페달 센서; 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 온 신호를 출력하는 브레이크 페달 센서; 스티어링 휠 조작 각도를 센싱하는 조향각 센서; 운전석 주변에 장착되는 원-풋 드라이브 조작장치; 차량 전방의 신호등, 정지선 및 장애물 정보를 제공하는 네비게이션 장치; 등을 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 상기 제어기는: 차량의 감가속도를 연산하는 감가속도 연산부; 차량의 정지 여부를 예측하는 정지 예측부; 차량 전방의 정지범위를 연산하는 정지범위 연산부; 차량 전방의 장애물 존재 여부를 판단하는 장애물 판단부; 상기 정지범위 연산부에 연산된 정지범위 신호를 디스플레이 유닛에 전송하는 정지범위 송신부; 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보의 변화를 기반으로 상기 정지범위 연산의 재수행 여부를 결정하는 주행조건 변화 판단부; 및 차량의 정지 상태를 판정하여 디스플레이 유닛에 정차범위 표시를 중단 제어하는 정지 판정부; 로 구성될 수 있다.
상기 감가속도 연산부는, 가속도 센서에서 센싱된 차량의 감가속도 신호를 정지 예측부에 제공하거나, 차속 센서로부터 전송된 차속을 미분 처리한 감가속도 신호를 정지 예측부에 제공하도록 구성된다.
상기 정지 예측부는, 상기 감가속도 예측부에서 제공된 감속도 크기가 일정크기 이상이면 차량이 정지될 것으로 예측하고, 상기 정지범위 연산부에 정지범위 연산의 시작을 알리도록 구성된다.
상기 정지범위 연산부는, 차량 전방의 정지범위를
Figure pat00001
에 의하여 연산하도록 구성된다.
상기 장애물 판단부는, 상기 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위가, 레이더 센서에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 중첩되거나, 또는 네비게이션 장치로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단하도록 구성된다.
상기 주행조건 변화 판단부는, 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보 중 가속페달 센서의 온 신호와 원-풋 드라이브 조작장치의 조작 신호 중 하나를 수신하거나, 또는 조향각 센서의 조향각 신호를 수신하면, 상기 정지범위 연산의 재수행을 결정한 후, 상기 정지범위 연산부에 정지범위 연산의 재수행 결정 신호를 전송하도록 구성된다.
상기 디스플레이 유닛은: 차량의 전방을 촬영하는 카메라; 차량의 윈드쉴드 글래스에 구성된 헤드업 디스플레이; 차량 전방의 정지범위를 나타내는 증강 현실 이미지를 헤드업 디스플레이에 조사하는 프로젝터; 및 상기 제어기로부터 정지범위 연산 신호를 수신한 후, 카메라에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하고, 그 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 헤드업 디스플레이에 조사하라는 명령신호를 프로젝터에 내리는 디스플레이 제어기; 를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 정보 제공 유닛에서 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 취득하는 단계; 제어기에서 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로, 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계; 및 디스플레이 유닛에서 상기 제어기의 정지범위 연산 신호를 수신하여, 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법을 제공한다.
상기 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계는,
Figure pat00002
을 이용하여 연산하여 이루어지되, 차량의 감가속도를 연산하고, 그 연산 결과 감속도 크기가 일정크기 이상이면 차량이 정지될 것으로 예측한 후 이루어진다.
바람직하게는, 상기 정지범위를 연산할 때 사용되는 상기 감속도 최소값 a1과 감속도 최대값 a2는 이전 정차 상태에서의 정지범위와 현재 정차 상태에서의 정지범위 간의 오차를 연산하여 보정될 수 있다.
본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 방법은, 상기 제어기의 장애물 판단부에서 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위 내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
상기 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계에서, 상기 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위가, 레이더 센서에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 중첩되거나, 또는 네비게이션 장치로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단한다.
상기 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 단계는: 카메라에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하는 과정과, 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 프로젝터에서 헤드업 디스플레이에 조사하는 과정으로 진행된다.
바람직하게는, 상기 장애물 판단부로부터 디스플레이 제어기에 차량 전방에 장애물이 존재하는 판단 신호가 전송되면, 상기 디스플레이 제어기의 제어에 의하여 헤드업 디스플레이 상기 정지범위와 장애물 간의 중첩 영역을 경고용 색채를 갖는 증강 현실 이미지로 표시한다.
또한, 상기 제어기에서 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량의 주행상황 업데이트 정보 중 가속페달 센서의 온 신호와 원-풋 드라이브 조작장치의 조작 신호 중 하나를 수신하거나, 또는 조향각 센서의 조향각 신호를 수신하면 상기 정지범위 연산의 재수행이 결정된다.
본 발명에 따른 방법은, 차량이 정지된 것으로 판정되면 디스플레이 유닛의 정차범위 표시를 중단 시키는 제어 단계를 더 포함한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 전기자동차의 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행되더라도, 차량 내 디스플레이(예, 헤드업 디스플레이)에 차량 전방의 정지범위를 증강 현실(Augmented Reality) 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 운전자가 직접 브레이크 페달을 밟지 않음에 따른 불안감을 해소할 수 있고, 차량이 정지되는 위치 및 시점에 대한 확실성을 가질 수 있다.
둘째, 하이브리드 차량 및 내연기관 차량의 경우에도 차량 감속 주행시 디스플레이(예, 헤드업 디스플레이)에 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 운전자가 브레이크 페달을 밟아야 하는 시점을 미리 정확하게 인지할 수 있고, 그에 따라 급제동 조작 등을 방지하며 안전 운전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치에 의하여 차량 전방의 정지범위가 연산되는 방법을 도시한 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치에 의하여 헤드업 디스플레이에 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되는 예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치에 의하여 헤드업 디스플레이에 정지범위가 장애물과 중첩되는 경고용 증강 현실 이미지가 표시되는 예를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 방법을 도시한 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 정지범위 안내 장치는, 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 제공하는 정보 제공 유닛(10)과, 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 제어기(20)와, 상기 제어기의 정지범위 연산 신호를 수신하여 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 디스플레이 유닛(30)을 포함하여 구성된다.
상기 정보 제공 유닛(10)은, 전방 차량과의 거리를 센싱하는 레이더 센서(11)와, 차량의 가속도를 센싱하는 가속도 센서(12)와, 차량 전방의 신호등, 정지선 및 장애물 정보를 제공하는 네비게이션 장치(13)와, 차량의 현재 차속을 검출하는 차속 센서(14)와, 운전자가 가속페달을 밟았을 때 온(ON) 신호를 출력하는 가속페달 센서(15)와, 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 온(ON) 신호를 출력하는 브레이크 페달 센서(16)와, 운전자의 스티어링 휠 조작 각도를 센싱하는 조향각 센서(17) 등을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 정보 제공 유닛(10)은, 운전석 주변에 구비되는 원-풋 드라이브 조작장치(18)를 더 포함하며, 이 원-풋 드라이브 조작장치(18)를 조작하면 변속 실행, 가속 또는 감속 조절 등과 같은 원-풋 드라이브 기능이 실행될 수 있다.
예를 들어, 상기 원-풋 드라이브 조작장치(18)는 AVN(Audio, Video, Navigation) 시스템, 운전석 주변에 별도 장착될 수 있는 스위치, 스티어링 휠에 장착되는 쉬프트 패들 등을 들 수 있다.
이에, 운전자가 상기 AVN 시스템의 모니터를 통해 표시되는 원-풋 드라이브 조작 메뉴를 선택하거나, 상기 스위치를 눌러 조작하거나, 상기 쉬프트 패들을 누르는 조작을 하면, 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행될 수 있다.
상기 제어기(20)는, 차량의 감가속도를 연산하는 감가속도 연산부(21)와, 차량의 정지 여부를 예측하는 정지 예측부(22)와, 차량 전방의 정지범위를 연산하는 정지범위 연산부(23)와, 차량 전방의 장애물 존재 여부를 판단하는 장애물 판단부(24)와, 상기 정지범위 연산부(23)에 연산된 정지범위 신호를 디스플레이 유닛에 전송하는 정지범위 송신부(25)와, 상기 정보 제공 유닛(10)에서 제공되는 차량 정보의 변화를 기반으로 상기 정지범위 연산의 재수행 여부를 결정하는 주행조건 변화 판단부(26)와, 차량의 정지 상태를 판정하는 정지 판정부(27) 등을 포함하여 구성된다.
상기 감가속도 연산부(21)는 상기 가속도 센서(12)에서 센싱된 차량의 감가속도 신호를 상기 정지 예측부(22)에 제공하거나, 상기 차속 센서(14)로부터 전송된 차속(예, 휠 속도)을 미분 처리한 감가속도 신호를 상기 정지 예측부(22)에 제공한다.
상기 정지 예측부(22)는 상기 감가속도 예측부(21)에서 제공된 감속도 신호 및 차속 센서(14)로부터 전송된 차속 신호, 또는 상기 감가속도 예측부(21)에서 제공된 감속도 신호 및 상기 브레이크 페달 센서(16)에서 전송된 온 신호를 기반으로 차량이 정지될 것을 예측하고, 상기 정지범위 연산부(23)에 정지범위 연산의 시작을 알리도록 구성된다.
예를 들어, 상기 정지 예측부(22)는 상기 원-풋 드라이브 기능이 실행된 경우, 현재차속이 일정차속 이하이고, 감속도 크기가 일정크기 이상이면, 차량이 정지(정차)될 것으로 예측하고, 상기 정지범위 연산부(23)에 정지범위 연산을 시작할 것을 알린다.
반면, 상기 정지 예측부(22)는 일반 내연기관 차량의 경우, 타행 주행에 따라 감속도 크기가 일정크기 이상인 경우, 또는 브레이크 페달의 일시적인 조작에 따른 감속도 크기가 일정크기 이상인 경우, 차량이 정지(정차)될 것으로 예측하고, 상기 정지범위 연산부(23)에 정지범위 연산을 시작할 것을 알린다.
상기 정지범위 연산부(23)는 정지 예측부(22)에서 차량이 정지될 것으로 예측하면, 도 2에 도시된 바와 같이 정지 예측시점부터 차량 전방의 정지범위(차량의 최종 정지되는 영역)를 연산하되, 아래의 식 1을 이용하여 연산한다.
[식 1] :
Figure pat00003
위의 식 1에서, v는 현재 차속, a1은 차량 정지를 위한 감속도 최소값, a2는 차량 정지를 위한 감속도 최대값을 지시한다.
이때, 상기 감속도 최소값 a1과 감속도 최대값 a2는 정지범위 연산부(23)의 정지범위 패턴 학습을 통하여 보정될 수 있다.
예를 들어, 이전 정차 상태에서의 정지범위와 현재 정차 상태에서의 정지범위 간의 오차를 연산하여, 상기 감속도 최소값 a1과 감속도 최대값 a2을 보정할 수 있다.
상기 장애물 판단부(24)는, 상기 정지범위 연산부(23)에서 연산된 차량 전방의 정지범위가 상기 레이더 센서(11)에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 중첩되거나, 상기 정지범위 연산부(23)에서 연산된 차량 전방의 정지범위가 상기 네비게이션 장치(13)로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단한다.
상기 정지범위 송신부(25)는 상기 정지범위 연산부(23)에 연산된 정지범위 신호 즉, 디스플레이에 차량 전방의 정지범위를 표시하라는 명령 신호를 상기 디스플레이 유닛(30)에 전송한다.
상기 주행조건 변화 판단부(26)는 상기 정보 제공 유닛(10)에서 제공되는 차량 정보 중 운전자가 가속페달을 밟았을 때 발생하는 가속페달 센서(15)의 온 신호와 운전자가 원-풋 드라이브 조작장치(18)를 조작할 때 발생하는 온 조작 신호 중 하나를 수신하거나, 또는 운전자가 스티어링 휠을 조타할 때 발생하는 조향각 센서(17)의 조향각 신호를 수신하면 상기 정지범위 연산의 재수행을 결정한 후, 상기 정지범위 연산부(23)에 정지범위 연산을 재수행하라는 결정한 신호를 전송한다.
상기 정지 판정부(27)는 전기자동차의 원-풋 드라이브 기능이 실행된 경우 차속이 일정값 미만이거나, 일반 내연기관 차량의 경우에는 브레이크 페달 센서(16)의 온 신호가 일정 이상 수신되면, 차량이 상기 정지범위 등에 정차된 상태로 판정하고, 상기 디스플레이 유닛(30)에 정차범위 표시를 중단하라는 명령 신호를 전송한다.
상기 디스플레이 유닛(30)은 상기 제어기(20)로부터 정지범위 연산 신호를 수신하여 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하기 위한 일련의 제어를 하는 디스플레이 제어기(31)와, 차량의 전방을 촬영하는 카메라(32)와, 차량의 전면 글래스인 윈드쉴드 글래스에 구성된 헤드업 디스플레이(34)와, 차량 전방의 정지범위를 나타내는 증강 현실 이미지를 헤드업 디스플레이(34)에 조사하는 프로젝터(33)를 포함하여 구성된다.
상기 디스플레이 제어기(31)는 상기 카메라(32)에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하고, 그 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 헤드업 디스플레이(34)에 조사하라는 명령신호를 프로젝터(33)에 내리는 제어를 한다.
따라서, 상기 헤드업 디스플레이(34)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 전방의 도로 상에 상기 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 전기자동차의 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행된 상태에서 운전자가 직접 브레이크 페달을 밟지 않음에 따른 불안감을 해소할 수 있고, 차량이 정지되는 위치 및 시점에 대한 확실성을 가질 수 있다.
또한, 일반 내연기관 차량의 경우에도 차량 감속시 상기 헤드업 디스플레이(34)에서 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 전방의 도로 상에 상기 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내함으로써, 운전자가 브레이크 페달을 밟아야 하는 시점을 미리 정확하게 인지할 수 있고, 그에 따라 급제동 조작 등을 방지하며 안전 운전을 도모할 수 있다.
한편, 상기와 같이 장애물 판단부(24)에서 상기 정지범위가 전방 차량과의 거리를 초과하여 전방 차량과 중첩되거나 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단하는 바, 그 판단 신호를 제어기(20)에서 디스플레이 제어기(31)에 전송하면, 상기 디스플레이 제어기(31)의 제어에 의하여 상기 헤드업 디스플레이(34)에서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 정지범위와 장애물(예, 전방 차량) 간의 중첩 영역을 경고용 색채(예, 붉은색)를 갖는 증강 현실 이미지로 표시해주게 된다.
이에, 운전자가 상기 헤드업 디스플레이(34)에 표시되는 경고용 색채(예, 붉은색)를 갖는 증강 현실 이미지로 보고, 차량 전방의 정지범위가 장애물(예, 전방 차량)가 중첩되는 상황이므로, 운전자가 신속하게 장애물과의 거리 유지를 위한 제동 동작을 취할 수 있다.
예를 들어, 운전자가 전기자동차의 원-풋 드라이브 기능을 해제하는 동시에 브레이크 페달을 신속하게 밟아서 장애물과의 안전거리를 유지시킬 수 있고, 일반 내연기관 차량의 경우에는 운전자가 브레이크 페달을 신속하게 밟아서 장애물과의 안전거리를 유지시킬 수 있다.
여기서, 상기한 구성을 기반으로 하는 본 발명의 정지범위 안내 방법을 첨부한 도 5의 순서도를 참조로 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 정지범위 안내 방법은, 상기 정보 제공 유닛(10)으로부터 상기 제어기(20)에 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 제공하는 단계와, 상기 제어기(20)에서 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계와, 상기 디스플레이 유닛(30)에서 상기 제어기(20)의 정지범위 연산 신호를 수신하여 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 단계로 이루어진다.
이를 위해, 먼저 상기 제어기(20)의 감가속도 연산부(21)에서 현재 차량의 감가속도를 연산한다(S101).
예를 들어, 상기 감가속도 연산부(21)는 상기 가속도 센서(12)로부터 차량의 감가속도 신호를 직접 수신하거나, 또는 상기 차속 센서(14)로부터 전송된 차속(예, 휠 속도)을 미분 처리한 감가속도 신호를 연산한다.
이어서, 상기 제어기(20)의 정지 예측부(22)에서 차량의 정지 여부를 예측한다(S102).
상기 정지 예측부(22)는 상기 감가속도 연산부(21)에서 연산된 현재 차량의 감속도 신호 및 차속 센서(14)로부터 전송된 차속 신호, 또는 상기 감가속도 예측부(21)에서 제공된 감속도 신호 및 상기 브레이크 페달 센서(16)에서 전송된 온 신호를 기반으로 차량의 정지를 예측한다.
예를 들어, 상기 정지 예측부(22)는 전기자동차의 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행된 경우, 현재차속이 일정차속 이하이고, 감속도 크기가 일정크기 이상이면, 차량이 정지(정차)될 것으로 예측한다.
반면, 상기 정지 예측부(22)는 일반 내연기관 차량의 경우, 타행 주행에 따라 감속도 크기가 일정크기 이상인 경우, 또는 브레이크 페달의 일시적인 조작에 따른 감속도 크기가 일정크기 이상인 경우, 차량이 정지(정차)될 것으로 예측한다.
다음으로, 상기 정지 예측부(22)에서 차량이 정지될 것으로 예측하면, 상기 제어기(20)의 정지범위 연산부(23)에서 차량 전방의 정지범위(차량의 최종 정지될 영역)를 전술한 식 1을 이용하여 연산한다(S103).
즉, 상기 정지범위 연산부(23)에서 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계는 상기 감가속도 연산부(21)에서 차량의 감가속도를 연산하고, 상기 정지 예측부(22)에서 감속도 크기가 일정크기 이상이면 차량이 정지될 것으로 예측한 후에 전술한 식 1을 이용하여 이루어지게 된다.
이어서, 상기 제어기(20)의 장애물 판단부(24)에서 상기 정지범위 연산부(23)에서 연산된 차량 전방의 정지범위 내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단한다(S104).
예를 들어, 상기 장애물 판단부(24)는 상기 정지범위가 레이더 센서(11)에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 전방 차량과 중첩되거나, 상기 정지범위가 네비게이션 장치(13)로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 신호등 또는 정지선과 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단한다.
반면, 상기 장애물 판단부(24)는 상기 정지범위가 레이더 센서(11)에서 센싱된 전방 차량과의 거리 이내에 위치하거나, 상기 정지범위가 네비게이션 장치(13)로부터 전송된 신호등 또는 정지선 이전의 위치이면, 차량 전방에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단한다.
다음으로, 상기 디스플레이 유닛(30)에서 헤드업 디스플레이(34)에 상기 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시한다(S105, S106).
즉, 상기 제어기(20)의 정지범위 송신부(25)는 상기 정지범위 연산부(23)에 연산된 정지범위 신호를 상기 디스플레이 유닛(30)의 디스플레이 제어기(31)에 전송하면, 디스플레이 제어기(31)의 제어에 의하여 헤드업 디스플레이(34)에 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 디스플레이 제어기(31)는 상기 카메라(32)에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하고, 그 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 헤드업 디스플레이(34)에 조사하라는 명령신호를 프로젝터(33)에 내리게 됨으로써, 프로젝터(33)에서 헤드업 디스플레이(34)에 상기 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 조사하게 된다.
따라서, 상기 헤드업 디스플레이(34)에서 차량 전방의 도로 상에 상기 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시한다(S105).
이에, 운전자가 상기 헤드업 디스플레이(34)에 증강 현실 이미지로 표시되는 정지범위(차량이 정지되는 위치)를 시각적으로 인식할 수 있고, 전기자동차의 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행된 상태에서 운전자가 직접 브레이크 페달을 밟지 않음에 따른 불안감을 해소할 수 있고, 차량이 정지되는 위치 및 시점에 대한 확실성을 가질 수 있다.
또한, 일반 내연기관 차량의 경우에도 운전자가 상기 헤드업 디스플레이(34)에 증강 현실 이미지로 표시되는 정지범위(차량이 정지되는 위치)를 보고, 브레이크 페달을 밟아야 하는 시점을 미리 정확하게 인지할 수 있고, 그에 따라 급제동 조작 등을 방지하며 안전 운전을 도모할 수 있다.
반면, 상기와 같이 장애물 판단부(24)에서 차량 전방에 장애물이 존재하는 판단 신호가 상기 디스플레이 제어기(31)에 전송하면, 상기 디스플레이 제어기(31)의 제어에 의하여 상기 헤드업 디스플레이(34)에서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 정지범위와 장애물(예, 전방 차량) 간의 중첩 영역을 경고용 색채(예, 붉은색)를 갖는 증강 현실 이미지로 표시한다(S106).
따라서, 운전자가 상기 헤드업 디스플레이(34)에 표시되는 경고용 색채(예, 붉은색)를 갖는 증강 현실 이미지로 보고, 차량 전방의 정지범위가 장애물(예, 전방 차량)가 중첩되는 상황임을 인지할 수 있고, 그에 따라 운전자가 신속하게 장애물과의 거리 유지를 위한 제동 동작을 취할 수 있다.
예를 들어, 운전자가 전기자동차의 원-풋 드라이브 기능을 해제하는 동시에 브레이크 페달을 신속하게 밟아서 장애물과의 안전거리를 유지시킬 수 있고, 일반 내연기관 차량의 경우에는 운전자가 브레이크 페달을 신속하게 밟아서 장애물과의 안전거리를 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제어기(20)의 주행조건 변화 판단부(26)에서 차량의 주행조건 변화 여부 즉, 주행상황 업데이트 여부를 확인하는 단계가 더 진행된다(S107).
예를 들어, 상기 제어기(20)의 주행조건 변화 판단부(26)에서 상기 정보 제공 유닛(10)으로부터 제공되는 차량 정보 중 가속페달 센서(15)의 온 신호, 또는 조향각 센서(17)의 조향각 신호를 수신하면, 차량이 감속이 아닌 가속 상태이거나, 차량 전방의 주행 차선 등이 변경되는 상황이므로, 상기 정지범위 연산의 재수행을 결정한 후, 상기 정지범위 연산부(23)에 정지범위 연산을 재수행하라는 결정한 신호를 전송한다.
본 발명에 따르면, 상기 주행상황 업데이트 여부를 확인한 결과, 주행상황 업데이트가 없는 것으로 확인되면, 상기 제어기(20)의 정지 판정부(27)에서 차량의 정지 여부를 판정하는 단계가 더 진행된다(S108).
예를 들어, 상기 정지 판정부(27)는 전기자동차의 원-페달 드라이브라고도 불리우는 원-풋 드라이브 기능이 실행된 경우, 차속이 일정값 미만 또는 제로이거나, 일반 내연기관 차량의 경우에는 브레이크 페달 센서(16)의 온 신호가 일정 이상 수신됨과 함께 차속이 일정값 미만 또는 제로이면, 차량이 상기 정지범위 등에 정차된 상태로 판정하고, 상기 디스플레이 유닛(30)의 디스플레이 제어기(31)에 정차범위 표시를 중단하라는 명령 신호를 전송한다.
이에, 상기 디스플레이 제어기(31)에서 헤드업 디스플레이(34)에 증강 현실 이미지를 표시하는 것을 중단시키는 제어를 하게 된다(S109).
10 : 정보 제공 유닛 11 : 레이더 센서
12 : 가속도 센서 13 : 네비게이션 장치
14 : 차속 센서 15 : 가속페달 센서
16 : 브레이크 페달 센서 17 : 조향각 센서
18 : 원-풋 드라이브 조작장치 20 : 제어기
21 : 감가속도 연산부 22 : 정지 예측부
23 : 정지범위 연산부 24 : 장애물 판단부
25 : 정지범위 송신부 26 : 주행조건 변화 판단부
27 : 정지 판정부 30 : 디스플레이 유닛
31 : 디스플레이 제어기 32 : 카메라
33 : 프로젝터 34 : 헤드업 디스플레이

Claims (20)

  1. 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 제공하는 정보 제공 유닛;
    상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로, 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 제어기; 및
    상기 제어기의 정지범위 연산 신호를 수신하여, 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 디스플레이 유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보 제공 유닛은:
    전방 차량과의 거리를 센싱하는 레이더 센서;
    차량의 가속도를 센싱하는 가속도 센서;
    차량의 현재 차속을 검출하는 차속 센서;
    운전자가 가속페달을 밟았을 때 온 신호를 출력하는 가속페달 센서;
    운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 온 신호를 출력하는 브레이크 페달 센서;
    스티어링 휠 조작 각도를 센싱하는 조향각 센서; 및
    운전석 주변에 장착되는 원-풋 드라이브 조작장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 정보 제공 유닛은 차량 전방의 신호등, 정지선 및 장애물 정보를 제공하는 네비게이션 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는:
    차량의 감가속도를 연산하는 감가속도 연산부;
    차량의 정지 여부를 예측하는 정지 예측부;
    차량 전방의 정지범위를 연산하는 정지범위 연산부;
    차량 전방의 장애물 존재 여부를 판단하는 장애물 판단부;
    상기 정지범위 연산부에 연산된 정지범위 신호를 디스플레이 유닛에 전송하는 정지범위 송신부;
    상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보의 변화를 기반으로 상기 정지범위 연산의 재수행 여부를 결정하는 주행조건 변화 판단부; 및
    차량의 정지 상태를 판정하여 디스플레이 유닛에 정차범위 표시를 중단 제어하는 정지 판정부;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 감가속도 연산부는,
    가속도 센서에서 센싱된 차량의 감가속도 신호를 정지 예측부에 제공하거나, 차속 센서로부터 전송된 차속을 미분 처리한 감가속도 신호를 정지 예측부에 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 정지 예측부는,
    상기 감가속도 예측부에서 제공된 감속도 크기가 일정크기 이상이면 차량이 정지될 것으로 예측하고, 상기 정지범위 연산부에 정지범위 연산의 시작을 알리도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 정지범위 연산부는,
    차량 전방의 정지범위를 아래의 식 1을 이용하여 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
    [식 1] :
    Figure pat00004

    위의 식 1에서,v는 현재 차속, a1은 차량 정지를 위한 감속도 최소값, a2는 차량 정지를 위한 감속도 최대값을 지시한다.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 장애물 판단부는,
    상기 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위가, 레이더 센서에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 중첩되거나, 또는 네비게이션 장치로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 주행조건 변화 판단부는,
    정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보 중 가속페달 센서의 온 신호와 원-풋 드라이브 조작장치의 조작 신호 중 하나를 수신하거나, 또는 조향각 센서의 조향각 신호를 수신하면, 상기 정지범위 연산의 재수행을 결정한 후, 상기 정지범위 연산부에 정지범위 연산의 재수행 결정 신호를 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은:
    차량의 전방을 촬영하는 카메라;
    차량의 윈드쉴드 글래스에 구성된 헤드업 디스플레이;
    차량 전방의 정지범위를 나타내는 증강 현실 이미지를 헤드업 디스플레이에 조사하는 프로젝터; 및
    상기 제어기로부터 정지범위 연산 신호를 수신한 후, 카메라에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하고, 그 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 헤드업 디스플레이에 조사하라는 명령신호를 프로젝터에 내리는 디스플레이 제어기;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 장치.
  11. 정보 제공 유닛에서 차량의 정지범위 예측을 위한 차량 정보를 취득하는 단계;
    제어기에서 상기 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량 정보를 기반으로, 차량의 감속 주행에 따른 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계; 및
    디스플레이 유닛에서 상기 제어기의 정지범위 연산 신호를 수신하여, 차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계는:
    차량의 감가속도를 연산하고, 그 연산 결과 감속도 크기가 일정크기 이상이면 차량이 정지될 것으로 예측한 후 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량 전방의 정지범위를 연산하는 단계에서,
    상기 정지범위는 아래의 식 1을 이용하여 연산되는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
    [식 1] :
    Figure pat00005

    위의 식 1에서, v는 현재 차속, a1은 차량 정지를 위한 감속도 최소값, a2는 차량 정지를 위한 감속도 최대값을 지시한다.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 정지범위를 연산할 때 사용되는 상기 감속도 최소값 a1과 감속도 최대값 a2는 이전 정차 상태에서의 정지범위와 현재 정차 상태에서의 정지범위 간의 오차를 연산하여 보정되는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기의 장애물 판단부에서 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위 내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 정지범위 연산부에서 연산된 차량 전방의 정지범위가, 레이더 센서에서 센싱된 전방 차량과의 거리를 초과하여 중첩되거나, 또는 네비게이션 장치로부터 전송된 신호등 또는 정지선 위치를 초과하여 중첩되면, 차량 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    차량 전방의 정지범위를 증강 현실 이미지로 표시하는 단계는:
    카메라에서 촬영된 차량 전방 영상에서 상기 정지범위가 증강 현실 이미지로 표시되어야 할 위치를 결정하는 과정과, 결정된 위치에 맞게 정지범위를 나타내는 증가 현실 이미지를 프로젝터에서 헤드업 디스플레이에 조사하는 과정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    장애물 판단부로부터 디스플레이 제어기에 차량 전방에 장애물이 존재하는 판단 신호가 전송되면, 상기 디스플레이 제어기의 제어에 의하여 헤드업 디스플레이 상기 정지범위와 장애물 간의 중첩 영역을 경고용 색채를 갖는 증강 현실 이미지로 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기에서 정보 제공 유닛에서 제공되는 차량의 주행상황 업데이트 정보 중 가속페달 센서의 온 신호와 원-풋 드라이브 조작장치의 조작 신호 중 하나를 수신하거나, 또는 조향각 센서의 조향각 신호를 수신하면, 상기 정지범위 연산의 재수행이 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    차량이 정지된 것으로 판정되면, 디스플레이 유닛의 정차범위 표시를 중단 시키는 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 정지범위 안내 방법.
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