KR20220137216A

KR20220137216A - 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20220137216A
Application number: KR1020210042879A
Authority: KR
Inventors: 김정규; 김상필; 성기석; 성유채; 원영덕
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-12
Also published as: US11981310B2; CN115195588A; US20220314940A1

Abstract

차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템은, 차량의 후진 시 레이더와 카메라 센서에서 측정된 정보를 수집하는 운전정보 검출부 및 차량의 후진 모드 시 상기 레이더와 카메라에서 측정된 정보의 퓨전으로 인식된 후방의 고정 장애물을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하고, 상기 위험 영역에서 접근하는 이동 객체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대해서는 상기 충돌 이벤트 발생을 제한하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법{VEHICLE REAR WARNING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서퓨전을 통해 후방 교차 충돌을 경고하는 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 후진 시 레이더를 이용하여 좌우 측면에서 접근하는 물체를 감지하고 운전자에게 경고하는 주행 보조 장치로서 후방 교차 충돌 경고 시스템(Rear Cross-Traffic Collision-Avoidance Assist, RCCA)이 적용되고 있다.

도 1은 종래의 후방 교차 충돌 경고 시스템을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 RCCA는 자차의 후진 시 레이더 센서를 이용하여 후측방에서 다가오는 이동 객체(예; 타차량/사람)의 상대위치와 상대속도를 인식한다. 그리고, 물체와의 충돌이 예측되는 경우 운전자에게 경고 및 충돌을 회피할 수 있도록 제동을 발생한다.

그러나, 도 1(A)와 같이, 자차의 후방에 고정된 장애물이 위치하고 이 장애물 뒤에서 물체가 접근하게 되는 경우 충돌 위험이 없음에도 불구하고 레이더의 성능 한계 상황으로 인해 불필요한 민감 경고 및 제동을 발생하게 된다.

또한, 도 1(B)와 같이, 자차의 후진 시 후방에 반사 재질의 벽이 존재하는 경우 앞에서 지나가는 타차량과의 충돌 위험이 없는 상황에서도 레이더 신호나 빛 반사로 인한 오인식(고스트 인식/현상이라고도 함)으로 불필요한 경고 및 제동을 유발할 수 있다.

즉, 종래의 RCCA는 차량의 충돌 위험이 없는 상황에서도 센서의 한계로 인하여 민감하게 경고 및 제동 제어를 유발하여 운전자에게 혼란을 주거나 경고 기능의 신뢰도를 저하시키는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 차량에 적용된 자율 주행 센서의 퓨전을 통해 후방의 위험 영역과 안전 영역을 분리하여 후방 충돌 경고의 민감한 작동을 예방하는 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 후방 경고 시스템은, 차량의 후진 시 레이더와 카메라 센서에서 측정된 정보를 수집하는 운전정보 검출부; 및 차량의 후진 모드 시 상기 레이더와 카메라에서 측정된 정보의 퓨전으로 인식된 후방의 고정 장애물을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하고, 상기 위험 영역에서 접근하는 이동 객체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대해서는 상기 충돌 이벤트 발생을 제한하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 차량 후방 경고 시스템은, 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 휠에 제동력을 발생하는 제동부; 상기 차량의 후방 충돌 이벤트를 운전자에게 경고하고 그에 따른 제동 상태를 표출하는 경고부; 및 상기 레이더와 카메라를 통해 각각 상기 차량을 기준으로 물체의 좌표를 측정하기 위한 기준 좌표계를 매칭하여 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 운전정보 검출부는 상기 차량의 운행에 따른 레이더, 카메라, 차속 센서, 액셀 페달 센서(APS), 브레이크 페달 센서(BPS) 및 변속단 센서(TPS) 중 적어도 하나로부터 측정된 운전정보를 검출할 수 있다.

또한, 상기 레이더는 상기 차량과 이동 객체의 위치, 거리, 이동방향을 분석하여 예상 충돌 시간과 충돌 지점을 예측하는 프로그램과 그 제어 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 카메라는 상기 후진 모드 시 후방 영상을 촬영하여 도로에 설치된 고정 장애물과 건물의 벽을 인식할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 카메라를 통해 3개 이상의 상기 고정 장애물이 인식되면 각각의 좌표를 추출하여 선형 회귀 분석에 따른 상기 기준 라인을 도출할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 인식된 고정 장애물 중 차축을 중심으로 양측의 일정범위 혹은 일정 개수로 선정된 장애물 좌표를 추출할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 고정 장애물의 좌표들 중에서 가장 좌측에 위치한 좌표와 가장 우측에 위치한 좌표의 두 지점을 잇는 직선의 방정식을 만들고 이를 통해 선형 회귀 분석 방정식을 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 고정 장애물의 좌표들 중에서 중간에 위치한 고정 장애물 좌표와 상기 기준 라인의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성 검증을 수행한 후 상기 유효성 검증에 성공하면 최종적으로 각 영역을 분리할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 고정 장애물이 물체이면 상기 기준 라인을 기준으로 상기 차량이 있는 내측 방향의 위험 영역과 반대쪽 외측 방향의 안전 영역을 분리할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 카메라를 통해 벽이 인식되면 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출하여 선형 회귀 분석에 따른 상기 기준 라인을 도출할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 기준 라인을 기준으로 상기 벽에서부터 상기 차량이 있는 내측 방향으로 위험 영역을 설정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 센서퓨전을 통해 후방 교차 충돌을 경고하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법은, a) 차량의 후진 모드 시 레이더 및 카메라에서 수집된 정보의 퓨전을 통해 후방에 위치한 고정 장애물 혹은 벽을 검출하는 단계; b) 상기 고정 장애물의 개수가 3개 이상을 충족하면 상기 레이더를 통해 적어도 3개 지점에 대한 좌표를 추출하는 단계; c) 상기 추출된 좌표들을 이용하여 선형 회귀 방정식에 따른 기준 라인을 도출하고 상기 기준 라인을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하는 단계; 및 d) 상기 위험 영역에서 접근하는 이동 객체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대해서는 상기 충돌 이벤트 발생을 제한하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 고정 장애물의 개수가 3개 미만이면 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 기준 라인과 고정 장애물 좌표와의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성을 검증하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유효성을 검증하는 단계는, 상기 기준 라인에서 양단의 두 장애물 좌표를 제외한 중간 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하면 유효성 검증에 성공한 것으로 판단하고 각 영역을 분리하는 단계; 또는 상기 중간 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하지 않으면 유효성 검증에 실패한 것으로 판단하고 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 유지하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 중간 장애물 좌표는 상기 카메라를 이용하여 측정된 좌표일 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 벽이 검출되면 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계 이후에, 상기 기준 라인을 기준으로 상기 벽에서부터 상기 차량이 있는 내측 방향으로 위험 영역을 설정하는 단계; 및 상기 위험 영역(z1)에 진입된 이동 객체에 대해서만 충돌 이벤트를 발생하여 운전자에게 경고 및 차량 제동을 제어하고 상기 벽의 빛 반사로인한 고스트 현상에 따른 충돌 이벤트 발생을 제한하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 후진 모드 시 고정 장애물의 위치를 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하고 안전 영역에 존재하여 충돌위험이 없는 이동 객체에 대해서는 경고 및 제동 제어를 제한함으로써 민감한 작동을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동 객체의 방향성을 판단하여 충돌 가능성이 낮은 안전 영역에서 갑자기 위험 영역으로 진입하는 상황을 인식하여 경고 및 제동 제어를 수행함으로써 신뢰성 및 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 후방 장애물의 종류를 인식하여 자차의 후방에 벽이 위치한 상황에서 전방으로 차량이 접근하는 경우의 고스트 현상에 따른 오류를 제거하고 필요한 상황에서만 경고 및 제동을 발생함으로써 후방 교차 충돌 경고의 최적화 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 후방 교차 충돌 경고 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 후방 장애물이 고정된 물체인 경우 위험 영역과 안전 영역 설정 방법을 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 후방 장애물이 물체인 경우 경고 미발생 및 발생 사례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 후방 장애물이 벽인 경우 위험 영역 설정 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 후방 장애물이 벽인 경우 경고 미발생 및 발생 사례를 나타낸다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템(100)은 운전정보 검출부(110), 제동부(120), 경고부(130), 저장부(140) 및 제어부(150)를 포함한다. 이 밖에도 차량 후방 경고 시스템(100)은 라이다 등의 자율주행센서를 더 포함할 수 있다. 이하, 설명에서 차량의 구분이 필요한 경우 본 발명의 실시 예에 따른 후방 경고 시스템(100)이 적용된 차량을 "자차"라 명명하고, 상기 자차 이외의 다른 차량을 "타차량"이라 명명하되, 구분이 필요 없는 경우 차량으로 통칭할 수 있다.

운전정보 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 각종 센서 및 제어기로부터 차량의 후방 충돌 경고 제어에 필요한 각종 운전정보를 검출하여 제어부(150)로 전달한다. 상기 후방 충돌 경고 제어는 기존 후방 교차 충돌 경고(Rear Cross-Traffic Collision-Avoidance Assist, RCCA)/(Rear Cross-Traffic Collision Warning, RCCW)의 문제점을 개선한 것이다.

예컨대, 운전정보 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 레이더(111), 카메라(112), 차속 센서(113), 액셀 페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)(114), 브레이크 페달 센서(Brake pedal Sensor, BPS)(115) 및 변속단 센서(Transmission Position Sensor, TPS)(116) 중 적어도 하나로부터 측정된 운전정보를 검출할 수 있다. 여기서 상기 차량의 운행은 자율주행모드, 자율주차모드 및 수동주행모드 등을 포함할 수 있다.

레이더(111)는 차량의 후방 좌우측에 각각 설치되어 일정각도로 레이더를 조사하고 반사된 신호에 따른 물체의 상대적 위치(좌표), 거리 및 이동방향 등을 검출한다. 이하, 상기 물체는 이동성 여부에 따라 고정된 물체는 장애물이라 명명하고, 이동성 물체는 이동 객체라 명명한다. 예컨대, 상기 장애물은 도로상의 안전봉 및 표지판과 같이 도로에 고정된 물체나 수직면으로 막혀있는 건물의 벽일 수 있으며, 상기 이동 객체는 타차량이나 사람 및 동물 등일 수 있다.

또한, 레이더(111)는 자차와 이동 객체의 위치, 거리, 이동방향을 분석하여 예상 충돌 시간과 충돌 지점을 예측하는 프로그램과 그 제어 모듈을 포함할 수 있다.

카메라(112)는 차량의 후진 모드 시 후방 영상을 촬영하여 고정 장애물을 인식한다. 이 때, 카메라(112)는 영상인식기술을 통해 도로상의 안전봉 및 표지판, 그리고 수직면으로 막혀있는 건물의 벽이나 구조물 등의 장애물과 그 좌표를 인식할 수 있다.

APS(114)는 운전자의 조작 및 자율주행에 따른 액셀 페달 작동상태와 그 변화량을 측정한다.

BPS(115)는 운전자의 조작 및 자율주행에 따른 브레이크 페달 작동상태와 그 변화량을 측정한다.

TPS(116)는 운전자의 변속단 조작 및 자율주행에 따른 차량의 후진(R단) 상태를 파악한다.

제동부(120)는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 혹은 자율주행 시스템의 기능 중 하나로써 인가되는 제어신호에 따라 차량의 각 휠에 제동력을 발생한다. 예컨대, 제동부(120)는 ESC(Electronic Stability Control)로 구성되어 상기 제어신호에 따른 각 휠에 제동력을 발생할 수 있다.

경고부(130)는 차량 후방 경고 시스템(100)의 운용에 따라 생성되는 각종정보를 운전자에게 시각적, 청각적 및 촉각적 중 적어도 하나를 통해 표출한다.

경고부(130)는 차량의 후방 충돌 이벤트 발생시 후방 교차 충돌을 경고하고 그에 따른 제동모드 작동 상태를 표출할 수 있다.

예컨대, 경고부(130)는 AVN, 클러스터, HUD 등을 통해 시각적 청각적 경고를 표출할 수 있고, 핸들의 진동으로 촉각적으로 표출할 수 있다.

저장부(140)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템(100)의 운용을 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 생성되는 데이터를 저장한다.

저장부(140)는 레이더(111)와 카메라(112)를 통해 각각 차량을 기준으로 물체의 좌표를 측정하기 위한 기준 좌표계를 매칭하여 저장한다. 즉, 저장부(140)는 레이더(111)와 카메라(112) 그리고 더 나아가 라이다와 같은 자율주행센서를 이용하여 각각 측정된 물체(고정 장애물, 벽, 이동 객체)의 좌표가 자차의 위치를 기준으로 허용오차 범위 내에서 일치하도록 캘리브레이션될 수 있다.

제어부(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템(100)의 운용을 위한 상기 각부의 전반적인 동작을 제어하는 통합 전자제어장치(Electronic Control Unit)이다.

제어부(150)는 저장부(140)에 저장된 상기 프로그램과 데이터의 실행에 따라 상기 각부의 실질적인 동작을 중앙에서 제어하거나 이와 연동할 수 있다.

제어부(150)는 차량의 운행 중 운전정보 검출부(110)를 통해 실시간 운전정보를 수집하여 차량이 후진 모드로 진입된 것을 파악한다.

제어부(150)는 차량의 후진 모드 시 레이더(111)와 카메라(112)에서 측정된 정보의 퓨전으로 후방에 위치한 고정 장애물을 파악하고, 상기 고정 장애물을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리한다. 그리고, 제어부(150)는 상기 위험 영역에서 접근하는 물체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대한 경고 및 제동을 제한하여 종래 후방 충돌 경고의 민감한 작동을 예방한다.

제어부(150)는 카메라(112)를 통해 인식된 후방의 장애물이 고정 물체인 경우와 벽인 경우를 구분하고 레이더(111)를 통해 추출된 복수의 장애물 좌표로 선형 회귀 분석에 따른 기준 라인을 도출한 후 이를 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 설정할 수 있다.

먼저, 도 3 내지 도 5를 통해 후방 장애물이 고정된 물체인 경우의 각 영역 설정 방법을 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 후방 장애물이 고정된 물체인 경우 위험 영역과 안전 영역 설정 방법을 나타낸다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 후방 장애물이 물체인 경우 경고 미발생 및 발생 사례를 나타낸다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 차량 후방 경고 시스템(100)의 제어부(150)가 카메라(112)를 통해 인식된 후방의 고정 장애물이 물체인 경우 선형 회귀 분석에 따라 도출된 기준 라인을 중심으로 위험 영역(z1)과 안전 영역(z2)을 분리한 상태를 보여준다.

제어부(150)는 선형 회귀 분석을 사용하여 각 영역을 분리하기 때문에 적어도 3개이상의 고정 장애물(물체)이 존재하여야 한다. 예컨대, 상기 고정 장애물은 도로상의 안전한 주행 유도를 위하여 길이방향으로 배치된 복수의 안정봉일 수 있다.

제어부(150)는 레이더(111)에서 측정된 정보를 토대로 상기 3개 이상의 고정 장애물에 대한 좌표를 추출한다.

도 4를 참조할 때, 제어부(150)는 인식된 안전봉의 수가 많은 경우 차축을 중심으로 양측의 일정범위 혹은 일정 개수로 선정된 장애물 좌표(X, Y)를 추출할 수 있다. 이 때, 상기 선정된 장애물 좌표(X, Y)는 순서에 따라 제1 좌표 내지 제4 좌표로 정의한다.

제어부(150)는 상기 선정된 장애물 좌표 중에서 가장 좌측에 위치한 제1 좌표(X1,Y1)와 가장 우측에 위치한 제4 좌표(X4,Y4)의 두 지점을 잇는 직선의 방정식을 만들고 이를 통해 아래의 수학식 1과 같이 선형 회귀 분석 방정식을 생성한다.

이 때, 제어부(150)는 선형 회귀 분석 방정식을 생성에 따른 가상의 기준 라인을 도출하고, 상기 기준 라인을 기준으로 자차가 있는 내측 방향의 위험 영역(z1)과 자차의 반대쪽 외측 방향의 안전 영역(z2)을 분리한다. 즉, 자차와 고정 장애물에 따른 기준 라인 사이는 위험 영역(z1)이고, 상기 기준 라인과 자차 반대 방향의 영역은 안전 영역(z2)으로 설정된다.

(여기서, y는 종속변수, x는 독립변수, a는 절편, b는 기울기, e는 잔차이고, 상기 잔차(e)는 최소 제곱 추정법을 이용한 다음의 수학식 2를 통해 계산할 수 있다.

한편, 상기 기준 라인은 상기 위험 영역(z1)과 안전 영역(z2)을 구분하는 매우 중요한 요소이므로 제어부(150)는 안전성 확보를 위해 유효성 검증을 선행한다.

이에, 제어부(150)는 상기 기준 라인으로부터 벗어난 고정 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성 검증을 수행한 후 상기 검증에 성공하면 최종적으로 각 영역을 분리할 수 있다.

예를 들면, 제어부(150)는 상기 기준 라인의 양단에 있는 두 개의 고정 장애물 좌표(예; 제1 및 제4 장애물)를 제외한 어느 하나의 중간 장애물(예; 제2 혹은 제3 장애물) 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하면 유효한 것을 판정하고 각 영역을 분리할 수 있다. 여기서, 상기 기준 라인은 레이더(111)에서 측정된 3개 이상의 고정 장애물에 대한 좌표를 기반으로 도출되는 것이며 상기 중간 장애물 좌표는 카메라(112)를 이용하여 측정된 좌표일 수 있으며, 이러한 센서 퓨전을 통해 유효성을 검증할 수 있다.

그러므로, 도 4와 같이, 제어부(150)는 자차의 후진 모드 시 후방의 이동 객체가(타차량/사람) 접근하더라도 고정 장애물(기준 라인)을 기준으로 외측의 안전 영역(z2)에 존재하는 경우 충돌 위험이 없음을 인지하여 경고 및 제동을 미발생(제한)한다.

반대로, 도 5와 같이, 제어부(150)는 자차의 후진 모드 시 후방의 이동 객체(타차량/사람)의 이동속도와 방향을 측정하여 충돌 가능성이 낮은 안전 영역(z2)에서 갑자기 위험 영역(z1)으로 진입하는 위험상황을 인식하여 경고 및 제동 제어를 수행함으로써 신뢰성 및 안전성을 확보할 수 있다.

다만, 제어부(150)는 상기 기준 라인을 기준으로 상기 중간 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하지 않으면(즉, 초과하면), 상기 각 영역을 분리하지 않고 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 유지한다. 즉, 상기 선형 회귀 분석 방정식에 따른 기준 라인의 유효성 검증이 충족하지 않은 상태에서는 안전을 위해 기존의 보수적인(민감한) RCCA 로직을 유지할 수 있다. 즉, 도 4와 같은 후진 모드에서 이동 객체의 접근이 인식되면 제한 없이 경고 및 제동을 발생할 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7을 통해 본 발명의 제2 실시 예에 따른 후방의 고정 장애물이 벽인 경우의 영역 설정 방법을 설명하도록 하되, 상기 제1 실시 예와 유사하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 후방 장애물이 벽인 경우 위험 영역 설정 방법을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 후방 장애물이 벽인 경우 경고 미발생 및 발생 사례를 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 차량 후방 경고 시스템(100)의 제어부(150)가 카메라(112)를 통해 인식된 후방의 고정 장애물이 벽인 경우 선형 회귀 분석에 따라 도출된 기준 라인을 중심으로 설정된 위험 영역(z1)을 보여준다.

제어부(150)는 선형 회귀 분석을 이용한 기준 라인을 토대로 각 영역을 분리하기 때문에, 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출한다. 이하, 상기 3개 지점 좌표를 배치 순서에 따라 제1 좌표 내지 제3 좌표로 각각 정의될 수 있다. .

제어부(150)는 상기 3개 지점의 좌표 중에서 가장 좌측에 위치한 제1 좌표(X1,Y1)와 가장 우측에 위치한 제3 좌표(X3,Y3)의 두 지점을 잇는 선형 회귀 분석 방정식을 생성하고 이를 토대로 가상의 기준 라인을 도출한다.

제어부(150)는 상기 기준 라인의 유효성 검증에 성공하면, 상기 기준 라인을 기준으로 벽에서부터 자차가 있는 내측 방향의 위험 영역(z1)을 설정한다.

따라서, 도 7과 같이, 제어부(150)는 자차의 후진 시 후방에 벽이 존재하는 경우 앞에서 타차량이 지나가더라도 고스트 현상 없이 벽 및 타차량과의 충돌 위험이 없음을 인지하여 경고 및 제동을 미발생(제한)한다.

또한, 제어부(150)는 자차의 후진 모드 시 후방의 이동 객체가(타차량/사람) 고정 장애물(기준 라인)을 기준으로 설정된 내측의 위험 영역(z1)에서 접근하는 경우 충돌 위험을 인지하여 경고 및 제동을 발생할 수 있다.

이러한 제어부(150)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

이러한 차량 후방 경고 시스템 제어 방법은 아래의 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하기로 하되, 상기 제어부(150)은 차량 후방 경고 시스템(100)에 포함되는 구성요소인 바 그 시스템을 주체로 설명하도록 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 후방 경고 시스템제어 방법은 차량 후방 경고 시스템(100)이 차량의 주행 중 운전정보 검출부(110)를 통해 실시간 운전정보를 수집하여 후진 모드로 진입된 것을 파악한 상태를 가정하여 설명하도록 한다.

차량 후방 경고 시스템(100)은 차량의 후진 모드 시 운전정보로 수집된 레이더(111) 및 카메라(112) 정보의 퓨전 분석으로 후방에 위치한 고정 장애물 혹은 벽을 검출한다(S1, S2).

이 때, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 고정 장애물이 검출되면(S2; 고정장애물), 고정 장애물 개수를 파악하여 3개 미만이면(S3; 아니오), 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 수행한다(S4).

반면, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 고정 장애물의 개수가 3개 이상을 충족하면(S3; 예), 상기 고정 장애물 중 적어도 3개 지점에 대한 좌표(X, Y)를 추출한다(S5).

차량 후방 경고 시스템(100)은 추출된 좌표들을 이용하여 선형 회귀 방정식에 따른 기준 라인을 도출하고(S6), 상기 기준 라인과 고정 장애물 좌표와의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성을 검증한다(S7).

이 때, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 기준 라인에서 양단의 두 장애물 좌표를 제외한 중간 장애물 좌표의 오차가 상기 허용 거리 이내를 충족하지 않으면 유효성 검증에 실패한 것으로 판단하고(S7; 아니오), 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 수행한다(S4).

반면, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 중간 장애물 좌표의 오차가 상기 허용 거리 이내를 충족하면 유효성 검증에 성공한 것으로 판단하고(S7; 예), 상기 기준 라인을 기준으로 자차가 있는 내측 방향의 위험 영역(z1)과 자차의 반대쪽 외측 방향의 안전 영역(z2)을 분리한다(S8).

그리고, 차량 후방 경고 시스템(100)은 위험 영역(z1)에 진입된 이동 객체에 대해서만 충돌 이벤트를 발생하여 운전자에게 경고 및 차량 제동을 제어하되, 상기 안전 영역(z1)에 존재하는 이동 객체에 대한 경고 및 제동을 제한한다(S9).

한편, 상기 S2 단계에 있어서, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 벽이 검출되면(S2; 벽), 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출한다(S10).

차량 후방 경고 시스템(100)은 추출된 좌표들을 이용하여 선형 회귀 방정식에 따른 기준 라인을 도출하고(S11), 상기 기준 라인과 상기 벽에서 추출된 실제 좌표와의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성을 검증한다(S12).

이 때, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 기준 라인을 기준으로 양단의 두 지점을 제외한 중간 지점 좌표의 오차가 상기 허용 거리 이내를 충족하지 않으면 유효성 검증에 실패한 것으로 판단하고(S12; 아니오), 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 수행한다(S4).

반면, 차량 후방 경고 시스템(100)은 상기 중간 지점 좌표의 오차가 상기 허용 거리 이내를 충족하면 유효성 검증에 성공한 것으로 판단하고(S12; 예), 상기 기준 라인을 기준으로 자차가 있는 내측 방향의 위험 영역(z1)을 설정한다(S13).

그리고, 차량 후방 경고 시스템(100)은 자차와 벽 사이의 위험 영역(z1)에 진입된 이동 객체에 대해서만 충돌 이벤트를 발생하여 운전자에게 경고 및 차량 제동을 제어하고 고스트 현상에 따른 경고 및 제동을 제한한다(S14).

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 후진 모드 시 고정 장애물의 위치를 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하고 안전 영역에 존재하여 충돌위험이 없는 이동 객체에 대해서는 경고 및 제동 제어를 제한함으로써 민감한 작동을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동 객체의 방향성을 판단하여 충돌 가능성이 낮은 안전 영역에서 갑자기 위험 영역으로 진입하는 상황을 인식하여 경고 및 제동 제어를 수행함으로써 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

예컨대, 전술한 본 발명의 실시 예에서는 레이더(111)와 카메라(112)를 이용한 센서 퓨전을 통해 개선된 후방 교차 충돌 경고 기능을 제공하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 라이다와 카메라(112)를 이용한 센서 퓨전을 통해 구현할 수 있다.

즉, 차량 후방 경고 시스템(100)은 라이다를 이용하여 측정된 적어도 3개 지점의 좌표를 추출하여 선형 회귀 방정식에 따른 기준 라인으로 위험 영역(z1)과 안전 영역(z2)을 구분하고, 안전 영역(z2)에서 감지된 이동 객체에 대해서는 민감 경고를 제한하는 등의 기능을 동일하게 구현할 수 있다.

따라서, 추가적인 부품이나 하드웨어의 구성 없이 차량에 적용된 자율주행 센서와 소프트웨어의 수정만으로 효과적인 차량 후방 경고 시스템 및 그 제어 방법을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 전술한 본 발명의 실시 예에서 카메라를 통해 3개 이상의 상기 고정 장애물이 인식되면 각각의 좌표를 추출하여 선형 회귀 분석에 따른 상기 기준 라인을 도출하는 것으로 설명하였다. 이는 통상 도로상의 안정봉이 나란히 배치되는 것을 고려한 하나의 바람직한 실시 예이다. 따라서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 제어부는 카메라를 통해 3개 이상의 장애물이 인식되면 비선형 회귀 분석에 따른 기준라인을 도출할 수도 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 차량 후방 경고 시스템 111: 레이더
112: 카메라 113: 차속 센서
114: APS 115: BPS
116: TPS 120: 제동부
130: 표시부 140: 저장부
150: 제어부

Claims

차량의 후진 시 레이더와 카메라 센서에서 측정된 정보를 수집하는 운전정보 검출부; 및
차량의 후진 모드 시 상기 레이더와 카메라에서 측정된 정보의 퓨전으로 인식된 후방의 고정 장애물을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하고, 상기 위험 영역에서 접근하는 이동 객체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대해서는 상기 충돌 이벤트 발생을 제한하는 제어부;
를 포함하는 차량 후방 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 휠에 제동력을 발생하는 제동부;
상기 차량의 후방 충돌 이벤트를 운전자에게 경고하고 그에 따른 제동 상태를 표출하는 경고부; 및
상기 레이더와 카메라를 통해 각각 상기 차량을 기준으로 물체의 좌표를 측정하기 위한 기준 좌표계를 매칭하여 저장하는 저장부;
를 더 포함하는 차량 후방 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 운전정보 검출부는
상기 차량의 운행에 따른 레이더, 카메라, 차속 센서, 액셀 페달 센서(APS), 브레이크 페달 센서(BPS) 및 변속단 센서(TPS) 중 적어도 하나로부터 측정된 운전정보를 검출하는 차량 후방 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 레이더는
상기 차량과 이동 객체의 위치, 거리, 이동방향을 분석하여 예상 충돌 시간과 충돌 지점을 예측하는 프로그램과 그 제어 모듈을 포함하는 차량 후방 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카메라는
상기 후진 모드 시 후방 영상을 촬영하여 도로에 설치된 고정 장애물과 건물의 벽을 인식하는 차량 후방 경고 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 카메라를 통해 3개 이상의 상기 고정 장애물이 인식되면 각각의 좌표를 추출하여 선형 회귀 분석에 따른 상기 기준 라인을 도출하는 차량 후방 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
인식된 고정 장애물 중 차축을 중심으로 양측의 일정범위 혹은 일정 개수로 선정된 장애물 좌표를 추출하는 차량 후방 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 고정 장애물의 좌표들 중에서 가장 좌측에 위치한 좌표와 가장 우측에 위치한 좌표의 두 지점을 잇는 직선의 방정식을 만들고 이를 통해 선형 회귀 분석 방정식을 생성하는 차량 후방 경고 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 고정 장애물의 좌표들 중에서 중간에 위치한 고정 장애물 좌표와 상기 기준 라인의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성 검증을 수행한 후 상기 유효성 검증에 성공하면 최종적으로 각 영역을 분리하는 차량 후방 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 고정 장애물이 물체이면 상기 기준 라인을 기준으로 상기 차량이 있는 내측 방향의 위험 영역과 반대쪽 외측 방향의 안전 영역을 분리하는 차량 후방 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 카메라를 통해 벽이 인식되면 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출하여 선형 회귀 분석에 따른 상기 기준 라인을 도출하는 차량 후방 경고 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기준 라인을 기준으로 상기 벽에서부터 상기 차량이 있는 내측 방향으로 위험 영역을 설정하는 차량 후방 경고 시스템.
센서퓨전을 통해 후방 교차 충돌을 경고하는 차량 후방 경고 시스템의 제어 방법에 있어서,
a) 차량의 후진 모드 시 레이더 및 카메라에서 수집된 정보의 퓨전을 통해 후방에 위치한 고정 장애물 혹은 벽을 검출하는 단계;
b) 상기 고정 장애물의 개수가 3개 이상을 충족하면 상기 레이더를 통해 적어도 3개 지점에 대한 좌표를 추출하는 단계;
c) 상기 추출된 좌표들을 이용하여 선형 회귀 방정식에 따른 기준 라인을 도출하고 상기 기준 라인을 기준으로 위험 영역과 안전 영역을 분리하는 단계; 및
d) 상기 위험 영역에서 접근하는 이동 객체가 감지되면 충돌 이벤트를 발생하여 경고 및 제동 제어하되, 상기 안전 영역에 존재하는 이동 객체에 대해서는 상기 충돌 이벤트 발생을 제한하는 단계;
를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 고정 장애물의 개수가 3개 미만이면 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 유지하는 단계를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 기준 라인과 고정 장애물 좌표와의 오차가 허용 거리 이내를 충족하는지 유효성을 검증하는 단계를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 유효성을 검증하는 단계는,
상기 기준 라인에서 양단의 두 장애물 좌표를 제외한 중간 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하면 유효성 검증에 성공한 것으로 판단하고 각 영역을 분리하는 단계; 또는
상기 중간 장애물 좌표의 오차가 허용 거리 이내를 충족하지 않으면 유효성 검증에 실패한 것으로 판단하고 기존 후방 교차 충돌 경고(RCCA) 로직을 유지하는 단계;
를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 중간 장애물 좌표는 상기 카메라를 이용하여 측정된 좌표인 것을 특징으로 하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 벽이 검출되면 상기 벽의 길이방향을 따라 적어도 3개 지점의 좌표를 추출하는 단계를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 b) 단계 이후에,
상기 기준 라인을 기준으로 상기 벽에서부터 상기 차량이 있는 내측 방향으로 위험 영역을 설정하는 단계; 및
상기 위험 영역(z1)에 진입된 이동 객체에 대해서만 충돌 이벤트를 발생하여 운전자에게 경고 및 차량 제동을 제어하고 상기 벽의 빛 반사로인한 고스트 현상에 따른 충돌 이벤트 발생을 제한하는 단계;
를 포함하는 차량 후방 경고 시스템 제어 방법.