KR20230009746A - 자율주행차량의 제동력 분배를 위한 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행차량의 제동력의 분배를 위한 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제어부가 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 해당 물체의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 수직하중 연산수순을 포함하고, 상기 제어부는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기에 전달하고, 브레이크제어기는 전달받은 수직하중의 데이터에 따라서 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터를 구동시키는 구성을 특징으로 하는 제어방법에 관한 것이다.

Description

자율주행차량의 제동력 분배를 위한 제어방법{Control method for distribution of braking force for autonomous vehicle}
본 발명은 자율주행차량의 제동력의 분배를 위한 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제어부가 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 해당 물체의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 수직하중 연산수순을 포함하고, 상기 제어부는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기에 전달하고, 브레이크제어기는 전달받은 수직하중의 데이터에 따라서 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터를 구동시키는 구성을 특징으로 하는 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량내에는 시트(seat)가 고정되고, 주행중 탑승객들의 이동할 수 있는 구간이 적다. 또한, 시트에 설치된 하중센서의 센서신호를 이용하여 차량의 탑승객들이 시트에 착좌하였는지의 여부를 용이하게 파악할 수 있다.
즉, 일반적인 차량의 실내의 구조는 대체로 획일화되어 있으므로 차량내 하중의 변동량이 적어 차량의 각 휠에 부하되는 하중의 파악이 용이한 것이다.
예를 들어, 전륜구동차량인 경우 차량 제동시 후륜의 수직하중이 감속도에 비례하여 전륜으로 이동하게 되어 전륜에 걸리는 수직하중이 후륜에 걸리는 수직하중보다 더 크게 형성된다.
따라서, 차량 제동시 전륜구동차량의 전륜에 수직하중이 더 크게 형성되므로 전륜의 제동력을 후륜보다 더 크게 하고 반대로 후륜의 제동력은 작게 한다. 왜냐하면, 후륜의 수직 하중이 낮은데 제동력을 크게 하면 후륜의 휠이 잠김(Locking)현상이 발생하여 차량의 불안정한 주행을 하기 때문이다.
그런데, 최근에 개발중인 자율주행차량(autonomous vehicle)은 GPS 모듈, 카메라, 레이다, 라이다, 네비게이션(navigation)기기로부터 차량이 운행하고 있는 구간에 대한 정보를 입력받아 차량이 도로를 따라서 주행과 제동을 자율적으로 수행하는 차량으로서, 이러한 차량은 탑승객이 직접적으로 운전을 하지 않아도 되므로 차량 주행중에 차량의 실내에서 다양한 활동을 수행할 수 있다.
예를 들어, 자율주행차량의 실내에서 음식물을 섭취하거나, 차량 실내에 침대를 설치하고 그 위에서 수면을 하는 등의 활동을 수행할 수 있게 됨으로써, 차량의 각 차륜에 걸리는 수직하중이 급격하게 변동할 수 있는데, 이러한 현상은 일반적인 차량의 시트가 특정 위치에 고정된 획일적인 구조로부터 발생되어 차륜에 걸리는 수직하중의 변동량이 적은 것과는 매우 다른 양상임을 알 수 있다.
그러므로, 자율주행차량의 실내에서의 수직하중의 변화를 정확하게 파악할 수 없어 각 차륜을 최적 제동력으로 제어를 수행하기가 어려우며 이로 인하여 차량의 주행이 불안정하게 될 우려가 있다.
한편, 차량의 수직하중을 파악하기 위한 종래기술로서, 대한민국특허공개 제 10-2019-49176 호의 차량의 적재 중량 측정시스템의 기술과, 국제특허공개공보 WO2003/044472 호의 차축 로드를 측정하는 장치 및 방법의 기술이 공지되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 자율주행차량의 차륜에 걸리는 수직부하를 정확하게 측정하여 차륜에 필요한 제동력을 최적으로 조절하기 위한 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자율주행차량의 제동력 분배를 위한 제어방법은, 제어부가 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 해당 물체의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 수직하중 연산수순을 포함하고, 상기 제어부는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기에 전달하고, 브레이크제어기는 전달받은 수직하중의 데이터에 따라서 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터를 구동시키는 구성을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 자율주행차량의 제동력 분배를 위한 제어방법은, 자율주행차량의 각 차륜에 걸리는 수직하중을 정확하게 판단하여 차량의 제동 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 발현한다.
또한, 차량 내부에 거치된 물체가 낙하되는지의 위험성을 예상하여 차량의 가속 및 감속을 제어함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 발현한다.
도 1 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법을 수행하기 위한 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 순서도,
도 3 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 실시예의 플로우챠트,
도 4 는 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 차륜의 제동력의 제한치를 계산을 설명하는 개략도,
도 5 는 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 차량 내부에 거치된 물체의 무게중심의 산출을 설명하는 개략도,
도 6 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 수직하중에 따라서 제동력을 분배하는 일례의 개략도이다.
이하, 본 발명에 따른 자율주행차량의 제동력 분배를 위한 제어방법의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법을 수행하기 위한 시스템의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법은, 차량에 설치되어 차량 내부를 촬영하는 실내카메라(20)와, 차량에 설치되어 차량의 전방과 같은 외부환경을 촬영하는 외부카메라(30)와, 차량의 브레이크를 제어하는 브레이크제어기(40)와, 차량의 가속도를 측정하는 가속도센서(50)와, 차량의 브레이크 작동용 유압을 측정하는 유압센서(60)와, 차량의 각 차륜의 속도를 측정하는 휠속센서(70)와, 상기 브레이크제어기(40)의 제어에 따라서 브레이크를 작동시키는 브레이크액츄에이터(80)와, 상기 실내카메라(20), 외부카메라(30), 가속도센서(50), 유압센서(60), 휠속센서(70) 및 브레이크액츄에이터(80)로부터 전달받은 신호를 분석하여 브레이크제어기(40)를 구동시키는 제어부(10)를 포함하는 시스템에 의하여 구현된다.
상기 제어부(10)는 상기 실내카메라(20)가 차량 내부에 존재하는 물체(사람 및 기물 포함)들의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 파악한다.
그리고, 상기 제어부(10)는 파악된 해당 물체의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 데이터를 이용하여 각 차륜의 수직하중을 연산한다. 상기 수직하중의 단위는 N (Newton) 이며, 즉, 1kg 의 질량을 가지는 물체를 1 미터*매*초 제곱만큼(kg*m*sec2) 가속시키는 데에 필요한 힘으로 정의된다.
또한, 상기 제어부(10)는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기(40)에 전달하고, 수직하중의 데이터를 전달받은 브레이크제어기(40)는 주행중인 차량의 수직하중의 변화량에 따라서 각 차륜에 잠김(locing) 현상이 발생되지 않도록 각 차륜의 제동력의 분배량을 연산하고 연산된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시킨다.
상기 제동력의 단위 역시 수직하중의 단위인 N (Newton)이다.
또한, 상기 제어부(10)는 상기 실내카메라(20)를 이용하여 컵(cup)과 같이 차량의 주행에 따라서 중심을 잃고 쓰러지거나 낙하하기 쉬운 물체를 감지하고, 해당 물체가 쓰러지거나 낙하하지 않도록 차량의 가속 및 감속을 제어한다.
도 2 는 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 순서도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법은, 제어부(10)가 실내카메라(20)를 이용하여 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 해당 물체의차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 수직하중 연산수순(S1)을 포함한다.
여기서, 상기 실내카메라(20)가 파악하는 물체는 사람 및 기물을 포함한다.
바람직하게는, 상기 수직하중 연산수순(S1)에서 상기 제어부(10)는 실내카메라(20))를 이용하여 실시간으로 물체가 차량 내부에서 이동하였는지를 확인하고, 확인된 결과에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중의 변화량을 파악한다.
또한, 바람직하게는, 상기 수직하중 연산수순(S1)에서 상기 제어부(10)는 연산된 수직하중의 데이터와 차량이 주행중인 노면의 마찰계수에 따라서 각 차륜에 걸리는 제동력의 제한치를 연산한다.
그리고, 상기 제어부(10)는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기(40)에 전달하고, 브레이크제어기(40)는 전달받은 수직하중의 데이터에 따라서 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시킨다.
다음으로, 제어부(10)는 실내카메라(20)를 이용하여 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 인식된 해당 물체가 차량내부에서 쓰러지거나 낙하되기 쉬운 전도 (顚倒)(fall down)가능 물체인 경우, 해당 물체가 전도되지 않도록 차량의 가속 및 감속을 제어하는 물체 전도 방지수순(S2)를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제어부(10)는 차량내 넘어지기 쉬운 물체들이 흔들려 넘어지지 않도록 하기 위한 차량의 가속도 및 감속도를 계산하고, 계산된 가속도 및 감속도에 따라서 각 차륜의 제동력을 산출한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제어부(10)는 차량내에 존재하는 컵이나 접시와 같은 용기(bowl)에 있는 액체 등의 내용물이 용기에서 넘치는지의 여부를 파악하고, 내용물이 넘치지 않도록 하기 위한 차량의 가속도 및 감속도를 계산하고, 계산된 가속도 및 감속도에 따라서 각 차륜의 제동력을 산출한다.
다음으로, 제어부(10)는 상기 수직하중 연산수순(S1)에서 연산된 각 차륜의 수직하중에 따른 각 차륜별 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시키되, 차량의 주행중에 어느 하나의 차륜에 락킹(locing) 현상이 발생되면 해당 차륜의 수직하중에 크게 영향을 미치는 물체의 중량의 데이터를 재인지하고, 재인지된 해당 물체의 중량에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하여 해당 차륜에 락킹 현상이 발생되지 않도록 하는 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시키는 재연산수순(S3)을 더 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 실시예를 설명하기로 한다.
도 3 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 실시예의 플로우챠트이다.
하기에서 기술할 본 발명의 실시예의 제동력 분배를 위한 제어방법은, 전술한 바와 같이, 차량에 설치되어 차량 내부를 촬영하는 실내카메라(20)와, 차량에 설치되어 차량의 전방과 같은 외부환경을 촬영하는 외부카메라(30)와, 차량의 브레이크를 제어하는 브레이크제어기(40)와, 차량의 가속도를 측정하는 가속도센서(50)와, 차량의 브레이크 작동용 유압을 측정하는 유압센서(60)와, 차량의 각 차륜의 속도를 측정하는 휠속센서(70)와, 상기 브레이크제어기(40)의 제어에 따라서 브레이크를 작동시키는 브레이크액츄에이터(80)와, 상기 실내카메라(20), 외부카메라(30), 가속도센서(50), 유압센서(60), 휠속센서(70) 및 브레이크액츄에이터(80)로부터 전달받은 신호를 분석하여 브레이크제어기(40)를 구동시키는 제어부(10)를 포함하는 시스템에 의하여 구현된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면, 먼저, 차량에 처음으로 시동이 걸리면(S10), 제어부(10)는 차량내부에 존재하는 물체(사람과 기물을 모두 포함)의 위치가 변경되었거나 또는 새로운 물체가 추가되었는지 판단한다(S11).
이때, 상기 S11 단계에서의 판단을 위하여, 상기 제어부(10)는 해당 물체와 RFID (Radio-Frequency Identification)(전자기유도인식) 방식으로 통신을 수행하거나 IOT(Internet of Things)(사물 인터넷) 방식으로 통신을 수행하여 해당 물체의 종류를 확인할 수 있다.
이러한 경우 우선적으로 RFID 방식 또는 IOT 방식으로 해당 물체의 종류를 파악하고, 만일, RFID 방식 또는 IOT 방식으로 전달된 정보가 없는 경우라면 실내카메라(20)로부터 촬영된 해당 물체의 이미지 정보로부터 물체의 종류를 확인하는 것이 바람직하다.
상기 S11 단계의 판단은 S10 단계의 차량에 시동이 처음으로 걸려진 경우에만 1 회 수행하고, 그 이후에는 수행하지 않는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 첫 시동시 기존에 차량 내부에 존재하는 물체의 위치나 중량이 변화하거나 또는 새로운 물체가 추가되는 경우에는, 변화되거가 추가된 물체만의 위치, 중량 및 무게중심을 산출하고 이를 기존에 차량 내부에 존재하였던 물체의 데이터와 합산하여 수직하중을 계산하기 위함이다.
다음으로, 상기 S11 단계에서의 판단 결과, 차량내부에 존재하는 물체(사람과 기물을 모두 포함)의 위치가 변경되지 않았거나 또는 새로운 물체가 추가되지 아니하였다면, 제어부(10)는 연동된 메모리(미도시)에 저장된 가장 최근의 각 차륜의 수직하중의 데이터를 독출(read)한다(S12).
반면, 상기 S11 단계에서의 판단 결과, 차량내부에 존재하는 물체(사람과 기물을 모두 포함)의 위치가 변경되었거나 또는 새로운 물체가 추가되었다면, 제어부(10)는 차량 내부에 존재하는 모든 물체에 대하여 차량 내부상의 위치, 중량, 무게중심의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산한다(S13).
이때, 상기 물체의 무게중심을 인지하기 위한 방법론으로서 인공지능을 이용한 물체의 인지 기법중에 하나인 CNN(Convolutional Netrual Networks) 기법을 이용하여 사물의 무게중심을 연산하는 기법에 관한 논문(제목: Center of Mass for Balance Evaluation Using Convolutional Netrual Networks)(2019 IEEE International Conference on Healthcare Informatics (ICHI))의 방법론에 따라서 무게중심을 인지할 수 있다.
그리고, 제어부(10)는 연산된 각 차륜별 수직하중에 따라서 각 차륜의 제동력의 제한치를 계산한다(S14).
이때, 도 4 의 개략도에 도시된 바와 같이, 상기 S14 단계에서 제어부(10)는 수직하중(W)과 노면의 마찰계수(μ)를 모두 변수로 상정하여 각 차륜의 제동력의 제한치(B)를 계산하는 것이 바람직하다.
즉, 도 4 를 참조하면, 차량의 진행방향(도면의 상부)에 대하여 차량 전방의 좌측 차륜의 제동력의 제한치는 B_fl = μW_fl 로 산출되고, 차량 전방의 우측 차륜의 제동력의 제한치는 B_fr = μW_fr 로 산출되고, 차량 후방의 좌측 차륜의 제동력의 제한치는 B_rl = μW_rl 로 산출되고, 차량 후방의 우측 차륜의 제동력의 제한치는 B_rr = μW_rr 로 산출된다.
상기의 제동력의 제한치는 차량의 목표 감속도가 제동력의 제한치보다 큰 감속도를 요구할 경우라 할지라도, 제동력의 제한치(B) 이하로 감속도를 제한한다.
다음으로, 제어부(10)는 차량 주행중에 차량내에 위치한 물체가 이동하였는지를 판단한다(S15).
상기 주행중 물체의 이동 여부의 판단은 전술한 바와 같이, RFID 방식 또는 IOT 방식으로 전달된 정보를 통하여 해당 물체의 이동 여부를 판단하고, 만일, RFID 방식 또는 IOT 방식으로 전달된 정보가 없는 경우라면 실내카메라(20)로부터 촬영된 해당 물체의 이미지 정보로부터 물체의 이동 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
상기 S15 단계에서 물체가 이동하였다면, 이동된 물체로 인하여 수직하중의 변화가 발생되어 각 차륜의 수직하중과 제동력의 한계치에 영향을 줄 수 있으므로, 제어부(10)는 차량 내부에 존재하는 모든 물체에 대하여 차량 내부상의 위치, 중량, 무게중심의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 재연산하고, 수직하중에 따른 각 차륜의 제동력의 제한치를 재계산하고(S16), S25 단계의 가속도 및 감속도와 제동력 제한치에 따라서 제동력의 분배량을 산출하는 단계로 이동한다.
한편, 상기 S10 단계 내지 S16 단계는 전술한 수직하중 연산수순(S1)에 해당된다.
이어서, 상기 S15 단계에서 물체가 이동하지 아니하였다면, 제어부(10)는 실내카메라(20)를 이용하여 차량의 실내에 쓰러지거나 낙하할 가능성이 있는 물체(즉, 전도 가능성이 있는 물체)가 존재하는지를 판단한다(S17).
상기 S17 단계의 판단결과, 전도되기 쉬운 물체가 존재하는 경우 제어부(10)는 차량의 가속도를 측정하는 가속도센서(50)의 센서 신호를 전달받아 차량의 가속 또는 감속이 발생하는지를 판단한다(S18).
만일, 상기 S17 단계의 판단결과, 전도되기 쉬운 물체가 존재하지 않는 경우 제어부(10)는 S25 단계의 가감속도 제한치 및 제동력 제한치에 따라서 제동력의 분배량을 산출하는 단계로 이동한다.
상기 S18 단계의 판단결과, 차량의 가속 또는 감속이 발생되었다면 제어부(10)는 차량의 가속 또는 감속에 의하여 물체의 흔들림이 발생하였는지를 판단한다(S19).
만일, 상기 S18 단계의 판단결과, 차량의 가속 또는 감속이 발생되지 아니하였다면 제어부(10)는 S25 단계의 가감속도 제한치와 제동력 제한치에 따라서 제동력의 분배량을 산출하는 단계로 이동한다.
상기 S19 단계의 물체의 흔들림이 발생하였는지의 판단이 필요한 이유는, 각 차륜별로 휠의 잠김현상(Locking)이 발생하지 않을 정도로 제동력을 제어하지만, 이에 따라서 차량의 실내에 있는 유리컵과 같이 물체가 넘어져 위험을 초래할 수 있으며, 특히, 유리컵 안에 내용물이 있는 경우 더욱 위험하기 때문에 실내카메라(20)를 이용하여 실시간으로 넘어지기 쉬운 물체의 형상을 확인하고, 해당 물체의 흔들림을 모니터링하는 것이다.
이때, 상기 S19 단계에서 물체의 흔들림이 발생하였는지의 판단은 물체의 무게중심을 파악함으로써 판단할 수 있다.
도 5 의 개략도를 참조하면, 실내카메라(20)를 이용하여 물체의 흔들림을 파악하는 방법을 사용한다.
도면을 참조하면, 물체의 흔들림에 대한 회전 각속도는 카메라를 이용하여 측정이 가능하다. 이 값을 이용해서 좌측의 (a) 상태도와 같이 무게중심(h)을 구할 수 있다.
이때, 물체의 넘어짐의 정도는 밑변의 길이(w)에 추정오차에 대한 마진(α)을 더하여 물체가 넘어짐을 방지하는 값을 구할 수 있다.
즉, 우측의 (b) 상태도와 같이 물체의 흔들림의 각도(Θ)를 물체의 흔들림 제한치로 결정하게 된다.
다음으로, 상기 S19 단계에서 물체의 흔들림이 발생하였다면, 제어부(10)는 기설정된 가속도 및 감속도의 제한치(이하, '가감속도 제한치'로 통칭)를 하향시킨다(S20).
이러한 이유는 물체의 흔들림이 발생하면 물체가 쓰러질수 있어서 차량의 가속도 또는 감속도를 감소시키기 위함이다.
상기 가감속도 제한치의 계산은 물체의 흔들림을 실내카메라(20)를 이용하여 확인하며, 본 발명 실시예의 감속도의 제한치는 다음과 같이 계산된다.
* 감속도 제한치 계산
1) 차량의 초기의 감속도 제한치
a_bini = (B_fl + B_fr + B_rl + B_rr)
즉, 감속도 제한치의 초기값은 수직하중을 이용한 제동력 제한치를 이용한다.
2) 차량의 수직하중 변화량에 따라 실시간으로 차량의 감속도 변경
a_b = a_bini + △a
(△a : 수직하중 변화량 및 물체의 흔들림에 따른 감속도 변화량)
한편, 가속도 제한치 계산은 실내카메라(20)를 이용하여 물체의 크기, 무게중심에 따라서 차량의 초기의 가속도 제한치(a_aini)를 선정하고, 차량의 가속도 발생시 물체의 흔들림 발생여부에 따라 가속도를 증가 또는 감소시킨다.
다음으로, 상기 S19 단계에서 물체의 흔들림이 발생하지 않았다면, 제어부(10)는 차량의 가속도 또는 감속도가 기설정된 가감속도 제한치를 초과하는지를 판단한다(S21).
상기 S21 단계에서 차량의 가속도 또는 감속도가 기설정된 가감속도 제한치를 초과하였다면, 제어부(10)는 가감속도의 제한치를 상향시킨다(S22).
다음으로, 상기 S20 단계에서 가감속도의 제한치가 하향되거나 상기 S22 단계에서 가감속도의 제한치가 상향된 이후, 제어부(10)는 차량의 실내에 쓰러지거나 낙하할 가능성이 있는 물체에 수용된 내용물이 쏟아지는지를 판단한다(S23).
상기 S23 단계의 판단은 실내카메라(20)를 이용하여 물체를 촬영한 이미지를 분석하여 물체의 수용된 내용물이 쏟아지는지를 판단하게 된다.
상기 S23 단계의 판단 결과, 물체로부터 내용물이 쏟아지고 있다면, 제어부(10)는 상기 가감속도 제한치를 하향시키고(S24), 하향된 가감속도 제한치와 제동력 제한치에 따라서 제동력의 분배량을 계산한다(S25).
만일, 상기 S23 단계의 판단결과, 물체로부터 내용물이 쏟아지고 있지 않다면 제어부(10)는 S24 단계의 가감속도 제한치를 하향시키는 단계를 수행하지 않고 S25 단계의 가감속도 제한치와 제동력 제한치에 따라서 제동력의 분배량을 계산한다.
도 6 은 본 발명의 제동력 분배를 위한 제어방법의 수직하중에 따라서 제동력을 분배하는 일례의 개략도로서, 도면을 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이, 초기 각 차륜의 제동력이 모두 500N 이라고 한다면, (b)에 도시된 바와 같이, 차량의 전방 우측 차륜의 제동력이 700N 으로 변경된 경우, 차량의 우측 차륜들과 좌측 차륜들의 제동력을 균일하게 조정하기 위하여 차량의 후방 우측 차륜의 제동력을 300N 으로 감소시킨다.
또한, (c)에 도시된 바와 같이, 차량의 후방 좌측 차륜의 제동력이 200N 으로 변경된 경우, 차량의 전방 차륜들과 후방 차륜들의 제동력을 균일하게 조정하기 위하여 차량의 후방 우측 차륜의 제동력을 200N 으로 감소시킨다.
또한, (d)에 도시된 바와 같이, 차량의 전방 우측 차륜의 제동력이 300N 으로 변경된 경우, 차량의 우측 차륜들과 좌측 차륜들의 제동력을 균일하게 조정하기 위하여 차량의 후방 우측 차륜의 제동력을 400N 으로 감소시킨다.
따라서, 본 발명의 제어방법에 의하여 제동력이 제한되는 차륜을 기준으로 다른 차륜의 제동력을 추가하거나 감소시켜 전체적으로 차량이 미끄러지거나 요모멘트가 발생하지 않토록 하게 된다.
한편, 상기 S17 단계 내지 S25 단계는 전술한 물체 전도 방지수순(S2)에 해당된다.
다음으로, 제어부(10)는 어느 하나의 차륜에 락킹(locking) 현상이 발생되는지를 판단한다(S26).
상기 S26 단계에서 어느 하나의 차륜에 락킹현상이 발생되었다면, 제어부(10)는 해당 락킹 현상이 발생한 차륜과 상관관계가 있는 물체의 중량을 재연산하고(S27), 차륜에 락킹 현상이 발생되지 않도록 하는 차륜별 제동력의 분배량을 계산한다(S28).
한편, 상기 S26 단계 내지 S28 단계는 전술한 재연산수순(S3)에 해당된다.
10; 제어부
20; 실내카메라
30; 외부카메라
40; 브레이크제어기
50; 가속도센서
60; 유압센서
70; 휠속센서
80; 브레이크 액추에이터

Claims (7)

  1. 자율주행차량의 제동력을 분배하기 위한 제어방법에 있어서,
    제어부(10)가 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고 해당 물체의 차량내 위치, 크기, 부피, 밀도, 중량, 무게중심 중 적어도 하나 이상의 항목의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 수직하중 연산수순(S1)을 포함하고,
    상기 제어부(10)는 연산된 각 차륜의 수직하중의 데이터를 브레이크제어기(40)에 전달하고, 브레이크제어기(40)는 전달받은 수직하중의 데이터에 따라서 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시키는 구성을 특징으로 하는 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(10)가 실내카메라(20)를 이용하여 차량의 실내에 존재하는 물체를 인식하고, 인식된 해당 물체가 전도 가능성이 있는 물체인 경우, 제어부(10)가 해당 물체가 전도되지 않도록 차량의 가속 및 감속을 제어하는 물체 전도 방지수순(S2)을 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(10)는 차량내에 존재하는 컵이나 접시와 같은 용기(bowl)에 있는 액체 등의 내용물이 용기에서 넘치는지의 여부를 파악하고,
    상기 제어부(10)는 내용물이 넘치지 않도록 하기 위한 차량의 가속도 및 감속도를 계산하고, 계산된 가속도 및 감속도에 따라서 각 차륜의 제동력을 산출하는 구성을 특징으로 하는 제어방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    차량의 주행중에 어느 하나의 차륜에 락킹 현상이 발생되면,
    상기 제어부(10)가 해당 차륜의 수직하중에 크게 영향을 미치는 물체의 중량의 데이터를 재인지하고, 재인지된 해당 물체의 중량에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하여 해당 차륜에 락킹 현상이 발생되지 않도록 하는 각 차륜별 제동력의 분배량을 산출하고, 제어부(10)가 산출된 제동력의 분배량에 따라서 브레이크액츄에이터(80)를 구동시키는 재연산수순(S3)을 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 수직하중 연산수순(S1)은,
    차량에 처음으로 시동이 걸리면(S10), 제어부(10)는 차량내부에 존재하는 물체의 위치가 변경되었거나 또는 새로운 물체가 추가되었는지 판단하는 단계(S11);
    상기 S11 단계에서의 판단 결과, 차량내부에 존재하는 물체의 위치가 변경되지 않았거나 또는 새로운 물체가 추가되지 아니하였다면, 제어부(10)는 연동된 메모리(미도시)에 저장된 가장 최근의 각 차륜의 수직하중의 데이터를 독출(read)하는 단계(S12);
    상기 S11 단계에서의 판단 결과, 차량내부에 존재하는 물체의 위치가 변경되었거나 또는 새로운 물체가 추가되었다면, 제어부(10)는 차량 내부에 존재하는 모든 물체에 대하여 차량 내부상의 위치, 중량, 무게중심의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 연산하는 단계(S13);
    상기 제어부(10)는 연산된 각 차륜별 수직하중에 따라서 각 차륜의 제동력의 제한치를 계산하는 단계(S14);
    상기 제어부(10)는 차량 주행중에 차량내에 위치한 물체가 이동하였는지를 판단하는 단계(S15);
    상기 S15 단계에서 물체가 이동하였다면, 제어부(10)는 차량 내부에 존재하는 모든 물체에 대하여 차량 내부상의 위치, 중량, 무게중심의 데이터를 인지하고, 인지된 데이터에 따라서 각 차륜에 걸리는 수직하중을 재연산하고, 수직하중에 따른 각 차륜의 제동력의 제한치를 재계산하는 단계(S16);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 물체 전도 방지수순(S2)은,
    상기 S15 단계에서 물체가 이동하지 아니하였다면, 제어부(10)는 실내카메라(20)를 이용하여 차량의 실내에 전도 가능성 있는 물체가 존재하는지를 판단하는 단계(S17);
    상기 S17 단계의 판단결과, 전도 가능성 있는 물체가 존재하는 경우 제어부(10)는 차량의 가속도를 측정하는 가속도센서(50)의 센서 신호를 전달받아 차량의 가속 또는 감속이 발생하는지를 판단하는 단계(S18);
    상기 S18 단계의 판단결과, 차량의 가속 또는 감속이 발생되었다면 제어부(10)는 차량의 가속 또는 감속에 의하여 물체의 흔들림이 발생하였는지를 판단하는 단계(S19);
    상기 S19 단계에서 물체의 흔들림이 발생하였다면, 제어부(10)는 기설정된 가속도 및 감속도의 제한치인 가감속도 제한치를 하향시키는 단계(S20);
    상기 S19 단계에서 물체의 흔들림이 발생하지 않았다면, 제어부(10)는 차량의 가속도 또는 감속도가 기설정된 가감속도 제한치를 초과하는지를 판단하는 단계(S21);
    상기 S21 단계에서 차량의 가속도 또는 감속도가 기설정된 가감속도 제한치를 초과하였다면, 제어부(10)는 가감속도의 제한치를 상향시키는 단계(S22);
    상기 S20 단계에서 가감속도의 제한치가 하향되거나 상기 S22 단계에서 가감속도의 제한치가 상향된 이후, 제어부(10)는 차량의 실내에 전도 가능성이 있는 물체에 수용된 내용물이 쏟아지는지를 판단하는 단계(S23);
    상기 S23 단계의 판단 결과, 물체로부터 내용물이 쏟아지고 있다면, 제어부(10)는 상기 가감속도 제한치를 하향시키는 단계(S24);
    상기 제어부(10)는 가감속도 제한치와 제동력 제한치에 따라서 차륜의 제동력의 분배량을 계산하는 단계(S25);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 재연산 수순(S3)은,
    제어부(10)는 어느 하나의 차륜에 락킹(locking) 현상이 발생되는지를 판단하는 단계(S26);
    상기 S26 단계에서 어느 하나의 차륜에 락킹현상이 발생되었다면, 제어부(10)는 해당 락킹 현상이 발생한 차륜과 상관관계가 있는 물체의 중량을 재연산하고(S27), 차륜에 락킹 현상이 발생되지 않도록 하는 차륜별 제동력의 분배량을 계산하는 단계(S28);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
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