KR20230084929A - 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법 및 장치 - Google Patents

차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법 및 장치 Download PDF

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KR20230084929A
KR20230084929A KR1020210173112A KR20210173112A KR20230084929A KR 20230084929 A KR20230084929 A KR 20230084929A KR 1020210173112 A KR1020210173112 A KR 1020210173112A KR 20210173112 A KR20210173112 A KR 20210173112A KR 20230084929 A KR20230084929 A KR 20230084929A
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김강희
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 단계; 상기 수신된 초음파 TOF가 직접파 TOF 1개를 포함하는 경우, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계; 상기 동적 노이즈가 검출되는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계; 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계; 상기 정적 노이즈가 검출되면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법 및 장치{NOISE FILTERING METHOD AND APPARATUS OF VEHICLE ULTRASONIC SENSOR SIGNAL}
본 발명은 차량에 장착된 초음파센서들에 의해 송수신되는 신호들의 노이즈를 필터링하는 기술에 관한 것이다.
주차 등의 상황에서 차량에 근접한 물체들을 감지하기 위해, 차량에는 다수의 초음파센서가 장착된다.
예컨대, 차량의 전방 범퍼, 후방 범퍼 등에 복수개의 초음파센서가 서로 수평방향으로 이격되어 설치된다.
상기와 같은 초음파센서는 초음파를 송신한 후, 물체에서 반사되는 초음파를 수신하여 물체를 감지한다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 초음파센서가 초음파를 송신한 후, 물체에서 반사되는 초음파를 수신하여 물체를 감지할 때, 보다 정확한 물체의 위치 판단이 이루어질 수 있도록, 초음파센서로 수신되는 초음파 신호들로부터 노이즈성 신호를 제거할 수 있도록 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은,
차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 단계;
상기 수신된 초음파 TOF가 직접파 TOF 1개를 포함하는 경우, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계;
상기 동적 노이즈가 검출되는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계;
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계;
상기 정적 노이즈가 검출되면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면,
상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후,
정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계;
를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 동적 노이즈는
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00001
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
일 수 있다.
상기 정적 노이즈는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리
일 수 있다.
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
Figure pat00002
인 경우이고, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00003
Figure pat00004
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
일 수 있다.
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은,
t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우일 수 있다.
현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
Figure pat00005
으로 산출되고,
여기서,
k; gain
일 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치는,
차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 TOF카운터;
상기 TOF카운터가 상기 수신된 초음파 TOF에 직접파 TOF 1개가 포함된 것으로 판단하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 동적노이즈판단부;
상기 동적노이즈판단부가 동적 노이즈를 검출하는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 TOF설정부;
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 정적노이즈판단부;를 포함하여 구성되고,
상기 TOF설정부는 상기 정적노이즈판단부가 정적 노이즈를 검출하면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성된 것
을 특징으로 한다.
상기 TOF설정부는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부는,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면,
상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부는,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 TOF설정부가 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후,
상기 정적노이즈판단부가 정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 TOF설정부는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 TOF설정부는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부는,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 동적노이즈판단부는
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성되며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00006
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]일 수 있다.
상기 정적노이즈판단부는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성되며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리일 수 있다.
상기 동적노이드판단부와 정적노이즈판단부는 각각 상기 이전 유효직접파 TOF의 존부를 판단하도록 구성되고,
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
Figure pat00007
인 경우이고, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00008
Figure pat00009
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]일 수 있다.
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은,
t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우일 수 있다.
현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
Figure pat00010
으로 산출되고,
여기서,
k; gain일 수 있다.
본 발명은 초음파센서가 초음파를 송신한 후, 물체에서 반사되는 초음파를 수신하여 물체를 감지할 때, 보다 정확한 물체의 위치 판단이 이루어질 수 있도록, 초음파센서로 수신되는 초음파 신호들로부터 노이즈성 신호를 제거할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 센서 설치 상태를 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법을 예시한 도면,
도 3은 차속과 직접파 TOF의 관계를 설명한 도면,
도 4는 임의의 물체 P의 위치에 따른 간접파 TOF의 변화를 3가지 경우로 비교하여 도시한 도면,
도 5는 θ의 변화에 따른 간접파 hTOF의 그래프,
도 6은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예를 도시한 순서도,
도 7은 가상의 간접파 TOF를 설명한 도면,
도 8은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예를 도시한 순서도,
도 9는 부피를 가지는 물체에서 직접파와 간접파가 반사되는 것을 설명한 도면,
도 10은 부피를 가지는 물체를 반지름 F를 가지는 가상의 원으로 모델링한 것을 예시한 도면,
도 11은 도 10과 같은 원 위에 N점이 다양하게 위치될 수 있음을 설명한 도면,
도 12는 초음파 확률밀도함수를 설명하기 위한 도면,
도 13은 도 12와 같은 상황에서 α의 변화에 따른 초음파 확률밀도함수 값을 도시한 도면,
도 14는 α의 변화에 따른 P_m의 변화를 예시한 그래프,
도 15는 α의 변화에 따른 P_n의 변화를 예시한 그래프,
도 16은 도 12와 동일한 조건으로 그려진 원 상에 실제 간접파 hTOF가 이상적 간접파 hTOF 보다 큰 부분과, 실제 간접파 hTOF가 이상적 간접파 hTOF 보다 작은 부분 및 초음파 확률밀도함수 값이 0보다 큰 부분을 표시한 도면,
도 17과 도 18은 각각 α가 증가함에 따른 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 변화를 도시한 도면,
도 19는 α가 증가함에 따른, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 최소값, 최대값, 및 P_max를 도시한 도표,
도 20은 도 19의 결과를 도출할 때 사용된 실험 조건을 설명한 도면,
도 21은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제3실시예를 도시한 순서도,
도 22는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제1실시예를 도시한 순서도,
도 23은 주차 경로 양쪽 외부에 실제 물체가 존재할 때, 주차 경로 내측에 고스트 좌표가 생성되는 것을 설명한 도면,
도 24는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제2실시예를 도시한 순서도,
도 25는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제3실시예를 도시한 순서도,
도 26은 주차 경로 외부에 실제 물체가 존재하고, 주차 경로 내부에 고스트 좌표가 존재하는 경우를 예시한 도면,
도 27은 주차 경로 내부에 실제 물체가 존재하고, 주차 경로 외부에 고스트 좌표가 존재하는 경우를 예시한 도면,
도 28은 도 2와 같은 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법을 구현할 수 있는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 29는 도 6과 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 30은 도 8과 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 31은 도 21과 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제3실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 32는 도 22와 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제1실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 33는 도 24와 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제2실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면,
도 34는 도 25와 같은 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제3실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치의 실시예를 도시한 도면이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 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 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 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. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
초음파센서(이하, 단순히 '센서'로 칭하기로 함)로부터 송신되어 물체에서 반사된 후, 다시 센서로 수신되는 초음파 신호의 TOF(Time of Flight)에 의해, 상기 물체에 대한 정보를 획득할 수 있다.
즉, 상기 센서로부터 초음파가 송신되는 시점으로부터, 상기 초음파가 물체에 반사되어 센서로 수신되는 시점까지의 시간인 TOF에 의해, 상기 센서로부터 물체까지의 거리를 산출할 수 있으며, 차량에 장착된 복수의 센서를 이용하면, 차량에 대한 물체의 상대적인 위치를 산출할 수 있는 것이다.
상기와 같이 물체에서 반사되는 초음파는, 상기 초음파를 발사한 센서 자체에서 수신되기도 하지만, 인접한 다른 센서에서 수신되기도 한다.
여기서, 상기와 같이 초음파를 발사한 센서와 수신한 센서가 동일한 경우, 상기 센서로 수신된 초음파 TOF를 '직접파 TOF'라고 하고, 초음파를 발사한 센서와 수신한 센서가 다른 경우, 상기 센서로 수신된 초음파 TOF를 '간접파 TOF'라고 하기로 한다.
상기와 같은 초음파 TOF는 차량의 센서들에서 반복적으로 측정되면서, 차량 주변의 물체에 대한 정보를 획득할 수 있도록 하는데, 상기 초음파 TOF가 계속해서 동일한 물체에서 반사되어 업데이트되는 경향을 보이지 않는 경우, 상기 물체의 위치에 대한 정보의 정확도가 감소할 가능성이 존재하며, 이와 같은 경우를 초음파센서 신호(초음파 TOF)의 노이즈가 발생한 상황으로 볼 수 있다.
참고로, 센서로부터 물체까지의 거리는,
초음파 TOF/2C,
여기서, C=초음파속도
으로 산출된다.
이하에서는, 간단한 표현을 위해, 단순히 '초음파 TOF'라는 표기는 '초음파 TOF/C'로서, 센서로부터 물체까지의 왕복 길이를 의미하는 것으로 하고, '초음파 TOF/2'는 'hTOF'로 표기하기로 한다. 즉, hTOF는 센서와 물체 사이의 편도 거리를 의미하는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 센서 설치 상태를 예시한 것으로서, 차량(V)의 후방에 A, B, C, D 4개의 센서가 배치되어 있고, 차량이 주행할 주차 경로가 상기 주차 경로의 외곽을 나타내는 두 외곽선(LN)에 의해 표현되어 있으며, 상기 주차 경로 외부에 위치한 물체 X 및 상기 주차 경로 내부에 위치한 물체 Y가 예시되어 있다.
참고로, 상기 주차 경로는 차량의 속도, 조향 각도 등에 따라 변화되며, 차량에 탑재되고 종래 공지의 기술을 사용하는 장치에 의해 설정될 수 있으며, 상기 센서들은 초음파를 순차적으로 일정한 시간 간격으로 송신하고, 물체에 반사되어 수신되는 초음파를 수신함으로써, 초음파를 송신한 센서를 구분할 수 있도록 구성될 수 있다.
서로 인접한 두 센서 중, 어느 하나는 직접파를 수신하고, 다른 하나는 간접파를 수신하는 상황을 가정할 때, 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은, 도 2에 예시된 바와 같이, 차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 단계(S10); 상기 수신된 초음파 TOF가 직접파 TOF 1개를 포함하는 경우, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계(S20); 상기 동적 노이즈가 검출되는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 실제 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계(S30); 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계(S40); 상기 정적 노이즈가 검출되면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.
즉, 센서 신호의 노이즈를 필터링하는 방법은, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수에 따라 다르게 구성하며, 직접파 TOF가 존재하면, 상기와 같이 동적 노이즈와 정적 노이즈의 검출 여부에 따라, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 다르게 결정하는 것이다.
참고로, 상기와 같이 가상의 직접파 TOF를 생성한 경우에는, 이 생성된 가상의 직접파 TOF를 상기와 같이 이후에 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 가상의 직접파 TOF를 생성하지 않은 경우에는 상기 수신된 실제 직접파 TOF가 상기 정규의 초음파 TOF로 되는 것이다.
상기 동적 노이즈는,
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00011
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms] 이다.
도 3은 차속과 직접파 TOF의 관계를 도 1에 도시된 센서들 중 센서 A와 같은 임의의 한 센서의 입장에서 표현한 것으로서, 차량이 Vdt만큼 이동할 때, 동일한 물체에서 반사되는 직접파 hTOF 변화량의 최대값은 Vdt 이하의 값인 것이 타당하므로, 상기한 바와 같이 d(직접파 hTOF)가 Vdt보다 크다고 판단되면, 이는 직접파 TOF가 계속해서 동일한 물체에서 반사되어 업데이트되는 것으로 볼 수 없으므로, 이를 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하는 것이다.
상기 정적 노이즈는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리이다.
도 4는 임의의 물체 P의 위치에 따른 간접파 TOF의 변화를 예시한 것으로서, 간접파 TOF가 최대값이 되는 상태와, 간접파 TOF=직접파 TOF인 상태 및 간접파 TOF가 최소값이 되는 상태를 함께 비교하여 도시하고 있다.
도 4에서 센서 A는 직접파를 송수신하는 센서이며, 센서 B는 간접파를 수신하는 센서이고, DIR은 센서 A와 물체 P사이의 거리, IND는 물체 P와 센서 B 사이의 거리를 나타내며, E는 센서 A, B 사이의 거리를 나타내고, θ는 센서 A, B를 연결하는 직선으로부터 상기 DIR로 표시되는 직선이 이루는 각도를 나타낸다.
여기서, 직접파 hTOF는 DIR이고, 간접파 hTOF는 (DIR+IND)/2로 계산할 수 있으며, 도 4의 최대값 상태와 최소값 상태를 참조하면, 간접파 hTOF의 최대값은 (DIR+DIR+E)/2 = DIR+E/2로 산출되고, 간접파 hTOF의 최소값은 (DIR+DIR-E)/2 = DIR-E/2로 산출되어, 간접파 hTOF는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 θ가 증가함에 따라 최대값으로부터 최소값까지 점차 감소하는 경향을 알 수 있다.
즉, 직접파 hTOF가 DIR일 때, 간접파 hTOF는 상기 θ에 따라 DIR+E/2로부터 DIR-E/2의 범위에서 변화하므로, 모든 θ의 상황에서 직접파 hTOF와 간접파 hTOF의 차이는 E/2 이내이어야 하는데, 상기 직접파 hTOF와 간접파 hTOF의 차이가 E/2를 초과한다면, 이는 간접파 TOF가 계속해서 동일한 물체에서 반사되어 업데이트되는 것으로 볼 수 없으므로, 이를 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하는 것이다.
또한, 상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
Figure pat00012
인 경우이고, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00013
Figure pat00014
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]인 상황이다.
참고로, t는 본 발명을 구현하는 컨트롤러의 사이클타임 등이 될 수 있어서, t=n은 현재 사이클 시점, t=n-1은 직전 사이클 시점 등으로 해석될 수 있는 것이다.
즉, 직접파 TOF가 연속해서 4회 수신되었고, 이전 3회의 직접파 hTOF로부터 동적 노이즈가 발생하지 않은 것이 확인되면, 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 상황으로 판단하는 것이다.
따라서, t=n 시점에 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단되더라도, t=n-1 시점 및 t=n-2 시점에 모두 동적 노이즈가 발생하지 않았던 경우에는, 상기와 같이 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 상황으로 판단하여, 상기 가상의 직접파 TOF를 생성하고, 이 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하도록 하는 것이다.
현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
Figure pat00015
으로 산출되고,
여기서,
k; gain으로서, 예컨대 1 등으로 설정될 수 있을 것이며, 직접파 TOF의 변화량을 가상의 직접파 TOF에 어느 정도나 반영할 지에 따라 그 값을 변화시킬 수 있다.
한편, 상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은, t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우로 할 수 있다.
상기 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계(S60)를 수행할 수 있다.
또한, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계(S70)를 수행할 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계(S80)를 수행할 수 있다.
즉, 상기 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 단계(S10)에서 직접파가 1개 수신된 것으로 판단되면, 상기 S20 내지 S80을 수행하여, 수신된 직접파 TOF를 동적 노이즈의 존부에 따라, 가상의 직접파 TOF로 대체하거나 그대로 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 수신된 간접파 TOF를 정적 노이즈의 존부에 따라 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 사용하거나 사용하지 않도록 필터링하는 것이다.
한편, 상기 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계(S90)를 더 포함하고,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계(S100)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기와 같이 가상의 직접파 TOF를 생성할 수 없으므로, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 0개와 간접파 1개로 설정한다(S110).
또한, 상기 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고(S120),
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계(S130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법은 수신된 초음파 TOF 중 동적 노이즈와 정적 노이즈의 존부에 따라 신뢰성이 있는 초음파 TOF만 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 신뢰성이 떨어지는 초음파 TOF는 제거하도록 하여, 센서를 통해 물체에서 반사되는 초음파를 수신하여 물체를 감지할 때, 보다 정확한 물체의 위치 판단이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
도 28을 참조하면, 상기한 바와 같은 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법을 구현할 수 있는, 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치는, 차량의 서로 인접한 두 센서(SR)에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 TOF카운터(100); 상기 TOF카운터(100)가 상기 수신된 초음파 TOF에 직접파 TOF 1개가 포함된 것으로 판단하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 동적노이즈판단부(101); 상기 동적노이즈판단부(101)가 동적 노이즈를 검출하는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 TOF설정부(102); 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 정적노이즈판단부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 TOF설정부(102)는 상기 정적노이즈판단부(103)가 정적 노이즈를 검출하면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부(102)는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부(102)는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부(102)는,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면,
상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 TOF설정부(102)는,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 TOF설정부(102)가 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후,
상기 정적노이즈판단부(103)가 정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 TOF설정부(102)는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 TOF설정부(102)는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 TOF설정부(103)는, 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고,
상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 동적노이즈판단부(101)는
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00016
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]이다.
상기 정적노이즈판단부(103)는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리이다.
상기 동적노이즈판단부(101)와 정적노이즈판단부(103)는 각각 상기 이전 유효직접파 TOF의 존부를 판단하도록 구성되고,
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
Figure pat00017
인 경우이고, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00018
Figure pat00019
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]이다.
상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은,
t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우이다.
현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
Figure pat00020
으로 산출되고,
여기서,
k; gain이다.
도 6을 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예는, 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S210); 초음파 노이즈가 존재하지 않는 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 단계(S220); 상기 가상의 물체를 이용한 가상의 간접파 TOF를 생성하는 단계(S230); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와 상기 가상의 간접파 TOF를 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S240)를 포함하여 구성된다.
상기 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S210)에서는, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단한다.
즉, 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않아서, 직접파 TOF와 간접파 TOF가 계속해서 동일한 물체에서 반사되면서 업데이트되고 있는 것이 확인되면, 상기 수신된 직접파 TOF와 간접파 TOF가 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF인 것으로 판단하여, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 상황이라고 판단하도록 하는 것이다.
상기 가상의 물체는, 도 7에 예시한 바와 같이, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점 P_virtual에 생성된다.
상기 가상의 간접파 TOF는, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 산출된다.
즉, 도 7의 경우, 상기 가상의 간접파 TOF는 P_virtual과 센서 A 사이의 거리와 P_virtual과 센서 B 사이의 거리의 합으로 산출되는 것이다.
참고로, 도 7에서 실제 직접파 TOF는 상기 센서에 수신된 직접파 TOF를 의미한다.
상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S240)에서는, 상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에, 상기 실제 간접파 TOF가 상기 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고; 상기 실제 간접파 TOF가 상기 가상의 간접파 TOF 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단한다.
이는 도 7을 검토함으로써, 그 타당성을 이해할 수 있다.
즉, 도 7을 참조하면, 센서 A에서 송신된 초음파가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치한 P_out에서 반사되어 센서 B로 수신되는 경우의 간접파 TOF는 상기 가상의 간접파 TOF보다 커야하며, 센서 A에서 송신된 초음파가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치한 P_in에서 반사되어 센서 B로 수신되는 경우의 간접파 TOF는 상기 가상의 간접파 TOF보다 작아야 함을 알 수 있다.
따라서, 센서를 통해 측정된 실제 간접파 TOF가 상기와 같이 산출되는 가상의 TOF보다 큰지 작은지에 따라, 상기 초음파 TOF를 반사한 물체가 주차 경로 내부에 위치하는지 아닌지를 판단할 수 있는 것이다.
참고로, 여기서 '실제 간접파 TOF'는 상기 '가상의 간접파 TOF'와 명확한 구분을 위한 표현으로 실질적으로는 센서로 수신되어 산출된 간접파 TOF를 의미한다.
물론, 차량에는 도 7에 예시된 바와 같이 다수의 센서가 설치되므로, 차량에 설치된 다수의 센서들은 순차적으로 초음파를 송신하며, 각 센서에서 초음파가 송신될 때마다, 인접한 두 센서에 대해 상기한 바와 같은 단계들을 반복하여 수행하도록 함으로써, 주차 경로 및 그 주변의 장애물이 주차 경로 내부에 위치하는지 아닌지를 보다 정확히 판단하도록 할 수 있다.
도 29를 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 노이즈판단부(200); 상기 노이즈판단부(200)가 초음파 노이즈가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 가상물체생성부(201); 상기 가상물체생성부(201)가 생성한 가상의 물체를 이용하여 가상의 간접파 TOF를 생성하는 가상간접파생성부(202); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와 상기 가상간접파생성부(202)가 생성한 가상의 간접파 TOF를 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 물체위치판단부(203)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 노이즈판단부(200)는 동적노이즈판단부(200-1)와 정적노이즈판단부(200-2)를 포함하며, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 동적노이즈판단부(200-1)는
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00021
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
이다.
상기 정적노이즈판단부(200-2)는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리이다.
상기 가상물체생성부(201)는, 상기 가상의 물체를, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점에 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 가상간접파생성부(202)는, 상기 가상의 간접파 TOF를, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 물체위치판단부(203)는,
상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에,
상기 실제 간접파 TOF가 상기 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고;
상기 실제 간접파 TOF가 상기 가상의 간접파 TOF 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예는, 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S310); 초음파 노이즈가 존재하지 않는 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 단계(S320); 상기 가상의 물체를 이용한 가상의 간접파 TOF를 생성하는 단계(S330); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와, 상기 가상의 간접파 TOF에 소정의 간접파 오프셋을 더한 것을 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S340)를 포함하여 구성된다.
즉, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예는 물체가 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단할 때, 상기 간접파 오프셋을 더 고려하는 점에서만 상기 제1실시예와 차이가 있다.
따라서, 상기 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S310)에서는, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예와 마찬가지로, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단한다.
또한, 상기 가상의 물체는, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점에 생성된다.
또한, 상기 가상의 간접파 TOF는, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 생성된다.
참고로, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예에서 상기 간접파 오프셋을 사용하는 이유는, 도 9에 예시한 바와 같이 상기 센서에 의해 감지되는 물체는 실질적으로 부피를 가지는 물체(OBJ)로서, 동일한 센서로부터 송신된 초음파가 물체에 반사된 후, 직접파와 간접파로 수신될 때, 상기 직접파와 간접파는 상기 물체의 서로 다른 지점에서 반사될 수 있는 현실을 고려하기 위한 것이다.
즉, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예에서는 직접파와 간접파가 반사되는 물체가 하나의 점으로 취급되어, 결과적으로 직접파와 간접파가 상기 물체의 동일 지점에서 반사된 것을 가정하여 물체가 주차 경로의 내부에 위치하고 있는지 아닌지를 판단하였다면, 제2실시예에서는 실질적으로 부피를 가지고 있는 물체에 초음파가 반사될 때, 동일 물체에 대해서도 직접파가 반사되는 위치와 간접파가 반사되는 위치가 다를 수 있다는 현실을 감안하기 위해, 상기 간접파 오프셋을 사용하는 것이다.
상기 간접파 오프셋은, 상기 직접파와 간접파가 동일 물체의 서로 다른 두 지점 M, N에서 반사되었다고 가정할 때, 도 10과 같이 상기 두 지점 사이의 거리 F를 반지름으로 하고, 상기 두 지점 중 직접파가 반사된 점으로 가정된 M점을 중심으로 하는 원을 그리고, 상기 원 상에서 상기 간접파가 반사된 점으로 가정된 N점이 위치할 초음파 확률밀도함수를 산출하고, 상기 초음파 확률밀도함수로부터 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점에서 간접파가 반사된다고 가정할 때, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이를 이용하여 설정된다.
여기서, 상기 이상적 간접파 hTOF는 상기 가상의 간접파 hTOF와 구별되는 개념이다.
즉, 상기 가상의 간접파 hTOF는, 직접파를 송수신하는 센서(간접파를 송신한 센서)를 중심으로 직접파 hTOF를 반경으로 하는 원이 주차 경로의 외곽선과 이루는 교점에 가상의 물체를 생성하고, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합을 2로 나누어 산출되는 것이고,
상기 이상적 간접파 hTOF는, 직접파를 송수신한 센서(간접파를 송신한 센서)의 위치로부터, 상기 초음파 확률밀도함수로부터 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점을 연결하는 직선과, 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합을 2로 나누어 산출되는 것이다.
참고로, 도 11은 도 10과 같이 그려진 원 위에 N점이 다양하게 위치될 수 있음을 N1 내지 N4로 예시하고 있다.
또한, 상기 두 지점 M, N에 의한 원이 형성하는 평면은 상기 센서들이 이루는 평면과 평행한 것으로 가정된 것이다.
즉, 상기 센서들은 차량에 동일한 높이를 유지하면서 차량의 둘레를 따라 배치되어 하나의 평면을 형성하는 상태로 볼 수 있으며, 상기 물체의 두 지점 M, N에 의한 원은 상기 센서들이 형성하는 평면과 평행한 평면에 형성되는 것으로 볼 수 있어서, 궁극적으로는 센서들과 상기 두 지점 M, N이 도 9에 예시된 바와 같이 동일 평면상에 위치한 것으로 볼 수 있는 상태를 가정한 것이다.
상기 초음파 확률밀도함수는, 도 12를 참조하면,
상기 두 지점 M, N을 연결하는 무한직선 L 상에서, 상기 직접파 TOF가 최소가 되는 점을 M'로 하고, 상기 간접파 TOF가 최소가 되는 점을 N'로 하여, 상기 M점을 중심으로, 상기 무한직선을 회전시킬 때,
상기 M'가 M과 같을 확률 P_m은,
상기 M'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_m=(M'와 N 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_m=1 이며,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_m=0 으로 산출하고,
상기 N'가 N과 같을 확률 P_n은,
상기 N'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_n=(N'와 M 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_n=1 이며,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_n=0 으로 산출하여,
상기 P_m * P_n으로 산출하는 것이다.
여기서, 상기 두 지점 M, N을 연결하는 무한직선 상에서, 상기 직접파 TOF가 최소가 되도록 하는 점 M'는, 상기 직접파를 송수신하는 센서로부터 상기 무한직선에 수선을 그어 생기는 교점으로 구할 수 있고, 상기 무한직선 상에서 상기 간접파 TOF가 최소가 되도록 하는 점 N'는, 상기 무한직선을 중심으로 상기 간접파를 수신하는 센서의 위치를 선대칭시킨 점으로부터 상기 직접파를 송수신하는 센서를 연결하는 직선이 상기 무한직선과 만나는 교점으로 구할 수 있다.
상기와 같이 M'와 N'를 결정하는 이유는, 물체의 반사 지점들 중, 초음파의 이동거리가 가장 짧은 지점이 실질적인 직접파와 간접파의 반사 지점이 될 확률이 높을 것이라는 합리적 추론에 근거한 것이다.
상기한 바와 같이 상기 M점을 중심으로, 상기 무한직선을 회전시키면서, 각 위치에서의 상기 M'가 M과 같을 확률 P_m은,
상기 M'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_m=(M'와 N 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_m=1 이며,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_m=0 으로 산출하도록 할 수 있다.
또한, 상기 N'가 N과 같을 확률 P_n은,
상기 N'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_n=(N'와 M 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_n=1 이며,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_n=0 으로 산출할 수 있다.
상기와 같이 산출된 P_m과 P_n을 이용하여, 상기 초음파 확률밀도함수를 구하면, P_m * P_n이 된다.
도 12에서, 상기 직접파를 송수신하는 센서 A로부터 상기 M점을 통과하는 직선이 상기 M점을 중심으로 N점을 회전시켜 얻어지는 원과 만나는 점을 G점이라 할 때, G-M 선분과 M-N 선분 사이의 각도를 α라고 하면, 상기 초음파 확률밀도함수는 상기 α를 독립변수로 하고, P_m * P_n의 값을 종속변수로 하는 함수로 볼 수 있는 것이다.
상기 M-N 선분은 상기 무한직선 L 상의 선분이므로, 상기 무한직선을 회전시키면, 상기 α가 변화되며, 상기와 같은 α의 변화에 따른 상기 초음파 확률밀도함수 값의 변화를 도시하면, 도 13α과 같이 상기 α가 특정 각도를 이룰 때만 높은 양의 값을 나타내게 된다.
실질적으로 상기 도 13은 상기 α가 변화할 때, 상기 M'가 N보다는 M에 가까워서 상기 M'가 실제 직접파 반사지점인 M일 확률인 상기 P_m의 변화를 나타낸 그래프인 도 14와, 상기 α가 변화할 때, 상기 N'가 M보다는 N에 가까워서 상기 N'가 실제 간접파 반사지점인 N일 확률인 상기 P_n의 변화를 나타낸 그래프인 도 15를 곱한 결과이다.
따라서, 상기 도 13의 상기 초음파 확률밀도함수 값이 0보다 큰 피크치를 가지는 α의 구간은, M'가 M일 확률이 충분히 확보된 상태에서, 실질적으로 N'가 N일 확률이 가장 높은 구간으로서, 간접파는 실질적으로 이 구간에서 반사되었을 확률이 가장 높다고 볼 수 있다.
도 16은 도 12와 동일한 조건으로 그려진 원 상에 실제 간접파 hTOF가 이상적 간접파 hTOF 보다 큰 부분은 실선으로 표시하고, 실제 간접파 hTOF가 이상적 간접파 hTOF 보다 작은 부분은 점선으로 표시한 후, 상기 초음파 확률밀도함수 값이 0보다 큰 부분만을 굵게 표시한 것으로서, 실질적으로 간접파는 상기 굵게 표시된 구간 내에서 반사되었을 가능성이 높은 것이다. 즉, 상기 굵게 표시된 구간은 실질적으로 N점이 위치할 확률이 높은 것이다. 물론, 이때 상기 M점은 실제 직접파가 반사되었을 가능성이 높은 것이다.
도 17은 상기 α가 증가함에 따른 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 변화를 도시한 것으로서, 실선으로 표시된 부분은 상기 P_m > 0 이고 P_n > 0이어서, 상기 초음파 확률밀도함수 값이 0보다 큰 부분이다.
도 17로부터 상기 P_m > 0 이고 P_n > 0인 구간에서 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이는 -1cm ~ 5cm의 범위를 가짐을 알 수 있다.
도 18은 도 17과 마찬가지로 α가 증가함에 따른 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 변화를 도시한 것인데, 실선으로 표시된 부분은 상기 P_m > 0.5 이고 P_n > 0.5인 조건을 만족하는 부분이다.
즉, 도 17에 표현된 것보다 높은 확률로 N점이 존재할 것으로 추측되는 구간에서 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이가 어떤 범위를 가질 수 있는지 나타낸 것으로서, 상기 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이는 1cm ~ 3cm의 범위를 가짐을 알 수 있다.
따라서, 상기와 같이 높은 확률로 N점이 존재할 것으로 추측되어, 그 위치에서 간접파가 반사될 확률이 높은 구간에서 획득된, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 범위는 상기 간접파 오프셋을 타당하게 설정할 수 있는 기초가 될 수 있음을 알 수 있다.
도 19는 도 20과 같은 조건으로 다수의 실험을 하여, 상기한 바와 같이, α가 증가함에 따라 P_m > 0.5 이고 P_n > 0.5인 조건을 만족하는 구간 내에서, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이의 최소값, 최대값, 및 상기 초음파 확률밀도함수 값이 최대가 되는 지점에서의 상기 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이인 P_max를 도표화한 것이다.
도 20에서 A, B는 차량에 장착된 센서이고, 상기 두 지점 M, N을 포함한 것으로 가정된 물체는, 상기 M점을 기준으로 하고 상기 F를 반지름으로 하는 원으로 가정되어, 상기 M점이 차량으로부터 초음파로 감지 가능한 소정의 기준거리만큼 주차 경로 방향으로 이격되어 있고, 상기 원이 상기 주차 경로의 외곽선으로부터 소정의 기준오프셋만큼 이격된 것으로 가정된 것이다.
도 19를 참조하면, M점과 N점 사이의 거리인 F를 20cm, 30cm, 50cm으로 다양하게 변화시키면서 실험함으로써, 실제 차량의 주차 경로 및 그 주변에 존재할 수 있는 다양한 크기의 물체를 고려할 수 있도록 한 것이며, 상기 기준거리를 1.8m와 1.2m로 변화시켜 실험하는 것은 센서의 센싱 범위를 다양하게 고려하기 위한 것이고, 상기 기준오프셋을 0과 10cm으로 변화시켜 실험하는 것은 실제 물체가 주차 경로의 외곽선에 접하는 경우와 외곽선으로부터 상기 기준오프셋만큼 떨어진 경우를 모두 고려할 수 있도록 한 것이다.
즉, 차량이 주차를 위해 이동해야 할 주차 경로 및 그 주변에, 존재할 수 있는 물체의 위치를 센서들을 통해 판단하는 과정에서 발생할 수 있는 실질적인 상황을 충분히 반영할 수 있도록 다양한 조건에서 실험하고, 이를 바탕으로 상기 간접파 오프셋을 산출할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 상기 간접파 오프셋은, 상기 도 19의 상기 초음파 확률밀도함수 값이 최대가 되는 지점에서의 상기 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이인 P_max들 중 최소값을 고려하여 결정될 수 있다.
상기 P_max는 상기 초음파 확률밀도함수로부터 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점에서 간접파가 반사된다고 가정할 때, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이에 해당한다.
도 19에서 상기 P_max의 최소값은 F=20cm, 기준거리 1.8m, 기준오프셋 0cm인 상황에서의 0.011이므로, 이 값을 고려하여, 상기 간접파 오프셋을 0.01로 설정하는 것이다.
즉, 도 19의 데이터들 중, 상기 F가 작아서 부피가 상대적으로 가장 작으면서, 기준오프셋이 0이어서 주차 경로에 접하는 물체를 기준으로 상기 간접파 오프셋을 결정하게 되는 것이다.
물론, 상기 F가 더 작아서 부피가 상대적으로 더 작은 물체의 경우 상기 P_max가 더 작은 값으로 산출될 수 있지만, 이는 차량 및 센서 등의 실질적인 여러 사정을 고려하여 가장 적절한 F값을 가지는 물체에 대한 P_max를 산출하여 사용하면 될 것이다.
상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S340)에서는, 상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에, 상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF + 간접파 오프셋 보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고; 상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF + 간접파 오프셋 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단한다.
즉, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제1실시예와 비교하면, 상기 실제 간접파 hTOF를 단지 가상의 간접파 hTOF와 비교하는 것이 아니라, 상기 가상의 간접파 hTOF에 상기 간접파 오프셋을 더한 것과 비교하여, 상기 실제 간접파 hTOF가 더 크면, 상기 물체는 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하는 것이다.
따라서, 상기 제1실시예에 비해, 실질적으로 부피를 가진 물체에 대해 보다 보수적으로 물체가 주차 경로의 외곽선 내부에 존재하지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 간접파 오프셋은 상기한 바와 같이, 상기 기준오프셋이 0cm인 경우의 P_max를 사용하고 있고, 도 19를 참조하면, P_max는 기준오프셋이 10cm인 경우보다 0cm 경우가 더 작은 경향을 보이므로, 상기와 같은 P_max를 이용하여 결정된 상기 간접파 오프셋을 상기 가상의 간접파 hTOF에 더하여, 실제 간접파 hTOF와 비교하여, 해당 물체가 주차 경로의 외부에 위치한 것으로 판단된다면, 기준오프셋이 10cm인 물체에 대해서는 당연히 주차 경로 외부에 위치한 것으로 판단되므로, 상기한 바와 같이 도 19에서 최소의 P_max를 이용하여 상기 간접파 오프셋을 설정하면, 물체가 주차 경로 내에 존재하지 않음을 충분한 신뢰도로 확인할 수 있는 것이다.
물론, 본 제2실시예도, 차량에 설치된 다수의 센서들은 순차적으로 초음파를 송신하며, 각 센서에서 초음파가 송신될 때마다, 인접한 두 센서에 대해 상기한 바와 같은 단계들을 반복하여 수행하도록 함으로써, 주차 경로 및 그 주변의 장애물이 주차 경로 내부에 위치하는지 아닌지를 보다 정확히 판단하도록 할 수 있다.
도 30을 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제2실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 노이즈판단부(300); 상기 노이즈판단부(300)에서 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단한 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 가상물체생성부(301); 상기 가상물체생성부(301)가 생성한 가상의 물체를 이용하여 가상의 간접파 TOF를 생성하는 가상간접파생성부(302); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와, 상기 가상간접파생성부(302)가 생성한 가상의 간접파 TOF에, 간접파오프셋생성부(303)에서 생성된 소정의 간접파 오프셋을 더한 것을 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 물체위치판단부(304)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 노이즈판단부(300)는 동적노이즈판단부(300-1)와 정적노이즈판단부(300-2)를 포함하며, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 동적노이즈판단부(300-1)는
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00022
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]이다.
상기 정적노이즈판단부(300-2)는
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성되며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리이다.
상기 가상물체생성부(301)는 상기 가상의 물체를, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점에 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 가상간접파생성부(302)는 상기 가상의 간접파 TOF를, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 간접파오프셋생성부(303)는,
상기 직접파와 간접파가 동일 물체의 서로 다른 두 지점 M, N에서 반사되었다고 가정할 때, 상기 두 지점 사이의 거리 F를 반지름으로 하고, 상기 두 지점 중 직접파가 반사된 점으로 가정된 M점을 중심으로 하는 원 상에서, 상기 간접파가 반사된 점으로 가정된 N점이 위치할 초음파 확률밀도함수를 산출하고;
상기 초음파 확률밀도함수로부터 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점에서 간접파가 반사된다고 가정할 때, 실제 간접파 hTOF와 이상적 간접파 hTOF의 차이를 이용하여 상기 간접파 오프셋을 설정하도록 구성될 수 있다.
상기 이상적 간접파 hTOF는, 직접파를 송수신한 센서(간접파를 송신한 센서)의 위치로부터, 상기 초음파 확률밀도함수로부터 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점을 연결하는 직선과, 상기 N점이 위치할 확률이 가장 높은 지점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합을 2로 나누어 산출될 수 있다.
상기 두 지점 M, N에 의한 원이 형성하는 평면은 상기 센서들이 이루는 평면과 평행한 것으로 가정된 것이다.
상기 초음파 확률밀도함수는,
상기 두 지점 M, N을 연결하는 무한직선 상에서, 상기 직접파 TOF가 최소가 되는 점을 M'로 하고, 상기 간접파 TOF가 최소가 되는 점을 N'로 하여, 상기 M점을 중심으로, 상기 무한직선을 회전시킬 때,
상기 M'가 M과 같을 확률 P_m은,
상기 M'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_m=(M'와 N 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_m=1 이며,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_m=0 으로 산출하고,
상기 N'가 N과 같을 확률 P_n은,
상기 N'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_n=(N'와 M 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_n=1 이며,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_n=0 으로 산출하여,
상기 P_m * P_n으로 산출할 수 있다.
또한, 상기 초음파 확률밀도함수는,
상기 두 지점 M, N을 연결하는 무한직선 상에, 상기 직접파를 송수신하는 센서로부터 수선을 그어 생기는 교점을 M'로 하고, 상기 무한직선을 중심으로 상기 간접파를 수신하는 센서의 위치를 선대칭시킨 점으로부터 상기 직접파를 송수신하는 센서를 연결하는 직선이 상기 무한직선과 만나는 교점을 N'로 하고, 상기 M점을 중심으로, 상기 무한직선을 회전시킬 때,
상기 M'가 M과 같을 확률 P_m은,
상기 M'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_m=(M'와 N 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_m=1 이며,
상기 M'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_m=0 으로 산출하고,
상기 N'가 N과 같을 확률 P_n은,
상기 N'가 상기 M과 N 사이에 있을 때에는,
P_n=(N'와 M 사이 거리)/(N과 M 사이 거리)이고,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 N 쪽으로 벗어나면,
P_n=1 이며,
상기 N'가 상기 M과 N 사이 구간을 M 쪽으로 벗어나면,
P_n=0 으로 산출하여,
상기 P_m * P_n으로 산출할 수 있다.
상기 두 지점 M, N을 포함한 것으로 가정된 물체는, 상기 M점을 기준으로 하고 상기 F를 반지름으로 하는 원으로 가정되어, 상기 M점이 차량으로부터 초음파로 감지 가능한 소정의 기준거리만큼 주차 경로 방향으로 이격되어 있고, 상기 원이 상기 주차 경로의 외곽선으로부터 소정의 기준오프셋만큼 이격된 것으로 가정된 것이다.
상기 물체위치판단부(304)는,
상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에,
상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF + 간접파 오프셋 보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고;
상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF + 간접파 오프셋 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
도 21을 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제3실시예는, 차량이 이동하게 될 주차 경로에 대한 최종 경로 오프셋을 획득하는 단계(S410); 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S420); 초음파 노이즈가 존재하지 않는 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선에 상기 최종 경로 오프셋을 더하여 수정하고, 상기 수정된 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 단계(S430); 상기 가상의 물체를 이용한 가상의 간접파 TOF를 생성하는 단계(S440); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와 상기 가상의 간접파 TOF를 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S450)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 제3실시예에서는, 물체가 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단할 때, 상기 최종 경로 오프셋을 더한 주차 경로의 외곽선을 기준으로 물체의 위치를 판단한다는 점에서만, 상기 제1실시예와 차이가 있는 것이다.
따라서, 상기 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 단계(S420)에서는, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단한다.
또한, 상기 가상의 물체는, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 상기 최종 경로 오프셋을 더하여 수정된 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점에 생성된다.
또한, 상기 가상의 간접파 TOF는, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 생성된다.
물론, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 단계(S450)에서는, 상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에, 상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고; 상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단하도록 한다.
또한, 차량에 설치된 다수의 센서들은 순차적으로 초음파를 송신하며, 각 센서에서 초음파가 송신될 때마다, 인접한 두 센서에 대해 상기한 바와 같은 단계들을 반복하여 수행하도록 하여, 주차 경로 및 그 주변의 장애물이 주차 경로 내부에 위치하는지 아닌지를 보다 정확히 판단하도록 할 수 있다.
상기 최종 경로 오프셋은, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 내측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시킬 때, 상기 장애물을 상기 외곽선 내측의 물체로 판단할 확률을 P_in이라 하고; 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 외측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시킬 때, 상기 장애물을 상기 외곽선 외측의 물체로 판단할 확률 P_out이라 하며; 경로 확률밀도함수 = P_in * P_out이라 할 때, 상기 주차 경로의 외곽선에 더해져서, 상기 외곽선이 차량 외측방향으로 이동하게 하는 경로 오프셋을 변화시킴에 따라, 상기 경로 확률밀도함수가 최대값을 형성할 때의 상기 경로 오프셋으로 결정된다.
즉, 상기 차량의 주차 경로를 따라 차량을 이동시키는 회수를 (i=1, 2, 3??n)회라고 할 때,
P_ini=[(i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측에 위치된 것으로 판단된 회수) / (i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측 또는 외측으로 위치된 것으로 판단된 회수)] * 100 이라고 하면,
P_in =
Figure pat00023
으로 산출하고,
상기 차량의 주차 경로를 따라 차량을 이동시키는 회수를 (i=1, 2, 3??n)회라고 할 때,
P_outi=[(i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 외측에 위치된 것으로 판단된 회수) / (i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측 또는 외측으로 위치된 것으로 판단된 회수)] * 100 이라고 하면,
P_out =
Figure pat00024
으로 산출한다.
실질적으로 상기 확률 P_in은, 상기 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 내측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시키면서, 획득된 초음파 TOF 데이터를 사용하여, 상기 경로 오프셋을 변화시키면서 시뮬레이션 하여 산출할 수 있다.
마찬가지로, 상기 확률 P_out은, 상기 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 외측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시키면서, 획득된 초음파 TOF 데이터를 사용하여, 상기 경로 오프셋을 변화시키면서 시뮬레이션 하여 산출할 수 있다.
물론, 상기 주차 경로의 장애물은 다수의 종류로 바꾸어 설치되고; 각 장애물별로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시키면서 상기 초음파 TOF 데이터를 획득하도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 방법으로 구해진 상기 최종 경로 오프셋을 더하여 주차 경로의 외곽선을 보정하면, 차속이나 휠슬립 등에 의해 발생되는 상기 주차 경로 자체의 오차 및 실제 부피가 있는 물체를 충분히 감안한 상태로, 해당 물체가 주차 경로 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지를 제1실시예 보다 정확하게 판단할 수 있게 되는 것이다.
도 31을 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 방법의 제3실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 차량이 이동하게 될 주차 경로에 대한 최종 경로 오프셋을 생성하는 최종경로오프셋생성부(400); 물체에 반사되어 수신된 초음파 TOF들에 초음파 노이즈가 존재하는지 판단하는 노이즈판단부(401); 상기 노이즈판단부(401)가 초음파 노이즈가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선에 상기 최종경로오프셋생성부(400)가 생성한 최종 경로 오프셋을 더하여 수정하고, 상기 수정된 외곽선 상에 수신된 초음파 TOF에 기초한 가상의 물체를 생성하는 가상물체생성부(402); 상기 가상물체생성부(402)가 생성한 가상의 물체를 이용하여 가상의 간접파 TOF를 생성하는 가상간접파생성부(403); 상기 수신된 초음파 TOF들 중의 간접파 TOF인 실제 간접파 TOF와 상기 가상간접파생성부가 생성한 가상의 간접파 TOF를 비교함에 의해, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는지 외부에 위치하는지 판단하는 물체위치판단부(404)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 노이즈판단부(401)는 동적노이즈판단부(401-1)와 정적노이즈판단부(401-2)를 포함하고, 상기 수신된 초음파 TOF들에 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하고, 동적 노이즈와 정적 노이즈가 모두 존재하지 않는 경우, 상기 초음파 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 동적노이즈판단부(401-1)는,
d(직접파 hTOF) > Vdt
인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
Figure pat00025
V; 차속
dt; 초음파 업데이트 주기[ms]이다.
상기 정적노이즈판단부(401-2)는,
|직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있으며, 여기서,
hTOF = TOF/2
센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리이다.
상기 가상물체생성부(402)는 상기 가상의 물체를, 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이, 최종 경로 오프셋을 더하여 수정된 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점에 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 가상간접파생성부(403)는 상기 가상의 간접파 TOF를, 상기 직접파를 송수신한 센서의 위치로부터, 상기 가상의 물체를 연결하는 직선과, 상기 가상의 물체로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선의 합으로 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 물체위치판단부(404)는,
상기 직접파를 송수신한 센서가 상기 간접파를 수신한 센서에 비해, 상기 주차 경로의 외측에 위치한 경우에,
상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF보다 크면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 외부에 위치하는 것으로 판단하고;
상기 실제 간접파 hTOF가 상기 가상의 간접파 hTOF 이하이면, 상기 물체가 상기 주차 경로의 외곽선 내부에 위치하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 최종경로오프셋생성부(400)는,
차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 내측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시킬 때, 상기 장애물을 상기 외곽선 내측의 물체로 판단할 확률을 P_in이라 하고;
차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 외측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시킬 때, 상기 장애물을 상기 외곽선 외측의 물체로 판단할 확률 P_out이라 하며;
경로 확률밀도함수 = P_in * P_out이라 할 때,
상기 주차 경로의 외곽선에 더해져서, 상기 외곽선이 차량 외측방향으로 이동하게 하는 경로 오프셋을 변화시킴에 따라, 상기 경로 확률밀도함수가 최대값을 형성할 때의 상기 경로 오프셋을 상기 최종 경로 오프셋으로 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 차량의 주차 경로를 따라 차량을 이동시키는 회수를 (i=1, 2, 3??n)회라고 할 때,
P_ini=[(i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측에 위치된 것으로 판단된 회수) / (i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측 또는 외측으로 위치된 것으로 판단된 회수)] * 100 이라고 하면,
P_in =
Figure pat00026
으로 산출된다.
상기 차량의 주차 경로를 따라 차량을 이동시키는 회수를 (i=1, 2, 3??n)회라고 할 때,
P_outi=[(i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 외측에 위치된 것으로 판단된 회수) / (i번째 이동 시, 장애물이 외곽선 내측 또는 외측으로 위치된 것으로 판단된 회수)] * 100 이라고 하면,
P_out =
Figure pat00027
으로 산출된다.
상기 확률 P_in은,
상기 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 내측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시키면서, 획득된 초음파 TOF 데이터를 사용하여, 상기 경로 오프셋을 변화시키면서 시뮬레이션 하여 산출되고;
상기 확률 P_out은,
상기 차량이 이동하게 될 주차 경로의 외곽선 외측에 장애물을 설치한 상태로, 차량을 상기 주차 경로를 따라 다수회 이동시키면서, 획득된 초음파 TOF 데이터를 사용하여, 상기 경로 오프셋을 변화시키면서 시뮬레이션 하여 산출된다.
도 22를 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제1실시예는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 단계(S510); 상기 입력 받은 물체 좌표로부터, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는지 판단하는 단계(S520); 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하면, 상기 입력 받은 물체 좌표들 중 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는지 판단하는 단계(S530); 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하면, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 중앙 쪽의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하는 단계(S540); 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 판단하는 단계(S550); 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 경우, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 제거하는 단계(S560)를 포함하여 구성된다.
상기 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 단계(S510)에서는, PCA(Parking Collision Avoidance Assist)장치 등과 같은 종래의 주차 보조 장치로부터 주차 경로 및 그 주변의 물체에 대한 좌표를 입력 받을 수 있다.
상기 고스트 좌표는 상기와 같이 입력 받은 물체 좌표들 중에 포함되어 있을 수 있는 것으로서, 본 실시예는 도 23에 도시된 것과 같은 고스트 좌표가 상기 입력 받은 물체 좌표들 중에 포함된 경우 이를 필터링 하여 제거하도록 하기 위한 것이다.
PCA와 같은 종래의 주차 보조 장치에서는 도 23의 A, B, C, D와 같은 센서가 구비된 경우, A-B, B-C, C-D와 같은 조합으로 2개씩의 센서가 초음파 TOF를 조합하여 물체의 위치를 판단하는데, 도 23과 같이 주차 경로의 양측 외부에 모두 실제 물체(RM)가 존재하여, 차량의 좌측 이너 센서인 B센서가 좌측 물체를 감지하고, 차량의 우측 이너 센서인 C센서가 우측 물체를 감지하는 경우, 상기 센서 B-C의 초음파 TOF 조합에 의해, 주차 경로 내에 실제 물체가 존재하지 않아도 도시된 바와 같이 물체 좌표가 생성될 수 있으며, 본 실시예는 이와 같이 실제로는 물체가 존재하지 않는 물체 좌표인 고스트(ghost) 좌표가 주차 경로 내에 생성되는 경우, 이를 제거하여 주차 시 불필요한 경고나 제동 등을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 입력 받은 물체 좌표로부터, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는지 판단하는 단계(S520)에서는, 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 차량 양측에 모두 존재하고, 상기 차량 양측에 존재하는 두 물체 좌표 사이의 거리가 차폭을 초과하며, 상기 차량 양측에 존재하는 두 물체 좌표가 상기 주차 경로 외측에 존재하는 것으로 판단되면, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는 것으로 판단한다.
여기서, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 사이드의 두 센서(예컨대, 센서 A-B, C-D)에 의한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 실제 간접파 TOF가 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 물체 좌표가 상기 주차 경로 외측에 존재하는 것으로 판단하는 것이다.
상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF는 상기 두 센서들 중 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선과, 상기 직접파 hTOF를 더하여 산출한다.
한편, 상기 차량 중앙 쪽의 두 센서(예컨대 센서 B-C)에 의한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 실제 간접파 TOF가 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 고스트 좌표로 판단하도록 한다.
상기 차량 중앙 쪽의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF는, 상기 두 센서들 중 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선과, 상기 직접파 hTOF를 더하여 산출한다.
도 32를 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제1실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 데이터입력부(501); 상기 데이터입력부(501)를 통해 입력 받은 물체 좌표로부터, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는지 판단하는 양쪽물체판단부(502); 상기 양쪽물체판단부(502)가 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는 것으로 판단하면, 상기 입력 받은 물체 좌표들 중 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는지 판단하는 내측물체좌표판단부(503); 상기 내측물체좌표판단부(503)가 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는 것으로 판단하면, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 중앙 쪽의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하는 가상간접파생성부(504); 상기 가상간접파생성부(504)가 생성한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 판단하는 고스트좌표판단부(505); 상기 고스트좌표판단부(505)가 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 고스트 좌표로 판단한 경우, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 제거하는 좌표필터링부(506)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 양쪽물체판단부(502)는, 상기 데이터입력부(501)를 통해 입력 받은 물체 좌표가 상기 차량 양측에 모두 존재하고, 상기 차량 양측에 존재하는 두 물체 좌표 사이의 거리가 차폭을 초과하며, 상기 차량 양측에 존재하는 두 물체 좌표가 상기 주차 경로 외측에 존재하는 것으로 판단되면, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 양쪽물체판단부(502)는, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 실제 간접파 TOF가 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 물체 좌표가 상기 주차 경로 외측에 존재하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF는 상기 두 센서들 중 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선과, 상기 직접파 hTOF를 더하여 산출할 수 있다.
상기 고스트좌표판단부(505)는, 상기 차량 중앙 쪽의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 실제 간접파 TOF가 가상의 간접파 TOF보다 크면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 고스트 좌표로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 차량 중앙 쪽의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF는, 상기 두 센서들 중 직접파를 송수신한 센서의 위치를 중심으로 하고, 직접파 hTOF를 반지름으로 하는 원이 상기 주차 경로의 외곽선과 만나는 교점으로부터 상기 간접파를 수신한 센서의 위치를 연결하는 직선과, 상기 직접파 hTOF를 더하여 산출할 수 있다.
도 24를 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제2실시예는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 단계(S610); 상기 입력 받은 물체 좌표로부터, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는지 판단하는 단계(S620); 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하면, 상기 입력 받은 물체 좌표들 중 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는지 판단하는 단계(S630); 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하면, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 중앙 쪽의 두 센서 중, 직접파를 송수신한 센서의 좌표와, 상기 입력 받은 물체의 좌표 사이의 거리를 좌표상 직접파 hTOF로 하고, 상기 좌표상 직접파 hTOF를 실제 직접파 hTOF와 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 판단하는 단계(S640); 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 경우, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 제거하는 단계(S650)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 실시예는 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제1실시예와 동일하게, 도 23과 같은 상황에서 발생하는 고스트 좌표를 제거할 수 있도록 하는 또 다른 기술로서, 상기 제1실시예와 별도로 사용되거나 함께 중첩적으로 사용되어, 주차 경로 내에 형성되는 고스트 좌표를 보다 확실히 제거할 수 있도록 한다.
상기 좌표상 직접파 hTOF와 실제 직접파 hTOF의 차이가 소정의 허용 직접파 차이를 초과하면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 것으로 판단하도록 한다.
이는, 도 23과 같은 상황에서, 주차 경로 외부에 위치한 물체에서 실제 반사된 직접파 hTOF와 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표(고스트 좌표)에 대하여 계산한 좌표상 직접파 hTOF는 차이가 존재하게 마련이므로, 이와 같은 차이를 확인할 수 있도록 상기 허용 직접파 차이를 설정하여, 상기 주차 경로 내부의 물체 좌표가 고스트 좌표인지의 여부를 확인할 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 상기 허용 직접파 차이는 상기한 바와 같은 취지에 따라, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예는 상기 좌표상 직접파 hTOF를 실제 직접파 hTOF와 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표가 아니라고 판단된 경우에는, 상기 차량 중앙 쪽의 두 센서 중, 간접파를 수신한 센서의 좌표와, 상기 입력 받은 물체의 좌표 사이의 거리에 상기 좌표상 직접파 hTOF를 더하여 좌표상 간접파 TOF를 산출하는 단계(S660)와; 상기 좌표상 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 추가로 판단하는 단계(S670)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 좌표상 직접파 hTOF와 실제 직접파 hTOF를 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표가 아니라고 판단된 경우라도, 상기와 같이 좌표상 간접파 TOF를 구하여, 이를 실제 간접파 TOF와 비교함으로써, 상기 주차 경로 내부의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 추가로 판단하도록 하는 것이다.
물론, 상기 좌표상 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF의 차이가 소정의 허용 간접파 차이를 초과하면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 것으로 판단하도록 한다.
상기 허용 간접파 차이는 상기한 바와 같은 취지에 따라 실제 간접파 TOF와 고스트 좌표에 대한 좌표상 간접파 TOF를 구분할 수 있을 정도로, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있을 것이다.
이상의 본 실시예에서, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표로 판단된 경우, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 제거하는 단계(S650)를 수행하고, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표가 아니라고 판단된 경우에는, 상기 PCA 등과 같은 주차 보조 장치로부터 입력된 기존 좌표를 그대로 출력하여, 경고 장치나 제동 장치 등이 구동될 수 있도록 한다.
도 33을 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제2실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 데이터입력부(601); 상기 데이터입력부(601)를 통해 입력 받은 물체 좌표로부터, 상기 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는지 판단하는 양쪽물체판단부(602); 상기 양쪽물체판단부(602)가 주차 경로 양쪽 외부 모두에 물체가 존재하는 것으로 판단하면, 상기 입력 받은 물체 좌표들 중 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는지 판단하는 내측물체좌표판단부(603); 상기 내측물체좌표판단부(603)가 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 존재하는 것으로 판단하면, 차폭 방향으로 배치된 다수의 센서들 중, 차량 중앙 쪽의 두 센서 중, 직접파를 송수신한 센서의 좌표와, 상기 입력 받은 물체의 좌표 사이의 거리를 좌표상 직접파 hTOF로 하고, 상기 좌표상 직접파 hTOF를 실제 직접파 hTOF와 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 판단하는 고스트좌표판단부(604); 상기 고스트좌표판단부(604)가 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 고스트 좌표로 판단한 경우, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표를 제거하는 좌표필터링부(605)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고스트좌표판단부(604)는, 상기 좌표상 직접파 hTOF와 실제 직접파 hTOF의 차이가 소정의 허용 직접파 차이를 초과하면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 고스트좌표판단부(604)는, 상기 좌표상 직접파 hTOF를 실제 직접파 hTOF와 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표가 아니라고 판단된 경우에는, 상기 차량 중앙 쪽의 두 센서 중, 간접파를 수신한 센서의 좌표와, 상기 입력 받은 물체의 좌표 사이의 거리에 상기 좌표상 직접파 hTOF를 더하여 좌표상 간접파 TOF를 산출하고;
상기 좌표상 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인지를 추가로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 고스트좌표판단부(604)는, 상기 좌표상 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF의 차이가 소정의 허용 간접파 차이를 초과하면, 상기 주차 경로 내측의 물체 좌표가 고스트 좌표인 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
도 25를 참조하면, 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제3실시예는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 단계(S710); 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표인지 판단하는 단계(S720); 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표인 경우, 상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하는 단계(S730); 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 내부의 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 유효한 좌표로 출력하고, 상기 원인 물체가 상기 주차 경로 외부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 제거하는 단계(S740)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 실시예는 도 26과 같이 실질적으로 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체(RM)는 주차 경로의 외부에 위치하지만, 주차 보조 장치 등의 오류나 노이즈 등에 의해, 입력 받은 물체 좌표가 주차 경로 내에 위치하는 것으로 판단되는 경우에, 상기와 같이 가상의 간접파 TOF를 산출하여, 이를 실제 간접파 TOF와 비교하여, 상기 원인 물체가 실제 주차 경로 내에 위치하는지의 여부를 판단하고, 최종적으로는 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF의 비교 결과에 따라, 상기 원인 물체의 위치를 판단하도록 하는 것이다.
또한, 본 실시예는 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표가 아닌 경우, 상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하는 단계(S750); 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 외부의 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 유효한 좌표로 출력하고, 상기 원인 물체가 상기 주차 경로 내부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 제거하고, 상기 원인 물체를 상기 주차 경로 내의 물체로 판단하는 단계(S760);를 더 포함하여 구성된다.
즉, 도 26의 상황과는 반대로 도 27과 같이, 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체(RM)는 실제로 주차 경로 내부에 위치하지만, 노이즈 등 여러 이유로, 상기 입력 받은 물체 좌표가 주차 경로 외부에 위치하는 경우, 상기한 바와 같이 가상의 간접파 TOF를 산출하여, 이를 실제 간접파 TOF와 비교함으로써, 실질적으로 상기 원인 물체가 주차 경로의 내부에 위치하는지를 최종 판단하도록 하는 것이다.
따라서, 종래의 PCA 등과 같은 주차 보조 장치에서 여러 이유로 잘못된 물체 좌표가 입력되더라도, 이를 상기한 바와 같은 장애물 필터링 방법에 의해 올바르게 정정할 수 있게 되는 것이다.
즉, 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표인 경우에도, 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교한 결과, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 외부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표는 주차 거리 경고(PWD: Parking Distance Warning) 장치 또는 제동장치를 구동하게 하는 좌표에서 제외시키는 것이다.
물론, 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표가 아닌 경우에도, 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교한 결과, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 내부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표는 주차 거리 경고(PWD: Parking Distance Warning) 장치 또는 제동장치를 구동하게 하는 좌표에 포함시키도록 한다.
따라서, 차량의 주차 거리 경고 장치 또는 제동장치의 적절한 작동 신뢰성이 확보되고 불필요한 오작동이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.
도 34를 참조하면, 상기 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 필터링 방법의 제3실시예를 구현할 수 있는 초음파를 활용한 주차 경로 및 그 주변의 장애물 판단 장치는, 차량이 주행할 주차 경로 및 상기 주차 경로 주변의 물체 좌표를 입력 받는 데이터입력부(701); 상기 데이터입력부(701)를 통해 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표인지 판단하는 경로내좌표판단부(702); 상기 경로내좌표판단부(702)가 상기 데이터입력부(701)를 통해 입력 받은 물체 좌표를 상기 주차 경로 내의 좌표로 판단한 경우, 상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하는 가상간접파생성부(703); 상기 가상간접파생성부(703)가 생성한 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 내부의 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 유효한 좌표로 출력하고, 상기 원인 물체가 상기 주차 경로 외부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 제거하는 좌표필터링부(704)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 경로내좌표판단부(702)가 상기 데이터입력부(701)를 통해 입력 받은 물체 좌표를 상기 주차 경로 내의 좌표가 아니라고 판단한 경우, 상기 가상간접파생성부(703)는 상기 차량 사이드의 두 센서에 의한 가상의 간접파 TOF를 산출하도록 구성되고;
상기 좌표필터링부(704)는 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교하여, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 외부의 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 유효한 좌표로 출력하고, 상기 원인 물체가 상기 주차 경로 내부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표를 제거하고, 상기 원인 물체를 상기 주차 경로 내의 물체로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 좌표필터링부(704)는, 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표인 경우에도, 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교한 결과, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 외부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표는 주차 거리 경고(PWD: Parking Distance Warning) 장치 또는 제동장치를 구동하게 하는 좌표에서 제외시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 좌표필터링부(704)는, 상기 입력 받은 물체 좌표가 상기 주차 경로 내의 좌표가 아닌 경우에도, 상기 가상의 간접파 TOF와 실제 간접파 TOF를 비교한 결과, 상기 입력 받은 물체 좌표의 원인 물체가 상기 주차 경로 내부 물체로 판단되면, 상기 입력 받은 물체 좌표는 주차 거리 경고(PWD: Parking Distance Warning) 장치 또는 제동장치를 구동하게 하는 좌표에 포함시키도록 구성될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
A, B, C, D; 센서
V; 차량
LN; 주차 경로의 외곽선

Claims (24)

  1. 차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 단계;
    상기 수신된 초음파 TOF가 직접파 TOF 1개를 포함하는 경우, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계;
    상기 동적 노이즈가 검출되는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계;
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 단계;
    상기 정적 노이즈가 검출되면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면,
    상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후,
    정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 동적 노이즈는
    d(직접파 hTOF) > Vdt
    인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
    직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
    Figure pat00028

    V; 차속
    dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 정적 노이즈는
    |직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
    인 경우에 발생한 것으로 판단하며, 여기서,
    hTOF = TOF/2
    센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
    직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
    Figure pat00029

    인 경우이고, 여기서,
    직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
    Figure pat00030

    Figure pat00031

    V; 차속
    dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은,
    t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우인 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
    Figure pat00032
    으로 산출되고,
    여기서,
    k; gain
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 방법.
  13. 차량의 서로 인접한 두 센서에서 수신된 초음파 TOF들 중, 직접파 TOF와 간접파 TOF의 개수를 판단하는 TOF카운터;
    상기 TOF카운터가 상기 수신된 초음파 TOF에 직접파 TOF 1개가 포함된 것으로 판단하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하는 상황이면, 동적 노이즈가 검출되는지 판단하는 동적노이즈판단부;
    상기 동적노이즈판단부가 동적 노이즈를 검출하는 경우, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 상기 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하는 TOF설정부;
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 상기 수신된 초음파 TOF에 간접파 TOF가 존재하면, 정적 노이즈가 검출되는지 판단하는 정적노이즈판단부;를 포함하여 구성되고,
    상기 TOF설정부는 상기 정적노이즈판단부가 정적 노이즈를 검출하면, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하고, 상기 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 TOF설정부는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 TOF설정부는 상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 결정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 TOF설정부는,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하고, 정적 노이즈가 검출되거나,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF가 존재하고, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으며, 간접파 TOF가 존재하지 않으면,
    상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 결정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 TOF설정부는,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF는 존재하지 않고, 간접파 TOF가 존재하며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하여, 상기 TOF설정부가 상기 가상의 직접파 TOF를 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정한 후,
    상기 정적노이즈판단부가 정적 노이즈가 검출되는지 판단하여, 정적 노이즈가 검출되지 않으면, 상기 TOF설정부는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 1개로 설정하고, 정적 노이즈가 검출되면, 상기 TOF설정부는 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 TOF설정부는,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하지 않으면, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF를 직접파 TOF 0개와 간접파 TOF 0개로 설정하고,
    상기 수신된 초음파 TOF 중 직접파 TOF와 간접파 TOF가 모두 존재하지 않으며, 이전 유효 직접파 TOF가 존재하면, 가상의 직접파 TOF를 생성하여, 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정하고, 상기 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF는 직접파 TOF 1개와 간접파 TOF 0개로 설정하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 동적노이즈판단부는
    d(직접파 hTOF) > Vdt
    인 경우에 상기 동적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성되며, 여기서,
    직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
    Figure pat00033

    V; 차속
    dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  21. 청구항 13에 있어서,
    상기 정적노이즈판단부는
    |직접파 hTOF-간접파 hTOF| > 센서 사이 거리/2
    인 경우에 상기 정적 노이즈가 발생한 것으로 판단하도록 구성되며, 여기서,
    hTOF = TOF/2
    센서 사이 거리; 직접파 송수신 센서와 간접파 수신 센서 사이의 거리
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  22. 청구항 13에 있어서,
    상기 동적노이드판단부와 정적노이즈판단부는 각각 상기 이전 유효직접파 TOF의 존부를 판단하도록 구성되고,
    상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하는 것으로 판단되는 상황은,
    직접파 TOF가 4회 연속 수신되고,
    Figure pat00034

    인 경우이고, 여기서,
    직접파 hTOF = 직접파 TOF/2
    Figure pat00035

    Figure pat00036

    V; 차속
    dt; 초음파 업데이트 주기[ms]
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 이전 유효직접파 TOF가 존재하지 않는 것으로 판단되는 상황은,
    t=n-1, t=n-2, 또는 t=n-3 시점 중 적어도 하나의 시점에 가상의 직접파 TOF가 수신된 직접파 TOF 대신 물체의 위치 판단에 사용할 정규의 초음파 TOF로 설정된 경우인 것
    을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.
  24. 청구항 13에 있어서,
    현재 시점인 t=n 시점에서, 상기 가상의 직접파 TOF는
    Figure pat00037
    으로 산출되고,
    여기서,
    k; gain
    인 것을 특징으로 하는 차량 초음파센서 신호의 노이즈 필터링 장치.


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