KR100737578B1 - 차량의 자동주차 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전에 대한 전반적인 조작이 서투른 초보 운전자나 여성 운전자들이 원하는 장소에 안전하게 주차할 수 있도록 한 차량의 자동주차 시스템에 관한 것이며, 이를 위해 본 발명은, 차량 후방에 설치되어 차량에 탑승한 운전자에게 원하는 주차 위치에 대한 정보를 제공하는 카메라; 현재 차량에 대한 스티어링 휠의 각도와 상기 카메라에 의해 촬영된 주차 위치에 대한 정보를 입력받아 상기 차량이 주차 가능한 스티어링 휠의 조향각과 최적의 주차 궤적에 의한 곡률을 연산하고 연산된 결과값에 따라 제어 명령을 수행하는 제어부; 상기 제어부에 의해 목표로 하는 주차 위치에 대해 주차 가능한 조향각의 범위 내에서의 주차궤적에 의한 곡률을 운전자가 시각적으로 인지 가능하도록 디스플레이 되는 표시부; 상기 제어부에 의해 작동되며 차량에 구비된 스티어링 샤프트를 상기 주차궤적에 의한 곡률을 따라 작동 가능하도록하는 구동부; 및 운전석의 일측에 설치되어 운전자에 의해 선택 작동되는 복수개의 버튼이 구비된 조작부를 포함하여 구성되는 차량의 자동주차 시스템을 제공한다.

자동주차, 궤적, 곡률

Description

차량의 자동주차 시스템{Automatic Parking System Of Vehicle}

도 1은 본 발명에 의한 차량의 자동주차 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 차량의 자동주차 시스템에 의한 실시예를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 카메라 20 : 제어부

30 : 표시부 40 : 구동부

44 : 모터부 50 : 조작부

본 발명은 운전에 대한 전반적인 조작이 서투른 초보 운전자나 여성 운전자들이 원하는 장소에 안전하게 주차할 수 있도록 한 차량의 자동주차 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량이 운행하지 않을 때에는 일정한 장소, 즉 주차장에 차량을 주차하게 되는데, 운전자는 상기 주차장에 구획된 장소를 향해 차량에 구비된 스티어링 휠을 일정 각도로 회전시켜서 원하는 위치에 주차하게 된다.

그러나, 상기한 주차 위치에 차량을 주차함에 있어서, 주차하기 어려운 대형차량이나 운전이 미숙한 초보 운전자 또는 여성 운전자들이 원하는 위치에 주차하기 어려운 문제점이 발생되었다.

즉, 차량이 후진상태로 주차 위치에 진입 시키기 위해서는 적지않은 시간이 소모되고, 상기 주차 위치에 잘못 진입할 경우에는 차량에서 운전자 또는 탑승객이 하차하여 수신호에 의존하여 가까스로 차량을 주차시키는 경우가 종종 발생 되었다.

또한, 야간에 주변의 사물에 대해서 정확하게 인지하지 못하는 상태에서는 주변에 주차된 차량과 접촉되는 문제가 발생되어 차량 주차에 대한 세심한 주의를 필요로 했다.

상기한 문제점을 해결하고자 자동주차에 관한 기술이 개발되었으나 종래기술에 의해 차량을 자동주차 시키기 위해서는 주차 조작을 시작하는 위치에서 스티어링 휠의 조향각이 항상 중립 상태를 유지해야만 하고, 평행주차를 해야하는 경우에는 현재 차량의 위치와 목표로 하는 주차 위치가 서로 평행을 이뤄야만하는 전제 조건이 있었다.

또한, 주차궤적이 두원의 외접한 직선으로 구성되어 물리적인 조향각의 이동 경로에 위배되어 조향각 제어시에 피할 수 없는 조향각의 추종 오차로 인한 차량이탈 및 주변 차량과의 충돌이 발생하였다.

따라서, 상기한 초기 조향각 및 주차목표 회전불가 등의 전제조건과 단순 주차궤적 계산으로 인해 자동주차가 이루어지지 않는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

임의의 초기 조향각에서도 자동주차가 가능하며, 평행 주차시에도 주차 목표에 대해 회전이 가능하여 운전자의 주차가능 구역이 확장되고, 연속적인 조향각의 변화가 가능하도록 폴리커브를 적용하여 주행중에 조향각의 오차를 제거함으로써, 차량을 안전하게 주차시키는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량 후방에 설치되어 차량에 탑승한 운전자에게 목표로 하는 주차 위치에 대한 정보를 제공하는 카메라와; 현재 차량에 대한 스티어링 휠의 각도와 상기 카메라에 의해 촬영된 주차 위치에 대한 정보를 입력받아 상기 차량이 주차 가능한 스티어링 휠의 조향각과 최적의 주차 궤적에 의한 곡률을 연산하고 연산된 결과값에 따라 제어 명령을 수행하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 목표로 하는 주차 위치에 대해 주차 가능한 조향각의 범위 내에서의 주차궤적에 의한 곡률을 운전자가 시각적으로 인지 가능하도록 디스플레이 되는 표시부와; 상기 제어부에 의해 작동되며 차량에 구비된 스티어링 샤프트를 상기 주차궤적에 의한 곡률을 따라 작동 가능하도록하는 구동부; 및 운전석의 일측에 설치되어 운전자에 의해 선택 작동되는 복수개의 버튼이 구비된 조작부를 포함하여 구성되는 차량의 자동주차 시스템을 제공하되,

삭제

상기 제어부에 의해 계산되는 주차 궤적식은

를 이용하여 구해진다.

여기서, k는 Polycurve에 의해 의해 생성되는 콘트롤 포인트의 인덱스(Index), n은 최대 콘트롤 포인트의 갯수이다.

상기 제어부에 의해 계산되는 주차 궤적식에 의한 곡률 계산식은

를 이용하여 구해진다.

상기 제어부에 의해 계산되는 스티어링 휠의 조향각 계산식은

를 이용하여 구해진다.

여기서, L은 차량에 설치된 전륜의 중심으로부터 후륜의 중심까지의 거리, R(u)는 차량의 회전반경, Sign은 스티어링 휠이 중립 상태를 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 작동될 때의 값을 구별하기 위해 주차 궤적식에 의해 계산된 외적 z값에 따라 대입되는 값이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 자동주차 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

차량 후방에 회전 자유롭게 설치되어 차량에 탑승한 운전자에게 목표로 하는 주차 위치에 대한 정보를 제공하는 카메라(10)가 구비된다. 상기 카메라(10)는 차량의 후방 범퍼상에 설치된다.

현재 차량에 대한 스티어링 휠의 각도와 상기 카메라(10)에 의해 촬영된 주차 위치에 대한 정보를 입력받아 상기 차량이 주차 가능한 스티어링 휠의 조향각과 최적의 주차 궤적에 의한 곡률을 연산하고 연산된 결과값에 따라 제어 명령을 수행하는 제어부(20)가 구비된다.

상기 제어부(20)에 의해 목표로 하는 주차 위치에 대해 주차 가능한 조향각의 범위 내에서의 주차궤적에 의한 곡률을 운전자가 시각적으로 인지 가능하도록 디스플레이 되는 표시부(30)가 구비된다.

상기 표시부(30)는 운전자가 시각적으로 인지 가능하도록 인스트루먼트패널상에 구비되는 것이 바람직하나 상기 위치에 한정하지는 않는다.

상기 제어부(20)에 의해 작동되며 차량에 구비된 스티어링 샤프트를 상기 주차궤적에 의한 곡률을 따라 작동 가능하도록하는 구동부(40)가 구비된다.

상기 구동부(40)는 상기 스티어링 샤프트상에 설치되는 기어부(42)와, 상기 기어부(42)와 치형 결합되고 제어부(20)의 제어 명령에 의해 정,역회전 가능하도록 설치되는 모터부(44)를 포함하여 구성된다.

그리고, 운전석의 일측에 설치되어 운전자에 의해 선택 작동되는 복수개의 버튼이 구비된 조작부(50)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(20)에 의해 계산되는 주차 궤적식은

를 이용하여 구해진다.

여기서, k는 Polycurve에 의해 의해 생성되는 콘트롤 포인트의 인덱스(Index), n은 최대 콘트롤 포인트의 갯수이다.

여기서, 주차 궤적식은 다항식 커브(Polynomial Curve)를 이용하며, 상기 다항식 커브를 생성하기 위해서는 컨트롤 포인트 4개가 필요하게 된다. 상기한 컨트롤 포인트의 갯수는 가변 가능하나 최적의 궤적 곡률을 생성시키기 위해서 4개가 필요하게 된다.

상기 제어부(20)에 의해 계산되는 주차 궤적식에 의한 곡률 계산식은

를 이용하여 구해진다.

상기 제어부(20)에 의해 계산되는 스티어링 휠의 조향각 계산식은

를 이용하여 구해진다.

여기서, L은 차량에 설치된 전륜의 중심으로부터 후륜의 중심까지의 거리, R(u)는 차량의 회전반경, Sign은 스티어링 휠이 중립 상태를 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 작동될 때의 값을 구별하기 위해 주차 궤적식에 의해 계산된 외적 z값에 따라 대입되는 값이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량의 자동주차 시스템의 작동 상태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부된 도 2a를 참조하면, 도면에 도시된 [a]위치는 현재 차량의 위치이고, [b]위치는 목표로 하는 주차 위치이다.

운전자는 [a]위치에 위치한 차량을 [b]위치에 주차 시키기 위해서 다음과 같이 작동 시킨다.

차량이 [a]위치에 위치된 상태에서 운전자는 변속레버(미도시)를 조작하여 R(Reverse)로 작동 시킨다.

상기 변속레버가 R로 작동된 상태에서 운전자는 조작부(50)에 구비된 레버(미도시)를 조작하여 카메라(10)를 회전 작동시키면 상기 카메라(10)에 의해 목표로 하는 주차위치[b]가 표시부(30)에 구비된 모니터(미도시)를 통해 디스플레이된다.

운전자는 상기와 같이 카메라(10)를 조작하여 원하는 주차 지점인 [b]위치를 선택한다.

상기와 같이 운전자에 의해 [b]위치가 선택되면, 상기 카메라(10)에 의해 찰영된 영상 정보가 제어부(20)로 입력되되, 상기 [b]위치에 대한 좌표 데이터도 함께 전송된다.

또한, 상기 제어부(10)는 현재 [a]상태로 위치된 차량의 스티어링 휠의 조향각에 대한 정보를 별도로 설치된 조향각 센서(미도시)에 의해 전송받는다.

상기 제어부(10)에는

주차 궤적식인

와

상기 주차 궤적식에 의한 곡률 계산식인

와

스티어링 휠의 조향각 계산식인

가 수치적으로 계산 가능하도록 별도의 연산모듈(미도시)이 탑재되어 있다.

각각의 데이터를 입력받은 제어부(10)는 [a]위치에서 [b]위치로 차량이 이동 하기 위한 주차 궤적식인

와,

곡률 계산식인

를 이용하여 각각 연산을 실시한다.

상기와 같이 제어부(10)에 의해 각 영역별(A,B,C,D)로 연산이 실시되고, 각 영역별로 4개의 콘트롤 포인트(P)가 생성된다.

각각의 영역별로 생성된 콘트롤 포인트(P)를 연결하면, 도면에 도시된 바와 같은 주차 궤적에 의한 곡률이 생성된다.

상기한 주차 궤적에 의한 곡률은 표시부(30)에 의해 운전자가 인지 가능하도록 2차원 또는 3차원 영상으로 디스플레이 되고, 상기한 표시부(30)에 디스플레이된 영상을 운전자가 시각적으로 인지하게된다.

또한, 제어부(10)에서는 상기 [a]위치에서 [b]위치까지 차량이 작동하기 위한 스티어링 휠의 조향각을 계산한다.

첨부된 도 2a에 도시된 A구간은 [a]위치에 위치한 상태의 스티어링 휠의 조향각이 중립의 위치로 작동되는 구간으로써, 제어부(20)에 의해 연산된 A구간에 해 당되는 주차 궤적에 의한 곡률을 따라 상기 차량이 작동된다.

즉, 제어부(20)의 제어 명령에 의해 구동부(40)(도 1참조)에 구비된 모터부(44)(도 1참조)가 일방향으로 작동되고, 스티어링 샤프트(미도시)에 구비된 기어부(42)를 회전시켜서 상기 스티어링 휠이 작동되도록 한다.

상기와 같이 차량이 진행되다가 B구간에서는 중립 상태로 위치한 스티어링 휠의 방향을 +방향의 최대 조향각으로 상기 구동부(40)를 작동 시킨다.

그리고, C구간에 이르러서는 목표로 하는 주차 위치 [b]에 차량이 이동하기 위해서 +방향의 최대 조향각에서 -방향의 최대 조향각으로 상기 스티어링 휠을 작동 시킨다.

차량이 D구간에 이동하게 되면 상기 스티어링 휠이 -방향의 최대 조향각을 유지하면서 목표로 하는 [b]위치에 주차가 이루어 진다.

차량이 최종 주차 목표 위치인 [b]위치에 도착하면, 제어부(20)에 의해 작동부(40)에 설치된 모터부(44)의 작동은 정지하게 되고 차량에 탑승한 운전자의 하차가 이루어진다.

첨부된 도 2b는 본 발명에 의한 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 최종 목표 주차 위치인 [b]위치에 차량이 주차될 때 상황에 따라서 상기 차량이 비평행 상태로 주차될 때의 상태를 도시한 도면이다.

도 2b에 도시된 구간(A,B,C)에서의 차량과 제어부(20)의 작동관계는 유사하여 설명을 생략하며, D구간에서의 작동 상태만을 설명하겠다.

상기 차량이 A,B,C구간을 거쳐서 D구간에 위치했을 때 운전자에 의해 상기 차량을 비평행 상태로 주차시킬 의도로 스티어링 휠을 일측으로 작동시키게 되면, 상기 스티어링 휠의 회전 각도를 감지하는 조향각 센서가 이를 감지하여 제어부(20)에 감지 신호를 전송한다.

상기 제어부(20)는 차량이 작동됨을 감지하고, 구동부(40)에 구비된 모터부(44)의 작동을 정지시킨다.

상기 모터부(44)가 정지됨에 따라 스티어링 휠의 작동 또한 정지되고, 운전자의 임의의 조작에 의해 [b]위치로 차량이 작동된다.

한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 자동주차 시스템은 주차 조작을 시작하는 처음 위치에서 스티어링 휠의 조향각이 항상 중립 상태를 유지할 필요가 없으며, 목포로 하는 주차 위치에서 운전자의 임의의 조작에 의해 주차가 가능한 효과가 있다.

또한, 주차시 운전자의 조작이 최소화되어, 주차에 대해 어려움을 격는 초보 운전자와 여성 운전자를 포함한 일반운전자도 편리하게 사용 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량 후방에 설치되어 차량에 탑승한 운전자에게 목표로 하는 주차 위치에 대한 정보를 제공하는 카메라(10);

   현재 차량에 대한 스티어링 휠의 각도와 상기 카메라(10)에 의해 촬영된 주차 위치에 대한 정보를 입력받아 상기 차량이 주차 가능한 스티어링 휠의 조향각과 최적의 주차 궤적에 의한 곡률을 연산하고 연산된 결과값에 따라 제어 명령을 수행하는 제어부(20);

   상기 제어부(20)에 의해 목표로 하는 주차 위치에 대해 주차 가능한 조향각의 범위 내에서의 주차궤적에 의한 곡률을 운전자가 시각적으로 인지 가능하도록 디스플레이 되는 표시부(30);

   상기 제어부(20)에 의해 작동되고 상기 스티어링 샤프트상에 설치되는 기어부(42), 상기 기어부(42)와 치형 결합되고 제어부(20)의 제어 명령에 의해 정,역회전 가능하도록 설치되는 모터부(44)를 포함하며 차량에 구비된 스티어링 샤프트를 상기 주차궤적에 의한 곡률을 따라 작동 가능하도록하는 구동부(40); 및

   운전석의 일측에 설치되어 운전자에 의해 선택 작동되는 복수개의 버튼이 구비된 조작부(50);를 포함하되,

   상기 제어부(20)에 의해 계산되는 주차 궤적식은

   

   를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주차 시스템.

   여기서, k는 Polycurve에 의해 의해 생성되는 콘트롤 포인트의 인덱스(Index), n은 최대 콘트롤 포인트의 갯수.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어부(20)에 의해 계산되는 주차 궤적식에 의한 곡률 계산식은

   

   를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주차 시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제어부(20)에 의해 계산되는 스티어링 휠의 조향각 계산식은

   

   를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 자동주차 시스템.

   여기서, L은 차량에 설치된 전륜의 중심으로부터 후륜의 중심까지의 거리, R(u)는 차량의 회전반경, Sign은 스티어링 휠이 중립 상태를 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 작동될 때의 값을 구별하기 위해 주차 궤적식에 의해 계산된 외적 z값에 따라 대입되는 값.

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