KR101807088B1 - 차량 전방 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

차량 전방 탐지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라와 레이더를 이용하여 차량 전방을 탐지하는 장치 및 방법에 대한 것이다. 본 발명은, 레이더와 카메라로부터 정보를 입력받아 차량 전방의 물체를 인식하는 객체 인식부; GPS 정보와 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 위치 및 상기 차량이 주행할 도로 정보를 제공하는 위치 산출부; 및 상기 차량의 위치와 상기 도로 정보를 이용하여 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 틸팅 조정부;를 포함하는 차량 전방 탐지 장치를 제공한다.

Description

차량 전방 탐지 장치 및 방법 {VEHICULAR FORWARD OBJECT DETECTION DEVICE AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 차량 전방 탐지 장치 및 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 카메라와 레이더를 이용하여 차량 전방을 탐지하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
차량의 편의 기능과 안전 기능을 강화하는 지능형 자동차가 활발하게 개발되고 적용되고 있다. 지능형 자동차는 전기, 전자, 통신, 기계, IT 기술과의 융합을 통해 안전성 및 편의성을 획기적으로 향상시킨 자동차로서, 주행 안전성을 극대화시킨 첨단 안전 차량이다. 지능형 자동차의 안전기술은 종래의 자동차 기계기술에 IT 기술과 전자제어기술 등의 융합을 통해 차량의 결함, 사고 예방 및 회피, 충돌 등 위험상황으로부터 운전자 및 탑승자를 보호하여 교통사고 및 피해를 줄이는 기술로 정의될 수 있다.
최근 EURO NCAP 등에서 제시된 안전 기준에 따라 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking), 보행자 안전 시스템(Pedestrian Safety System) 등이 차량에 적용되고 있다. 또한, 차량이 주행중인 차선을 유지하거나 이탈을 방지하기 위한 차선이탈경고 시스템(Lane Departure Warning System, LDWS) 및 차선 유지 지원 시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS)도 적용되고 있고, 차량의 도로 경계를 이탈하는 것을 방지하는 도로 경계 이탈 방지(Road Boundary Departure Protection) 기능도 개발되고 있다. 더불어, 운전자의 편의를 위한 지능형 순항제어(Smart Cruise Control) 기술이 채용되고 있고, 차량의 자율 주행 기술도 많은 관심을 받으며 연구, 개발 중에 있다.
이러한 지능형 자동차에 있어서, 차량 전방을 정확하게 인식하는 기술은 매우 중요하다. 주행중인 차량의 전방에 위치한 차량 등의 장애물을 인식하는 기술뿐만 아니라, 도로의 형상이나 경계, 도로 주변의 장애물 등을 정확하게 인식하는 것이 요구된다.
차량 전방을 탐지하기 위한 대표적인 센서는 카메라와 레이더이다. 카메라나 레이더를 이용한 다양한 탐지 기술이 제시된 바 있으나, 보다 정확하고 신속하게 차량 전방을 탐지하는 기술이 요구된다.
대한민국 공개특허 제2011-0062970호(2011.06.10. 공개)
본 발명은, 레이더와 카메라를 이용하여 보다 정확하게 차량 전방의 물체나 도로 상태를 탐지하는 차량 전방 탐지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 차량에 장착된 레이더의 감지 영역을 조정하여 차량 전방을 정확하고 신속하게 탐지하며, 도로 경계를 인식하는 차량 전방 탐지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 레이더와 카메라로부터 정보를 입력받아 차량 전방의 물체를 인식하는 객체 인식부; GPS 정보와 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 위치 및 상기 차량이 주행할 도로 정보를 제공하는 위치 산출부; 및 상기 차량의 위치와 상기 도로 정보를 이용하여 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 틸팅 조정부;를 포함하는 차량 전방 탐지 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 감지 영역은 상기 차량 전방에 대하여 전방 및 좌측과 우측 영역을 포함하여 구분 설정될 수 있다.
또한, 상기 틸팅 조정부는, 상기 레이더를 기구적으로 회전하거나, 빔 틸팅을 이용하여 감지 영역을 조정할 수 있다.
또한, 상기 도로 정보는 상기 차량이 주행할 도로가 곡선 도로인지 여부 또는 위험 구간인지 여부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 틸팅 제어부는, 상기 차량이 주행할 도로의 직선 구간의 길이와 곡선 도로의 곡률 정보를 이용하여 상기 레이더의 감지 영역을 조정할 수 있다.
또한, 상기 위치 산출부는, 상기 차량의 진행방향과, 상기 차량의 현재 위치와 상기 차량이 주행할 예상 경로 상의 기준 지점을 연결한 직선이 이루는 각도를 산출하고, 상기 틸팅 제어부는 상기 각도에 따라 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 기준 지점은 상기 직선 구간의 길이가 짧을수록 또는 상기 곡선 도로의 곡률반경이 작을수록 상기 차량의 현재 위치로부터 가깝게 설정될 수 있다.
또한, 상기 차량 전방 탐지 장치는 차량에 장착된 센서 또는 상기 카메라로부터 입력된 정보를 이용하여 상기 도로에 대한 상기 차량의 자세를 산출하는 자세 산출부를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, (a) 위치 산출부가 차량의 현재 위치를 산출하는 단계; (b) 상기 위치 산출부가 상기 차량이 진행할 도로 정보를 제공하는 단계; (c) 상기 차량의 현재 위치와 상기 도로 정보를 이용하여 틸팅 제어부가 레이더의 감지 영역을 조정하는 단계; 및 (d) 객체 인식부가 상기 레이더 및 카메라로부터 정보를 입력받아 상기 차량 전방의 객체를 인식하는 단계를 포함하는 차량 전방 탐지 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 감지 영역은 상기 차량 전방에 대하여 전방 및 좌측과 우측 영역을 포함하여 구분 설정될 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 도로 정보는 상기 차량이 주행할 도로가 곡선 도로인지 여부 또는 위험 구간인지 여부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 차량이 주행할 도로의 직선 구간의 길이와 곡선 도로의 곡률 정보를 이용하여 상기 레이더의 감지 영역을 조정할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 차량의 진행방향과, 상기 차량의 현재 위치와 상기 차량이 주행할 예상 경로 상의 기준 지점을 연결한 직선이 이루는 각도를 산출하고, 상기 (c) 단계에서 상기 각도에 따라 상기 레이더의 감지 영역을 조정할 수 있다.
또한, 상기 차량 전방 탐지 방법은, 차량에 장착된 센서 또는 상기 카메라로부터 입력된 정보를 이용하여 상기 도로에 대한 상기 차량의 자세를 산출하는 자세 산출 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 정확한 도로 형상을 예측하여 레이더의 감지 방향을 선택함으로써 차량 전방을 효율적으로 탐지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 카메라로 인식된 도로 형상을 이용하여 레이더의 감지 방향을 조정하거나, 도로 지도와 GPS 정보를 이용하여 도로 형상을 예측함으로써 보다 정확하게 도로 형상을 예측하고 이에 따라 레이더 감지 방향을 조정함으로써, 정밀한 차량 전방 탐지가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 레이더와 카메라를 이용하여 도로 주변 구조물과 차선(또는 도로)를 함께 인식함으로써 도로 경계를 효과적으로 인식할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 차량의 주행 상황에 따른 도로 주변 환경을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치에 있어서, 레이더의 감지 영역을 구분한 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치에 있어서, 레이더의 감지 영역을 조정할 필요가 있는지 여부를 판단하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 차량의 주행 상황에 따른 도로 주변 환경을 예시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 차량(1)은 전방을 감지하는 카메라(10)와 레이더(20)를 포함한다. 카메라(10)와 레이더(20)는 차량(1)의 전방을 향하여 배치되며, 카메라(10)와 레이더(20)는 같은 위치 또는 서로 다른 위치에 장착될 수 있다. 일 실시예에 있어서 레이더(20)는 차량(1)의 범퍼 근방에 배치되고, 카메라(10)는 차량(1)의 윈드 쉴드 근방에 배치될 수 있다. 또한, 카메라(10)와 레이더(20)는 동일 하우징에 같이 구비되어 차량(1)에 설치되는 것도 가능하다. 카메라(10)와 레이더(20)의 차량의 진행 방향(3)과 일치한 방향을 향하여 배치될 수 있다.
카메라(10)는 차량 전방의 도로 영상을 촬영한다. 카메라(10)는 단안 카메라일 수 있으며, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 기반의 이미지 센서를 구비할 수 있다. 카메라(10)는 차량 전방의 영상을 취득하고, 카메라(10)로부터 취득된 영상 정보로부터 차선, 전방 차량, 도로 경계, 또는 도로 주변의 장애물 등의 물체가 인식될 수 있다.
레이더(20)는 전자기파를 차량 전방으로 방사하고, 차량 전방의 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 차량 전방의 물체를 인식한다. 일 실시예에 있어서, 레이더(20)는 어레이 안테나(Array Antenna)를 포함하고 하나 이상의 송신 채널과 수신 채널을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 카메라(10)의 감지 범위(12)와 레이더(20)의 감지 범위(14)가 예시된다. 통상적으로 카메라(10)의 감지 범위(12)가 레이더(20)의 감지 범위(14)보다 넓은 것이 일반적이다. 다만, 원거리 물체의 경우에는 레이더(20)에 의한 인식 정확도가 높을 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 차량이 주행하는 도로 영역(32)과 도로 영역(32)에 인접하여 배치된 도로 주변 구조물(30)이 예시된다. 도로 주변 구조물(30)로는 가드 레일, 중앙 분리대, 가로수, 및 연석 등을 들 수 있다.
카메라(10)를 이용하여 도로에 표시된 실선 또는 점선 등이 차선 정보를 인식하는 기술이 많이 알려져 있다. 그런데, 도로의 경계를 인식하기 위해서는 단순히 차선 정보만을 이용하여 판별하는 것은 용이하지 않다. 이에 대하여, 카메라(10)와 레이더(20)를 함께 활용하면 도로의 형상과 경계를 설정하는 것이 용이할 수 있다. 레이더(20)를 이용하여 도로 영역(32)에 인접하여 배치된 도로 주변 구조물(30)의 존재와 위치를 인식하고, 레이더(20)가 인식한 도로 주변 구조물(30)의 위치를 이용하여 카메라(10)에서 획득된 영상으로부터 도로의 형상을 예측하고 도로 경계를 추정할 수 있다.
그런데 레이더(20)의 경우, 근거리 레이더는 넓은 감지 영역(넓은 각도의 FOV(Field of View))을 갖는 대신 감지 거리가 짧고, 중장거리 레이더의 경우에는 좁은 감지 영역(좁은 FOV)을 갖는 대신 감지 거리가 길도록 설정된다. 일례로, 24 GHz 대역의 주파수 또는 최근 연구되고 있는 79 GHz 대역의 주파수를 사용하는 근거리 레이더의 경우에는 30 m 이내의 거리에서 80도 내지 90도의 감지 각도(FOV)를 갖는 데 대하여, 중거리 레이더는 전방 60 m 이내의 물체를 60도 범위 내에서 감지하고, 장거리 레이더는 전방 200 m 이내의 물체를 30도 범위 내에서 감지할 수 있다. 중장거리 레이더의 경우, 77 GHz 주파수 대역의 레이더일 수 있다.
주행중인 차량(1)이 카메라(10)와 레이더(20)를 이용한 전방 감시를 수행하는 상황에서, 도로 경계를 정확히 인식하기 위해서는 주행 상황에 따라 관심 있는 감지 영역을 설정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 직선 도로에서는 차량 전방을 전반적으로 인식하면 되나, 곡선 도로의 경우에는 도로의 좌측 또는 우측에 집중하여 감지 영역을 설정하는 것이 필요할 수 있다. 일례로서, 도 1의 상황에서, 차량은 우측으로 휘어진 도로에 진입하고 있다. 이 경우, 차량의 진행 방향(3)을 기준으로 도로 영역(32)의 좌측에 위치한 도로 주변 구조물(30)은 레이더(3)의 감지 영역 내에 위치하게 되나 도로 영역(32)의 우측에 위치한 도로 주변 구조물(30)의 경우에는 레이더(3)의 감지 영역에 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 우측으로 휘어진 도로에 진입하는 차량(1)에 있어서는 도로 영역(32)의 우측에 위치한 도로 주변 구조물(30)이 인식될 수 있도록 레이더(20)의 감지 범위(14)를 조정할 필요가 있다. 이에 본 발명은 차량의 위치 정보와 도로 정보를 이용하여 레이더(20)의 감지 범위(14)를 조정하는 것을 일 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치에 있어서, 레이더의 감지 영역을 구분한 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전방 탐지 장치(100)는, 객체 인식부(110), 틸팅 조정부(120), 및 위치 산출부(140)를 포함한다. 또한, 전방 탐지 장치(100)는 차량의 자세를 산출하는 자세 산출부(130)를 포함할 수 있다.
객체 인식부(110)는 카메라(10)와 레이더(20)로부터 정보를 전달받아 객체를 인식한다. 일 실시예에 있어서, 객체 인식부(110)는 카메라(10)로부터 차량 전방 영상을 입력받고 차량 전방의 차선을 인식할 수 있다. 또한, 객체 인식부(110)는 카메라(10)로부터 입력된 영상으로부터 차량 전방의 장애물이나 전방 차량을 인식할 수 있다. 객체 인식부(110)는 레이더(20)로부터 입력된 정보로부터 차량 전방에 위치한 객체의 위치 정보를 산출할 수 있다. 이에 따라, 객체 인식부(110)는 레이더(20)에 의해 인식된 객체의 위치 정보를 이용하여 카메라(10)에 의해 획득된 영상 중에서 객체의 형상을 인식할 수 있다. 도로 영역(32)의 주변에 위치한 도로 주변 구조물(30)의 경우, 객체 인식부(110)는 레이더(20)에 의해 인식된 위치 정보와 카메라(10)로부터 입력된 영상을 분석하여 도로 주변 구조물(30)의 위치와 형상을 인식할 수 있다. 이에 따라 객체 인식부(110)는 인식된 차선 및/또는 도로 주변 구조물(30)을 이용하여 도로의 형상이나 경계를 인식할 수 있다.
틸팅 조정부(120)는 예측된 도로 형상에 따라 레이더(20)의 감지 범위를 조정하는 기능을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 틸팅 조정부(120)는 레이더(20)를 기구적으로 회전시켜 감지 범위를 조정하는 액추에이터를 포함할 수 있다. 또한, 틸팅 조정부(120)는 빔 포밍(Beam Forming)을 이용하여 레이더(20)의 감지 범위를 조정하는 것일 수 있다. 또한, 레이더(20)가 각각 다른 방향으로 레이더의 빔을 조사하는 복수의 송신 채널을 구비하고 어레이 안테나를 포함하여 구성된 경우, 패치 안테나의 빔 틸팅 기술을 이용하여 빔 패턴을 중앙 또는 좌우로 형성하도록 구성되고, 틸팅 조정부(120)는 특정 송신 채널을 선택하여 중앙 또는 좌우로 레이더의 빔 방향이 조사되도록 조정하는 것일 수 있다.
위치 산출부(140)는 지도 저장부(142)를 포함하고, 차량(1)에 구비된 GPS(154)로부터 지도 상에서의 차량의 현재 위치를 산출한다. 또한, 위치 산출부(140)는 차량의 현재 위치와 차량이 진행하는 방향의 도로 정보를 이용하여 차량이 진행하게 될 도로의 프로파일 정보를 제공할 수 있다. 틸팅 조정부(120)는 위치 산출부(140)에서 산출된 차량의 현재 위치와 진행 방향의 도로 정보를 이용하여 레이더(20)의 감지 영역을 조정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전방 탐지 장치(100)는 자세 산출부(130)를 포함할 수 있다. 자세 산출부(130)는 차량에 구비된 센서(150, 152)로부터 정보를 입력받아 차량의 현재 자세를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 센서(150, 152)는 차량의 조향 각도를 산출하는 조향각 센서(150) 및/또는 차량의 회전을 산출하는 자이로 센서(152)일 수 있다.
또한, 상기 자세 산출부(130)는 카메라(10)로부터 입력된 영상 정보로부터 도로(또는 차선)에 대한 차량의 자세를 산출하는 것일 수 있다. 예컨대, 카메라(10)는 차량의 진행 방향과 광축이 일치하게 설치되므로, 차량 전방의 영상에서 인식된 차선 정보와 상기 조향각 센서(150) 및 자이로 센서(152)의 정보를 이용하면, 도로에 대한 차량의 자세를 산출할 수 있다.
이에 따라 자세 산출부(130)는 차선(또는 도로)에 일치하여 차량이 진행하는지, 또는 차선(또는 도로)의 방향과 차량의 진행 방향이 어긋나는지 여부를 산출할 수 있다. 직선 차로라고 하더라도, 차량이 차선을 변경하는 경우와 같이 차량의 진행 방향이 도로의 방향과 다른 경우라면 중점적으로 감지하여야 할 영역이 달라질 수 있기 때문에 차선(또는 도로)에 대한 차량의 자세를 산출하는 것이 필요할 수 있다.
도 3을 참조하여, 틸팅 조정부(120)의 기능과 레이더(20)의 감지 범위의 변경에 대하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량에 구비된 레이더(20)는 기설정된 감지각(FOV: Field of view)의 범위 내의 목표물을 인식하고 그 거리를 검출한다. 여기서, 기설정된 감지각(FOV)은 일반적인 레이더(20)의 특성에 따라 도 3에 도시된 것보다 작거나 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 있어서 레이더(20)의 감지 영역은 제 1 내지 제 3 감지 영역(TX1, TX2, TX3)으로 구분된다. 여기서, 레이더(221)를 통해 검출할 수 있는 영역은 3개의 감지 영역으로 한정되지 않으며, 감지각(FOV)도 각 도로의 주행 상황이나 레이더의 특성에 맞게 조정될 수 있다.
차량이 주행하는 경우, 레이더(20)에 의해 검출되는 제1 감지 영역(TX1)은 도로의 좌측 영역에서의 물체를 검출하게 된다. 또한, 제 2 감지 영역(TX2)은 도로의 중심 영역에서의 물체를 검출하게 된다. 또한, 제 3 감지 영역(TX3)은 도로의 우측 영역에서의 물체를 검출한다.
도 3에 있어서는 상기 제 1 내지 3 감지 영역(TX1, TX2, TX3)가 서로 구분되어 있으나, 상호간에 일부 중첩되어 설정되는 것도 가능하다.
틸팅 조정부(120)는 차량의 현재 위치와 도로 정보를 바탕으로 레이더(20)의 감지 영역을 조정한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 장치에 있어서, 레이더의 감지 영역을 조정할 필요가 있는지 여부를 판단하는 일례를 도시한 도면이다.
차량(1)의 현재 위치(P0)는 GPS(154) 정보를 이용하여 위치 산출부(140)에서 산출될 수 있다.
차량(1)의 진행 방향(3)은 자세 산출부(130)에 의하여 산출될 수 있다. 여기서 진행 방향(3)은 차량의 조향이나 제동 등에 의해 이루어지는 도로에 대한 차량의 일시적인 방향일 수 있다.
한편, 위치 산출부(140)는 차량의 현재 위치(P0)와 지도 저장부(142)에 저장된 지도 정보를 이용하여 차량의 예상 경로(34) 상의 기준 지점(P1)을 설정한다. 여기서 기준 지점(P1)은 도로의 형상 및 레이더(20)의 감지 거리에 따라 조정될 수 있다. 도 4를 참조하면, 차량(1)은 현재 직선 도로를 주행하며 곧 곡선 도로에 진입하게 된다. 현재 위치(P0)에서 직선 도로가 끝나는 지점까지의 거리는 'L11'이고, 곡선 도로의 곡률반경이 'R'이다. 상기 기준 지점(P1)은 L11과 R을 고려하여 설정될 수 있다. 차량의 예상 경로(34) 상에서 차량의 현재 위치(P0)에서 기준 지점(P1)까지의 거리는 직선 도로 구간 거리(L11)가 작아질수록 짧게 설정될 수 있다. 또한, 차량의 예상 경로(34) 상에서 차량의 현재 위치(P0)에서 기준 지점(P1)까지의 거리는 곡선 도로의 곡률반경(R)이 작을수록 짧게 설정될 수 있다. 이는 직선 도로 구간 거리(L11)가 짧을수록, 곡선 도로의 곡률반경(R)이 작을수록 차량(1)은 도 4에서 도로 우측의 도로 주변 구조물(30)을 더 잘 인식할 필요가 있기 때문이다.
도 4를 참조하면, 차량의 진행 방향을 연장한 직선(L1)과 차량의 현재 위치(P0)와 기준 지점(P1)을 연결한 직선 간의 각도(α)가 제시된다. 틸팅 조정부(120)는 상기 각도(α)를 고려하여 레이더(20)의 감지 영역을 조정한다. 일례로서, 도 3에서 레이더(20)의 FOV가 30°라고 할 경우, 상기 각도(α)가 15°보다 크다면 틸팅 조정부(120)는 레이더의 감지 영역을 TX2에서 TX3로 변경한다. 이에 따라 우측으로 휘어진 곡선 도로로 진입하는 차량(1)은 도로 우측을 보다 중점적으로 감지할 수 있게 된다.
한편, 도 4와 같은 경우에, 틸팅 조정부(120)는 레이더(20)의 감지 영역을 TX3로 고정할 수도 있으나, TX1, TX2, TX3로 레이더의 감지 영역을 순차적으로 조정하되 TX3에서의 감지 횟수가 시간을 증가시키도록 레이더(20)의 감지 영역을 조정하는 것일 수 있다.
또한, 도 4에 있어서, R이 무한대, 즉 차량(1)이 계속적으로 직선 도로를 주행하는 상황이라면 기준 지점(P1)은 레이더(20)의 감지 거리만을 고려하면 되고, 각도(α)는 0°이므로 틸팅 조정부(120)는 레이더(20)의 감지 영역을 도 3에서의 TX2로 유지하면 될 것이다. 만약, 차량(1)이 곡선 도로에 진입하여 도로를 따라 회전하는 상태라면 기준 지점(P1)은 도 4의 경우보다 차량의 위치(P0)와 가깝게 될 것이고 각도(α)도 도 4의 경우보다 크게 될 것이다. 이 경우 틸팅 조정부(120)는 레이더(20)의 감지 영역을 도 3에서의 TX3로 유지 또는 TX3의 감지 횟수나 시간을 증가시키도록 제어할 것이다.
한편, 틸팅 조정부(120)의 제어에 있어서, 상기 설명에서는 차량이 곡선 도로에 진입하는지를 기준으로 한 것을 설명하였으나, 본 발명의 실시에 있어서 틸팅 조정부(120)의 레이더(20) 감지 영역 제어는 차량이 도로의 위험 구간에 진입하는지 여부에 기초하여 이루어질 수도 있다. 예컨대, 위치 산출부(140)에서 제공된 도로 정보에는 차량이 진입하는 도로가 낙석 구간인지 또는 일측이 낭떠러지인지 여부가 포함될 수 있다. 만약, 차량 진행 방향의 우측이 낭떠러지인 경우라면, 차량 진행시 우측을 보다 면밀하게 감지할 필요가 있을 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 전방 탐지 방법의 순서도이다.
먼저, 위치 산출부(140)는 차량(1)의 현재 위치를 산출한다(S200). 차량의 현재 위치는 차량에 구비된 GPS(154)와 지도 저장부(142)에 저장된 지도 정보를 이용하여 산출할 수 있다.
선택적으로, 자세 산출부(130)는 도로 또는 차선에 대한 차량의 자세를 산출한다(S210). S210 단계는 S200 단계의 수행과 함께 수행될 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 S210 단계는 수행되지 않을 수 있다.
위치 산출부(140)는 차량이 진행할 도로 정보를 제공한다(S220). 일 실시예에 있어서, 위치 산출부(140)는 차량의 현재 위치와 차량이 진행할 예상 경로상의 기준 지점을 설정하고, 차량의 진행 방향과 상기 예상 경로상의 기준 지점이 이루는 각도(α)를 산출하여 진행 방향에 대한 도로 정보를 제공하는 것일 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 도로 정보는 카메라(10)에 의해 획득된 영상에서 인식된 차선 또는 도로의 형상을 이용하여 제공되는 것일 수 있다. 또한, 상기 도로 정보는 차량이 진행하게 될 도로가 우측 또는 좌측으로 휘어진 곡선 도로인지에 대한 것일 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 상기 도로 정보는 도로의 좌측이나 우측이 낭떠리지와 같은 위험 구간에 대한 것일 수 있다.
틸팅 조정부(120)는 레이더(20)의 검출 영역, 즉 감지 영역을 설정하고, 레이더를 틸팅 제어한다(S230).
객체 인식부(110)는 레이더 및 카메라 입력을 통해 도로 주변을 인식한다(S240). 이 경우 객체 인식부(110)는 레이더(20)로 인식된 도로 주변 구조물(30)의 위치 정보를 이용하여, 카메라(10)로부터 입력된 영상을 분석함으로써 도로의 형상이나 도로 경계를 인식할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 카메라
12 : 카메라 감지 범위 14 : 레이더 감지 범위
20 : 레이더 30 : 도로 주변 구조물
100 : 전방 탐지 장치 110 : 객체 인식부
120 : 틸팅 조정부 130 : 자세 산출부
140 : 위치 산출부

Claims (14)

  1. 레이더와 카메라로부터 정보를 입력받아 차량 전방의 물체를 인식하는 객체 인식부;
    GPS 정보와 지도 정보를 이용하여 상기 차량의 위치 및 상기 차량이 주행할 도로 정보를 제공하는 위치 산출부; 및
    상기 차량의 위치와 상기 도로 정보를 이용하여 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 틸팅 조정부;
    상기 차량에 장착된 센서 또는 상기 카메라로부터 입력된 정보를 이용하여 상기 도로에 대한 상기 차량의 자세를 산출하는 자세 산출부;를 포함하고,
    상기 감지 영역은 상기 차량 전방에 대하여 전방 및 좌측과 우측 영역을 포함하여 구분 설정되고,
    상기 틸팅 조정부는 상기 차량이 주행할 도로의 직선 구간의 길이와 곡선 도로의 곡률 정보 및 상기 자세 산출부에서 전달된 정보를 이용하여 상기 감지 영역을 조정하고,
    상기 레이더는 복수의 송신 채널들을 갖는 어레이 안테나를 포함하고,
    상기 틸팅 조정부는 상기 복수의 송신 채널들 중에서 중앙의 제 1 송신 채널, 상기 제 1 송신 채널의 좌측에 배치된 제 2 송신 채널, 및 상기 제 1 송신 채널의 우측에 배치된 제 3 송신 채널을 선택하고, 상기 선택된 제 1, 제 2, 및 제 3 송신 채널들로부터 빔을 조사시키는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 틸팅 조정부는, 상기 레이더를 기구적으로 회전하거나, 빔 틸팅을 이용하여 감지 영역을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 정보는 상기 차량이 주행할 도로가 곡선 도로인지 여부 또는 위험 구간인지 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는, 상기 차량의 진행방향과, 상기 차량의 현재 위치와 상기 차량이 주행할 예상 경로 상의 기준 지점을 연결한 직선이 이루는 각도를 산출하고, 상기 틸팅 조정부는 상기 각도에 따라 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준 지점은 상기 직선 구간의 길이가 짧을수록 또는 상기 곡선 도로의 곡률반경이 작을수록 상기 차량의 현재 위치로부터 가깝게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 장치.
  8. 삭제
  9. (a) 위치 산출부가 차량의 현재 위치를 산출하는 단계;
    (b) 상기 위치 산출부가 상기 차량이 진행할 도로 정보를 제공하는 단계;
    (c) 상기 차량의 현재 위치와 상기 도로 정보를 이용하여 틸팅 조정부가 레이더의 감지 영역을 조정하는 단계;
    (d) 객체 인식부가 상기 레이더 및 카메라로부터 정보를 입력받아 상기 차량 전방의 객체를 인식하는 단계; 및
    (e) 상기 차량에 장착된 센서 또는 상기 카메라로부터 입력된 정보를 이용하여 상기 도로에 대한 상기 차량의 자세를 산출하는 자세 산출 단계;를 포함하고,
    상기 (c) 단계에서, 상기 감지 영역은 상기 차량 전방에 대하여 전방 및 좌측과 우측 영역을 포함하여 구분 설정되고,
    상기 틸팅 조정부는 상기 차량이 주행할 도로의 직선 구간의 길이와 곡선 도로의 곡률 정보 및 상기 자세 산출 단계에서 전달된 정보를 이용하여 상기 감지 영역을 조정하고,
    상기 레이더는 복수의 송신 채널들을 갖는 어레이 안테나를 포함하고,
    상기 틸팅 조정부는 상기 복수의 송신 채널들 중에서 중앙의 제 1 송신 채널, 상기 제 1 송신 채널의 좌측에 배치된 제 2 송신 채널, 및 상기 제 1 송신 채널의 우측에 배치된 제 3 송신 채널을 선택하고, 상기 선택된 제 1, 제 2, 및 제 3 송신 채널들로부터 빔을 조사시키는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 도로 정보는 상기 차량이 주행할 도로가 곡선 도로인지 여부 또는 위험 구간인지 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 차량의 진행방향과, 상기 차량의 현재 위치와 상기 차량이 주행할 예상 경로 상의 기준 지점을 연결한 직선이 이루는 각도를 산출하고, 상기 (c) 단계에서 상기 각도에 따라 상기 레이더의 감지 영역을 조정하는 것을 특징으로 하는 차량 전방 탐지 방법.
  14. 삭제
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