KR101819003B1 - 차량 운전 보조 장치 및 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차량 외부 영상을 획득하는 카메라; 인터페이스부; 및 상기 차량 외부 영상에서 주행 차선(lane)을 검출하고, 차량의 제동 상태 정보를 획득하고, 차량의 제동 상태시, 상기 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 상기 인터페이스부를 통해, 조향 장치에 차량 조향을 위한 신호를 제공하거나, 브레이크 장치에 편제동을 위한 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하는 차량 운전 보조 장치에 관한 것이다.

Description

차량 운전 보조 장치 및 차량{Driver assistance apparatus and Vehicle}
본 발명은 차량에 구비되는 장치 및 차량에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.
한편, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각 종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나아가, 자율 주행 자동차(Autonomous Vehicle)에 대한 개발이 활발하게 이루어 지고 있다.
한편, 차량의 급제동시, 차량의 상태에 따라, 조향 입력이 없는 경우에도, 운전자의 의도와 상관없이 차량의 주행 방향이 변경되는 경우가 있다. 특히, 급제동시, 차량의 주행 방향이 변경되어, 주행 차선을 벗어나는 경우, 사고 위험이 발생될 여지가 있다.
이러한 사고 위험 방지를 위해, 차량의 급제동시, 제동 직진성을 잃지 않도록 제어하는 차량 운전 보조 장치에 대한 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 차량이 제동 상태시, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 제어하는 차량 운전 보조 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 차량 운전 보조 장치를 포함하는 차량을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치는, 차량 외부 영상을 획득하는 카메라; 인터페이스부; 및 상기 차량 외부 영상에서 주행 차선(lane)을 검출하고, 차량의 제동 상태 정보를 획득하고, 차량의 제동 상태시, 상기 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 상기 인터페이스부를 통해, 조향 장치에 차량 조향을 위한 신호를 제공하거나, 브레이크 장치에 편제동을 위한 신호를 제공하는 프로세서;를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 상황에 따라, 편제동, 조향 제어를 통해 제동시 차량이 주행 차선 내에서만 제동이 이루어지도록 제어하는 효과가 있다.
둘째, 주행 차선을 벗어나서 발생되는 사고를 방지하는 효과가 있다.
셋째, 차량이 많이 틀어진 경우, 편제동 제어를 수행하므로, 급격한 조향에 따른 스티어링 휠 회전에 의한 운전자 상해를 방지하는 효과가 있다.
넷째, 속도, 오브젝트와의 거리, TTC(Time to collision), 타이어 공기압, 커브 구간 주행등을 기초로, 편제동 제어 및 조향 제어를 적절하게 이용함으로써, 상황에 맞게 차량의 자세 안정성을 유도하는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 분해 사시도이다. 도 3c는 본 발명의 실시예에 따라, 도 3a의 A-B를 절개한 차량용 카메라의 절개 측면도이다.
도 3d은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 사시도이다. 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 분해 사시도이다. 도 3f는 본 발명의 실시예에 따라, 도 3d의 C-D를 절개한 차량용 카메라의 절개 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 블럭도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서의 내부 구성 및 각 구성의 신호처리를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4b의 영상 처리부의 내부 블록도의 다양한 예를 예시하고, 도 5c 내지 도 5d는 도 5a 내지 도 5b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 5e 내지 도 5f는 도 5a 내지 도 5c의 차량 운전 보조 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라, 차량을 버드 아이 뷰로 예시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 7a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라, 차량의 제동 상태시, 차량이 좌측으로 틀어지는 상황을 예시한다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 8a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 차량의 제동 상태시, 차량이 우측으로 틀어지는 상황을 예시한다.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 9a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 브레이크 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 도 12의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따라 도 14의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따라 도 17의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따라 도 20의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따라 타이어 공기압에 기초한 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 25 내지 도 26은 도 24의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치를 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다. 자율 주행 차량의 경우, 사용자 입력에 따라 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 메뉴얼 모드로 전환되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 주행을 위한 운전자의 입력을, 운전 조작 장치(도 2의 121)를 통해 수신할 수 있다.
차량(100)은, 차량 운전 보조 장치(400)를 포함할 수 있다. 차량 운전 보조 장치(400)는, 다양한 센서에서 획득되는 정보를 기초로, 운전자를 보조하는 장치이다. 이러한 차량 운전 보조 장치(400)는, ADAS(Advanced Driver Assistance System)로 명명될 수 있다.
이하의 설명에서, 차량 운전 보조 장치(400)에 이용되는 센서로 차량용 카메라(200)를 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않는다. 실시예에 따라, 센서는 차량용 카메라(200)외에, 레이다(Radar), 라이다(LiDar), 초음파 센서, 적외선 센서 등이 이용될 수 있다.
또한, 이하의 설명에서, 차량 운전 보조 장치(400)에 이용되는 차량용 카메라(200)로 모노 카메라(200a) 및 스테레오 카메라(200b)를 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않는다. 실시예에 따라, 차량용 카메라(200)는, 트리플 카메라, AVM(Around View Monitoring) 카메라, 360도 카메라, 전방향(omnidirectional) 카메라를 포함할 수 있다.
도면에서, 차량 운전 보조 장치(400)에 이용되는 차량용 카메라(200)가 차량 전방을 촬영할 수 있도록 프런트 윈드 쉴드(10)에 장착되는 것으로 예시되나, 차량용 카메라(200)는, 차량 전방, 후방, 우측방, 좌측방 어디든 촬영할 수 있다. 그에 따라, 차량용 카메라(200)는, 차량의 외부 또는 내부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 차량(100)은, 차량(100)은, 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(125), 메모리(130), 출력부(140), 차량 구동부(150), 제어부(170), 인터페이스부(180), 전원 공급부(190), TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 및 차량 운전 보조 장치(400)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는, 근거리 통신 모듈(113), 위치 정보 모듈(114), 광통신 모듈(115) 및 V2X 통신 모듈(116)을 포함할 수 있다.
통신부(110)는, 다른 디바이스와 통신을 수행하기 위해 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 회로 또는 소자를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(100)에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기와 차량(100)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(114)은, 차량(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 위치 정보 모듈(114)은 통신부(110)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(125)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
광통신 모듈(115)은, 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다.
광수신부는, 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 수신할 수 있다. 광수신부는 광을 수신하기 위한 포토 다이오드(PD, Photo Diode)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 빛을 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광수신부는 전방 차량에 포함된 광원에서 방출되는 광을 통해, 전방 차량의 정보를 수신할 수 있다.
광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하기 위한 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 여기서, 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. 광발신부는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여, 외부에 발신한다. 예를 들면, 광 발신부는 소정 주파수에 대응하는 발광소자의 점멸을 통해, 광신호를 외부에 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 복수의 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 차량(100)에 구비된 램프와 일체화될 수 있다. 예를 들면, 광발신부는 전조등, 후미등, 제동등, 방향 지시등 및 차폭등 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 광통신 모듈(115)은 광 통신을 통해 타 차량과 데이터를 교환할 수 있다.
V2X 통신 모듈(116)은, 서버 또는 타 차량과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. V2X 모듈(116)은 차량간 통신(V2V) 또는 차량과 인프라간 통신(V2I) 프로토콜이 구현 가능한 모듈을 포함한다. 차량(100)은 V2X 통신 모듈(116)을 통해, 외부 서버 및 타 차량과 무선 통신을 수행할 수 있다.
입력부(120)는, 운전 조작 장치(121), 마이크로 폰(123) 및 사용자 입력부(124)를 포함할 수 있다.
운전 조작 장치(121)는, 차량(100) 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. 운전 조작부(121)는 조향 입력 장치, 쉬프트 입력 장치, 가속 입력 장치, 브레이크 입력 장치를 포함할 수 있다.
조향 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 장치는 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
쉬프트 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 장치는 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
가속 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 장치 및 브레이크 입력 장치는 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
마이크로 폰(123)은, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량(100)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(123)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(170)에 전달될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 카메라(122) 또는 마이크로폰(123)는 입력부(120)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(125)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
사용자 입력부(124)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(124)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(170)는 입력된 정보에 대응되도록 차량(100)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(124)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(124)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(124)를 조작할 수 있다.
센싱부(125)는, 차량(100)의 각종 상황 또는 차량의 외부 상황을 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(125)는, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.
센싱부(125)는, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
센싱부(125)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 위치 정보 모듈(114)은 센싱부(125)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다.
센싱부(125)는 차량 주변의 오브젝트를 감지할 수 있는 오브젝트 센싱부를 포함할 수 있다. 여기서, 오브젝트 센싱부는, 카메라 모듈, 레이더(Radar), 라이더(Lidar), 초음파 센서를 포함할 수 있다. 이경우, 센싱부(125)는, 카메라 모듈, 레이더(Radar), 라이더(Lidar) 또는 초음파 센서를 통해 차량 전방에 위치하는 전방 오브젝트 또는 차량 후방에 위치하는 후방 오브젝트를 감지할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 오브젝트 센싱부는, 차량 운전 보조 장치(400)의 구성 요소로 분류될 수도 있다.
메모리(130)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(130)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(130)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
출력부(140)는, 제어부(170)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이 장치(141), 음향 출력부(142) 및 햅틱 출력부(143)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(141)는 다양한 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 장치(141)는 차량 관련 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 또한, 차량 관련 정보는, 현재 차량의 상태를 알려주는 차량 상태 정보 또는 차량의 운행과 관련되는 차량 운행 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(141)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(141)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(724)로써 기능함과 동시에, 차량(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이 장치(141)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이 장치(141)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이 장치(141)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(170)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(141)는 운전자가 운전을 함과 동시에 차량 상태 정보 또는 차량 운행 정보를 확인할 수 있도록 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 클러스터는 대시보드 위에 위치할 수 있다. 이경우, 운전자는, 시선을 차량 전방에 유지한채로 클러스터에 표시되는 정보를 확인할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이 장치(141)가 HUD로 구현되는 경우, 프런트 윈드 쉴드(10)에 구비되는 투명 디스플레이를 통해 정보를 출력할 수 있다. 또는, 디스플레이 장치(141)는 투사 모듈을 구비하여 프런트 윈드 쉴드(10)에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는, 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 이경우, 투명 디스플레이는 프런트 윈드 쉴드(10)에 부착될 수 있다.
투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Elecroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이의 투명도는 조절될 수 있다.
실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는 내비게이션 장치로 기능할 수 있다.
음향 출력부(142)는 제어부(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(142)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(142)는, 사용자 입력부(724) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
햅틱 출력부(143)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(143)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
차량 구동부(150)는, 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(150)는 동력원 구동부(151), 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153), 램프 구동부(154), 공조 구동부(155), 윈도우 구동부(156), 에어백 구동부(157), 썬루프 구동부(158) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(151)는, 차량(100) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(151)가 엔진인 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
조향 구동부(152)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(153)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(100)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
램프 구동부(154)는, 차량 내, 외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(155)는, 차량(100) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(156)는, 차량(100) 내의 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
에어백 구동부(157)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(158)는, 차량(100) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(159)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 차량 구동부(150)는 샤시 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 샤시 구동부는 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함하는 개념일 수 있다.
제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(170)는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
인터페이스부(180)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(180)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(180)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(180)는 전원부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(170)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
TPMS(Tire Pressure Monitoring System)(300)는, 차량(100)의 각 바퀴에 장착된 타이어의 공기압을 감지할 수 있다. TPMS(300)는, 공기압 센서를 포함한다. 공기압 센서는, 각 타이어 내부의 공기압을 감지할 수 있다. TPMS(300)는, 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 온도 센서는, 각 타이어 내부의 온도를 감지할 수 있다.
TPMS(300)는, 각 타이어 내부의 공기압 또는 온도를 출력할 수 있다. TPMS(300)는, 디스플레이 장치(141)에 신호를 제공하고, 디스플레이 장치(141)는 각 타이어의 공기압 또는 온도를 출력할 수 있다.
차량 운전 보조 장치(400)는, 운전자에 의한 차량의 주행을 보조할 수 있다. 차량 운전 보조 장치(400)는, 차량용 카메라(200)를 포함할 수 있다.
차량용 카메라(200)는, 도 3a 내지 도 3c의 모노 카메라(200a) 및 도 3d 내지 도 3f의 스테레오 카메라(200b)를 포함할 수 있다.
차량용 카메라(200)는, 차량용 카메라 장치로 명명될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 분해 사시도이다. 도 3c는 본 발명의 실시예에 따라, 도 3a의 A-B를 절개한 차량용 카메라의 절개 측면도이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명하는 차량용 카메라(200)는, 싱글 카메라(200a)이다.
차량용 카메라(200a)는, 렌즈(211), 이미지 센서(214) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량용 카메라(200a)는, 프로세싱 보드(220), 라이트 쉴드(230), 방열 부재(240), 하우징(250)을 개별적으로 더 포함하거나, 조합하여 더 포함할 수 있다.
한편, 하우징(250)은, 제1 하우징(251), 제2 하우징(252), 제3 하우징(253)을 포함할 수 있다.
렌즈(211)는, 렌즈 하우징(217)에 수용된 상태로, 너트(212)를 통해, 제1 하우징(251)의 일 부분에 형성된 홀(219)에 안착되도록 체결될 수 있다.
이미지 센서(214)는, 광신호를 전기적 신호로 변환할 수 있는 광전 변환 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 예를 들면, 이미지 센서(214)는 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(complimentary metal-oxide semiconductor)일 수 있다.
이미지 센서(214)는, 차량 외부 영상 또는 차량 내부 영상을 획득하기 위해, 차량의 외부 또는 차량의 내부의 적절한 곳에 위치할 수 있다.
예를 들면, 이미지 센서(214)는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드(10)에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 이미지 센서(214)는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 이미지 센서(214)는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 이미지 센서(214)는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 이미지 센서(214)는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 이미지 센서(214)는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
이미지 센서(214)는, 렌즈(211)를 통해 유입되는 광을 기초로 이미지를 획득할 수 있도록, 렌즈(211)의 후단에 배치될 수 있다. 예를 들면, 이미지 센서(214)는, 렌즈(211)와 소정 거리만큼 이격된 상태로 지면을 기준으로 수직하게 배치될 수 있다.
프로세서(470)는, 이미지 센서(214)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(470)는, 이미지 센서(214)를 통해 획득되는 영상을 컴퓨터 처리할 수 있다. 프로세서(470)는, 이미지 센서(214)를 제어할 수 있다.
프로세서(470)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(470)는, 프로세싱 보드(220) 상에 실장될 수 있다.
프로세싱 보드(220)는, 프로세서(270) 및 메모리(440)를 실장할 수 있다.
프로세싱 보드(220)는, 전장 방향으로 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들면, 프로세싱 보드(220)는, 전면 또는 배면이 프런트 윈드 쉴드(10)와 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 프로세싱 보드(220)는, 프런트 윈드 쉴드(10)와 평행하게 배치될 수 있다.
차량(100)에 구비되는 프런트 윈드 쉴드(10)는 일반적으로 차량(100)의 보닛(bonnet)에서부터 루프까지 지면과 소정의 각도를 가지면서 경사지게 형성된다. 이경우, 프로세싱 보드(220)가 전장 방향으로 경사지게 배치됨으로써, 차량용 카메라(200a)는, 프로세싱 보드(220)가 수직 또는 수평되게 배치되는 경우보다 작게 형성될 수 있다. 차량용 카메라(200a)가 작게 형성됨으로써, 줄어드는 부피만큼 차량(100)내에서 공간이 더 확보될 수 있는 장점이 있다.
프로세싱 보드(220)에는 복수의 소자 또는 전자 부품들이 실장될 수 있다. 이때, 프로세싱 보드(220)에 포함되는 복수의 소자 또는 부품들로 인해 열이 발생될 수 있다.
프로세싱 보드(220)는, 이미지 센서(241)와 이격되게 배치될 수 있다. 프로세싱 보드(220)가 이미지 센서(241)와 이격되게 배치됨으로써, 프로세싱 보드(220)에서 발생되는 열이 이미지 센서(241)의 성능에 문제를 발생시키지 않도록 할 수 있다.
프로세싱 보드(220)는, 프로세싱 보드(220)에서 발생한 열이 이미지 센서(241)에 영향을 미치지 않도록 최적의 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 프로세싱 보드(220)는, 이미지 센서(241)의 하단에 배치될 수 있다. 또는, 프로세싱 보드(220)는, 이미지 센서(241)의 전단에 배치될 수 있다.
프로세싱 보드(220)에는 하나 이상의 메모리(440)가 실장될 수 있다. 메모리(440)는, 이미지 센서(241)를 통해 획득되는 영상, 각종 어플리케이션 데이터, 프로세서(470) 제어를 위한 데이터 또는 프로세서(470)에서 처리되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 프로세서(470)와 마찬가지로 주요 열 발생 소자 중의 하나이다. 프로세서(470)가 프로세싱 보드(220) 중심에 배치된 상태에서, 메모리(440)는, 프로세서(470) 주변에 배치될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 메모리(440)는, 프로세서(470)를 중심에 두고, 프로세서(470)를 둘러싸는 형상으로 배치될 수 있다. 이경우, 열 발생 소자인 프로세서(470) 및 메모리(440)는 이미지 센서(241)에서 가장 먼 위치에 배치될 수 있다.
프로세서(470)는, 제어부(170)에 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(470)는, 제어부(170)의 제어를 받을 수 있다.
라이트 쉴드(230)는, 렌즈(211) 전단에 배치될 수 있다. 라이트 쉴드(230)는, 영상 획득에 불필요한 빛이 렌즈(211)에 유입되지 않도록 차단할 수 있다. 예를 들면, 라이트 쉴드(230)는, 윈드 쉴드(10) 또는 차량의 대쉬 보드 등에서 반사되는 빛을 차단할 수 있다. 또한, 라이트 쉴드(230)는, 불필요한 광원으로부터 생성되는 빛을 차단할 수 있다.
라이트 쉴드(230)는, 가림막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 라이트 쉴드(230)는, 하부 가림막 구조를 가질 수 있다.
한편, 차종에 따라 라이트 쉴드(230)의 형상은 가변될 수 있다. 예를 들면, 차종에 따라, 윈드 쉴드의 곡률, 윈드 쉴드와 지면이 형성하는 각도가 다를 수 있으므로, 라이트 쉴드(230)는 차량용 카메라(200a)가 장착되는 차종에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 이를 위해, 라이트 쉴드(230)는, 착탈식 구조를 가질 수 있다.
방열 부재(240)는, 이미지 센서(214) 후단에 배치될 수 있다. 방열 부재(240)는, 이미지 센서(214) 또는 이미지 센서(214)가 실장되는 이미지 센서 보드와 접촉될 수 있다. 방열 부재(240)는, 이미지 센서(214)의 열을 처리할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이미지 센서(241)는 열에 민감하다. 방열 부재(240)는, 이미지 센서(214) 및 제3 하우징(253) 사이에 배치될 수 있다. 방열 부재(240)는, 이미지 센서(214) 및 제3 하우징(253)가 접촉되게 배치될 수 있다. 이경우, 방열 부재(240)는, 열을 제3 하우징(253)을 통해 방출할 수 있다.
예를 들면, 방열 부재(240)는, 써멀 패드 및 써멀 구리스 중 어느 하날 수 있다.
하우징(250)은, 렌즈 하우징(217) 제1 하우징(251), 제2 하우징(252) 및 제3 하우징(253)을 포함할 수 있다.
렌즈 하우징(217)은, 적어도 하나의 렌즈(211)를 수용하고, 렌즈(211)를 외부의 충격에서 보호할 수 있다.
제1 하우징(251)은, 이미지 센서(241)를 감싸도록 형성될 수 있다. 제1 하우징(251)은 홀(219)을 포함할 수 있다. 렌즈(211)는, 렌즈 하우징에 수용된 상태로 홀(219)에 안착된 상태에서, 이미지 센서(214)와 연결될 수 있다.
제1 하우징(251)은, 이미지 센서(214)에 근접할 수록 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 하우징(251)은 다이 캐스팅 방식으로 형성될 수 있다. 이경우, 열에 의한 이미지 센서(214)의 성능 저하 방지를 위해, 제1 하우징(251)은, 이미지 센서(214)에 근접한 부분이 다른 부분보다 두껍게 형성될 수 있다.
제1 하우징(251)은, 제3 하우징(253)보다 두꺼운 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 하우징의 두께가 두꺼우면 열전달이 천천히 이루어진다. 따라서, 제1 하우징(251)의 두께가 제3 하우징(253)의 두께보다 두껍게 형성되는 경우, 차량용 카메라(200a) 내부에서 발생되는 열은 프런트 윈드 쉴드(10)에 근접하게 배치되어 열방출이 어려운 제1 하우징(251)보다 제3 하우징(253)을 통해 외부로 방출되는 효과가 있다.
한편, 실시예에 따라, 렌즈 하우징(217) 및 제1 하우징(251)은 일체형으로 형성될 수 있다.
제2 하우징(252)은, 프로세싱 보드(220) 전단에 위치할 수 있다. 제2 하우징(252)은, 제1 하우징(251) 및 제3 하우징(253)과 소정의 체결 수단을 통해 체결될 수 있다.
제2 하우징(252)은, 라이트 쉴드(230)가 부착될 수 있는 부착 수단을 구비할 수 있다. 라이트 쉴드(230)는 상기 부착 수단을 통해 제2 하우징(252)에 부착될 수 있다.
제1 및 제2 하우징(252, 253)은, 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
제3 하우징(253)은, 제1 하우징(251) 및 제2 하우징(252)와 소정의 체결 수단을 통해 체결될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 내지 제3 하우징(251, 252, 253)은 일체형으로 형성될 수 있다.
제3 하우징(253)은, 프로세싱 보드(220)를 감싸도록 형성될 수 있다. 제3 하우징(253)은, 프로세싱 보드(220)의 후단 또는 하단에 위치할 수 있다. 제3 하우징(253)은, 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제3 하우징(253)은 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 제3 하우징(253)이 열전도성 재질로 형성됨으로써 효율적인 열방출이 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 하우징(251, 252)이 합성 수질 재질로 형성되고, 제3 하우징(253)이 열전도성 재질로 형성되는 경우, 차량용 카메라 내부의 열은, 제1 및 제2 하우징(251, 252) 보다 제3 하우징(253)으로 방출될 수 있다. 즉, 차량용 카메라(200a)가 윈드 쉴드에 장착되는 경우, 제1 및 제2 하우징(251, 252)은, 윈드 쉴드에 근접하게 위치하므로, 제1 및 제2 하우징(251, 252)을 통해 열이 방출될 수 없다. 이경우, 제3 하우징(253)을 통해 열이 효율적으로 방출될 수 있다.
한편, 제3 하우징(253)이 알루미늄으로 구성되는 경우, EMC(electro-magnetic compatibility) 및 ESC(electrostatic discharge)로부터 내부에 위치하는 부품들(예를 들면, 이미지 센서(241) 및 프로세서(470))을 보호하는데 유리할 수 있다.
제3 하우징(253)은 프로세싱 보드(220)와 접촉될 수 있다. 이경우, 제3 하우징(253)은, 프로세싱 보드(220)와 접촉되는 부분을 통해 열을 전달여, 외부로 효율적으로 열을 방출할 수 있다.
제3 하우징(253)은 방열부(291)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 방열부(291)는 히트 싱크, 방열핀, 써멀 패드 및 써멀 구리스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
방열부(291)는, 차량용 카메라(200a) 내부에서 생성되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 예를 들면, 방열부(291)는, 프로세싱 보드(220) 및 제3 하우징(253) 사이에 위치할 수 있다. 방열부(291)는, 프로세싱 보드(220) 및 제3 하우징(253)과 접촉하여, 프로세싱 보드(220)에서 생성되는 열을 외부로 방출할 수 있다.
제3 하우징(253)은, 공기 배출홀을 더 포함할 수 있다. 공기 배출홀은, 차량용 카메라(200a) 내부의 고온의 공기를 차량용 카메라(200a) 외부로 배출하기 위한 홀이다. 차량용 카메라(200a) 내부에 공기 배출홀과 연결된 공기 유동부가 포함될 수 있다. 공기 유동부는, 차량용 카메라(200a) 내부의 고온의 공기를 공기 배출홀로 유도할 수 있다.
차량용 카메라(200a)는, 방습부를 더 포함할 수 있다. 방습부는, 패치(patch) 형태로 형성되어, 공기 배출부에 부착될 수 있다. 방습부는, 고어텍스 재질을 방습 부재일 수 있다. 방습부는, 차량용 카메라(200a) 내부의 습기는 외부로 유출시킬 수 있다. 또한, 방습부는, 차량용 카메라(200a) 외부의 습기의 내부 유입을 방지할 수 있다.
도 3d은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 사시도이다. 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 카메라의 분해 사시도이다. 도 3f는 본 발명의 실시예에 따라, 도 3d의 C-D를 절개한 차량용 카메라의 절개 측면도이다.
도 3d 내지 도 3f를 참조하여 설명하는 차량용 카메라(200)는, 스테레오 카메라(200b)이다.
스테레오 카메라(200b)는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한 싱글 카메라(200a)에 대한 설명이 모두 적용될 수 있다. 즉, 스테레오 카메라(200b)에 포함되는 제1 및 제2 카메라 각각은 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한 카메라일 수 있다.
스테레오 카메라(200b)는, 제1 렌즈(211a), 제2 렌즈(211b), 제1 이미지 센서(214a), 제2 이미지 센서(214b) 및 프로세서(470a)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량용 카메라(200b)는, 프로세싱 보드(220a), 제1 라이트 쉴드(230a), 제2 라이트 쉴드(230b), 하우징(250a)을 개별적으로 더 포함하거나, 조합하여 더 포함할 수 있다.
한편, 하우징은, 제1 렌즈 하우징(217a), 제2 렌즈 하우징(217b), 제1 하우징(251a), 제2 하우징(252a), 제3 하우징(253a)을 포함할 수 있다.
제1 렌즈(211a) 및 제2 렌즈(211b)는, 도 3a 내지 도 3c의 렌즈(211)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제1 이미지 센서(214a) 및 제2 이미지 센서(214b)는, 도 3a 내지 도 3c의 이미지 센서(214)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
한편, 제1 렌즈(211a), 제1 이미지 센서(214a)를 포함하는 모듈은 제1 이미지 획득 모듈로 명명될 수 있다. 또한, 제2 렌즈(211b), 제2 이미지 센서(214b)를 포함하는 모듈은 제2 이미지 획득 모듈로 명명될 수 있다.
프로세서(470a)는, 제1 이미지 센서(214a), 제2 이미지 센서(214b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(470)는, 제1 이미지 센서(214a) 및 제2 이미지 센서(214b)를 통해 획득되는 영상을 컴퓨터 처리할 수 있다. 이때, 프로세서(470)는, 제1 이미지 센서(214a) 및 제2 이미지 센서(214b)를 통해 획득되는 영상에 기초하여 디스패리티(disparity) 맵을 형성하거나, 디스패리티 연산을 수행할 수 있다.
프로세서(470a)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(470a)는, 프로세싱 보드(220a) 상에 실장될 수 있다.
프로세싱 보드(220a)는, 도 3a 내지 도 3c의 프로세싱 보드(220)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제1 라이트 쉴드(230a) 및 제2 라이트 쉴드(230b)는, 도 3 내지 도 5의 라이트 쉴드(230)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제1 렌즈 하우징(217a) 및 제2 렌즈 하우징(217b)은 도 3 내지 도 5의 렌즈 하우징(217)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제1 하우징(251a)은, 도 3a 내지 도 3c의 제1 하우징(251)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제2 하우징(252a)은, 도 3a 내지 도 3c의 제2 하우징(252)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
제3 하우징(253a)은, 도 3a 내지 도 3c의 제3 하우징(253)에 대한 설명이 적용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 블럭도이다.
도 4a를 참조하면, 차량 운전 보조 장치(400)는, 차량용 카메라(200), 프로세서(470), 인터페이스부(430) 및 메모리(440)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량 운전 보조 장치(400)는, 통신부(410), 입력부(420), 출력부(450) 및 전원 공급부(490)를 각각 개별적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 도 4에 예시된 바와는 다르게, 프로세서(470), 인터페이스부(430), 메모리(44)는, 카메라(200)의 하위 구성일 수 있다. 이경우, 차량용 카메라 장치(200)가 차량 운전 보조 장치(400)로 기능할 수 있다.
차량용 카메라(200)는, 차량(100)의 일 부분에 장착되어, 영상을 획득할 수 있다.
예를 들면, 차량용 카메라(200)는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드(10)에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 차량용 카메라(200)는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 차량용 카메라(200)는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 차량용 카메라(200)는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 차량용 카메라(200)는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 차량용 카메라(200)는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
차량용 카메라(200)는, 이미지 센서(214), 액추에이터(401)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(214)는, 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명한 바와 같다.
실시예에 따라, 차량용 카메라(200)는, 스테레오 카메라(도 3d 내지 도 3f의 200b)일 수 있다.
차량용 카메라(200)가 스테레오 카메라(200b)인 경우, 차량용 카메라(200)는, 제1 카메라, 제2 카메라 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 각종 신호, 정보 또는 데이터를 수신할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 처리 또는 생성된 신호, 정보 또는 데이터를 외부로 전송할 수 있다.
이를 위해, 인터페이스부(430)는, 유선 통신 또는 무선 통신 방식에 의해, 차량 내부의 제어부(170), 차량용 디스플레이 장치(141), 센싱부(125), 차량 구동부(150) 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
인터페이스부(430)는, TPMS(Tire Pressure Monitoring System)(300)로부터 각 타이어의 공기압 정보를 수신할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 제어부(170) 또는 센싱부(125)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 센서 정보는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량의 조향 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보(예를 들면, 턴 시그널 정보), 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 비가 오는지에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 센서 정보는, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 조향각 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 레인 센서 등으로부터 획득될 수 있다. 한편, 포지션 모듈은, GPS 정보 수신을 위한 GPS 모듈을 포함할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 제어부(170), 차량용 디스플레이 장치(141) 또는 별도의 내비게이션 장치와의 데이터 통신에 의해, 내비게이션 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 내비게이션 정보는 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보, 차량의 현재 위치 정보를 포함할 수 있다. 한편, 내비게이션 정보는 도로상에서 차량의 위치 정보를 포함할 수 있다.
인터페이스부(430)는, 제어부(170) 또는 차량 구동부(150)에, 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 신호는 제어 신호일 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(430)는, 동력원을 제어하는 동력원 구동부(151)와 통신할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 생성된 신호를 동력원 구동부(151)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(430)는, 브레이크 장치를 제어하는 브레이크 구동부(153)와 통신할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 생성된 신호를 브레이크 구동부(153)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(430)는, 조향 장치를 제어하는 조향 구동부(152)와 통신할 수 있다. 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 생성된 신호를 조향 구동부(152)에 제공할 수 있다.
메모리(440)는, 프로세서(470)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량 운전 보조 장치(400) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(440)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(440)는, 실시예에 따라, 프로세서(470)의 하위 구성으로 포함될 수 있다.
프로세서(470)는, 차량 운전 보조 장치(400)의 각 유닛과 전기적으로 연결될 수 있다.
프로세서(470)는, 차량 운전 보조 장치(400) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량용 카메라(200)가 촬영한 차량 외부 영상을 수신할 수 있다. 프로세서(470)는, 차량 외부 영상에서 주행 차선(lane)을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 획득된 외부 영상을 기초로, 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 고정된 오브젝트(예를 들면, 가로수, 가로등, 교통 표지판, 신호등 등)와의 상대 속도 감소 여부를 기초로 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 운전 조작 장치(121), 브레이크 구동부(153), 브레이크 장치(153a) 또는 제어부(170)로부터 차량(100)의 제동 상태 정보를 수신할 수 있다.
제동 상태 정보는 풀 제동(full braking) 상태 정보일 수 있다. 또는, 제동 상태 정보는, 풀 제동의 80% 이상의 제동 상태 정보일 수 있다. 또는, 제동 상태 정보는, 브레이크 장치의 전체 제동 능력의 80%이상 100%이하 범위 내에서의 제동 상태 정보일 수 있다.
차량(100)이 제동 상태일 때, 복수의 타이어 각각의 편마모, 복수의 타이어 각각의 공기압 편차, 도로 상태, 브레이크 패드의 상태 등으로 인해, 제동 직진성을 잃는 경우가 발생한다. 이경우, 조향 제어 또는 편제동 제어를 통해, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 차량(100)의 자세를 바로 잡아, 사고를 예방할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)이 제동 상태시, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(도 4b의 152a)에 차량 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(도 4b의 153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
이와 같이, 차량이 제동 상태일 때, 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 제어함으로써, 주행 차선을 이탈하면서 발생되는 사고를 방지할 수 있다. 특히, 가드레일과의 충돌 사고를 예방할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량의 자세 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(470)는, 차량의 자세 정보를 기초로, 조향을 위한 신호 또는 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 차량의 자세 정보는, 주행 차선(lane) 대비 차량 방향이 틀어진 정도에 대응될 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 주행 차선의 좌측 선(line) 또는 우측 선(line)이, 차량의 진행 방향과 이루는 각도를 기초로 차량의 자세 정보를 산출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 주행 차선의 가상의 중심선을 생성하고, 가상의 중심선과 차량의 전폭의 중심이 되는 선이 이루는 각도를 기초로 차량의 자세 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 가상의 중심선은, 주행 차선의 좌측 선(line)과 우측 선(line)의 가상의 가운데 선을 의미한다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 센싱부(125)로부터 차량의 자세 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 센싱부(125)의 헤딩 센서로부터 차량의 방향 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 틀어진 정도가 기준값 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 차선과 차량(100)의 방향이 같은 방향을 향하도록 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
차량(100)의 자세를 바로 잡기 위해서, 틀어진 방향과 반대방향으로 틀어진 정도만큼의 움직임 또는 조향이 요구된다. 만약, 틀어진 정도가 큰 경우, 운전자가 스티어링 휠을 파지한 상태에서, 시스템에 의해 큰 조향이 발생되므로, 조향에 따라, 스티어링 휠이 회전하여, 운전자에게 데미지가 가해질 수 있다. 이러한 경우, 편제동을 이용하여 차량의 자세를 바로 잡음으로써 운전자에게 발생될 수 있는 데미지를 방지할 수 있다.
프로세서(470)는, 틀어진 정도가 기준값보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 차선과 차량(100)의 방향이 같은 방향을 향하도록 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
차량(100)의 자세를 바로 잡기 위해서, 틀어진 방향과 반대방향으로 틀어진 정도만큼의 움직임 또는 조향이 요구된다. 만약, 틀어진 정도가 작은 경우, 운전자가 스티어링 휠을 파지한 상태에서, 시스템에 의해 조향이 발생되더라도, 운전자에게 가해지는 데미지가 없다. 이러한 경우, 조향을 이용하여 차량의 자세를 바로 잡음으로써, 제동력의 손실을 방지할 수 있다.
상기 기준값은, 차량(100)의 자세를 바로 잡는 동작에 있어서, 편제동 및 조향을 선택하는 기준이되는 주행 차선과 차량의 방향이 이루는 각도값으로 실험에 의해 정해질 수 있다. 기준값은, 메모리(440)에 기 저장될 수 있다.
한편, 차량의 방향은, 차량의 전폭의 중심선이 향하는 방향일 수 있다. 차량의 방향은, 차량의 주행 방향과 일치할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량의 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 획득된 외부 영상을 기초로, 차량(100)의 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 고정된 오브젝트(예를 들면, 가로수, 가로등, 교통 표지판, 신호등 등)와의 시간에 따른 거리 정보를 기초로 차량(100)의 속도 정보를 획득할 수 있다. 차량(100)의 속도 센서가 고장난 경우, 외부 영상을 기초로 차량(100)의 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 센싱부(125) 또는 제어부(170)로부터 차량(100)의 속도 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 속도 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 속도 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도 이상인 경우, 조향 장치(152a)에 차량 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도보다 작은 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
일반적으로, 스티어링 휠 회전 변위에 따른 조향의 정도는 속도에 대응된다. 구체적으로, 같은 정도의 조향을 위해, 저속에서 입력되는 스티어링 휠의 회전 변위가, 고속에서 입력되는 스티어링 휠의 회전 변위보다 더 크다. 반대로, 같은 정도의 조향을 위해, 고속에서 입력되는 스티어링 휠의 회전 변위가 저속에서 입력되는 스티어링 휠의 회전 변위보다 더 작다.
이와 같이, 저속에서는 편제동을 통해 자세를 바로 잡음으로써, 운전자에게 가해질 수 있는 데미지를 방지할 수 있다.
또한, 고속에서는 조향을 통해 자세를 바로 잠음으로써, 제동력의 손실을 방지할 수 있다. 특히, 저속보다 고속에서 제동력의 손실 방지에 대한 효과가 더 크다.
한편, 프로세서(470)는, 차량의 주행 시, 기준 속도를 기점으로, 차량(100)의 자세를 바로 잡는 제어를 편제동에서 조향으로 변경할 수 있다.
상기 기준 속도는, 차량(100)의 자세를 바로 잡는 동작에 있어서, 편제동 및 조향을 선택하는 기준이 되는 속도값으로, 실험에 의해 정해질 수 있다. 기준 속도는 메모리(440)에 기 저장될 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 차선 내에 위치하는 오브젝트와의 거리 정보를 획득할 수 있다. 오브젝트와의 거리는, 차량(100)과 오브젝트의 거리를 의미할 수 있다.
프로세서(470)는, 외부 영상을 기초로, 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
프로세서(470)는, 외부 영상에서 시간에 따른 오브젝트의 크기의 변화를 기초로 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
프로세서(470)는, 렌즈(211)의 초점거리, 렌즈(211)와 이미지 센서(214) 사이의 거리를 기초로 렌즈(211)와 오브젝트 사이의 거리를 산출할 수 있다. 이경우, 가우시안 공식이 이용될 수 있다. 차량(100)과 오브젝트와의 거리는 렌즈(211)와 오브젝트 사이의 거리일 수 있다.
프로세서(470)는, 영상에서 도로면에 위치하는 오브젝트의 위치를 기초로 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다. 프로세서(470)는, 도로면이 차지하는 픽셀 수 연산에 따라, 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
차량용 카메라(200)가 스테레오 카메라(200b)를 포함하는 경우, 프로세서(470)는 디스패러티 연산에 따라 오브젝트와의 거리를 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
오브젝트와 근접하지 않은 경우, 오브젝트와의 충돌 위험성이 적다. 이경우, 오브젝트와의 충돌 위험성보다 스티어링 휠을 파지한 상태에서 운전자에게 가해질 데미지를 먼저 고려하여, 편제동에 따라 차량(100)의 자세를 바로 잡을 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
오브젝트와 근접한 경우, 오브젝트와의 충돌 위험성이 크다. 이경우, 스티어링 휠 파지에 따라 운전자에게 가해지는 데미지보다, 오브젝트와의 충돌에 따른 데미지를 먼저 고려하여, 조향에 따라 차량(100)의 자세를 바로 잡을 수 있다. 즉, 이경우, 제동력 손실을 보존함으로써, 오브젝트와의 충돌을 회피할 수 있게 된다.
상기 기준 거리는, 차량(100)의 자세를 바로 잡는 동작에 있어서, 편제동 및 조향을 선택하는 기준이 되는 오브젝트와의 거리값으로, 실험에 의해 정해질 수 있다. 기준 거리는 메모리(440)에 기 저장될 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 차선 내에 위치하는 오브젝트와의 TTC(Time to Collisiton) 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리 및 오브젝트와의 상대 속도를 기초로 오브젝트와의 TTC 정보를 산출할 수 있다. 오브젝트와의 상대 속도는, 오브젝트와의 거리 및 차량(100)의 속도를 기초로 산출할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
오브젝트와의 충돌까지 남은 시간이 충분한 경우, 오브젝트와의 충돌 위험성이 적다. 이경우, 오브젝트와의 충돌 위험성보다 스티어링 휠을 파지한 상태에서 운전자에게 가해질 데미지를 먼저 고려하여, 편제동에 따라 차량(100)의 자세를 바로 잡을 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
오브젝트와의 충돌까지 남은 시간이 충분하지 않은 경우, 오브젝트와의 충돌 위험성이 크다. 이경우, 스티어링 휠 파지에 따라 운전자에게 가해지는 데미지보다, 오브젝트와의 충돌에 따른 데미지를 먼저 고려하여, 조향에 따라 차량(100)의 자세를 바로 잡을 수 있다. 즉, 이경우, 제동력 손실을 보존함으로써, 오브젝트와의 충돌을 회피할 수 있게 된다.
상기 기준 시간은, 차량(100)의 자세를 바로 잡는 동작에 있어서, 편제동 및 조향을 선택하는 기준이 되는 TTC값으로, 실험에 의해 정해질 수 있다. 기준 시간은 메모리(440)에 기 저장될 수 있다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, TPMS(300)로부터 차량(100)에 포함되는 복수의 타이어 각각의 공기압 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 타이어 공기압 정보를 기초로 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 복수의 타이어 각각의 공기압 편차에 기초하여 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
제1 바퀴에 장착된 제1 타이어의 공기압이 제2 바퀴에 장착된 제2 타이어의 공기압보다 낮은 경우, 제1 바퀴에 걸리는 제동력이, 제2 바퀴에 걸리는 제동력보다 더 작아지도록 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
제1 바퀴와 제2 바퀴는, 서로 같은 축상에 위치하는 바퀴일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 전방 좌측 바퀴(front left wheel) 및 전방 우측 바퀴(front right wheel)일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 후방 좌측 바퀴(rear left wheel) 및 후방 우측 바퀴(rear right wheel)일 수 있다.
제1 바퀴와 제2 바퀴는, 서로 다른 축상에 위치하는 바퀴일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 전방 좌측 바퀴(front left wheel) 및 후방 좌측 바퀴(rear left wheel)일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 전방 우측 바퀴(front ritht wheel) 및 후방 우측 바퀴(rear right wheel)일 수 있다.
제1 바퀴와 제2 바퀴는, 서로 대각선 상에 위치하는 바퀴일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 전방 좌측 바퀴(front left wheel) 및 후방 우측 바퀴(rear right wheel)일 수 있다. 예를 들면, 제1 바퀴와 제2 바퀴는, 전방 우측 바퀴(front right wheel) 및 후방 좌측 바퀴(rear left wheel)일 수 있다.
타이어의 공기압에 따라, 타이어와 지면상에 발생하는 접지력이 달라질 수 있다. 접지력이 달라지면, 마찰력이 달라져서 동일한 제동력이 걸리는 경우에도, 타이어 공기압에 따라 제동거리는 달라질 수 있다. 따라서, 타이어 공기압을 기초로 각 타이어가 장착된 바퀴의 제동력을 달리 함으로써, 제동 직진성을 유지할 수 있다.
프로세서(470)는, 타이어 공기압 정보를 기초로 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 복수의 타이어 각각의 공기압 편차에 따른 편제동 제어를 하는 대신 조향 제어를 수행할 수도 있다.
예를 들면, 제1 바퀴에 장착된 제1 타이어의 공기압이 제2 바퀴에 장착된 제2 타이어의 공기압보다 낮은 경우, 프로세서(470)는, 전폭의 중심에서 제2 바퀴를 향하는 방향으로 조향되도록 조향 제어를 위한 신호를 조향 장치(152a)에 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 커브 구간 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(470)는, 주행 차선에서 차량 전방의 커브 구간의 존재 유무 및 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 외부 영상에서 커브 구간을 검출할 수 있다. 프로세서(470)는, 검출된 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 검출된 로드 프로파일링(road profiling) 기법을 통해 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 디스패러티 연산을 통해 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 디스플레이 장치(141) 또는 별도의 내비게이션 장치로부터 커브 구간 정보를 획득할 수 있다. 이경우, 프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률 정보를 더 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 통신부(410)를 통해, 커브 구간 정보를 외부 디바이스로부터 수신할 수 있다. 여기서, 외부 디바이스는 이동 단말기, 외부 서버 또는 타 차량일 수 있다. 이경우, 프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률 정보를 더 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 커브 구간 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 커브 구간 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률 정보를 기초로, 인터페이스부(430)를 통해, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률 이상인 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률값 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 조향을 위한 신호와 편제동을 위한 신호를 함께 제공할 수 있다.
차량(100)이 커브 구간에서 주행 중일 때, 주행 차선 대비 차량(100)의 자세가 틀어지는 경우, 차량(100)은 커브에 따른 제어 및 차량의 자세를 바로 잡는 제어를 함께 수행해야한다.
만약, 곡률이 큰 구간에서 차량(100)의 자세가 틀어지는 경우, 조향 제어만으로는 차량의 자세를 바로잡은 상태에서 커브를 주행할 수 없다. 이경우, 프로세서(470)가 조향을 위한 신호 및 편제동을 위한 신호를 함게 제공함으로써, 주행 차선을 벗어나지 않는 범위 내에서 주행이 가능하게 된다.
프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 차량 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
곡률이 작은 구간에서 차량(100)의 자세가 틀어지는 경우에는, 조향 제어만으로 차량의 자세를 바로 잡은 상태에서 커브를 주행할 수 있다.
상기 기준 곡률은, 커브 구간에서 차량(100)의 자세를 바로 잡는 동작에 있어서, 편제동 및 조향 또는 조향을 선택하는 기준이 되는 곡률값으로, 실험에 의해 정해질 수 있다. 기준 곡률은 메모리(440)에 기 저장될 수 있다.
프로세서(470)는, 주행 차선의 가상의 중심선을 생성할 수 있다. 가상의 중심선은, 주행 차선의 좌측 선(line)과 우측 선(line)의 가상의 가운데 선을 의미한다.
프로세서(470)는, 가상의 중심선에 차량의 전폭의 중심이 위치하도록, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 프로세서(470)는, 가상의 중심선에 차량의 전폭의 중심이 위치하도록, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
이와 같이, 차량의 전폭이 가상의 중심선에 위치하도록 제어함으로써, 주행 차선 밖으로 차량이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
프로세서(470)는, 운전자 개입이 감지되는 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호 제공을 중단할 수 있다. 프로세서(470)는, 운전자 개입이 감지되는 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호 제공을 중단할 수 있다.
운전자 개입은, 운전 조작 장치(121)를 통한 사용자 입력을 통해 판단할 수 있다. 예를 들면, 가속 입력 장치를 통해, 가속 입력이 수신되는 경우, 프로세서(470)는 운전자 개입 상황으로 판단할 수 있다. 예를 들면, 조향 입력 장치를 통해, 조향 입력이 수신되는 경우, 프로세서(470)는, 운전자 개입 상황으로 판단할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서의 내부 구성 및 각 구성의 신호처리를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 4b를 참조하면, 프로세서(470)는, 영상 처리부(471), 판단부(474) 및 신호 제공부(477)를 포함할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 차량용 카메라(200)로부터 영상을 수신할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 수신된 영상을, 다양한 기법을 이용하여 컴퓨터 처리할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로 주행 차선(lane)을 검출할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로, 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 영상 처리부(471)는, 고정된 오브젝트와의 상대 속도 감소 여부를 기초로, 차량의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로, 차량(100)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 차량(100)의 자세 정보는 주행 차선 대비 차량 방향이 틀어진 정도에 대응될 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로, 차량(100)의 속도 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 영상 처리부(471)는, 고정된 오브젝트와의 시간에 따른 거리 정보를 기초로 차량의 속도 정보를 획득할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로, 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
예를 들면, 영상 처리부(471)는, 외부 영상에서 시간에 따른 오브젝트의 크기의 변화를 기초로 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다. 영상 처리부(471)는, 산출된 오브젝트와의 거리 정보를 기초로 TTC를 산출할 수 있다.
예를 들면, 영상 처리부(471)는, 렌즈(211)의 초점거리, 렌즈(211)와 이미지 센서(214) 사이의 거리를 기초로 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
예를 들면, 영상 처리부(471)는, 영상에서 도로면에 위치하는 오브젝트의 위치를 기초로 오브젝트와의 거리를 산출할 수 있다.
예를 들면, 영상 처리부(471)는, 스테레오 영상에서 디스패러티 연산에 따라 오브젝트와의 거리를 검출할 수 있다.
영상 처리부(471)는, 영상을 기초로 커브 구간을 검출할 수 있다. 영상 처리부(471)는, 검출된 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다.
영상 처리부(471)에 대해서는, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 상세하게 설명한다.
판단부(474)는, 영상 처리부(471)에서 수신된 정보, 인터페이스부(430)를 통해 수신된 정보, 통신부(420)를 통해 수신된 정보 또는 메모리(440)에서 수신된 데이터를 기초로, 판단을 수행할 수 있다.
판단부(474)는, 인터페이스부(430)를 통해, 운전 조작 장치(121), 브레이크 구동부(153), 브레이크 장치(153a) 또는 제어부(170)로부터 차량(100)의 제동 상태 정보를 수신할 수 있다.
판단부(474)는, 인터페이스부(430)를 통해, 센싱부(125)로부터 차량의 자세 정보를 수신할 수 있다.
판단부(474)는, 인터페이스부(430)를 통해, 센싱부(125) 또는 제어부(170)로부터 차량(100)의 속도 정보를 수신할 수 있다.
판단부(474)는, 인터페이스부(430)를 통해, TPMS(300)로부터 타이어 공기압 정보를 수신할 수 있다.
판단부(474)는, 인터페이스부(430)를 통해, 디스플레이 장치(141) 또는 내비게이션 장치로부터 커브 구간 정보를 수신할 수 있다.
판단부(474)는, 수신된 정보를 기초로, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택에 대한 판단을 수행할 수 있다.
판단부(474)는, 차량 방향과 주행 차선이 틀어진 정도를 기초로, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택에 대한 판단을 수행할 수 있다. 판단부(474)는, 틀어진 정도가 기준값 이상인 경우, 편제동 제어를 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 틀어진 정도가 기준값보다 작은 경우, 조향 제어를 선택할 수 있다.
판단부(474)는, 속도 정보를 기초로, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택에 대한 판단을 수행할 수 있다. 판단부(474)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도 이상인 경우, 조향 제어를 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도보다 작은 경우, 편제동 제어를 선택할 수 있다.
판단부(474)는, 오브젝트와의 거리 정보를 기초로, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택에 대한 판단을 수행할 수 있다. 판단부(474)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리 이상인 경우, 편제동 제어를 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리보다 작은 경우, 조향 제어를 선택할 수 있다.
판단부(474)는, 오브젝트와의 TTC 정보를 기초로, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택에 대한 판단을 수행할 수 있다. 판단부(474)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간 이상인 경우, 편제동 제어를 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간보다 작은 경우, 조향 제어를 선택할 수 있다.
판단부(474)는, 복수의 타이어 각각의 공기압 정보를 기초로, 각 타이어에 걸리는 제동력의 정도를 판단할 수 있다.
판단부(474)는, 커브 구간 정보를 기초로, 조향 제어 및 편제동 제어를 함께 수행할지 조향 제어만 수행할지 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률 이상인 경우, 조향 제어 및 편제동 제어의 수행을 선택할 수 있다. 판단부(474)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률보다 작은 경우, 조향 제어를 선택할 수 있다.
신호 제공부(477)는, 판단부(474)에서 수행한 판단에 기초하여 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다. 신호 제공부(477)는, 조향 구동부(152)를 거쳐, 조향 장치(152a) 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
신호 제공부(477)는, 판단부(474)에서 수행한 판단에 기초하여 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다. 신호 제공부(477)는, 브레이크 구동부(153)를 거쳐, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
신호 제공부(477)는 인터페이스부(430)를 통해, 조향 장치(152a) 또는 브레이크 장치(153a)에 신호를 제공할 수 있다.
통신부(410)는, 차량(100) 내부 또는 외부에 위치하는 타 디바이스와 무선(wireless) 방식으로, 데이터를 교환할 수 있다. 여기서, 타 디바이스는, 이동 단말기, 서버 또는 타 차량을 포함할 수 있다.
예를 들면, 통신부(410)는, 차량 운전자의 이동 단말기와, 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는, 블루투스(Bluetooth), WiFi Direct, WiFi, APiX, NFC 등 다양한 데이터 통신 방식이 가능하다.
예를 들면, 통신부(410)는, 이동 단말기 또는 서버로부터, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
한편, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기와 차량 운전 보조 장치(200)는, 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링(pairing)을 수행할 수 있다.
통신부(410)는 외부 서버로부터 신호등 변경 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 외부 서버는 교통을 관제하는 교통 관제소에 위치하는 서버일 수 있다.
입력부(420)는, 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력부(420)는, 기계식 입력 장치, 터치식 입력 장치, 음성 입력 장치 또는 무선 입력 장치를 포함할 수 있다.
기계식 입력 장치는, 버튼, 레버, 조그휠, 스위치 등을 포함할 수 있다.
터치식 입력 장치는, 적어도 하나의 터치 센서를 포함할 수 있다. 터치 입력 장치는 터치 스크린으로 구성될 수 있다.
음성 입력 장치는, 사용자의 음성을 전기적 신호로 전환하는 마이크를 포함할 수 있다.
무선 입력 장치는, 차량(100)의 외부에서 키를 이용해 입력되는 무선(wireless) 형태의 사용자 입력을 수신할 수 있다.
입력부(420)는, 차량(100)에 포함된 도어의 열림 (open) 또는 닫힘(close)을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.
출력부(450)는, 프로세서(470) 제어에 따라, 프로세서(470)에 처리된 데이터 또는 정보를 출력할 수 있다.
출력부(450)는, 디스플레이부(451) 및 음향 출력부(452)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(451)는, 프로세서(470)에서 처리된 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이부(451)는 차량 운전 보조 장치(400)의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 디스플레이부(451)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이부(451)가 HUD 인 경우, 차량(100)의 프런트 윈드 쉴드(10) 또는 컴바이너에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다.
음향 출력부(452)는, 프로세서(470)에서 처리된 오디오 신호에 기초하여 음향을 외부로 출력할 수 있다. 이를 위해, 음향 출력부(452)는, 적어도 하나의 스피커를 구비할 수 있다.
전원 공급부(490)는, 프로세서(470)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(490)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4b의 영상 처리부의 내부 블록도의 다양한 예를 예시하고, 도 5c 내지 도 5d는 도 5a 내지 도 5b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 도 5a는, 영상 처리부(471)의 내부 블록도의 일예로서, 영상 처리부(471)는, 영상 전처리부(501), 디스패러티 연산부(502), 오브젝트 검출부(504), 오브젝트 트래킹부(506), 및 어플리케이션부(507)를 포함할 수 있다.
영상 전처리부(image preprocessor)(501)는, 카메라(200)로부터의 이미지를 수신하여, 전처리(preprocessing)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 영상 전처리부(501)는, 이미지에 대한, 노이즈 리덕션(noise reduction), 렉티피케이션(rectification), 캘리브레이션(calibration), 색상 강화(color enhancement), 색상 공간 변환(color space conversion;CSC), 인터폴레이션(interpolation), 카메라 게인 컨트롤(camera gain control) 등을 수행할 수 있다. 이에 따라, 카메라(200)에서 촬영된 스테레오 이미지 보다 선명한 이미지를 획득할 수 있다.
디스패러티 연산부(disparity calculator)(502)는, 영상 전처리부(501)에서 신호 처리된, 이미지를 수신하고, 수신된 이미지들에 대한 스테레오 매칭(stereo matching)을 수행하며, 스테레오 매칭에 따른, 디스패러티 맵(dispartiy map)을 획득할 수 있다. 즉, 차량 전방에 대한, 스테레오 이미지에 대한 디스패러티 정보를 획득할 수 있다.
이때, 스테레오 매칭은, 스테레오 이미지들의 픽셀 단위로 또는 소정 블록 단위로 수행될 수 있다. 한편, 디스패러티 맵은, 스테레오 이미지, 즉 좌,우 이미지의 시차(時差) 정보(binocular parallax information)를 수치로 나타낸 맵을 의미할 수 있다.
세그멘테이션부(segmentation unit)(503)는, 디스패러티 연산부(502)로부터의 디스페러티 정보에 기초하여, 이미지 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트(segment) 및 클러스터링(clustering)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 세그멘테이션부(503)는, 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 배경(background)과 전경(foreground)을 분리할 수 있다.
예를 들면, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이하인 영역을, 배경으로 연산하고, 해당 부분을 제외시킬 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 전경이 분리될 수 있다.
다른 예로, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이상인 영역을, 전경으로 연산하고, 해당 부분을 추출할 수 있다. 이에 의해, 전경이 분리될 수 있다.
이와 같이, 스테레오 이미지에 기반하여 추출된 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 전경과 배경을 분리함으로써, 이후의, 오브젝트 검출시, 신호 처리 속도, 신호 처리 양 등을 단축할 수 있게 된다.
다음, 오브젝트 검출부(object detector)(504)는, 세그멘테이션부(503)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하여, 오브젝트를 검출할 수 있다.
즉, 오브젝트 검출부(504)는, 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 검출부(504)는, 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 예를 들면, 이미지 세그먼트에 의해 분리된 전경으로부터 오브젝트를 검출할 수 있다.
다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(505)는, 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인할 수 있다(verify).
이를 위해, 오브젝트 확인부(505)는, 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.
한편, 오브젝트 확인부(505)는, 메모리(440)에 저장된 오브젝트들과, 검출된 오브젝트를 비교하여, 오브젝트를 확인할 수 있다.
예를 들면, 오브젝트 확인부(505)는, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 확인할 수 있다.
오브젝트 트래킹부(object tracking unit)(506)는, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다. 예를 들면, 순차적으로, 획득되는 스테레오 이미지들에 내의, 오브젝트를 확인하고, 확인된 오브젝트의 움직임 또는 움직임 벡터를 연산하며, 연산된 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 트래킹할 수 있게 된다.
다음, 어플리케이션부(507)는, 차량 주변에, 위치하는 다양한 오브젝트들, 예를 들면, 다른 차량, 차선, 도로면, 표지판 등에 기초하여, 차량(100)의 위험도 등을 연산할 수 있다. 또한, 앞차와의 추돌 가능성, 차량의 슬립 여부 등을 연산할 수 있다.
그리고, 어플리케이션부(507)는, 연산된 위험도, 추돌 가능성, 또는 슬립 여부 등에 기초하여, 사용자에게, 이러한 정보를 알려주기 위한, 메시지 등을, 차량 운전 보조 정보로서, 출력할 수 있다. 또는, 차량(100)의 자세 제어 또는 주행 제어를 위한 제어 신호를, 차량 제어 정보로서, 생성할 수도 있다.
한편, 영상 전처리부(501), 디스페러티 연산부(502), 세그먼테이션부(503), 오브젝트 검출부(504), 오브젝트 확인부(505), 오브젝트 트래킹부(506) 및 어플리케이션부(507)는 도 7이하에서 프로세서(470)내의 영상 처리부(500)의 내부 구성일 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 프로세서(470)는 영상 전처리부(501), 디스페러티 연산부(502), 세그먼테이션부(503), 오브젝트 검출부(504), 오브젝트 확인부(505), 오브젝트 트래킹부(506) 및 어플리케이션부(507) 중 일부만을 포함할 수 있다. 가령, 카메라(200)가 모노 카메라 또는 어라운드 뷰 카메라로 구성되는 경우, 디스패러티 연산부(502)는 제외될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 세그먼테이션부(503)는 제외될 수도 있다.
도 4c는 프로세서의 내부 블록도의 다른 예이다.
도면을 참조하면, 도 4c의 영상 처리부(471)는, 도 4b의 영상 처리부(471)와 내부 구성 유닛이 동일하나, 신호 처리 순서가 다른 것에 그 차이가 있다. 이하에서는 그 차이만을 기술한다.
오브젝트 검출부(504)는, 스테레오 이미지를 수신하고, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 도 4b와 달리, 디스패러티 정보에 기초하여, 세그먼트된 이미지에 대해, 오브젝트를 검출하는 것이 아닌, 스테레오 이미지로부터 바로 오브젝트를 검출할 수 있다.
다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(505)는, 세그멘테이션부(503)로부터의 이미지 세그먼트, 및 오브젝트 검출부(504)에서 검출된 오브젝트에 기초하여, 검출 및 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인한다(verify).
이를 위해, 오브젝트 확인부(505)는, 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.
도 5c와 도 5d는, 제1 및 제2 프레임 구간에서 각각 획득된 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 도 4a 내지 도 4c의 프로세서(470)의 동작 방법 설명을 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 5c를 참조하면, 제1 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(200)는, 스테레오 이미지를 획득한다.
프로세서(470) 내의 디스패러티 연산부(812)는, 영상 전처리부(811)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR1a,FR1b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(520)을 획득한다.
디스패러티 맵(dispartiy map)(520)은, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b) 사이의 시차를 레벨화한 것으로서, 디스패러티 레벨이 클수록, 차량과의 거리가 가깝고, 디스패러티 레벨이 작을수록, 차량과의 거리가 먼 것으로 연산할 수 있다.
한편, 이러한 디스패러티 맵을 디스플레이 하는 경우, 디스패러티 레벨이 클수록, 높은 휘도를 가지고, 디스패러티 레벨이 작을수록 낮은 휘도를 가지도록 표시할 수도 있다.
도면에서는, 디스패러티 맵(520) 내에, 제1 선(line) 내지 제4 선(line) (528a,528b,528c,528d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(522), 제1 전방 차량(524), 제2 전방 차량(526)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(814), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(520)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR1a,FR1b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(520)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR1b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(530) 내에, 제1 선 내지 제4 선(538a,538b,538c,538d), 공사 지역(532), 제1 전방 차량(534), 제2 전방 차량(536)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.
다음, 도 5d를 참조하면, 제2 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(200)는, 스테레오 이미지를 획득한다.
프로세서(470) 내의 디스패러티 연산부(812)는, 영상 전처리부(811)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR2a,FR2b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR2a,FR2b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(540)을 획득한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(540) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(548a,548b,548c,548d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(542), 제1 전방 차량(544), 제2 전방 차량(546)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(814), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(540)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR2a,FR2b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(540)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR2b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(550) 내에, 제1 선 내지 제4 선(558a,558b,558c,558d), 공사 지역(552), 제1 전방 차량(554), 제2 전방 차량(556)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.
한편, 오브젝트 트래킹부(816)는, 도 5a와 도 5b를 비교하여, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 트래킹부(816)는, 도 5a와 도 5b에서 확인된, 각 오브젝트들의 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 차선, 공사 지역, 제1 전방 차량, 제2 전방 차량 등에 대한 트래킹을 수행할 수 있게 된다.
도 5e 내지 도 5f는 도 5a 내지 도 5c의 차량 운전 보조 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 5e는, 차량 내부에 구비되는 스테레오 카메라(200)에서 촬영되는 차량 전방 상황을 예시한 도면이다. 특히, 차량 전방 상황을 버드 아이 뷰(bird eye view)로 표시한다.
도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642a), 제2 차선(644a), 제3 차선(646a), 제4 차선(648a)이 위치하며, 제1 차선(642a)과 제2 차선(644a) 사이에 공사 지역(610a)이 위치하며, 제2 차선(644a)과 제3 차선(646a) 사이에 제1 전방 차량(620a)가 위치하며, 제3 차선(646a)과 제4 차선(648a) 사이에, 제2 전방 차량(630a)이 배치되는 것을 알 수 있다.
다음, 도 5f는 차량 운전 보조 장치에 의해 파악되는 차량 전방 상황을 각종 정보와 함께 표시하는 것을 예시한다. 특히, 도 6b와 같은 이미지는, 차량 운전 보조 장치에서 제공되는 디스플레이부(180), 차량용 디스플레이 장치(400) 또는 디스플레이부(741)에서 표시될 수도 있다.
도 5f는, 도 5e와 달리, 스테레오 카메라(200)에서 촬영되는 이미지를 기반으로하여 정보 표시가 되는 것을 예시한다.
도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)이 위치하며, 제1 차선(642b)과 제2 차선(644b) 사이에 공사 지역(610b)이 위치하며, 제2 차선(644b)과 제3 차선(646b) 사이에 제1 전방 차량(620b)가 위치하며, 제3 차선(646b)과 제4 차선(648b) 사이에, 제2 전방 차량(630b)이 배치되는 것을 알 수 있다.
차량 운전 보조 장치(400)는, 스테레오 카메라(200a, 200b)에서 촬영되는 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 신호 처리하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트를 확인할 수 있다. 또한, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)을 확인할 수 있다.
한편, 도면에서는 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트 확인을 나타내기 위해, 각각 테두리로 하이라이트되는 것을 예시한다.
한편, 차량 운전 보조 장치(400)는, 스테레오 카메라(200)에서 촬영되는 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.
도면에서는, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b) 각각에 대응하는, 연산된 제1 거리 정보(611b), 제2 거리 정보(621b), 제3 거리 정보(631b)가 표시되는 것을 예시한다.
한편, 차량 운전 보조 장치(400)는, 제어부(770) 또는 센싱부(760)로부터 차량에 대한 센서 정보를 수신할 수 있다. 특히, 차량 속도 정보, 기어 정보, 차량의 회전각(요각)이 변하는 속도를 나타내는 요 레이트 정보(yaw rate), 차량의 각도 정보를 수신할 수 있으며, 이러한 정보들을 표시할 수 있다.
도면에서는, 차량 전방 이미지 상부(670)에, 차량 속도 정보(672), 기어 정보(671), 요 레이트 정보(673)가 표시되는 것을 예시하며, 차량 전방 이미지 하부(680)에, 차량의 각도 정보(682)가 표시되는 것을 예시하나 다양한 예가 가능하다. 그 외, 차량의 폭 정보(683), 도로의 곡률 정보(681)가, 차량의 각도 정보(682)와 함께 표시될 수 있다.
한편, 차량 운전 보조 장치(400)는, 통신부(410) 또는 인터페이스부(430)를 통해, 차량 주행 중인 도로에 대한, 속도 제한 정보 등을 수신할 수 있다. 도면에서는, 속도 제한 정보(640b)가 표시되는 것을 예시한다.
차량 운전 보조 장치(400)는, 도 6b에 도시된 다양한 정보들을 디스플레이부(180) 등을 통해 표시하도록 할 수 있으나, 이와 달리, 별도의 표시 없이, 각종 정보를 저장할 수도 있다. 그리고, 이러한 정보들을 이용하여, 다양한 어플리케이션에 활용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(470)는, 차량용 카메라(200)로부터 차량(100)의 외부 영상을 수신할 수 있다(S610). 여기서, 외부 영상은, 차량 전방 영상, 차량 후방 영상, 차량 측방 영상 또는 차량 주변 영상을 포함할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 외부 영상에서 주행 차선(lane)을 검출할 수 있다(S620). 주행 차선은 차량(100)이 주행 중인 차선을 의미한다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다(S630).
프로세서(470)는, 획득된 외부 영상을 기초로, 차량(100)의 제동 상태 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 운전 조작 장치(121), 브레이크 구동부(153), 브레이크 장치(153a) 또는 제어부(170)로부터 차량(100)의 제동 상태 정보를 수신할 수 있다.
도면에서, 주행 차선 검출(S620) 후, 제동 상태 정보를 획득(S630) 동작이 수행되는 것으로 예시되나, 제동 상태 정보 획득(S630) 후, 주행 차선 검출(S620) 동작이 수행될 수도 있다.
프로세서(470)는, 차량의 자세 정보를 획득할 수 있다(S635). 여기서, 차량(100)의 자세 정보는, 주행 차선 대비 차량 방향이 틀어진 정도에 대응될 수 있다.
주행 차선이 검출되고, 제동 상태 정보가 획득된 상태에서, 프로세서(470)는, 조향 제어 또는 편제동 제어 선택을 위한 판단을 수행할 수 있다(S640).
판단 동작(S640)은, 도 12이하를 참조하여 상세하게 설명한다.
판단이 완료된 상태에서, 프로세서(470)는, 판단에 따른 제어 신호를 조향 장치(152a) 또는 브레이크 장치(153a)에 제공할 수 있다(S650).
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라, 차량을 버드 아이 뷰로 예시한 도면이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 7a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 차량(100)은, 주행 차선(710)상에서 주행할 수 있다. 주행 차선(710)은, 차량(100) 전진 방향을 기준으로 좌측 선(line)(711)과 우측 선(line)(712) 사이의 도로면을 의미한다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 주행 차선(710i)을 검출할 수 있다. 프로세서(470)는, 영상(810)에서 주행 차선(710i)을 이루는 좌측 선(711i) 및 우측 선(712i)을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 가상의 중심선(720i)을 생성할 수 있다. 가상의 중심선(720i)은, 주행 차선을 이루는 좌측 선(711i)과 우측선(712i)의 가운데 선을 의미한다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 오브젝트(730i)를 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(470)는, 주행 차선(710)을 기준으로 차량(100) 방향이 틀어졌는지 여부(730, 740)를 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)이 제동 상태시, 주행 차선(710) 내에서 제동이 이루어지도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(470)는, 차량(100)이 제동 상태시, 주행 차선(710) 내에서 제동이 이루어지도록, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공하거나, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따라, 차량의 제동 상태시, 차량이 좌측으로 틀어지는 상황을 예시한다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 8a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
프로세서(470)는, 영상(810)을 기초로, 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 검출된 주행 차선(710i)의 영상(810) 내에서의 위치를 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 검출된 주행 차선(710i)이 영상(810)의 중심에서 우측 영역에 위치하는 경우, 차량(100)이 좌측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 검출된 좌측 선(711i) 또는 우측 선(712i)의 위치를 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 검출된 좌측 선(711i) 또는 우측 선(712i)이 정상 주행 시의 경우보다 우측 영역에 위치하는 경우, 차량(100)이 좌측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 가상의 중심선(720i)을 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 가상의 중심선(720i)이 영상의 중심에서 우측에 위치하는 경우, 차량(100)이 좌측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 차량의 제동 상태시, 차량이 우측으로 틀어지는 상황을 예시한다.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따라, 도 9a 상황에서 차량용 카메라를 통해 촬영한 차량 전방 영상을 예시한다.
프로세서(470)는, 영상(810)을 기초로, 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 검출된 주행 차선(710i)의 영상(810) 내에서의 위치를 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 검출된 주행 차선(710i)이 영상(810)의 중심에서 좌측에 위치하는 경우, 차량(100)이 우측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 영상(810)에서 검출된 좌측 선(711i) 또는 우측 선(712i)의 위치를 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 검출된 좌측 선(711i) 또는 우측 선(712i)이 정상 주행 시의 경우보다 좌측에 위치하는 경우, 차량(100)이 우측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
프로세서(470)는, 가상의 중심선(720i)을 기초로 차량(100)의 자세 상태를 검출할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 가상의 중심선(720i)이 영상의 중심에서 좌측에 위치하는 경우, 차량(100)이 우측으로 틀어진 상태인 것을 검출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 조향 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10을 참조하면, 차량의 조향 시스템은, 조향 입력 장치(1000), 조향 구동부(152) 및 조향 장치(152a)를 포함할 수 있다.
조향 입력 장치(1000)는 스티어링 휠일 수 있다. 조향 입력 장치(1000)는, 제1 표시부(1010) 및 제2 표시부(1020)를 포함할 수 있다.
제1 표시부(1010)는, 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 제2 표시부(1020)는, 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다.
조향 구동부(152)는, 조향 장치(152a)를 제어할 수 있다. 조향 구동부(152)의 제어에 따라, 조향 장치(152a)는, 조향 바퀴(예를 들면, 전륜)를 전고 방향으로 형성된 축을 중심으로 좌우로 회전시킬 수 있다.
차량 운전 보조 장치(400)의 프로세서(470)는, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(470)는, 조향 구동부(152)를 거쳐, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
실시예에 따라, 프로세서(470)는, 조향 입력 장치(1000)에, 조향 알림 표시 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 좌측 방향으로 조향이 필요한 경우, 제1 표시부(1010)의 발광 소자가 발광되도록 조향 입력 장치(100)에 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 우측 방향으로 조향이 필요한 경우, 제2 표시부(1020)의 발광 소자가 발광되도록 조향 입력 장치(100)에 신호를 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 브레이크 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11을 참조하면, 차량의 브레이크 시스템은, 브레이크 입력 장치(1100), 브레이크 구동부(153) 및 브레이크 장치(153a)를 포함할 수 있다.
브레이크 입력 장치(1100)는, 차량(100)의 감속을 위한 사용자 입력을 수신한다. 브레이크 입력 장(1100)는, 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
브레이크 구동부(153)는, 브레이크 장치(153a)를 제어할 수 있다. 브레이크 구동부(153)의 제어에 따라, 브레이크 장치(153a)는 구동될 수 있다.
브레이크 장치(153a)는, 제1 휠(1110)을 제동하는 제1 휠 브레이크(1115), 제2 휠(1120)을 제동하는 제2 휠 브레이크(1125), 제3 휠(1130)을 제동하는 제1 휠 브레이크(1135) 및 제4 휠(1140)을 제동하는 제4 휠 브레이크(1145)을 포함할 수 있다.
브레이크 구동부(153)는, 제1 내지 제4 휠 브레이크(1115, 1125, 1135, 1145) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다. 브레이크 구동부(153)는, 제1 내지 제4 휠(1110, 1120, 1130, 1140)에 가해지는 제동력을 각각 다르게 제어할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 12에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작은 도 6에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작의 일 실시예일 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 도 12의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12 내지 도 13을 참조하면, 프로세서(470)는, 차량 자세 정보를 획득할 수 있다(S635). 차량의 자세 정보는, 주행 차선(lane)과 차량 방향이 틀어진 정도를 의미할 수 있다.
프로세서(470)는, 틀어진 정도가 기준값 이상인지 판단할 수 있다(S640). 프로세서(470)는, 주행 차선 대비 차량 방향이 틀어진 각도(b)가 메모리(440)에 기저장된 기준 각도값(a) 이상인지 판단할 수 있다.
프로세서(470)는, 틀어진 정도가 기준값 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다(S1230).
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 좌측 바퀴보다 우측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록, 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 우측 바퀴보다 좌측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 틀어진 정도가 기준값보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다(S1240).
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 우측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 좌측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
한편, S1230 단계 및 S1240단계는 도 6의 S650단계에 포함될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 14에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작은 도 6에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작의 일 실시예일 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따라 도 14의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 프로세서(470)는, 차량(100)의 주행 속도 정보를 획득할 수 있다(S1410).
프로세서(470)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도 이상인지 판단할 수 있다(1420).
프로세서(470)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도 이상인 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다(S1430).
도 15에 예시된 바와 같이, 기준 속도가 시속 80km로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 차량(100)이 시속 100km로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서(470)는, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 우측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 좌측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 차량(100)의 속도가 기준 속도보다 작은 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다(S1440).
도 16에 예시된 바와 같이, 기준 속도가 시속 80km로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 차량(100)이 시속 50km로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서(470)는, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 좌측 바퀴보다 우측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록, 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 우측 바퀴보다 좌측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
한편, S1410단계 및 S1420단계는, 도 6의 S640단계에 포함될 수 있다. S1430단계 및 S1440단계는 도 6의 S650단계에 포함될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 17에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작은 도 6에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작의 일 실시예일 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따라 도 17의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 프로세서(470)는, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다(S1710). 여기서, 오브젝트는, 주행 차선에서 선행하는 타 차량일 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리 정보를 획득할 수 있다(S1720).
프로세세서(470)는, 오브젝트와의 거리가 기준 거리 이상인지 판단할 수 있다(S1730).
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다(1740).
도 18에 예시된 바와 같이, 기준 거리가 80m로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 오브젝트와의 거리가 100m인 상태로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서(470)는, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 좌측 바퀴보다 우측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록, 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 우측 바퀴보다 좌측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 거리값이 기준 거리보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다(S1750).
도 19에 예시된 바와 같이, 기준 거리가 80m로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 오브젝트와의 거리가 50m인 상태로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서9470)는, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 우측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 좌측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
한편, S1710단계, S1720 및 S1730단계는, 도 6의 S640단계에 포함될 수 있다. S1740단계 및 S1750단계는 도 6의 S650단계에 포함될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 20에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작은 도 6에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작의 일 실시예일 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 실시예에 따라 도 20의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 19 내지 도 22를 참조하면, 프로세서(470)는, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다(S2010). 여기서, 오브젝트는, 주행 차선에서 선행하는 타 차량일 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC 정보를 획득할 수 있다(S2020).
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간 이상인지 판단할 수 있다(S2030).
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간 이상인 경우, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다(S2040).
도 21에 예시된 바와 같이, 기준 TTC가 5초로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 오브젝트와의 TTC가 10초인 상태로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서(470)는, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 좌측 바퀴보다 우측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록, 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 브레이크 장치(153a)에, 우측 바퀴보다 좌측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 오브젝트와의 TTC가 기준 시간보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다(S2050).
도 22에 예시된 바와 같이, 기준 TTC가 5초로 메모리(440)에 저장된 상태에서, 오브젝트와의 TTC가 3초인 상태로 주행 중, 주행 차선과 차량 방향이 틀어지는 경우, 프로세서(470)는, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 우측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 조향 장치(152a)에, 전진 방향의 좌측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다.
한편, S2010단계, S2020 및 S2030단계는, 도 6의 S640단계에 포함될 수 있다. S2040단계 및 S2050단계는 도 6의 S650단계에 포함될 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따라 타이어 공기압에 기초한 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 23을 참조하면, 프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, TPMS(300)로부터 차량(100)에 포함되는 복수의 타이어 공기압 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(470)는, 타이어 공기압 정보를 기초로 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 복수의 타이어 각각의 공기압 편차에 기초하여 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
제1 바퀴에 장착된 제1 타이어(2310)의 공기압이 제2 바퀴에 장착된 제2 타이어(2320)의 공기압보다 낮을 때, 제1 타이어(2310)의 접지력이 제2 타이어(2320)의 접지력보다 높다. 이때, 제1 바퀴 및 제2 바퀴에 걸리는 제동력이 동일한 경우, 차량(100)은 전폭의 중심에서 제1 바퀴를 향하는 방향으로 회전하게 된다. 도면을 참조하면, 차량(100)은 전진 주행 방향(2340)의 좌측으로 회전하게 된다.
이경우, 프로세서(470)는, 제1 바퀴에 걸리는 제동력이, 제2 바퀴에 걸리는 제동력보다 더 작아지도록 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다. 또는, 프로세서(470)는, 제2 바퀴에 걸리는 제동력이, 제1 바퀴에 걸리는 제동력보다 더 커지도록 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
이경우, 프로세서(470)는, 전폭의 중심에서 제2 바퀴를 향하는 방향으로 조향되도록, 조향 장치(152a)에 조향 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다. 도면을 참조하면, 프로세서(470)는, 차량(100)의 진행 방향의 우측으로 조향되도록, 조향 장치(152a)에 조향 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 24에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작은 도 6에 따른 차량 운전 보조 장치의 동작의 일 실시예일 수 있다.
도 25 내지 도 26은 도 24의 차량 운전 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 24 내지 도 26을 참조하면, 프로세서(470)는, 주행 차선에서 차량 전방의 커브 구간 정보를 획득할 수 있다(S2410).
프로세서(470)는, 주행 차선에서 차량 전방의 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다(S2420). 예를 들면, 프로세서(470)는, 커브 구간에 접하는 접촉원의 반지름의 역수로 연산하여, 커브 구간의 곡률 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(470)는, 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률 이상인지 판단할 수 있다(S2430).
도 25에 예시된 바와 같이, 프로세서(470)는, 커브 구간(2510)의 곡률값이 기준 곡률 이상인 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공하고, 브레이크 장치(153a)에 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다(S2440). 프로세서(470)는, 조향을 위한 신호와 편제동을 위한 신호를 함께 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이, 전진 방향의 좌측으로 꺾어진 커브에서 주행하는 중, 전진 방향의 우측으로 틀어진 경우, 전진 방향의 좌측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공하고, 브레이크 장치(153a)에, 우측 바퀴보다 좌측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 차량(100)이, 전진 방향의 우측으로 꺾어진 커브에서 주행하는 중, 전진 방향의 좌측으로 틀어진 경우, 전진 방향의 우측 방향으로 조향이 이루어지도록, 조향을 위한 신호를 제공하고, 브레이크 장치(153a)에, 좌측 바퀴보다 우측 바퀴에 제동력이 더 걸리도록, 편제동을 위한 신호를 제공할 수 있다.
도 26에 예시된 바와 같이, 프로세서(470)는, 커브 구간(2610)의 곡률값이 기준 곡률보다 작은 경우, 조향 장치(152a)에 조향을 위한 신호를 제공할 수 있다(S2450).
한편, S2410단계, S2420 및 S2430단계는, 도 6의 S640단계에 포함될 수 있다. S2440단계 및 S2450단계는 도 6의 S650단계에 포함될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서(270) 또는 제어부(170)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 차량
200 : 차량용 카메라
400 : 차량 운전 보조 장치

Claims (20)

  1. 차량 외부 영상을 획득하는 카메라;
    인터페이스부; 및
    상기 차량 외부 영상에서 주행 차선(lane)을 검출하고, 차량의 제동 상태 정보를 획득하고, 차량의 제동 상태시, 상기 주행 차선 내에서 제동이 이루어지도록 상기 인터페이스부를 통해, 조향 장치에 차량 조향을 위한 신호를 제공하거나, 브레이크 장치에 편제동을 위한 신호를 제공하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선 대비 차량이 틀어진 정도에 대응되는 차량의 자세 정보를 획득하고,
    상기 틀어진 정도가 기준값 이상인 경우, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하고,
    상기 틀어진 정도가 기준값보다 작은 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량 외부 영상을 기초로 상기 제동 상태 정보를 획득하거나,
    상기 인터페이스부를 통해, 상기 제동 상태 정보를 수신하는 차량 운전 보조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량의 자세 정보를 기초로, 상기 조향을 위한 신호 또는 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선의 좌측 선(line) 또는 우측 선(line)이, 차량의 진행 방향과 이루는 각도를 기초로 상기 차량의 자세 정보를 산출하는 차량 운전 보조 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선의 가상의 중심선을 생성하고, 상기 가상의 중심선과 차량의 전폭의 중심이 되는 선이 이루는 각도를 기초로 상기 차량의 자세 정보를 산출하는 차량 운전 보조 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    차량의 속도 정보를 획득하고,
    상기 속도 정보를 기초로, 상기 조향 장치에 상기 조향을 위한 신호를 제공하거나, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 속도가 기준 속도 이상인 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하고,
    상기 속도가 기준 속도보다 작은 경우, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선 내에 위치하는 전방 오브젝트와의 거리 정보를 획득하고,
    상기 거리 정보를 기초로, 상기 조향 장치에 상기 조향을 위한 신호를 제공하거나, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전방 오브젝트와의 거리값이 기준 거리 이상인 경우, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하고,
    상기 전방 오브젝트와의 거리값이 기준 거리보다 작은 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선 내에 위치하는 전방 오브젝트와의 TTC(Time to Collision)정보를 획득하고,
    상기 TTC를 기초로, 상기 조향 장치에 상기 조향을 위한 신호를 제공하거나상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 TTC가 기준 시간 이상인 경우, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하고,
    상기 TTC가 기준 시간보다 작은 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 인터페이스부를 통해, TPMS(Tire Pressure Monitoring System)로부터 타이어 공기압 정보를 수신하고,
    상기 타이어 공기압 정보를 기초로 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 바퀴에 장착된 제1 타이어의 공기압이 제2 바퀴에 장착된 제2 타이어의 공기압보다 낮은 경우, 상기 제1 바퀴에 걸리는 제동력이 상기 제2 바퀴에 걸리는 제동력보다 더 작아지도록 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선의 커브 구간 정보를 획득하고,
    상기 커브 구간 정보를 기초로, 상기 조향 장치에 상기 조향을 위한 신호를 제공하거나, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 커브 구간의 곡률 정보를 획득하고,
    상기 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률 이상인 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하고,
    상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 커브 구간의 곡률 정보를 획득하고,
    상기 커브 구간의 곡률값이 기준 곡률 보다 작은 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 주행 차선의 가상의 중심선을 생성하고, 상기 가상의 중심선에 차량의 전폭의 중심이 위치하도록, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호를 제공하거나, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호를 제공하는 차량 운전 보조 장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    운전자 개입이 감지되는 경우, 상기 조향 장치에 상기 차량 조향을 위한 신호 제공을 중단하거나, 상기 브레이크 장치에 상기 편제동을 위한 신호 제공을 중단하는 차량 운전 보조 장치.

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