KR101937472B1 - 자동 주차 보조 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

자동 주차 보조 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템은 주차공간을 감지할 수 있도록 주차공간상의 장애물을 감지하는 장애물감지부와, 차량을 조향하는 전동조향장치와, 선회내측바퀴와 선회외측바퀴에 대한 제동을 독립적으로 제어하는 전자제동장치 및 장애물감지부를 통해 감지된 장애물 정보를 근거로 주차 공간이 검출되면 주차 공간상에 차량을 주차시킬 주차 종료점과 주차 시작점을 연결하며 직선구간과, 곡률반경이 줄어들도록 차량의 선회내측바퀴에 선회외측바퀴보다 높은 제동력이 제공되는 선회구간을 포함하는 주차 경로를 생성시키고, 자동 주차 제어시 조향장치를 통해 차량을 생성된 주차 경로를 따라 이동시키되 제동장치를 통해 선회구간에서 선회내측 바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동 주차 보조 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SMART PARKING ASSIST}

본 발명은 자동 주차 보조 시스템 및 방법에 관한 것으로, 선회구간을 가진 평행 주차 경로를 따라 평행 주차를 자동으로 수행할 수 있는 자동 주차 보조 시스템 및 방법에 관한 것이다.

자동차 기술이 발전함에 따라, 차량의 주차를 보조하여 주는 시스템이 개발되어 협소한 주차 공간이나 운전자의 운전 미숙으로 인한 주차의 어려움을 해결해 주고 있다.

이러한 주차 보조 시스템 중에는 자동 주차 보조 시스템(Smart Parking Assist System ; 이하 SPAS라 칭함)이 있다.

SPAS는 차량에 부착된 초음파 센서를 이용하여 주차 공간을 확인하고, 확인된 주차 공간에 차량을 안전하게 자동 주차하기 위한 시스템으로서, 초음파 센서, , 안티락 브레이킹 시스템(Anti-Lock Braking System ; ABS)(혹은 차량자세제어장치(Electronic Stability Control ; ESC)) 및 전동식 조향장치(Electric Power Steering ; EPS)을 사용하여 주차 공간을 탐색하고 주차 위치까지의 주차 경로를 생성하여 조향각을 제어한다.

보다 상세하게 설명하면, 주차 공간이 있는 방향을 초음파로 스캔하여 거리 정보를 얻는다. 주차 공간이 존재하는 지역을 지날 때 초음파 스캔을 통해 산출되는 거리는 주차된 차량이 있는 지역을 지날 때의 거리보다 크므로 그 거리의 차 및 차량의 속도를 통해 주차 공간의 폭과 길이를 측정할 수 있게 된다.

이렇게 측정된 주차 공간의 폭과 길이로부터 주차가 가능한 지역인지를 확인할 수 있고, 주차 가능 지역으로 확인되면 적절한 목표 주차 위치를 결정한 후, 현재의 위치에서 목표 주차 위치로의 주차 경로를 생성하게 되고, 생성된 주차 경로에 따라 조향각을 제어하여 목표 주차 위치로의 주차를 시도하게 된다.

따라서, SPAS를 이용하면, 운전자가 스크린을 통해 '평행주차 좌.우', '직각형 주차 좌.우' 중 하나를 선택한 후 기어만 맞춰주면 핸들이 자동으로 움직여 주차해준다. 운전자는 가속과 감속만 해주면 된다.

SPAS에 의해 생성되는 주차 경로는 곡선 구간을 가진 다수의 구간으로 이루어진다.

예를 들면, 평행 주차 경로의 경우, 제1 직선이동구간, 제1 선회구간, 제2 직선이동구간 및 제2 선회구간으로 이루어진다.

이때, 상대적으로 좁은 주차 공간에 자동 주차를 위해서는 제1 선회구간과 제2 선회구간의 곡률반경을 최소화해야 한다.

하지만, 기존에는 핸들의 조향각에 의해서만 선회구간의 곡률반경이 정해지기 때문에 핸들을 최대로 회전시키더라도 선회구간의 곡률반경을 줄이는 데에 한계가 있어 자동 주차가 상대적으로 넓은 주차 공간에서만 가능하다.

본 발명의 실시예는 주차 경로 중 선회구간의 곡률반경을 줄일 수 있도록 선회 내측 바퀴와 선회 외측 바퀴의 제동력을 서로 다르게 제어하는 자동 주차 보조 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 주차공간을 감지할 수 있도록 주차공간상의 장애물을 감지하는 장애물감지부, 상기 장애물감지부를 통해 장애물이 검출되면, 직선구간과 선회구간을 포함하는 주차경로를 생성하는 경로생성부, 상기 경로생성부에 의해 생성된 주차경로를 추종하도록 차량을 조향하는 전동조향장치 및 선회내측바퀴와 선회외측바퀴에 대한 제동을 독립적으로 제어하는 전자제동장치를 포함하는 자동 주차 보조 시스템에 있어서, 상기 선회구간에서의 차량 선회각 및 최소회전반경은 상기 선회구간에서 선회외측바퀴의 제동력보다 높은 제동력이 선회내측바퀴에 제공된 것이 반영되도록 미리 설정된 값이고, 자동 주차 제어시 상기 전동조향장치를 통해 차량을 상기 생성된 주차경로를 따라 이동시킬 때 상기 선회구간에서의 미리 설정된 차량 선회각 및 최소회전반경을 근거로 하여 상기 전자제동장치를 제어하여 상기 선회내측바퀴의 제동력을 상기 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어하는 제어부를 포함하는 자동 주차 보조 시스템이 제공될 수 있다.

삭제

또한, 상기 주차경로는 주차 시작점과 주차 종료점을 제1 직선구간, 제1 선회구간, 제2 직선구간, 제2 선회구간 순으로 연결하는 주차경로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 선회구간 및 상기 제2 선회구간에서 상기 선회내측바퀴를 제동시키고 상기 선회외측바퀴는 제동하지 않는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 주차경로는 주차 시작점과 주차 종료점을 제1 직선구간, 제1 선회구간, 제2 직선구간, 제2 선회구간 순으로 연결하는 주차경로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 선회구간 및 제2 선회구간에서 상기 선회내측 바퀴의 제동력을 상기 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어하되, 상기 선회내측 바퀴 중 후륜의 제동력을 전륜의 제동력보다 크게 제어하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 차량이 상기 경로 생성부에 의해 생성된 주차경로를 추종하도록 목표 조향각을 생성하고, 상기 생성된 목표 조향각을 상기 전동조향장치로 전달하여 상기 차량의 조향 제어를 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 경로 생성부에 의해 생성된 주차경로 상의 장애물과의 거리에 따라 상기 차량을 제동시키도록 상기 전자제동장치를 제어할 수 있다.

삭제

본 발명의 실시예는 자동 주차 제어시 주차 경로 중 선회구간에서 선회 내측 바퀴의 제동량을 선회 외측 바퀴보다 높여 선회구간의 곡률반경을 줄임으로써 상대적으로 좁은 주차 공간에서도 자동 주차가 가능하게 할 수 있고, 주차성능의 향상과 더불어 운전자의 운전 성향과 차량 제원, EPS의 성능 등 SPAS의 성능에 영향을 끼치는 여러 가지 요인들의 격차를 효과적으로 줄여줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 대략적인 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템에서 평행 주차 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템에서 평행 주차 경로를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 평행 주차 경로에서의 조향각과 제동력을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 평행 주차 경로 중 선회구간에서의 제동력을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, "연결되는/결합되는"이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 제어블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자동 주차 보조 시스템은 장애물 감지부(10), 차속감지부(11), 조향각감지부(12), 제어부(20), 능동조향장치(30) 및 능동제동장치(40)를 포함할 수 있다.

장애물 감지부(10)는 주차하고자 하는 지역 내에 존재하는 장애물을 감지하고, 그 장애물까지의 거리를 측정하여 제어부(220)로 전송한다.

장애물 감지부(10)는 초음파 센서 등의 거리 센서가 이용될 수 있다.

차속감지부(11)는 자동 주차 제어시 차량의 이동거리를 감지한다.

조향각감지부(12)는 자동 주차 제어시 핸들의 조향각을 감지한다.

제어부(20)는 주차 공간이 검출되면 주차 공간상에 차량을 주차시킬 주차 종료점과 주차 시작점을 연결하는 주차 경로를 생성시킨다. 이때, 주차 경로는 직선구간과, 곡률반경이 줄어들도록 차량의 선회내측바퀴에 선회외측바퀴보다 높은 제동력이 제공되는 선회구간을 포함한다.

또한, 제어부(20)는 자동 주차 제어시 차량을 생성된 주차 경로를 따라 이동시키되, 선회구간에서 선회내측 바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어한다.

이를 위해 제어부(20)는 경로 생성부(21), 조향 제어부(22) 및 제동 제어부(23)를 포함할 수 있다.

경로 생성부(21)는 장애물 감지부(10)로부터 수신한 거리 데이터를 이용하여 주차 공간을 검출하고, 그 주차 공간상에 주차 종료점을 설정하여 차량의 초기 위치(이하, "주차 시작점"이라 함)와 주차 종료점을 연결하는 주차 경로를 생성한다.

경로 생성부(21)는 미리 설정된 차량 선회각 및 최소회전반경을 근거로 주차 시작점과 주차 종료점을 두 개의 직선이동구간과 두 개의 선회구간으로 연결하여 주차 경로를 생성한다. 예를 들면, 경로 생성부(220)는 미리 설정된 차량 선회각 및 최소회전반경을 이용하여 직선이동구간(제1 직선이동구간), 선회구간(제1 선회구간), 직선이동구간(제2 직선이동구간) 및 선회구간(제2 선회구간)으로 이루어진 평행 주차 경로를 생성할 수 있다.

이때, 선회구간에서의 차량 선회각 및 최소회전반경은 선회구간에서 선회외측바퀴의 제동력보다 높은 제동력이 선회내측바퀴에 제공된 것이 반영되도록 미리 설정된 값이다. 선회구간에서의 차량 선회각 및 최소회전반경은 선회내측바퀴의 제동력이 선회외측바퀴의 제동력보다 높게 제어하는 것에 의해 그렇지 않은 경우보다 휠 씬 줄어든 값이다. 이때, 선회내측바퀴의 제동력이 선회외측바퀴보다 높은 제동력을 제공받는 것은 선회내측바퀴만을 제동하고 선회외측바퀴를 제동하지 않는 것을 포함한다. 이렇듯 비대칭 제동 또는 편 제동에 의해 선회구간에서 주행경로의 최소회전반경을 보다 줄일 수 있어 좁은 주차 공간에 대해서도 자동 주차가 가능하게 할 수 있다.

조향 제어부(22)는 경로 생성부(21)에서 생성된 주차 경로를 이용하여 차량이 그 주차 경로를 추종할 수 있도록 하기 위한 목표 조향각 정보를 생성하고 생성된 목표 조향각 정보를 능동조향장치(30)로 전달함으로써 차량의 조향 제어를 수행한다.

즉, 조향 제어부(22)가 목표 조향각 정보를 조향장치로 전달하면, 조향장치(30)는 목표 조향각에 해당하는 어시스트 전류를 어시스트 맵으로부터 탐색하여 결정하고, 그 어시스트 전류로 모터를 구동함으로써 조향 제어를 수행하게 된다.

이때, 조향장치란 차량의 조향을 보조하는 조향 보조 수단으로서, 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering)와 모터구동 조향장치(MDPS: Motor Driven Power Steering)를 포함할 수 있다.

제동 제어부(23)는 주차 경로 상의 차량의 위치 및 장애물과의 거리를 판단하여 그 결과에 따라 제동장치(40)를 제어함으로써 차량의 이동속도를 제한하거나 차량을 제동한다. 예컨대, 차량이 평행 주차 경로에서 각 구간의 경계점에 위치하는 경우 차량의 조향각을 변경해야 하므로 차량의 정지시킬 필요가 있다. 따라서 차량이 각 구간의 경계점에 도달할 때 차량을 정지시키도록 제어한다. 또한, 주차를 수행하는 도중 차량의 진행방향에 장애물이 감지되는 경우, 그 장애물과의 충돌을 방지하기 위해 차량의 이동속도를 제한하거나 차량을 제동한다.

제동 제어부(23)는 자동 주차 제어시 차량이 선회구간의 주차 경로를 따라 이동시키되, 선회내측바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어한다.

제동장치(40)는 안티락 브레이킹 시스템(Anti-Lock Braking System ; ABS), 차량자세제어장치(Electronic Stability Control ; ESC)) 등 선회 내측 바퀴와 선회 외측 바퀴의 제동력을 서로 다르게 제어할 수 있는 제동장치를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템에서 평행 주차 경로를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템에서 평행 주차 경로를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 평행 주차 경로는 제1 직선이동구간(S-A구간), 제1 선회구간(A-B구간), 제2직선이동구간(B-C구간) 및 제2 선회구간(C-F구간)이 순서대로 연결된다.

제1 직선이동구간(S-A구간) 및 제2 직선이동구간(B-C)에서는 0°의 조향각을 차량을 조향한다.

제1 선회구간(A-B구간) 및 제2 선회구간(C-F구간)에서는 각 선회구간에서의 주행 경로에 맞게 미리 설정된 조향각(예를 들면, 최대 조향각)으로 차량을 조향함과 함께 제1 및 제2 선회구간에서의 곡률반경이 줄어들도록 선회내측바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어한다.

제1 선회구간 (A-B구간)의 길이(R1)은 다음의 식 [1]에 의해 산출된다.

R1 = Rmin1 * θturn1 식 [1]

여기서, θturn1은 미리 설정된 선회각을 나타내고, Rmin1은 선회내측바퀴의 제동력이 선회외측바퀴의 제동력보다 미리 설정된 값만큼 높게 제공되고 미리 설정된 선회각이 제공된 경우의 제1 선회구간의 최소곡률반경이다.

제2 선회구간 (C-F구간)의 길이(R2)은 다음의 식 [2]에 의해 산출된다.

R2 = Rmin2 * θturn2 식 [2]

여기서, θturn2는 미리 설정된 선회각을 나타내고, Rmin2은 선회내측바퀴의 제동력이 선회외측바퀴의 제동력보다 미리 설정된 값만큼 높게 제공되고 미리 설정된 선회각이 제공된 경우의 제2 선회구간의 최소곡률반경이다.

이때, Rmin1과 Rmin2는 서로 같은 값일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 평행 주차 경로에서의 조향각과 제동력을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 주차 보조 시스템의 평행 주차 경로 중 선회구간에서의 제동력을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 평행 주차 경로는 제1 직선이동구간(S-A구간), 제1 선회구간(A-B구간), 제2직선이동구간(B-C구간) 및 제2 선회구간(C-F구간)을 포함한다.

A, 경계점 B, 경계점 C에서는 차량의 조향각을 제어하기 위해 차량을 일시 정지시킨다.

제1 직선이동구간(S-A구간) 및 제2 직선이동구간(B-C)에서는 0°의 조향각을 차량을 조향한다. 즉, 핸들 조향없이 차량 후진만이 이루어진다.

제1 선회구간(A-B구간)에서는 주차 경로에 맞게 미리 설정된 조향각(θ1)(예를 들면, 최대 조향각)으로 차량을 조향함과 함께 제1 선회구간에서의 곡률반경이 줄어들도록 선회내측바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력(예를 들면, 0)보다 크게 제어한다.

또한, 제2 선회구간(C-F구간)에서는 주차 경로에 맞게 미리 설정된 조향각(-θ1)으로 차량을 조향함과 함께 제2 선회구간에서의 곡률반경이 줄어들도록 선회내측바퀴의 제동력을 선회외측바퀴의 제동력(예를 들면, 0)보다 크게 제어한다.

선회구간(A-B구간, C-F) 구간에서 차량은 통상 클로소이드(Clothoid) 곡선이라고 불리는 곡선을 따라 진행하게 되는데, 선회내측바퀴와 선회외측바퀴의 서로 다른 제동력 제어에 의해 클로소이드 곡선의 곡률반경을 그렇지 않은 경우보다 대폭 줄일 수 있다, 이로 인해, 차량을 상대적으로 좁은 주차공간에 주차할 수 있게 된다.

상술한 본 발명에 대한 실시예에서는 평행주차를 중심으로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 차량의 주차를 자동적으로 수행할 수 있는 시스템이므로 모든 주차모드(예를 들어, 직각주차 중 직진주차, 직각주차 중 후진주차 및 평행주차)에 대하여 동일한 시스템이 적용되며 주차모드에 한정되지 않는다.

또한, 상술한 본 발명의 실시예에서는 선회내측바퀴에 대한 제동력 제어시 전륜과 후륜 두 바퀴 모두 제동하는 것에 대해서 설명하고 있지만, 전륜 또는 후륜 중 어느 한 쪽의 바퀴만을 제동하는 것도 가능하다.

예를 들면, 선회내측바퀴 중 후륜의 제동력을 전륜보다 크게 제어할 수 있다. 이렇게 함으로써 선회구간의 곡률반경을 더욱 줄일 수 있다.

10 : 장애물감지부 11 : 차속감지부
12 : 조향각감지부 20 : 제어부
21 : 경로생성부 22 : 조향제어부
23 : 제동제어부 30 : 전동조향장치
40 : 전자제동장치

Claims (7)

1. 주차공간을 감지할 수 있도록 주차공간상의 장애물을 감지하는 장애물감지부, 상기 장애물감지부를 통해 장애물이 검출되면, 직선구간과 선회구간을 포함하는 주차경로를 생성하는 경로생성부, 상기 경로생성부에 의해 생성된 주차경로를 추종하도록 차량을 조향하는 전동조향장치 및 선회내측바퀴와 선회외측바퀴에 대한 제동을 독립적으로 제어하는 전자제동장치를 포함하는 자동 주차 보조 시스템에 있어서,
   상기 선회구간에서의 차량 선회각 및 최소회전반경은 상기 선회구간에서 선회외측바퀴의 제동력보다 높은 제동력이 선회내측바퀴에 제공된 것이 반영되도록 미리 설정된 값이고,
   자동 주차 제어시 상기 전동조향장치를 통해 차량을 상기 생성된 주차경로를 따라 이동시킬 때 상기 선회구간에서의 미리 설정된 차량 선회각 및 최소회전반경을 근거로 하여 상기 전자제동장치를 제어하여 상기 선회내측바퀴의 제동력을 상기 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어하는 제어부를 포함하는 자동 주차 보조 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 주차경로는 주차 시작점과 주차 종료점을 제1 직선구간, 제1 선회구간, 제2 직선구간, 제2 선회구간 순으로 연결하는 주차경로를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 제1 선회구간 및 상기 제2 선회구간에서 상기 선회내측바퀴를 제동시키고 상기 선회외측바퀴는 제동하지 않는 것을 포함하는 자동 주차 보조 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 주차경로는 주차 시작점과 주차 종료점을 제1 직선구간, 제1 선회구간, 제2 직선구간, 제2 선회구간 순으로 연결하는 주차경로를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 제1 선회구간 및 제2 선회구간에서 상기 선회내측 바퀴의 제동력을 상기 선회외측바퀴의 제동력보다 크게 제어하되, 상기 선회내측 바퀴 중 후륜의 제동력을 전륜의 제동력보다 크게 제어하는 것을 포함하는 자동 주차 보조 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 차량이 상기 경로 생성부에 의해 생성된 주차경로를 추종하도록 목표 조향각을 생성하고, 상기 생성된 목표 조향각을 상기 전동조향장치로 전달하여 상기 차량의 조향 제어를 수행하는 자동 주차 보조 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 경로 생성부에 의해 생성된 주차경로 상의 장애물과의 거리에 따라 상기 차량을 제동시키도록 상기 전자제동장치를 제어하는 자동 주차 보조 시스템.
7. 삭제

Images