KR102450550B1 - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명은 차량 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 차량은 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 장애물과의 충돌이 예상되면 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량은 운전자의 편의성과 안전성을 고려하여 다양한 차량 부가 서비스 장치를 개발 및 장착하고 있는 추세이다.
보다 구체적으로, 차량 부가 서비스 장치는 차량의 도로 주행 시, 운전자의 핸들조작을 보조하여 주행차선으로부터의 이탈을 방지하는 차선이탈 경보 장치 등과 같은 안전 보조 장치를 비롯하여 운전자에 의해서 선택된 목적지까지의 경로 및 경로에 따른 주변 정보를 안내하는 내비게이션과 같은 부가 서비스 제공 장치를 포함할 수 있다.
상술한 안전 보조 장치는 전방 차량과의 충돌이 불가피한 경우 충격을 완화시키는 자동 비상 제동 장치(Advanced Emergency Braking System, AEBS) 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 중문이 존재하지 않는 관광버스는 추돌 사고가 날 경우 도어 구조가 훼손되어 수동개방 모드로 전환하여도 도어를 열지 못하는 상황에 처할 수 있다. 비상 시 탈출을 위해 유리창문 제거를 위한 망치가 차량 내 비치되어 있으나, 관리 소홀로 분실되어 있는 경우도 있으며, 당황한 승객의 경우 망치를 사용하여 유리창문을 제거할 여유가 없을 뿐만 아니라, 제거 후에도 유리창문을 통해 탈출하여야 하는 추가 위험이 예상될 수 있다.
개시된 실시예는 차량이 장애물과의 충돌을 미리 예측한 경우 도어를 개방하여 승객의 대피를 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 차량은, 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및 상기 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 도어측 충돌을 예상할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 장애물의 너비가 기준치 이상인 경우,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측 비오버랩 정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 장애물의 너비가 기준치 미만인 경우,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 요구제동거리를 수학식을 통해 계산하고,상기 수학식은,
Figure 112017110584416-pat00001
이며,
상기 D required는 요구제동거리, V current는 차량과 상기 장애물 간의 현재 상대속도, afullbrake는 풀제동 시 상대가속도 ≒ 상기 차량의 최대 제동 시 감속도 + 상기 장애물의 가속도를 의미할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 도어측 충돌이 예상되는 경우, 상기 차량센서의 감지정보를 통해 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트를 착용하고, 상기 차량 내 입석 승객이 없는 경우, 상기 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 상기 차량 내 입석 승객이 존재하는 경우, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복된 경우, 상기 도어를 수동 개방모드로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복 상태가 아닌 경우, 상기 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
다른 측면에 따른 차량은, 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및상기 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 운전석측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 운전석측 충돌을 예상할 수 있다.
일 측면에 따른 차량의 제어방법은, 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하고,상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고,계산 결과, 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하고,판단 결과, 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 도어측 충돌을 예상할 수 있다.
또한, 상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,상기 장애물의 너비가 기준치 이상인 경우,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측 비오버랩 정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
또한, 상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,상기 장애물의 너비가 기준치 미만인 경우,상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
또한, 상기 요구제동거리를 계산하는 것에서,상기 요구제동거리를 수학식을 통해 계산하고,상기 수학식은,
Figure 112017110584416-pat00002
이며,
상기 D required는 요구제동거리, V current는 차량과 상기 장애물 간의 현재 상대속도, afullbrake는 풀제동 시 상대가속도 ≒ 상기 차량의 최대 제동 시 감속도 + 상기 장애물의 가속도를 의미할 수 있다.
또한, 상기 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환하는 것은,상기 도어측 충돌이 예상되는 경우, 상기 차량센서의 감지정보를 통해 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 차량의 제어방법은, 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트를 착용하고, 상기 차량 내 입석 승객이 없는 경우, 상기 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
또한, 차량의 제어방법은, 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 상기 차량 내 입석 승객이 존재하는 경우, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 차량의 제어방법은, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복된 경우, 상기 도어를 수동 개방모드로 전환할 수 있다.
또한, 차량의 제어방법은, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복 상태가 아닌 경우, 상기 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
전술한 과제 해결 수단에 의하면, 차량이 장애물과의 충돌을 미리 예측한 경우 선제적으로 도어를 개방하여 충돌 사고 시 승객의 대피를 용이하게 할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
개시된 발명은 차량의 장애물 충돌 시 유리창문을 깨지 않아도 되므로, 사고 시 승객의 안전한 대피를 제공할 수 있다는 것이다.
또한, 개시된 발명은 도어 손상이 우려되는 충돌 케이스에서만 도어를 자동으로 개방시키기 때문에, 전복, 차량 미정지 상태에서의 불필요한 도어 자동 개방으로 인해 승객의 안전을 위협하는 상황을 미연에 방지할 수 있다는 것이다.
또한, 개시된 발명은 도어의 자동 개방이 위험하다고 판단되는 상황에서는 도어를 수동 개방 모드로 전환하여 승객의 판단에 따라 도어를 오픈할 수 있도록 하고, 이로 인해 승객의 대피가 용이하다는 것이다.
도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 3은 도어 제어 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 4는 도어 제어 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 도어측 충돌을 판단하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재,블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재,블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재,블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량의 전방에 위치하는 앞바퀴(21)와 차량의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함하여 차량(1)을 이동시키기 위한 바퀴(21, 22)를 포함할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다. 또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.
차량(1)은 상술한 구성 이외에도 바퀴(21, 22)를 회전시키는 동력 장치(미도시), 차량(1)의 이동 방향을 변경하는 조향 장치(미도시), 바퀴의 이동을 정지시키는 제동 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 동력 장치(미도시)는 본체가 전방 또는 후방으로 이동하도록 앞바퀴(21) 또는 뒷바퀴(22)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 동력 장치(미도시)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 포함할 수 있다.
조향 장치는 운전자로부터 주행 방향을 입력받는 조향 핸들(미도시), 조향 핸들의 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 조향 기어(미도시), 조향 기어의 왕복 운동을 앞바퀴(21)에 전달하는 조향 링크(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 조향 장치는 바퀴의 회전축의 방향을 변경함으로써 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
제동 장치는 운전자로부터 제동 조작을 입력받는 제동 페달(미도시), 바퀴(21, 22)와 결합된 브레이크 드럼(미도시), 마찰력을 이용하여 브레이크 드럼(미도시)의 회전을 제동시키는 브레이크 슈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제동 장치는 바퀴(21, 22)의 회전을 정지시킴으로써 차량(1)의 주행을 제동할 수 있다.
도 1을 참고하면, 개시된 발명에 의하여 장애물과 도어측 충돌을 판단하기 위하여 카메라와 같은 영상 획득 장치(31), 레이더(33), 승객감지센서(35), 전복감지센서(37)이 장착될 수 있다. 상술한 센서의 장착 위치는 도 1에 한정되지 않고, 차량(1)과 장애물과의 충돌을 예측하기 위하여 얻기 위한 센서에 따라 해당 위치가 변경될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
도 2는 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 3은 도어 제어 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이고, 도 4는 도어 제어 과정을 설명하기 위한 예시도이며, 도 5 내지 도 7은 도어측 충돌을 판단하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 참고하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 차량(100)은 통신부(110), 입력부(120), 저장부(130), 디스플레이(140), 차량센서(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232),전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service)등다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 라디오 데이터 시스템 교통 메시지 채널(Radio Data System-Traffic Message Channel, RDS-TMC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도,GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access),UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은교통정보 신호를 수신하는 안테나 및 수신기(Receiver)를 포함하는무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.또한, 무선 통신 모듈은무선통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한교통정보 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 통신부(110)는 차량(100) 내부의 전자 장치들 사이의 통신을 위한 내부 통신 모듈(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 차량(100)의 내부 통신 프로토콜로는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnection Network), 플렉스레이(FlexRay), 이더넷(Ethernet) 등을 사용할 수 있다.
입력부(120)는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 페달(pedal), 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 장치를 포함할 수 있다.
또한, 입력부(120)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 장치를 포함할 수도 있다. 터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 디스플레이(140)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다.
저장부(130)는 장애물과 도어의 충돌 판단, 도어 비상 개방, 도어 수동 개방 모드 전환 등을 판단하기 위한 각종 기준을 비롯하여 차량(100)과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다.
저장부(130)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(130)는 제어부(160)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
디스플레이(140)는 전방 장애물과의 충돌 위험 알림, 도어 충돌 위험 알림, 도어 비상 개방, 도어 수동 개방 모드 전환 등의 차량(100)에서 구현되는 각종 제어 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 화면 상에 표시할 수 있다.
디스플레이(140)는 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
차량센서(150)는 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 구성일 수 있다.
차량센서(150)는 차량(100) 내 위치한 승객을 감지하기 위한 승객감지센서(151), 차량(100)의 전복유무를 감지하기 위한 전복감지센서(153) 및 전방에 위치하는 장애물을 감지하기 위한 장애물감지센서(155)를 포함할 수 있다.
승객감지센서(151)는 카메라와 같은 영상 획득부, 초음파센서, 레이저센서 등으로 구현될 수 있다. 승객감지센서(151)는 상술한 센서에 한정되지 않고, 승객을 감지할 수 있는 다른 센서로 대체되거나, 또는 추가할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
승객감지센서(151)는 탑승한 승객의 입석 유무, 승객의 안전벨트 착용 유무를 판단할 수 있다.
상술한 전복감지센서(153)는 자이로 센서, 횡방향 가속도 센서 등으로 구현될 수 있다. 전복감지센서(153)는 상술한 센서에 한정되지 않고, 차량(100)의 전복 유무를 감지할 수 있는 다른 센서로 대체되거나, 또는 추가할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
장애물감지센서(155)는 차량(100) 전방에 위치하는 타 차량을 비롯하여 장애물을 감지하기 위한 센서로서, 레이더, 영상 획득부 등으로 구현될 수 있다.
장애물감지센서(155)는 장애물을 감지하여 종/횡위치, 상대속도, 상대가속도를 파악할 수 있다.
제어부(160)는 차량센서(150)를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 장애물과의 충돌이 예상되면 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환시킬 수 있다.
도 3을 참고하면, 제어부(160)는 승객감지센서(151)를 통해 안전벨트 착용 감지 및 입석 감지를 수행하고, 전복감지센서(153)를 통해 차량 전복을 감지할 수 있다.제어부(160)는 장애물감지센서(155)를 통해 전방의 장애물을 감지한 후, 장애물과의 충돌소요시간(Time-To-Collision: TTC)를 계산하거나, 요구제동거리를 계산하고, 장애물의 횡위치와 너비를 활용하여 오버랩을 계산하여 장애물과 도어측 충돌을 예측할 수 있다. 제어부(160)는 상술한 차량센서(150)로부터 감지되거나 감지된 정보로부터 산출된 정보를 기초로 비상 도어 개방을 명령할 수 있고, 조건에 따라 도어를 비상으로 자동 개방하거나 또는 수동 개폐 밸브를 개방하여 수동 개방 모드로 전환할 수 있다.
도 4를 참고하면, 제어부(160)는 차량센서(150)를 통해 감지된 정보를 기초로 도어측 충돌을 예측하고(a), 도어측 충돌이 예상되면 도어를 비상으로 자동 개방하여(b), 충돌 발생 후 차량이 멈추면(c), 승객이 대피하도록 할 수 있다(d).
제어부(160)는 차량(100)과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 차량(100)과 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 장애물의 너비방향 중심이 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 도어측 충돌을 예상할 수 있다.
도 5를 참고하면, 자차량(subjectvehicle:subveh)과 장애물인 타겟차량(targetvehicle: tgtveh) 간의 너비방향 오버랩 정도(Overlap(%))는 수학식 1, 차량과 장애물간의 너비방향 우측 비오버랩 정도(Free_Right(%))는 수학식 2, 차량과 장애물간의 너비방향 좌측 비오버랩 정도(Free_Left(%))는 수학식 3, 장애물의 너비방향 중심이 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치(Lateral_Position(%))는 수학식 4와 같을 수 있다.
[수학식 1]
Overlap(%) = Woverlap / Wsubveh * 100
[수학식 2]
Free_Right(%) = WFree_Right / Wsubveh * 100
[수학식 3]
Free_Left(%) = WFree_Left / Wsubveh * 100
[수학식 4]
Lateral_Position(%) = PosLateral / Wsubveh * 100
제어부(160)는장애물의 너비가 기준치 이상인 경우,차량(100)과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측비오버랩 정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.이때, 장애물 너비가 기준치인 0.5m 이상인 넓은 물체의 도어측 충돌판단 기준은 제1 기준 퍼센트가 15%, 도어측비오버랩 정도가 0%일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 넓은 물체는 차량, 벽 등일 수 있다.
도 6을 참조하면, 장애물의 너비(Wtgt)가 0.5m 이상, Overlap이 50%, WFree_Right가 0%, WFree_Left가 50%인 경우, 제어부(160)는 오버랩 정도(Overlap)> 15%, WFree_Right = 0%인 기준을 만족하여 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
제어부(160)는장애물의 너비가 기준치 미만인 경우,차량(100)과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.이때, 장애물 너비가 기준치인 0.5m 미만인 좁은 물체의 도어측 충돌판단 기준은 제2 기준 퍼센트가 1%, 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 조건일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 좁은 물체는 전봇대, 가로수 등일 수 있다.
도 7을 참조하면, 장애물의 너비(Wtgt)가 0.5m 미만, Overlap이25%, WFree_Right가 25%, WFree_Left가 55%, Pos_Lat가 67.5%인 경우, 제어부(160)는 오버랩 정도(Overlap) >1%, Pos_Lat> 60%인 기준을 만족하여 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
제어부(160)는요구제동거리를 수학식 5를 통해 계산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112017110584416-pat00003
이며,
상기 D required는 요구제동거리, V current는 차량과 상기 장애물 간의 현재 상대속도, afullbrake는풀제동 시 상대가속도 ≒ 상기 차량의 최대 제동 시 감속도 + 상기 장애물의 가속도를 의미할 수 있다.
제어부(160)는 도어측 충돌이 예상되는 경우, 차량센서(150)의 감지정보를 통해 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 차량 내 입석 승객여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
제어부(160)는 파악결과, 전좌석 안전벨트를 착용하고, 차량(100) 내 입석 승객이 없는 경우, 상기 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
제어부(160)는 파악결과, 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 차량(100) 내 입석 승객이 존재하는 경우, 차량의 정지여부 및 차량의 전복여부를 파악하는 것을 더 포함할 수 있다.
제어부(160)는 파악결과, 차량(100)이 정지한 상태이고, 차량(100)이 전복된 경우, 도어를 수동 개방모드로 전환할 수 있다.
제어부(160)는 파악결과, 차량(100)이 정지한 상태이고, 차량(100)이 전복 상태가 아닌 경우, 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
한편, 제어부(160)는 차량센서(150)를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 장애물과의 충돌이 예상되면 장애물과 운전석측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시킬 수 있다.
운전석측 충돌 예상에 따른 도어 비상 개방은 운전석측 충돌로 인해 운전자 상해가 우려될 경우, 운전자가 도어를 조작하여 승객들의 대피를 돕기 어려우므로 도어를 자동 개방하는 것이다.
제어부(160)는차량(100)과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 운전석측 충돌을 예상할 수 있다.
상기 운전석측 충돌 예상 방법에 상술한 도어측 충돌 예상 방법을 적용할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
상술한 제어부(160)는차량(100) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
도 8은 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 차량(100)은차량센서(150)를 통해 전방의 장애물을 감지할 수 있다(211).
다음, 차량(100)은 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산할 수 있다(213).
차량(100)은 요구제동거리를 수학식 5를 통해 계산할 수 있다.
차량(100)은 단계 213의 계산 결과, 장애물과의 충돌이 예상되면(215) 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단할 수 있다(217).
단계 215에서, 차량(100)은 장애물과의 상대거리 < (요구제동거리 * 70%)인 경우, 충돌이 확실하여 충돌 예상으로 판단할 수 있다.
단계 217에서, 차량(100)은 차량(100)과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 차량과 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 장애물의 너비방향 중심이 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 도어측 충돌을 예상할 수 있다.
또한, 차량(100)은 장애물의 너비가 기준치 이상인 경우, 차량과 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측 비오버랩 정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
또한, 차량(100)은 장애물의 너비가 기준치 미만인 경우, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단할 수 있다.
차량(100)은 단계 217의 판단 결과, 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환하는 후술하는 과정을 수행할 수 있다(219 ~ 229).
보다 구체적으로, 차량(100)은 도어측 충돌이 예상되는 경우, 차량센서(150)의 감지정보를 통해 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 차량 내 입석 승객여부를 파악할 수 있다(219, 221).
차량(100)은 차량(100) 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 차량(100) 내 입석 승객여부를 파악결과, 전좌석 안전벨트를 착용하고, 차량(100) 내 입석 승객이 없는 경우, 도어(도 1의 13)를 비상 개방시킬 수 있다(223).
한편, 차량(100)은 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 차량 내 입석 승객여부를 파악결과, 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 차량 내 입석 승객이 존재하는 경우, 차량의 정지여부 및 차량의 전복여부를 파악할 수 있다(225, 227).
이때, 차량(100)은 기 설정된 시간동안, 차속이 기준속도가 미만이고, 종방향가속도 변화량이 종방향가속도 기준변화량 미만이며, 요레이트 변화율이 요레이트 기준변화율 미만이면, 차량이 정지했다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 차속 < 1km/h이고, 종방향가속도변화량 < 0.01 m/s2, 요레이트 변화율 < 0.01 rad/s인 경우, 차량(100)은 차량이 정지했다고 판단할 수 있다.
차량(100)은 상기 차량(100)의 정지여부 및 상기 차량(100)의 전복여부를 파악결과, 상기 차량(100)이 정지한 상태이고, 상기 차량(100)이 전복된 경우, 도어(도 1의 13)를 수동 개방모드로 전환할 수 있다(229). 이때, 도어를 수동 개방모드로 전환하는 것은 도어의 수동 개폐 밸브를 개방하여 압력을 해제한 상태로 사용자가 수동으로 도어를 개방할 수 있는 상태를 의미한다.
차량(100)은 차량(100)의 정지여부 및 차량(100)의 전복여부를 파악결과, 차량(100)이 정지한 상태이고, 차량(100)이 전복 상태가 아닌 경우, 도어(도 1의 13)를 비상 개방시킬 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1, 100 : 차량
110 : 통신부
120 : 입력부
130 : 저장부
140 : 디스플레이
150 : 차량센서
151 : 승객감지센서
153 : 전복감지센서
155 : 장애물감지센서

Claims (22)

  1. 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및
    상기 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 도어측 충돌을 예상하는 차량.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 장애물의 너비가 기준치 이상인 경우,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측 비오버랩정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 장애물의 너비가 기준치 미만인 경우,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 요구제동거리를 수학식을 통해 계산하고,
    상기 수학식은,
    Figure 112017110584416-pat00004
    이며,
    상기 Drequired는 요구제동거리, Vcurrent는 차량과 상기 장애물 간의 현재 상대속도, afullbrake는 풀제동 시 상대가속도 ≒ 상기 차량의 최대 제동 시 감속도 + 상기 장애물의 가속도를 의미하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어측 충돌이 예상되는 경우, 상기 차량센서의 감지정보를 통해 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악하는 것을 더 포함하는 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트를 착용하고, 상기 차량 내 입석 승객이 없는 경우, 상기 도어를 비상 개방시키는 차량.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 상기 차량 내 입석 승객이 존재하는 경우, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악하는 것을 더 포함하는 차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복된 경우, 상기 도어를수동 개방모드로 전환하는 차량.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복 상태가 아닌 경우, 상기 도어를 비상 개방시키는 차량.
  11. 장애물을 비롯하여 차량 내외부의 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및
    상기 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하면, 상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고, 계산 결과 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 운전석측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하여 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 운전석측 충돌을 예상하는 차량.
  12. 삭제
  13. 차량센서를 통해 전방의 장애물을 감지하고,
    상기 장애물에 대한 요구제동거리 또는 충돌소요시간을 계산하고,
    계산 결과, 상기 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 장애물과 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하고,
    판단 결과, 도어측 충돌이 예상되는 경우 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환하는 것을 포함하고,
    상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도, 상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 좌우 비오버랩 정도 또는 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향에 접촉된 횡위치 중 적어도 하나 이상을 포함하는 오버랩 정보를 기초로 상기 도어측 충돌을 예상하는 것을 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,
    상기 장애물의 너비가 기준치 이상인 경우,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제1 기준 퍼센트(%)를 초과이고, 상기 차량이 너비방향을 기준으로 상기 장애물과의 도어측비오버랩 정도가 0%이면 도어측 충돌로 판단하는 차량의 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 도어측 충돌이 예상되는지 여부를 판단하는 것은,
    상기 장애물의 너비가 기준치 미만인 경우,
    상기 차량과 상기 장애물간의 너비방향 오버랩 정도가 제2 기준 퍼센트(%)를 초과하고, 상기 장애물의 너비방향 중심이 상기 차량의 너비방향 60% 지점을 초과하는 위치에 접촉되면 도어측 충돌로 판단하는 차량의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 요구제동거리를 계산하는 것에서,
    상기 요구제동거리를 수학식을 통해 계산하고,
    상기 수학식은,
    Figure 112017110584416-pat00005
    이며,
    상기 D required는 요구제동거리, V current는 차량과 상기 장애물 간의 현재 상대속도, afullbrake는 풀제동 시 상대가속도 ≒ 상기 차량의 최대 제동 시 감속도 + 상기 장애물의 가속도를 의미하는 차량의 제어방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 도어를 비상 개방시키거나 또는 수동 개방모드로 전환하는 것은,
    상기 도어측 충돌이 예상되는 경우, 상기 차량센서의 감지정보를 통해 상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악하는 것을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트를 착용하고, 상기 차량 내 입석 승객이 없는 경우, 상기 도어를 비상 개방시키는 차량의 제어방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 차량 내 전좌석 안전벨트 착용여부 또는 상기 차량 내 입석 승객여부를 파악결과, 상기 전좌석 안전벨트 착용상태가 아니고, 상기 차량 내 입석 승객이 존재하는 경우, 상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악하는 것을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복된 경우, 상기 도어를 수동 개방모드로 전환하는 차량의 제어방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 차량의 정지여부 및 상기 차량의 전복여부를 파악결과, 상기 차량이 정지한 상태이고, 상기 차량이 전복 상태가 아닌 경우, 상기 도어를 비상 개방시키는 차량의 제어방법.
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