KR20070031559A - A hadware in the loop simulation apparatus and a test method thereof for lane departure warning system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차선 이탈 경보시스템 시험을 위한 힐스 장치 및 그의 방법으로서, 그 구성은, The present invention is a hills device and method for the lane departure warning system test, the configuration is,

차량의 운전상태에 따른 차량 동작상태 정보를 출력하는 운전자 인터페이스부와; A driver interface unit outputting vehicle operation state information according to a driving state of the vehicle;

상기 운전자 인터페이스부로부터 출력된 차량 동작상태 정보를 바탕으로 가상 차량의 위치정보를 산출하는 가상 차량모델부와; A virtual vehicle model unit configured to calculate location information of the virtual vehicle based on the vehicle operation state information output from the driver interface unit;

상기 가상 차량모델부를 통해 산출된 위치정보를 전송받아 차선이탈경보시스템에서 인식할 수 있는 영상을 생성하여 화면상에 디스플레이 하는 가상 주행도로 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 한다. Characterized in that it comprises a virtual driving road display unit for generating the image that can be recognized by the lane departure warning system by receiving the position information calculated through the virtual vehicle model unit to display on the screen.

차선, 힐스(HILS), 가상, 차선이탈경보시스템 Lane, Hills, Virtual, Lane Departure Warning System

Description

차선이탈경보시스템용 힐스 장치 및 그의 시험 방법 {A hadware in the loop simulation apparatus and a test method thereof for lane departure warning system} Healing device for lane departure warning system and its test method {A hadware in the loop simulation apparatus and a test method about for lane departure warning system}

도 1은 본 발명에 따른 힐스 장치 구성도. 1 is a block diagram of a hill device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 힐스 장치를 이용한 차선이탈경보시스템의 시험 방법 흐름도. Figure 2 is a flow chart of the test method of the lane departure warning system using a Hills device according to the present invention.

<도면부호의 설명><Description of Drawing>

10 운전자 인터페이스부 20 가상 차량모델부10 Driver Interface 20 Virtual Vehicle Model

30 가상 주행도로 디스플레이부 40 CCD카메라30 Virtual driving road display 40 CCD camera

50 연산 및 제어부 60 경고부50 operation and control unit 60 warning unit

100 힐스 장치 200 차선이탈경보시스템 100 Hills Device 200 Lane Departure Warning System

본 발명은 차선이탈경보시스템용 힐스 장치 및 그의 시험 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차선 이탈 경보시스템을 시험하기 위한 힐스(HILS : Hardware In the Loop Simulation) 장치 및 그의 시험 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hills device for a lane departure warning system and a test method thereof, and more particularly to a hardware in the loop simulation (HILS) device for testing a lane departure warning system and a test method thereof.

일반적으로, 힐스(HILS) 장치란 수치 시뮬레이션 환경에 비선형성 등으로 인해 수치적으로 모델링하기 힘든 하드웨어 장치를 실시간 시뮬레이션하기 위한 장치이다. 즉, 실차 시험에서의 단점을 보완하기 위한 모의 시험 장치이다. 이러한, 힐스 장치를 통해 실제상황과 유사한 환경으로 하드웨어 장치의 실험을 반복 수행해 봄으로써, 실차 시험횟수를 줄일 수 있고 시험의 질을 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 차량 개발시간과 그에 드는 비용을 대폭 줄일 수가 있다. Generally, a HILS device is a device for real-time simulation of a hardware device that is difficult to model numerically due to nonlinearity in a numerical simulation environment. That is, it is a simulation test apparatus for supplementing the shortcomings in a real vehicle test. By repeating the experiment of the hardware device in the environment similar to the real situation through the Hills device, the actual vehicle test frequency can be reduced and the quality of the test can be improved, thereby greatly reducing the vehicle development time and the cost. There is a number.

현재 차량에는 승객의 안전을 능동적으로 대처하기 위한 장치가 개발되어 장착 사용되고 있다. 이는, 사고 발생시 작동되는 수동적 안전장치에 비해 사고를 미연에 방지하기 위한 능동적 주행 보조장치 방향으로 개발이 진행되고 있다. At present, vehicles have been developed and used to actively handle passenger safety. It is being developed in the direction of active driving aids to prevent accidents in comparison with passive safety devices that operate when an accident occurs.

그 중, 차선 이탈 경보시스템은 운전자의 안전을 도모하기 위한 안전 장치로서, 운전 중 졸음운전이나 다른 탑승자와의 잡담 등으로 인해 차선을 이탈할 경우 운전자에게 경고하여 안전운전을 할 수 있도록 하는 보조 장치이다. 이를 위한 시스템 구성은, 차량의 전방 상부 룸미러상에 CCD카메라 등의 센서가 장착되어 전방의 영상을 모니터링하고 이미지 처리하여 차선과 주행 차량의 상대위치 및 각도를 산출한 후, 차선 이탈이 감지되면 운전자에게 경보토록 한다. Among these, the lane departure warning system is a safety device for the driver's safety, and it is an auxiliary device that warns the driver when driving away from the lane due to drowsy driving or chatting with other passengers. to be. The system configuration for this purpose is that a sensor such as a CCD camera is mounted on the front upper rearview mirror of the vehicle to monitor the image in front of the vehicle and process the image to calculate the relative position and angle of the lane and the driving vehicle. Alert the driver.

그런데, 상기 차선 이탈 경보시스템을 시험(테스트)하기 위해서는 실제 차량에 장착하여 도로를 주행하는 실차 시험을 통해 검증을 받아야 하고, 장착될 차량에 맞도록 튜닝이 필요하다. 하지만, 실차 시험을 수행하기 위해서는 실제 도로상에서 장시간 시험을 해야 하므로 비용이 많이 들어가며 예기치 않은 상황으로 안전사고가 발생할 수도 있다. However, in order to test (test) the lane departure warning system, the vehicle must be verified through a real vehicle test that is mounted on an actual vehicle and travels on a road, and tuning is required to fit the vehicle to be mounted. However, the actual vehicle test requires a long time test on the actual road, which is expensive and may lead to a safety accident due to an unexpected situation.

이에, 본원발명의 출원인은 차선 이탈 경보시스템(LDWS : Lane Departure Warning System)의 모의 실험을 위한 힐스(HILS) 장치 및 그를 통한 시험 방법을 제안하는 것이다. Therefore, the applicant of the present invention proposes a Hills (HILS) device for the simulation of the Lane Departure Warning System (LDWS) and a test method through the same.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차선 이탈 경보시스템(LDWS)을 시험하기 위한 힐스(HILS : Hardware In the Loop Simulation) 장치 및 그의 시험 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a Hills (HIL: Hardware In the Loop Simulation) apparatus for testing a lane departure warning system (LDWS) and a test method thereof will be.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 차선이탈경보시스템 시험 장치는, Lane departure alarm system test apparatus according to the present invention for achieving the above object,

차량의 운전상태에 따른 차량 동작상태 정보를 출력하는 운전자 인터페이스부와; A driver interface unit outputting vehicle operation state information according to a driving state of the vehicle;

상기 운전자 인터페이스부로부터 출력된 차량 동작상태 정보를 바탕으로 가상 차량의 위치정보를 산출하는 가상 차량모델부와; A virtual vehicle model unit configured to calculate location information of the virtual vehicle based on the vehicle operation state information output from the driver interface unit;

상기 가상 차량모델부를 통해 산출된 위치정보를 전송받아 차선이탈경보시스템에서 인식할 수 있는 영상을 생성하여 화면상에 디스플레이 하는 가상 주행도로 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 한다. Characterized in that it comprises a virtual driving road display unit for generating the image that can be recognized by the lane departure warning system by receiving the position information calculated through the virtual vehicle model unit to display on the screen.

또한, 상기 힐스(HILS) 장치를 통한 차선이탈경보시스템 시험 방법은, In addition, the lane departure warning system test method through the Hills (HILS) device,

가상 도로 영상 프로그램 실행 단계; Executing a virtual road image program;

테스트할 영상 선택 단계; Selecting an image to test;

차선이탈경보시스템과 힐스장치의 통신라인 연결 확인 단계; Confirming the communication line connection between the lane departure warning system and the hills device;

힐스장치의 시뮬레이션 프로그램 실행 단계; Executing a simulation program of the Hills device;

차선이탈경보시스템의 CCD카메라와 시뮬레이션 프로그램의 정상 동작 확인 단계; 및 Checking the normal operation of the CCD camera and the simulation program of the lane departure warning system; And

차선이탈경보시스템의 테스트 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Characterized in that the test step of the lane departure warning system.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.

본 발명의 실시예 설명에 앞서, 본 발명에 따른 힐스(HILS) 장치는 실제 주행도로 환경이 아니지만 실제 상황과 유사한 환경에서 차선이탈경보시스템을 동작시켜 그의 성능을 시험한 것이다. 즉, 실제 주행환경과 유사한 도로 영상과 조향 및 제동 장치를 구비한 가상차량을 통해 차량의 주행시 차선이탈경보시스템을 시험해보기 위한 것이다. Prior to the description of an embodiment of the present invention, the Hills (HILS) device according to the present invention is to test its performance by operating the lane departure warning system in an environment similar to the actual situation, but not the actual road environment. That is, to test the lane departure warning system while driving the vehicle through the virtual vehicle equipped with the road image similar to the actual driving environment and the steering and braking device.

본 실시예에 따른 힐스 장치 구성을 도 1을 참조하여 설명한다. The configuration of the hills device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 힐스(100) 장치는, As shown in Figure 1, the Hills 100 device according to the present embodiment,

차량의 운전상태에 따른 차량 동작상태 정보를 출력하는 운전자 인터페이스부(10)와; A driver interface unit 10 outputting vehicle operation state information according to a driving state of the vehicle;

상기 운전자 인터페이스부(10)로부터 출력된 차량 동작상태 정보를 바탕으로 가상 차량의 위치정보를 산출하는 가상 차량모델부(20)와; A virtual vehicle model unit 20 for calculating position information of the virtual vehicle based on the vehicle operation state information output from the driver interface unit 10;

상기 가상 차량모델부(20)를 통해 산출된 위치정보를 전송받아 차선이탈경보시스템(200)에서 인식할 수 있는 영상을 생성하여 화면상에 디스플레이 하는 가상 주행도로 디스플레이부(30)로 구성된다. The virtual driving road display unit 30 receives the position information calculated through the virtual vehicle model unit 20, generates an image that can be recognized by the lane departure warning system 200, and displays the image on the screen.

상기의 구성에서, 본 실시예에 따른 운전자 인터페이스부(10)는 차량의 동작상태 정보를 입력받기 위해 가속페달, 브레이크페달 및 조향휠 등을 구비하는 것을 특징으로 한다. In the above configuration, the driver interface unit 10 according to the present embodiment is characterized by including an accelerator pedal, a brake pedal, a steering wheel, and the like, for receiving operation state information of the vehicle.

또한, 상기 가상 차량모델부(20)에서는 리얼타임 OS인 QNX 시스템과 실시간 차량 동역학 프로그램인 CarSim을 이용하여 실시간으로 차량의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 한다. The virtual vehicle model unit 20 may calculate position information of the vehicle in real time using a QNX system which is a real-time OS and CarSim which is a real-time vehicle dynamics program.

또한, 상기 가상 주행도로 디스플레이부(30)를 통해 디스플레이되는 영상은 주간 영상, 야간 영상 및 우천시의 영상을 포함하는데, 특히, 야간 주행환경에서는 차량의 헤드라이트가 비추는 영역의 차선을 센서가 인식 가능한지 여부를 테스트하며, 우천시의 주행환경에서는 차량의 와이퍼 동작 구현시 CCD카메라가 와이퍼의 간섭으로 인한 오작동 여부를 테스트하게 된다. In addition, the image displayed through the virtual driving road display unit 30 includes a daytime image, a nighttime image, and an image of rainy weather. In particular, in a nighttime driving environment, is the sensor able to recognize a lane in an area illuminated by the headlights of the vehicle? In rainy driving conditions, the CCD camera tests the malfunction of the wiper when the vehicle wiper is implemented.

또한, 상기 힐스 장치(100)와 차선 이탈 경보시스템(200)은 캔(CAN) 통신으로 연결된 것을 특징으로 한다. In addition, the hills device 100 and the lane departure warning system 200 is characterized in that connected to the CAN (CAN) communication.

상기 힐스(HILS) 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. The operation of the Hills device is as follows.

먼저, 운전자 인터페이스부(10)에서는 운전자의 가속페달, 브레이크페달 및 조향휠 등의 차량 조작정보를 입력받아 출력한다. First, the driver interface unit 10 receives and outputs vehicle operation information such as an accelerator pedal, a brake pedal and a steering wheel of the driver.

상기 운전자 인터페이스부(10)로부터 출력된 차량 동작상태 정보는 가상 차량모델부(20)에서 입력받은 후, 입력받은 데이터를 이용하여 가상차량의 현 위치정보를 산출한다. 즉, 차량의 움직임 등을 계산하는 것이다. The vehicle operation state information output from the driver interface unit 10 is received by the virtual vehicle model unit 20 and then calculates current position information of the virtual vehicle using the received data. In other words, the movement of the vehicle is calculated.

이렇게, 산출된 가상차량의 위치정보는 가상 주행도로 디스플레이부(30)로 전송되면, 가상 주행도로 디스플레이부(30)에서는 전송받은 가상차량의 현 위치정보에 따라 차선이탈경보시스템(200)의 CCD카메라(40)가 인식할 수 있는 영상으로 변환하여 출력한다. 한편, 상기 가상 주행도로 디스플레이부(30)로부터 출력된 영상 정보는 CCD카메라(40)를 통해 영상 캡쳐가 이루어지는데, 만일, 차량 운전자가 가상 주행도로 영상을 보며 차량을 운전하는 상태에서 차선 이탈시 차선이탈경보시스템에서는 CCD카메라를 통해 인식된 영상을 바탕으로 차선 이탈여부를 판단하여 경보음을 발생시킨다. When the calculated position information of the virtual vehicle is transmitted to the virtual driving road display unit 30, the virtual driving road display unit 30 determines the CCD of the lane departure warning system 200 according to the current position information of the received virtual vehicle. The camera 40 converts the image into a recognized image and outputs the converted image. On the other hand, the image information output from the virtual driving road display 30 is captured by the CCD camera 40, if the vehicle driver leaves the lane while driving the vehicle while viewing the virtual driving road image The lane departure alarm system generates an alarm sound by judging whether the lane is separated based on the image recognized by the CCD camera.

즉, 운전자가 가상 주행도로 디스플레이부(30)를 통해 제공되는 가상 주행도로 영상을 보며 차량을 운전하면, 이를 차선이탈경보시스템(200)의 CCD카메라(40)에서 영상 촬영이 이루어진 후 그 정보를 연산 및 제어부(50)에서 영상 신호처리를 거쳐 현 차량 주행이 차선을 이탈한 경우 경보수단(60)을 통해 경보음을 발생시켜 운전자에게 알리는 것이다. That is, when the driver drives the vehicle while viewing the image of the virtual driving road provided through the virtual driving road display unit 30, the information is taken after the image is taken by the CCD camera 40 of the lane departure warning system 200. The operation and control unit 50 generates an alarm sound through the alarm means 60 to notify the driver when the current vehicle travels out of the lane through the image signal processing.

본 실시예에 따른 힐스 장치를 이용한 차선이탈경보시스템의 시험 방법을 흐름도인 도 2를 참조하여 설명한다.A test method of the lane departure warning system using the Hills device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 2.

도 2에서 보는 바와 같이, 먼저, 가상 도로 영상 프로그램을 실행시킨 후[S10], 테스트할 영상을 선택한다[S20]. 본 실시예에서 테스트할 영상은 크게 주간 영상, 야간 영상 및 우천시의 영상으로 구분된다. As shown in FIG. 2, first, a virtual road image program is executed [S10], and an image to be tested is selected [S20]. In this embodiment, the image to be tested is largely divided into a daytime image, a nighttime image, and a rainy day image.

상기 S20 단계에서, 테스트할 영상의 선택이 이루어진 후에는, 차선이탈경보시스템과 힐스장치와의 캔(CAN) 통신라인 연결을 확인한다[S30]. In step S20, after the selection of the image to be tested is performed, the CAN communication line connection between the lane departure warning system and the Hills device is checked [S30].

상기 S30 단계에서, 통신라인의 연결 확인이 이루어진 후 힐스장치의 시뮬레 이션 프로그램을 실행시켜 차선이탈경보시스템의 CCD카메라와 시뮬레이션 프로그램의 정상 동작여부를 확인한다[S40, S50]. In the step S30, after confirming the connection of the communication line is executed to check the normal operation of the CCD camera and the simulation program of the lane departure warning system by executing the simulation program of the Hills device [S40, S50].

상기 S50 단계에서, 차선이탈경보시스템의 CCD카메라의 위치 및 동작상태가 정상이고, 힐스장치의 시뮬레이션 프로그램도 정상으로 동작이 이루어지는 경우 차선이탈경보시스템의 다양한 테스트를 수행한다[S60]. In the step S50, when the position and operation state of the CCD camera of the lane departure warning system is normal, the simulation program of the Hills device also performs a variety of tests of the lane departure warning system [S60].

이와 같이, 본 발명에서는 모의 실험을 위한 힐스(HILS) 장치 구성이 차선이탈경보시스템(LDWS)의 시험을 위한 것이며, 이를 통해 실차에 적용하여 시험하기 전 다양한 모의 실험을 통해 실차 시험 횟수를 줄일 수 있으므로, 그에 따른 시간 및 비용절감을 이룰 수 있는 것이다. As such, in the present invention, the configuration of the Hills (HILS) device for the simulation is for the test of the lane departure warning system (LDWS), and through this, the number of actual vehicle tests can be reduced through various simulations before the test is applied to the actual vehicle. Therefore, time and cost savings can be achieved accordingly.

본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다. In interpreting the technical scope of the present invention, it should not be construed as being limited to the embodiments described above, and the technical scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the matters described in the claims.

본 발명의 차선이탈경보시스템용 힐스 장치 및 그의 시험 방법에 따르면, 실차 실험에서 수행할 수 없는 주행환경(예로, 고속으로 곡선도로 주행 등) 실험이 가능하고, 반복 실험을 수행할 수 있으며, 또한 실차 실험에서 테스트 횟수를 줄일 수 있어 실차 실험시 발생하는 환경오염을 줄일 수 있으며, 이를 통해 차선이탈경보장치의 성능 향상 및 차선이탈경보장치 구동 로직의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다. According to the Hills device for lane departure warning system of the present invention and the test method thereof, it is possible to experiment with driving environment (for example, driving at a curved road at high speed) that can not be carried out in the actual vehicle experiment, and also to perform repeated experiments. Since the number of tests can be reduced in the actual vehicle experiment, the environmental pollution generated during the actual vehicle experiment can be reduced, thereby improving the performance of the lane departure warning device and securing the reliability of the lane departure warning device driving logic.

Claims (8)

차선 이탈 경보시스템 시험을 위한 힐스(HILS) 장치에 있어서, In Hills (HILS) device for lane departure warning system testing, 차량의 운전상태에 따른 차량 동작상태 정보를 출력하는 운전자 인터페이스부와; A driver interface unit outputting vehicle operation state information according to a driving state of the vehicle; 상기 운전자 인터페이스부로부터 출력된 차량 동작상태 정보를 바탕으로 가상 차량의 위치정보를 산출하는 가상 차량모델부와; A virtual vehicle model unit configured to calculate location information of the virtual vehicle based on the vehicle operation state information output from the driver interface unit; 상기 가상 차량모델부를 통해 산출된 위치정보를 전송받아 차선이탈경보시스템에서 인식할 수 있는 영상을 생성하여 화면상에 디스플레이 하는 가상 주행도로 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치. Hills device for a lane departure warning system characterized in that it comprises a virtual road display unit for generating the image that can be recognized by the lane departure warning system by receiving the position information calculated through the virtual vehicle model unit to display on the screen. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 운전자 인터페이스부는 차량의 동작상태 정보를 입력받기 위해 가속페달, 브레이크페달 및 조향휠을 구비하는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치. And the driver interface unit includes an accelerator pedal, a brake pedal, and a steering wheel to receive operation state information of the vehicle. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가상 차량모델부에서는 리얼타임 OS인 QNX 시스템과 실시간 차량 동역학 프로그램인 CarSim을 이용하여 차량의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치. And the virtual vehicle model unit calculates vehicle position information using a QNX system, which is a real-time OS, and CarSim, which is a real-time vehicle dynamics program. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가상 주행도로 디스플레이부를 통해 디스플레이되는 영상은 주간 영상, 야간 영상 및 우천시의 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치. The image displayed through the virtual driving road display unit Hills device for a lane departure warning system, characterized in that it comprises a daytime image, night image and rainy weather image. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 힐스 장치와 차선 이탈 경보시스템은 캔(CAN) 통신으로 연결된 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치. The hills device and the lane departure warning system Hills device for a lane departure alarm system, characterized in that connected by CAN (CAN) communication. 힐스 장치를 이용한 차선 이탈 경보시스템의 시험 방법에 있어서, In the test method of the lane departure warning system using a Hills device, 가상 도로 영상 프로그램 실행 단계; Executing a virtual road image program; 테스트할 영상 선택 단계; Selecting an image to test; 차선이탈경보시스템과 힐스장치의 통신라인 연결 확인 단계; Confirming the communication line connection between the lane departure warning system and the hills device; 힐스장치의 시뮬레이션 프로그램 실행 단계; Executing a simulation program of the Hills device; 차선이탈경보시스템의 CCD카메라와 시뮬레이션 프로그램의 정상 동작 확인 단계; 및 Checking the normal operation of the CCD camera and the simulation program of the lane departure warning system; And 차선이탈경보시스템의 테스트 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치의 시험 방법. A test method of a hill departure device for a lane departure warning system, characterized in that the test step of the lane departure warning system. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 테스트할 영상은 주간 영상, 야간 영상 및 우천시의 영상 중 선택하는 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치의 시험 방법. The image to be tested is a test method of a hill departure device for a lane departure warning system, characterized in that selected from daytime image, night image and rainy weather image. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 힐스 장치와 차선이탈경보시스템은 캔(CAN) 통신으로 연결된 것을 특징으로 하는 차선이탈경보시스템용 힐스 장치의 시험 방법. The hills device and lane departure warning system is a test method of the hills device for lane departure warning system, characterized in that connected by CAN (CAN) communication.
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