KR20130046136A

KR20130046136A - 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130046136A
Application number: KR1020110110516A
Authority: KR
Inventors: 윤명근; 서승환
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-05-07

Abstract

본 발명은 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량에 설치된 적외선 심도 센서를 통해 장애물의 존재 여부를 1차 판단하여 장애물 존재가 확인되면, 레이더의 송신 펄스 주기를 디폴트 주기보다 짧게하고 레이더의 수신신호세기 검출 기준 레벨을 디폴트 레벨보다 낮춘 후 레이더 수신 신호를 통해 장애물의 존재 유무를 2차 판단함으로써, 기존에 레이더만을 이용한 경우보다 장애물의 존재 여부 판단에 대한 신뢰도를 향상시킨다.

Description

적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템 및 그 방법{System for preventing vehicle collision using IR depth sensor and radar, and method thereof}

본 발명은 차량 충돌을 방지하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 차량 주행 중 장애물을 감지하여 장애물과의 충돌을 방지하기 위한 기술에 관한 것이다.

충돌 피해 경감 브레이크 제어 시스템이 특허공개공보 제10-2009-0063311호에 개시되어 있으며, 그 구성은 도 1에 도시된 바와 같다. 이 충돌 피해 경감 브레이크 제어 시스템은 주행중인 자차의 속도를 검지하는 차속 센서(16)와, 자차와 선행 차량 사이의 차간거리와 상대 속도를 검지하고 계산하는 레이더(12)와, 운전자가 조향휠을 회전하는 경우에 조향휠의 조향각을 검지하는 조향센서(14)로 이루어지는 검지수단과, 차간거리와 상대 속도를 이용하여 TTC(time to collison)를 계산하고 상대속도와 운전자의 브레이크 감속도를 토대로 브레이크 패턴을 구분하여 그 구분 패턴에 따라 TTC 구간별로 다른 감속도를 갖도록 브레이크 패턴을 출력하는 제어장치(20) 및 제어장치(20)에서 출력되는 브레이크 패턴에 따라 다르게 제동되어 충돌 속도를 저감하는 브레이크 장치(30)를 포함하여 구성된다. 이에 따라 차량의 충돌 피해가 경감될 수 있다. 그러나 이와 같은 종래 기술에 따르면, 근거리 영역에서 정지물 및 이동물 타겟을 검출하지 못하는 현상이 빈번히 발생하고 있다. 즉, 장애물 검출에 대한 신뢰도에 문제가 있는 것이다.

본 발명은 차량 주행 방향으로의 근거리 영역 내에 위치한 장애물 검출의 신뢰도를 높일 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템은 차량 주행 방향의 일정 영역 내에 장애물이 존재하는지 감지하기 위한 적외선 심도 센서, 상기 차량의 주행 방향으로 신호를 송출하고, 상기 송출된 신호를 수신하기 위한 레이더, 및 상기 적외선 심도 센서에 의해 상기 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 레이더를 통해 수신된 신호에 근거하여 상기 영역 내에 장애물이 존재하는지 추가 판단하는 제어 유닛을 포함한다.

나아가 상기 제어 유닛은 상기 적외선 심도 센서에 의해 상기 장애물의 존재가 감지되면, 상기 레이더 신호의 송출 펄스 주기를 디폴트 설정 펄스 주기보다 단축시키고, 상기 레이더 신호의 수신신호세기 검출 기준 레벨을 디폴트 설정 레벨보다 낮춘다. 또한, 상기 제어 유닛은 상기 추가 판단 결과 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 차량의 속도를 강제로 낮추기 위해 제동 제어하고, 장애물 존재 정보를 운전자에게 제공한다.

한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 방법은 적외선 심도 센서를 통해 차량의 주행 방향에 장애물이 존재하는지 판단하는 단계, 및 상기 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 차량의 주행방향으로 송출되는 레이더 신호의 수신을 통해 상기 장애물의 존재 여부를 추가로 판단하되, 상기 레이더 신호의 송출 펄스 주기를 디폴트 펄스 주기보다 단축시키고 상기 레이더 신호의 수신 검출 세기 레벨을 디폴트 레벨보다 낮추어 상기 장애물의 존재 여부를 추가 판단하는 단계를 포함한다.

나아가 상기 추가 판단을 통해 상기 장애물이 존재하는 것으로 확인되면, 운전자에게 장애물이 있음을 알리거나 상기 차량의 속도를 강제로 낮추기 위해 제동 제어하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 적외선 심도 센서를 이용하여 1차적으로 장애물을 검출한 후 레이더를 이용하여 장애물을 2차적으로 검출하므로, 차량 전방의 근거리 영역(예를 들어, 15m 이내)에서의 장애물 검출에 대한 신뢰도를 향상시키는 효과를 창출한다. 또한 본 발명은 장애물이 검출된 경우에 차량의 속도를 강제적으로 줄임으로써, 차량이 장애물에 충돌되는 것을 방지하는 효과를 창출한다. 또한 본 발명은 운전자에게 장애물 검출 사실을 알려 신속히 대응하도록 할 수 있는 효과를 창출한다.

도 1은 종래 충돌 피해 경감 브레이크 제어 시스템 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 방법 흐름도.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템 블록도이다.

도시된 바와 같이, 충돌 방지 시스템은 적외선 심도 센서(100)와 레이더(200)와 디스플레이 모듈(300)과 제동 모듈(400) 및 제어 유닛(500)을 포함한다. 적외선 심도 센서(100)는 적외선을 송출하고 송출되어 물체에 반사된 적외선을 수신하며, 그 비행시간(Time of Flight)을 산출하여 센서로부터 물체까지의 거리 및 물체의 위치를 추정하는데 이용되는 구성이다. 적외선 심도 센서의 장점은 물체의 인식을 용이하게 할 수 있다는 것이다. 물체의 위치 및 운동을 감지하는 것도 적외선 심도 센서를 이용하면 보다 용이할 수 있다. 이러한 적외선 심도 센서(100)는 차량의 전단에 설치되어 차량 전방의 장애물 존재 여부를 감지할 수 있고, 아니면 차량의 후단에 설치되어 차량 후방의 장애물 존재 여부를 감지할 수 있다. 아니면 차량의 전단과 후단에 모두 설치될 수도 있다.

레이더(200)는 전파를 생성하여 외부로 송출하고 주변에 있는 물체에 의하여 반사되는 전파를 수신하기 위한 구성으로서, 장애물 존재 여부를 감지하는 데 이용된다. 레이더(200) 또한 적외선 심도 센서(100)와 마찬가지로 차량의 전단에 설치되어 차량 전방의 장애물 존재 여부를 감지할 수 있고, 아니면 차량의 후단에 설치되어 차량 후방의 장애물 존재 여부를 감지할 수 있다. 아니면 차량의 전단과 후단에 모두 설치될 수도 있다. 디스플레이 모듈(300)은 텍스트 및 이미지 등을 화면 표시하기 위한 구성으로서, 액정표시장치(Liquid crystal display)일 수 있다. 제동 모듈(400)은 차량 제동을 위한 구성으로서, 전동부스터 방식으로 이루어질 수 있다. 제어 유닛(500)은 충돌 방지 시스템을 전반적으로 제어하기 위한 컨트롤러이다.

이하, 도 2를 참조하여 충돌 방지 시스템의 동작 실시예에 대해 설명한다. 그리고 이하에서는 설명의 편의상 차량이 전방으로 주행중이어서 전방에 장애물이 존재하는지 검출하는 것으로 가정한다. 우선, 적외선 심도 센서(100)는 적외선 송출 및 수신을 통해 감지된 데이터를 제어 유닛(500)으로 전달한다. 제어 유닛(500)은 적외선 심도 센서(100)로부터 수신된 감지 데이터에 근거하여 장애물 존재 여부를 1차적으로 판단한다. 여기서 장애물이 존재하는지 감지하고자 하는 영역은 차량 전방 15m 이내일 수 있다. 1차 판단 결과 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 제어 유닛(500)은 레이더(200)를 제1동작 모드로 설정한다. 여기서 제1동작 모드라 함은 레이더(200)의 송출 펄스 주기와 수신신호세기 검출 기준 레벨을 디폴트로 설정한 모드를 말한다. 여기서 수신신호세기 검출 기준이라 함은 C-FAR(constant false alarm rate)를 의미한다. 이 C-FAR를 낮추면 미약한 신호도 인식할 수 있게 된다.

만일 1차 판단 결과 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 제어 유닛(500)은 레이더(200)를 제2동작 모드로 설정한다. 여기서 제2동작 모드는 제1동작 모드에서의 송출 펄스 주기보다 짧은 송출 펄스 주기를 가지며, 제1동작 모드에서의 수신신호세기 검출 기준 레벨보다 낮은 수신신호세기 검출 기준 레벨을 갖는 모드를 말한다. 아니면 제2동작 모드는 제1동작 모드에서의 송출 펄스 주기보다 짧은 송출 퍼스 주기를 가지거나 제1동작 모드에서의 수신신호세기 검출 기준 레벨보다 낮은 수신신호세기 검출 기준 레벨을 갖는 모드를 말한다. 즉, 제2동작 모드는 신호 송출 주기를 디폴트보다 짧게 및/또는 수신신호세기 검출 기준 레벨을 디폴트보다 낮추어 장애물이 보다 잘 감지될 수 있도록 하기 위함이다. 부연 설명하면, 제어 유닛(500)은 펄스 송출 주기를 짧여 레이더 신호의 신호대 잡음 비율(Signal to Noise Ratio, SNR)을 개선하며, 수신신호세기 검출 기준 레벨을 낮춰 수신 신호의 수신율을 높일 수 있기 때문에, 잡음을 충분히 제거하면서 수신 신호에 대한 검출 확률을 높일 수 있는 것이다.

제어 유닛(500)은 레이더(200)로부터 수신된 감지 데이터에 근거하여 장애물 존재 여부를 2차적으로 판단한다. 2차 판단을 통해 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 제어 유닛(500)은 충돌 방지를 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, 제어 유닛(500)은 디스플레이 모듈(300)로 전방에 장애물이 있음을 알리기 위한 텍스트 혹은 이미지 정보를 출력하며, 스피커(도면에 도시하지 않음)로도 음성 출력할 수 있다. 또한 제어 유닛(500)은 강제로 차량 속도를 낮추기 위해 제동 모듈(400)로 제동 신호를 출력한다. 이에 제동 모듈(400)은 제동을 수행함으로써, 차량이 장애물에 충돌하는 것을 방지한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 방법 흐름도이다.

제어 유닛(500)은 적외선 심도 센서(100)로부터 적외선 감지 데이터를 수신하며, 이 수신된 감지 데이터에 근거하여 차량 주행 방향으로 일정 거리(예를 들어, 15m) 이내에 장애물이 존재하는지 여부를 1차적으로 판단한다(S100)(S200). 1차 판단을 통해 장애물이 존재하지 않는 것으로 확인되면, 제어 유닛(500)은 레이더(200)의 동작 모드를 제1동작 모드(디폴트 모드)로 설정한다(S300). 반대로 1차 판단을 통해 장애물이 존재하는 것으로 확인되면, 제어 유닛(500)은 레이더(200)의 동작 모드를 제2동작 모드로 설정한다(S400). S300 혹은 S400 이후에, 제어 유닛(500)은 레이더(200)의 수신 신호를 통해 장애물이 존재하는 여부를 2차적으로 판단한다(S500). 2차 판단을 통해 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 제어 유닛(500)은 디스플레이 모듈(300)과 스피커 중 적어도 하나를 통해 운전자에게 장애물이 존재함을 알린다(S600). 또한 제어 유닛(500)은 강제로 차량 속도를 낮추기 위해 제동 모듈(400)로 제동 신호를 출력하며, 이에 따라 제동 모듈(400)이 제동을 수행하여 차량이 장애물에 충돌하는 것을 방지하게 된다(S700). 이후, 차량의 시동이 오프되는 등 차량 주행이 종료되면, 제어 유닛(500)은 상술한 동작 수행을 종료한다(S800).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 적외선 심도 센서 200 : 레이더
300 : 디스플레이 모듈 400 : 제동 모듈
500 : 제어 유닛

Claims

차량 주행 방향의 일정 영역 내에 장애물이 존재하는지 감지하기 위한 적외선 심도 센서;
상기 차량의 주행 방향으로 신호를 송출하고, 상기 송출된 신호를 수신하기 위한 레이더; 및
상기 적외선 심도 센서에 의해 상기 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 레이더를 통해 수신된 신호에 근거하여 상기 영역 내에 장애물이 존재하는지 추가 판단하는 제어 유닛;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 적외선 심도 센서에 의해 상기 장애물의 존재가 감지되면, 상기 레이더 신호의 송출 펄스 주기를 디폴트 설정 펄스 주기보다 단축시키는 것을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 적외선 심도 센서에 의해 상기 장애물의 존재가 감지되면, 상기 레이더 신호의 수신신호세기 검출 기준 레벨을 디폴트 설정 레벨보다 낮추는 것을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 추가 판단 결과 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 차량의 속도를 강제로 낮추기 위해 제동 제어함을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 추가 판단 결과 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 장애물 존재 정보를 운전자에게 제공함을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 시스템.
적외선 심도 센서를 통해 차량의 주행 방향에 장애물이 존재하는지 판단하는 단계; 및
상기 장애물이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 차량의 주행방향으로 송출되는 레이더 신호의 수신을 통해 상기 장애물의 존재 여부를 추가로 판단하되, 상기 레이더 신호의 송출 펄스 주기를 디폴트 펄스 주기보다 단축시키고 상기 레이더 신호의 수신 검출 세기 레벨을 디폴트 레벨보다 낮추어 상기 장애물의 존재 여부를 추가 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 방법.
제6항에 있어서,
상기 추가 판단을 통해 상기 장애물이 존재하는 것으로 확인되면, 운전자에게 장애물이 있음을 알리거나 상기 차량의 속도를 강제로 낮추기 위해 제동 제어하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 심도 센서 및 레이더를 이용한 차량 충돌 방지 방법.