KR20130128894A - 주차 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량에 설치된 각종 센서들에 의해 감지된 정보를 이용하여 주차 모드에 따라 주차 공간을 차별적으로 인식하고, 예외 상황에서 주차 공간을 재설정한다. 이렇게 함으로써, 합리적인 주차 공간을 설정하고, 이를 통해 주차 공간 인식 성능 및 주차 제어 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

주차 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING PARKING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 주차 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히, 주차 공간을 인식하고, 특정 상황에서 인식된 주차 공간을 재설정하는 주차 제어 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 주차 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 주차 제어 시스템은 크게, 센서부(10), 주차 조향 보조 시스템(20)(Smart Parking Assist System: SPAS) 및 전동식 파워 스티어링(30)(Motor Driven Power Steering: MDPS)로 구성된다.

센서부(10)는 초음파 센서, 조향각 센서, 요레이트 센서, 휠 펄스 센서를 포함하며, 이들 센서들로부터 장애물까지의 거리 정보 등 차량 정보를 획득한다.

SPAS(20)는 주차 유도 궤적을 연산하고, 연산된 주차 유도 궤적을 이용하여 주차 공간 추종을 유도한다. 이를 위해, SPAS(20)는 자동 위치 인식부(22), 주차 공간 판단부(24), 주차 경로 생성부(26), 주차 경로 추종부(28)를 포함하며, 이들 구성을 전반적인 동작을 제어하는 전자 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 자동 위치 인식부(22)는 센서부(10)로부터 거리 정보 차량 거동 정보와 같은 차량 정보를 전달받아서 차량의 상태 및 위치를 판단하여 궤적을 산출한다. 주차 공간 판단부(24)는 센서부(10)로부터 전달받은 차량 정보를 이용하여 주차 공간을 판단하고, 차량의 주차 목표점을 연산하여 주차 공간을 연산한다. 주차 경로 생성부(26)는 주차 공간 판단부(24)로부터 전달받은 주차 공간 연산 결과를 이용하여 주차 유도 궤적을 산출한다. 주차 경로 추종부(28)는 주차 공간 판단부(24)로부터 전달받은 차량 주변 장애물 정보와 주차 경로 생성부(26)로부터 전달받은 주차 궤적을 이용하여 주차 공간 추종을 유도한다.

도 2는 도 1에 도시된 주차 공간 판단부에서 수행되는 주차 공간 판단 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 주차 공간 판단부(24)에서는 초음파 센서로부터 획득한 거리 정보를 이용하여 주차 가능 공간을 탐색하고 판단한다. 주차 가능 여부는 주차 방식과 경로 생성 방식과 연관된다. 초음파 센서에 의해 측정된 거리와 차량 자동 위치 인식부(22)의 위치 정보를 이용하여 현재 차량의 위치를 파악하며 두 정보를 이용하여 맵을 구성한다. 적용할 경로 계획법에 따라 주차 가능 여부를 판정하게 된다.

구체적으로 주차 공간 판단부(24)에서는 초음파 센서를 이용해서 첫 번째, 두 번째 장애물의 에지 값을 센싱하여 주차 공간 길이, 주차 공간 폭, 주차 공간의 기울기를 계산한다.

이와 같이, 기존의 자동 주차 시스템에서는 센서를 이용해 주차 공간을 탐색하고, 그 결과에 따라 최종 목표 주차 공간을 설정하고 최종 경로를 계산하여 주차 제어를 수행하게 된다.

따라서, 주차 제어를 정확히 하기 위해서는 주차 공간에 대한 정확한 탐색이 필요하며, 이는 주차 공간의 주변의 장애물에 대한 위치를 정확히 계산함으로써 가능하다.

초음파 센서를 통해 받은 주차 공간의 주변에 있는 물체에 반사되어 수신된 반사 신호의 세기를 초음파 센서에 설정된 임계값과 비교하여, 비교 결과에 따라 획득된 신호를 이용하여 장애물에 대한 정보를 획득하고, 이로써, 물체를 감지하고 주차 공간을 탐색하게 된다.

그러나 주차 공간 인식을 위한 센서의 데이터의 양이 극소수이거나 다량일 경우, 장애물 인식을 하기 위한 데이터의 양이 비정상적이므로, 정확한 장애물 위치의 탐색을 어렵게 한다. 이는, 목표한 주차 공간의 인식 오류를 유발하게 된다.

또한, 현재는 두 번째 장애물을 기준으로 주차 공간을 설정하게 되는데, 이는 장애물 위치 및 자세각 편차가 클 경우, 도 3의 (b)와 같이 합리적이 주차 공간을 설정하는 것이 아니라 도 3의 (a)와 같이 최종 주차 목표 위치가 비합리적으로 계산된다. 따라서 예외적인 상황에서 목표 주차 공간 위치와 주차될 차량의 자세각을 재계산하여 악의 모드에 대처할 수 있는 주차 제어 시스템의 개발이 시급한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 특정 상황에서 목표 주차 공간의 위치와 주차될 차량의 자세각을 재계산할 수 있는 주차 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 특정 상황에서 목표 주차 공간의 위치와 주차될 차량의 자세각을 재계산할 수 있는 주차 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주차 제어 방법은, 주차 경로를 생성하기 위해 사전에 수행되는 주차 공간 인식 과정을 포함하는 주차 제어 방법으로서, 상기 주차 공간 인식 과정은, 센서를 통해 주차 공간을 형성하는 첫 번째 차량 장애물과 두 번째 차량 장애물을 감지하는 단계와, 상기 감지한 결과에 기초하여 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 에지점과 상기 두 번째 장애물의 제2 에지점, 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 기울기와 상기 두 번째 차량 장애물의 제2 기울기를 결정하는 단계 및 상기 제1 및 제2 에지점과 상기 제1 및 제2 기울기를 이용하여 주차 자세각을 계산하는 단계를 포함한다.

본 발명의 주차 제어 시스템은, 주차 공간을 형성하는 첫 번째 차량 장애물과 두 번째 차량 장애물을 감지하는 센서부와, 상기 감지한 결과에 기초하여 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 에지점과 상기 두 번째 장애물의 제2 에지점, 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 기울기와 상기 두 번째 차량 장애물의 제2 기울기를 계산하고, 계산 결과에 기초하여 주차 자세각을 연산하는 주차 공간 인식부 및 연산된 상기 주차 자세각에 기초하여 주차 유도 궤적을 산출하는 주차 경로 생성부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 장애물 정보에 따라 차량의 위치와 주차 자세각을 자동으로 재설정함으로써, 악의적인 상황에서도 대처할 있다. 또한 기존 자동 주차 보조 시스템에 장애물에 따른 차량 자세각 및 위치 제어 시스템을 로직 구현으로 통해 추가 적용함으로써, 효율적인 시스템 변경이 가능하다. 더욱이, 로직 구현을 통한 시스템상의 변경이므로 특별한 다른 하드웨어 장비가 요구되지 않아 개발비용을 절감할 수 있다.

도 1은 기존의 주차 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 주차 공간 판단부에서 수행되는 주차 공간 판단 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 기존의 주차 제어 시스템에서 발생하는 비합리적인 주차 공간 설정의 일례를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시에 따른 주차 제어 시스템의 주요 구성들을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 주차 공간 인식부의 주요 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 차량 자세/위치 제어부의 주요 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주차 제어 방법을 주요 과정을 보여주는 순서도이다.
도 8에서는 본 발명에 따라 4가지의 경우에서 계산된 차량의 자세각을 Casim 환경에서 시뮬레이션한 결과를 변경 전과 변경 후로 나누어 보여주는 도면들이다.

본 발명은 차량에 설치된 각종 센서들에 의해 감지된 정보를 이용하여 주차 모드에 따라 주차 공간을 차별적으로 인식하고, 예외 상황에서 주차 공간을 재설정한다. 이렇게 함으로써, 합리적인 주차 공간을 설정하고, 이를 통해 주차 공간 인식 성능 및 주차 제어 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시에 따른 주차 제어 시스템의 주요 구성들을 보여주는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시에 따른 주차 제어 시스템(100)은 센서부(110), 주차 모드 입력부(120), 주차 공간 인식부(130) 및 자동 주차 제어부(140)를 포함한다.

센서부(110)는 장애물까지의 거리를 감지하는 초음파 센서, 조향각 센서(Steering Angle sensor), 휠 펄스(Wheel Pulse) 센서, 요 각속도(Yawrate) 센서, 온도 센서를 포함한다. 초음파 센서는 차량 전방의 장애물의 감지하는 복수의 전방 초음파 센서, 측방 장애물을 감지하는 복수의 측방 초음파 센서, 후방의 장애물의 움직임을 감지하는 복수의 후방 초음파 센서(4개)를 포함한다. 조향각 센서, 휠 펄스 센서 및 요 각속도 센서들은 차량의 조향 방향 및 조향각을 감지하고 감지한 결과를 통해 차량의 위치를 실시간으로 감지한다.

주차 모드 입력부(120)는 상기 센서부(110)로부터 감지된 결과값 이외에 운전자에 의해 현재 주차 제어 상황에서 선택된 주차 모드 값을 입력받는다.

주차 공간 인식부(130) 주차 공간을 인식하는 구성으로서, 상기 센서부(110)에 의해 감지된 결과값 예컨대, 초음파 센서에 의해 감지된 결과값을 상기 주차 모드 입력부(120)를 통해 전달받아서 주차 공간의 주차 장애물을 감지하여 주차 공간을 인식한다.

자동 주차 제어부(140)는 주차 공간 인식부(130)의 인식 결과에 따라 주차 장애물을 피해서 주차 공간에 주차하도록 조향 제어를 수행하여 주차 경로를 생성하고, 주차 제어를 수행한다.

도 5는 도 4에 도시된 주차 공간 인식부의 주요 구성을 보여주는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 주차 공간 인식부(130)는 센서 데이터 획득부(132), 센서 데이터 분석부(134), 악의 모드 지원부(136) 및 차량 자세각 및 위치 제어부(138)을 포함한다.

센서 데이터 획득부(132)는 센서를 통해 센서신호를 송신하고 센서신호가 주차 공간의 장애물에 반사되어 수신된 반사 센서 신호로부터 센서 데이터를 획득한다.

센서 데이터 분석부(134)는 상기 센서 데이터를 분석하여 장애물의 에지점을 추출한다. 이를 통해 장애물의 위치를 파악하여 주차 공간을 인식한다.

에지점 결정부(136)는 센서 데이터 분석부(134)에 의해 분석된 장애물의 에지점들 중 첫 번째 장애물의 에지점과 두 번째 장애물의 에지점을 결정하여 차량 자세/위치 제어부(138)로 전달한다. 또한, 에지점 결정부(136)는 센서 데이터 분석부(134)에 의해 분석된 장애물의 에지 점들을 이용하여 첫 번째 장애물의 기울기값과 두 번째 장애물의 기울기 값을 결정하여 차량 자세/위치 제어부(138)로 전달한다. 또한, 에지점 결정부(136)는 센서 데이터 분석부(134)에 의해 분석된 장애물의 에지점들을 이용하여 주차 공간 길이 값 및 폭 값을 결정하여 차량 자세/위치 제어부(138)로 전달한다.

차량 자세/위치 제어부(138)는 에지점 결정부(136)로부터 전달받은 데이터들을 이용하여 기울기 값 기울기 임계값 이상으로 넘어갈 때의 기울기 값과 장애물 간의 거리 값이 거리 임계값을 넘어갈 때의 거리 값을 출력한다. 이에 대한 구체적인 설명은 아래의 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 도 5에 도시된 차량 자세/위치 제어부의 주요 구성을 보여주는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 차량 자세/위치 제어부(138)는 장애물 처리부(138A), 임계값 처리부(138B), 위치 계산부(138C), 차량 기울기 값 계산부(138D), 장애물 간의 기울기 계산부(138E), 주차 자세각 계산부(138F)를 포함한다.

장애물 정보 처리부(138A)는 도 5의 주차 공간 인식부(130)의 에지점 결정부(136)로부터 첫 번째/두 번째 장애물 에지점과, 첫 번째/두 번째 장애물 기울기 값과, 주차 공간 길이 및 폭에 대한 정보를 입력받는다.

임계값 처리부(138B)는 시스템 설계자에 의해 사전에 결정된 기울기 임계값과, 장애물 간의 거리 임계값을 제공한다.

위치 계산부(138C)는 상기 임계값 처리부(138B)로부터 거리 임계값을 전달받아서 코너점(Y값)을 계산하는 구성으로서, 장애물 간의 거리값이 거리 임계값을 초과할때, 상기 코너점(Y값)을 계산한다.

차량 기울기 값 계산부(138D)는 상기 임계값 처리부(138B)로부터 거리 임계값을 전달받아서 상기 첫 번째/두 번째 장애물 기울기 값이 기울기 임계값을 초과할때의 기울기 값을 계산한다.

장애물 간의 기울기 계산부(138E)는 상기 위치 계산부(138C)에 의해 계산된 코너점과 상기 차량 기울기 값 계산부(138D)에 의해 계산된 기울기 값을 이용하여 장애물간의 기울기 값을 계산한다.

주차 자세각 계산부(138F)는 아래의 표 1에 나타나는 4가지의 경우에 따라 자동적으로 차량의 자세각을 계산한다.

예컨대, 2개의 장애물 기울기를 감지한 경우, 장애물 간의 기울기 차이가 임계값 이상일 때, 에지 기울기와 두 기울기의 평균값으로 기준 정렬한다. 1개의 장애물 기울기를 감지한 경우, 에지 기울기와 장애물 기울기의 차이가 임계값 이상일 때, 에지 기울기와 장애물 기울기의 평균값으로 기준 정렬한다. 기울기 미감지의 경우, 에지 기울기와 스캔(Scan) 기울기의 차이가 임계값 이하일때, 에지 기울기로 기준 정렬한다. 도 8에서는 4가지의 경우에 따라 자동적으로 계산된 차량의 자세각을 보여주는 도면들로서, 도 8의 (a)는 2개의 장애물 기울기 감지시, 차량의 자세각을 변경 전과 변경 후로 나누어 보여주는 것이고, (b), (c)는 1개의 장애물 기울기 감지시, 차량의 자세각을 변경 전과 변경 후로 나누어 보여주는 것이다. 그리고, (d)는 기울기 미감지, 차량의 자세각을 보여주는 것이다.

이후, 주차 장애물에 따른 자세각을 선택하고, 선택된 자세각에 대한 정보는 도 1의 주차 경로 생성부(26)로 전달되어, 주차 경로 생성부(26)는 본 발명의 주차 공간 인식부(130)에 따라 합리적으로 재계산된 주차 공간 연산 결과를 이용하여 주차 유도 궤적을 산출하게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주차 제어 방법을 주요 과정을 보여주는 순서도이다.

도 7을 참조하면, 먼저, 초음파 센서, 조향 각 센서 등으로 이루어진 센서를 통해 차량 위치값, 장애물 위치값 등을 획득한다(S711).

이어, 사용자에 의해 평행 주차 모드 직각 주차 모드 중 어느 하나의 주차 모드가 선택된다(S713).

이어, 초음파 센서에서 송출되어 반사된 반사 신호를 수신하여 센서 데이터를 획득한다(S715, S717).

이어, 획득한 센서 데이터를 분석하여(S719), 첫 번째 장애물과 두 번째 장애물의 에지점, 첫 번째 장애물의 기울기와 두 번째 장애물의 기울기 및 주차 공간 길이와 폭을 결정한다(S721).

이어, 상기 단계(S721)에서 결정된 정보들을 이용하여 주차 공간이 인식된다(S723).

주차 공간을 인식하는 과정은, 먼저, 장애물 간의 거리값과 기설정된 거리 임계값을 비교하는 단계이 수행된다(S721A). 이 단계(S721A)에서 장애물 간의 거리값이 거리 임계값을 초과하는 경우, 첫 번째 장애물의 코너점과 두 번째 장애물의 코넘점을 계산하는 단계가 수행된다(S721B). 이후, 장애물 간의 기울기 정보의 유무를 판단하는 단계가 수행되고(S721C), 만일 장애물 간의 기울기 정보가 검출된 경우, 장애물 간의 기울기값와 기설정된 기울기 임계값과 비교하는 과정이 수행된다(S721D). 만일 장애물 간의 기울기값이 기울기 임계값보다 큰 경우, 주차 자세각을 계산하고(S721E), 주차 장애물에 따른 자세각을 선택하여(S721F), 최종 주차 공간 인식 과정이 완료된다(S723).

주차 공간 인식이 완료되면, 그 주차 공간 인식 결과에 기초하여 자동 주차 경로를 계산하고(S725), 계산된 자동 주차 경로에 기초하여 주차 제어를 수행한다(S727).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 주차 경로를 생성하기 위해 사전에 수행되는 주차 공간 인식 과정을 포함하는 주차 제어 방법에 있어서,
   상기 주차 공간 인식 과정은,
   센서를 통해 주차 공간을 형성하는 첫 번째 차량 장애물과 두 번째 차량 장애물을 감지하는 단계;
   상기 감지한 결과에 기초하여 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 에지점과 상기 두 번째 장애물의 제2 에지점, 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 기울기와 상기 두 번째 차량 장애물의 제2 기울기를 결정하는 단계; 및
   상기 제1 및 제2 에지점과 상기 제1 및 제2 기울기를 이용하여 주차 자세각을 계산하는 단계
   를 포함하는 주차 제어 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 주차 자세각을 계산하는 단계는,
   상기 제1 및 제2 에지점을 이용하여 상기 첫 번째 차량 장애물과 상기 두 번째 차량 장애물 간의 기울기를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 차량 장애물 간의 기울기를 이용하여 상기 주차 자세각을 계산하는 단계
   를 포함하는 주차 제어 방법.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 주차 자세각을 계산하는 단계는,
   상기 제1 기울기와 상기 제2 기울기의 차이값을 계산하는 단계;
   상기 차이값이 기울기 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 및 제2 기울기의 평균값과 상기 계산된 차량 장애물 간의 기울기를 이용하여 상기 주차 자세각을 계산하는 단계를
   포함하는 것인 주차 제어 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 센서를 통해 주차 공간을 형성하는 차량 장애물과 차량이 아닌 다른 장애물을 감지한 경우,
   상기 주차 자세각을 계산하는 단계는,
   상기 차량 장애물의 제1 에지점과 상기 다른 장애물의 제2 에지점을 이용하여 상기 차량 장애물과 상기 다른 장애물 간의 제1 기울기를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 제1 기울기를 이용하여 상기 주차 자세각을 계산하는 단계
   를 포함하는 주차 제어 방법.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 주차 자세각을 계산하는 단계는,
   상기 차량 장애물과 상기 다른 장애물 간의 제1 기울기와 상기 장애물의 제2 기울기의 차이값을 계산하는 단계;
   상기 차이값이 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 및 제2 기울기의 평균값을 이용하여 상기 주차 자세각을 계산하는 단계를
   포함하는 것인 주차 제어 방법.
   
6. 주차 공간을 형성하는 첫 번째 차량 장애물과 두 번째 차량 장애물을 감지하는 센서부;
   상기 감지한 결과에 기초하여 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 에지점과 상기 두 번째 장애물의 제2 에지점, 상기 첫 번째 차량 장애물의 제1 기울기와 상기 두 번째 차량 장애물의 제2 기울기를 계산하고, 계산 결과에 기초하여 주차 자세각을 연산하는 주차 공간 인식부; 및
   연산된 상기 주차 자세각에 기초하여 주차 유도 궤적을 산출하는 주차 경로 생성부
   를 포함하는 주차 제어 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 주차 공간 인식부는,
   상기 제1 및 제2 에지점을 이용하여 상기 첫 번째 차량 장애물과 상기 두 번째 차량 장애물 간의 기울기를 계산하여, 상기 주차 자세각을 계산하는 것인 주차 제어 시스템.

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