KR20150010126A - 차량 측방 표시 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량 측방 표시 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 도로의 경사각을 산출하여 사이드 미러의 방향과 각도를 틸팅시키는 차량 측방 표시 제어 장치 및 방법을 제안한다. 이를 위한 차량 측방 표시 제어 장치는 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 제1 도로 경사각 산출부; 도로의 경사각이 산출되면 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 도로 상태 판단부; 및 도로의 경사각과 도로가 오르막길인지 여부를 기초로 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 사이드 미러 제어부를 포함한다.

Description

차량 측방 표시 제어 장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling side displaying of vehicle}
본 발명은 차량의 측방을 표시하는 사이드 미러(rear view mirror)를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 양측에는 운전자에게 후방의 시야를 제공하기 위하여 돌출되어 있는 사이드 미러가 구비되어 있다. 이 사이드 미러는 운전자가 차로를 변경하고자 할 때 진입하고자 하는 차로의 차량 유무 등을 확인할 수 있게 하며 후진시 후방의 시야를 확보할 수 있게 한다.
사이드 미러는 대부분의 운전자가 주위의 자동차 운행 상태를 용이하게 파악할 수 있도록 트렁크 도어의 상단을 기준으로 하여 일정한 각을 설정하고 있다. 그러나 자동차가 후진할 때에 운전자는 후륜 측으로 하향지게 주시하는 바, 사이드 미러는 자동차 후진시 운전자에게 별다른 도움을 주지 못하고 있다.
한국공개특허 제2009-0063019호는 자동차의 사이드 미러 하향 작동 장치에 대하여 기술하고 있다. 이 장치는 자석과 요철 형태의 기어 방식만을 이용하여 차량의 후진 기어 작동시 사이드 미러를 자동으로 하향 이동될 수 있게 한다. 그러나 이 장치도 주행 중에 전장 상황에 맞는 구동은 해주지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 도로의 경사각을 산출하여 사이드 미러의 방향과 각도를 틸팅시키는 차량 측방 표시 제어 장치 및 방법을 제안함을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 제1 도로 경사각 산출부; 상기 도로의 경사각이 산출되면 상기 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 도로 상태 판단부; 및 상기 도로의 경사각과 상기 오르막길인지 여부를 기초로 상기 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 사이드 미러 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치를 제안한다.
바람직하게는, 상기 차량 측방 표시 제어 장치는 상기 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 상기 도로의 곡률을 산출하는 도로 곡률 산출부를 더 포함하며, 상기 사이드 미러 제어부는 상기 도로의 경사각을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 상하로 제어하고 상기 도로의 곡률을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 좌우로 제어한다.
바람직하게는, 상기 차량 측방 표시 제어 장치는, 상기 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제2 도로 경사각 산출부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 도로 경사각 산출부는, 상기 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득하는 도로 영상 획득부; 상기 도로 영상에 포함된 색상 성분을 기초로 상기 도로 영상에서 차선을 추출하는 차선 추출부; 상기 도로 영상에서 상기 차선의 에지(edge) 성분을 추출하는 에지 성분 추출부; 및 상기 에지 성분에 따른 상기 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제2 기울기 산출부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 차량 측방 표시 제어 장치는, 반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제3 도로 경사각 산출부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제3 도로 경사각 산출부는, 미리 정해진 시간마다 레이더 신호를 전방으로 방사하는 레이더 신호 송신부; 레이더 신호가 반사되어 돌아오면 반사되어 돌아온 레이더 신호를 수신하는 레이더 신호 수신부; 반사되어 돌아온 레이더 신호로부터 RCS(Radar Cross Section) 정보를 추출하는 RCS 정보 추출부; 및 시간차를 두고 수신된 레이더 신호로부터 상기 RCS 정보가 연속 추출되면 각 RCS 정보에 기초한 타겟의 위치를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제3 기울기 산출부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 사이드 미러 제어부는 상기 차량이 야간에 상기 도로를 주행할 때 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각만을 이용하여 상기 사이드 미러의 방향과 각도를 제어한다.
또한 본 발명은 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 제1 도로 경사각 산출 단계; 상기 도로의 경사각이 산출되면 상기 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 도로 상태 판단 단계; 및 상기 도로의 경사각과 상기 오르막길인지 여부를 기초로 상기 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 사이드 미러 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 방법을 제안한다.
바람직하게는, 상기 사이드 미러 제어 단계 이전에, 상기 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 상기 도로의 곡률을 산출하는 도로 곡률 산출 단계를 더 포함하며, 상기 사이드 미러 제어 단계는 상기 도로의 경사각을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 상하로 제어하고 상기 도로의 곡률을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 좌우로 제어한다.
바람직하게는, 상기 사이드 미러 제어 단계 이전에, 상기 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제2 도로 경사각 산출 단계; 또는 반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제3 도로 경사각 산출 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 도로 경사각 산출 단계는, 상기 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득하는 도로 영상 획득 단계; 상기 도로 영상에 포함된 색상 성분을 기초로 상기 도로 영상에서 차선을 추출하는 차선 추출 단계; 상기 도로 영상에서 상기 차선의 에지(edge) 성분을 추출하는 에지 성분 추출 단계; 및 상기 에지 성분에 따른 상기 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제2 기울기 산출 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제3 도로 경사각 산출 단계는, 미리 정해진 시간마다 레이더 신호를 전방으로 방사하는 레이더 신호 송신 단계; 레이더 신호가 반사되어 돌아오면 반사되어 돌아온 레이더 신호를 수신하는 레이더 신호 수신 단계; 반사되어 돌아온 레이더 신호로부터 RCS(Radar Cross Section) 정보를 추출하는 RCS 정보 추출 단계; 및 시간차를 두고 수신된 레이더 신호로부터 상기 RCS 정보가 연속 추출되면 각 RCS 정보에 기초한 타겟의 위치를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제3 기울기 산출 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 사이드 미러 제어 단계는 상기 차량이 야간에 상기 도로를 주행할 때 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각만을 이용하여 상기 사이드 미러의 방향과 각도를 제어한다.
본 발명은 도로의 경사각을 산출하여 사이드 미러의 방향과 각도를 틸팅시킴으로써 다음 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 도로의 경사 여부에 관계없이 항상 운전자가 차량의 측방에 대하여 시야 확보가 가능해진다. 즉 도로의 경사에 의한 좌우 시야 제한 요인이 제거됨으로써 주행 환경을 개선시킬 수 있다.
둘째, 주행중 운전자가 직접 사이드 미러를 조정할 필요가 없어 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 기존 차량에 적용된 CAN 통신과 단순한 알고리즘에 의한 소프트웨어의 적용만으로도 가능하므로 공정 단순화 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 측방 표시 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제3 도로 경사각 산출부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4와 도 5는 도 2에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제3 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 도 1에 도시된 제1 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 도 2에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 도 1에 도시된 도로 곡률 산출부의 도로 곡률 산출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 미러 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 도 10의 사이드 미러 제어 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 측방 표시 제어 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
차량 측방 표시 제어 장치(100)는 제1 도로 경사각 산출부(110), 도로 상태 판단부(150), 사이드 미러 제어부(160), 전원부(170) 및 주제어부(180)를 포함한다.
제1 도로 경사각 산출부(110)는 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 기능을 수행한다.
도로 상태 판단부(150)는 도로의 경사각이 산출되면 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다. 도로 상태 판단부(150)는 3축 가속도 센서, 3축 지자기 센서 등을 이용하여 도로가 오르막길인지 아니면 내리막길인지를 판단할 수 있다.
사이드 미러 제어부(160)는 도로의 경사각과 도로가 오르막길인지 여부를 기초로 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 기능을 수행한다.
전원부(170)는 차량 측방 표시 제어 장치(100)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
주제어부(180)는 차량 측방 표시 제어 장치(100)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
차량 측방 표시 제어 장치(100)는 도로 곡률 산출부(140)를 더 포함할 수 있다.
도로 곡률 산출부(140)는 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 도로의 곡률을 산출하는 기능을 수행한다.
사이드 미러 제어부(160)는 제1 도로 경사각 산출부(110)에 의해 산출된 도로의 경사각을 기초로 사이드 미러의 방향을 상하로 제어한다. 반면 사이드 미러 제어부(160)는 도로 곡률 산출부(140)에 의해 산출된 도로의 곡률을 기초로 사이드 미러의 방향을 좌우로 제어한다.
차량 측방 표시 제어 장치(100)는 제2 도로 경사각 산출부(120)를 더 포함할 수 있다.
제2 도로 경사각 산출부(120)는 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 도로의 경사각을 산출하는 기능을 수행한다. 제2 도로 경사각 산출부(120)는 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 기능도 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 2에 따르면, 제2 도로 경사각 산출부(120)는 도로 영상 획득부(121), 차선 추출부(122), 에지 성분 추출부(123) 및 제2 기울기 산출부(124)를 포함할 수 있다.
도로 영상 획득부(121)는 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득하는 기능을 수행한다.
차선 추출부(122)는 도로 영상에 포함된 색상 성분을 기초로 도로 영상에서 차선을 추출하는 기능을 수행한다.
에지 성분 추출부(123)는 도로 영상에서 차선의 에지(edge) 성분을 추출하는 기능을 수행한다.
제2 기울기 산출부(124)는 에지 성분에 따른 차선의 형태를 기초로 도로의 경사각을 산출하는 기능을 수행한다.
다시 도 1을 참조한다.
차량 측방 표시 제어 장치(100)는 제3 도로 경사각 산출부(130)를 더 포함할 수 있다.
제3 도로 경사각 산출부(130)는 반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 도로의 경사각을 산출하는 기능을 수행한다. 제3 도로 경사각 산출부(130)는 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 기능도 수행할 수 있다.
한편 차량이 야간이나 안개가 낀 도로를 주행할 때에는, 사이드 미러 제어부(160)가 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각만을 이용하여 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 것이 바람직하다.
도 3은 도 1에 도시된 제3 도로 경사각 산출부의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 3에 따르면, 제3 도로 경사각 산출부(130)는 레이더 신호 송신부(131), 레이더 신호 수신부(132), RCS 정보 추출부(133) 및 제3 기울기 산출부(134)를 포함할 수 있다.
레이더 신호 송신부(131)는 미리 정해진 시간마다 레이더 신호를 전방으로 방사하는 기능을 수행한다.
레이더 신호 수신부(132)는 레이더 신호가 반사되어 돌아오면 반사되어 돌아온 레이더 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
RCS 정보 추출부(133)는 반사되어 돌아온 레이더 신호로부터 RCS(Radar Cross Section) 정보를 추출하는 기능을 수행한다.
제3 기울기 산출부(134)는 시간차를 두고 수신된 레이더 신호로부터 RCS 정보가 연속 추출되면 각 RCS 정보에 기초한 타겟의 위치를 기초로 도로의 경사각을 산출하는 기능을 수행한다.
이상 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예(best mode)에 대하여 설명하였다.
본 발명은 자기 차량이 기울기를 가진 경사 도로에 있을 때 좌우 차선의 차량을 감지하는 데에 해당 경사에 의해 정확한 감지가 제한이 되므로 이를 방지하기 위해 제안된 것이다.
추출된 경사도를 기반으로 차량의 효율적인 운행과 안전적인 운행을 가져올 수 있다. 만약 능동적으로 차량이 자차가 진입할 예정의 도로의 경사도를 예측하게 되면 자율 운행을 위한 레이더와 카메라의 탐지 확률을 높일 수 있게 도움을 줄 수 있다.
구성은 카메라, 레이더, 자차의 종가속도 센서 등으로 각각의 하기 알고리즘에서 원하는 신호 성분을 읽어들임으로써 상대 신호의 보상적인 방법으로 전방 경사도를 추출하게 된다.
예를 들어 자차가 내리막길에 있을 때 사이드 미러를 통해 옆차선의 상황을 확인하면 바로 옆 차량을 감지하지 못하고 원하는 위치의 상황을 보지 못하고 더 전방 상황, 경사도가 급한 경우는 도로가 보이게 된다.
이럴 때 차량 내의 센서 클러스터 내에 보유하고 있는 종방향의 가속도 센서를 이용하여 현재의 자차의 기울기를 알고 이를 보정하여 사이드 미러를 해당 경사도에 맞게 상향시켜 준다면 운전자가 원하는 위치의 장애물을 정확히 파악할 수 있을 것이다.
또한 조향각 센서(Steering Angle Sensor)에 의해 자차의 곡률을 파악하여 사이드 미러 각도를 좌우로 변경/보상하면 곡률에 의한 잘못된 정보가 사이드 미러에 투영되는 것을 방지할 수 있다.
이하 일실시예를 들어 보다 자세히 설명한다.
본 발명은 경사로에 따라 사이드 미러의 각도를 틸팅하여 항상 운전자의 시야가 확보되도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
이에 따라 본 발명에서는 카메라 영상을 추출하여 도로 경사 및 곡률을 계산하는 로직, 차량용 전방 레이더에 의한 반사파의 주파수 및 크기를 이용하여 전방 도로의 경사도를 검출하는 로직, 요 레이트 센서(Yaw rate Sensor)의 가속도계에 의한 자차 각도를 검출하는 로직, 운전자 시야에 맞는 사이드 미러 offset 각도에 의한 경사 및 곡률 능동 제어 로직 등을 사용한다.
본 발명은 이상의 로직들을 사용함으로써 도로 곡률 및 경사 발생에 의해 차량의 좌측, 우측, 후측 등에 대한 시야 제한을 제거할 수 있다. 또한 운전자의 시각 제한 요소를 제거함에 따라 경사로 및 곡률 운행시 차선 변경 및 각종 운전 조작에 의한 사고 발생률을 감소시킬 수 있다.
① 제1 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법
자차의 센서 클러스터 종방향 가속도 센서를 읽어서 해당 경사도를 감지한다. 감지된 경사도에 의해 자차가 내리막길에 있을 경우에는 사이드 미러를 상향시키며, 오르막길에 있을 경우에는 사이드 미러를 하향시킨다. 상향이나 하향의 정도는 경사도의 기울기에 따라 산출된다.
도 7은 도 1에 도시된 제1 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
차량이 오르막길을 주행중일 때 경사각을 산출하는 수학식은 다음과 같다.
sin-1(α/g)=θ
상기 수학식에서 α는 자차 종축 가속도 값(센서 클러스터의 ax축에 대한 값)을 의미한다. 그리고 g는 중력 가속도를 의미하며, θ는 경사각을 의미한다.
② 제2 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법
도 4와 도 5는 도 2에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
전방 카메라는 도 4와 같이 도로 차선의 에지(edge) 성분을 추출하여 경사에 따라 구분되게 디스플레이한다. 도 4에서 (a)는 평지에서의 차선 형태를 도시한 예이며, (b)는 오르막길에서의 차선 형태를 도시한 예이고, (c)는 내리막길에서의 차선 형태를 도시한 예이다.
이후 차선의 색상 성분을 바탕으로 차선을 추출한다. 차선의 색상 성분을 검출할 때에는 차선 색상 규격이 이용된다. 차선 색상 규격의 일례는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같다.
이후 차선의 형태를 바탕으로 경사를 추출하고 이를 메모리하여 사이드 미러 액츄에이터 모듈로 CAN 신호를 통해 보낸다.
한편 카메라는 도로 상의 실선, 점선 차선 및 돌출형 도로 표식(Raised Pavement Marker)을 인식할 수 있다. 실선이나 점선이 이중으로 칠해진 차선의 경우 차량 기준으로 안쪽의 차선을 인식한다. 도 5의 (b)와 (c)는 북미 사양 기준으로 본 실시예에서는 도 5의 (b)와 (c)에 도시된 점선 차선도 인식할 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 제2 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 먼저 밝기(명암)으로 에지 영역을 추출한다(S210). 이후 영역 검출에 따른 연속성을 추출하고(S220), 이어서 색상 연속성을 추출한다(S230). 이후 차선 박스 크기를 필터링한다(S240).
한편 S230 단계는 다음과 같이 구체적으로 수행될 수 있다.
도 8의 (b)를 참조하면, 먼저 카메라의 차선 색상을 검출한다(S310). 이후 면적을 계산하며(S320), 이어서 원형 성분이면서 일정 크기 이상인 색상 성분을 검출한다(S330). 이후 검출된 성분을 차선으로 간주한다(S340). 그러면 색상 연속성 추출이 가능해진다.
또한 도 8의 (c)를 참조하면, 먼저 카메라 영상 내 감지된 차선의 길이 및 기울기를 산출한다(S410). 이후 차선 길이와 기울기에 따른 성분을 검출한다(S420). 이후 검출된 성분을 차선으로 간주한다(S430). 그러면 색상 연속성 추출이 가능해진다.
③ 제3 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법
카메라를 통한 경사도의 정확도를 높이기 위해 추가적으로 차량용 전방 레이더를 통하여 경사도를 추출할 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 제3 도로 경사각 산출부의 도로 경사각 산출 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
레이더 전자기파는 물체에 인가될 때 도 6의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 모든 방향으로 산란이 일어난다. 경사로에 따른 RCS 입사파의 각도와 주파수는 다를 것이다. 그래서 속도 성분이 없는 RCS 성분이 감지되면 이것을 경사를 가진 도로로 인식하며, 수신된 파의 위치를 판별하여 도로의 곡률을 판단할 수 있다. 도 6에서 (a)는 오르막 도로의 예시이며, (b)는 내리막 도로의 예시이다.
상기에서 RCS(Radar Cross Section)는 입사 전력 밀도와 물체에 반사되어 오는 파의 전력 비를 말한다. 일반적으로 물체의 매질에 따라 다른 값을 갖는다. 물체로부터 반사되는 파의 크기는 물체의 크기와 파장에 관련 있다.
자세한 경사도 추출 방법은 다음과 같다.
레이더의 안테나를 통하여 파를 방사한다. 방사된 파는 경사진 도로를 만나면 반사되고, 그 반사파는 안테나의 수신단을 통해서 수신된다. 이후 수신된 파로부터 반사파의 정도를 나타내는 RCS 파라미터를 검출하며, 이 RCS 파라미터를 바탕으로 전방 상황을 감지한다. 차선 이상의 일정한 위치와 차선폭 이상의 장애물이 연속적으로 감지되면 이를 바탕으로 레이더는 전방 감지된 장애물을 도로로 판단하며, 이 장애물의 위치에 따라 경사도를 추출한다. 이후 카메라와 레이더를 통해 산출된 경사도는 두 센서의 에러 보상을 위해 서로 감지된 값에 대한 평균을 추출한다.
한편 카메라 감지가 제한되는 야간이나 안개 구역에서는 오직 레이더로 경사도를 판단한다.
④ 도로 곡률 산출부의 도로 곡률 산출 방법
곡률이 발생하는 도로 주행시 자차의 Yawing이 발생함에 따라서 해당 곡률을 산출하고 수신된 Steering Angle Sensor의 값과 비교하여 보상 알고리즘을 통해서 현재의 정확한 곡률을 산출한다. 이 산출된 곡률을 통하여 사이드 미러를 좌우로 틸팅한다.
도 9는 도 1에 도시된 도로 곡률 산출부의 도로 곡률 산출 방법을 도시한 흐름도이다.
곡률은 도 9의 곡률 추출 알고리즘을 통해서 차량의 요 레이트(Yaw Rate), 조향각(Steering Angle), 휠 속도(Wheel Speed) 등을 연동해서 산출한다. 곡률 추출 알고리즘은 다음과 같다.
먼저 요 레이트 평균값을 계산한다(S510). 이와 더불어 휠 속도 평균값을 계산한다(S520). 이후 요 레이트 평균값과 휠 속도 평균값을 이용하여 제1 곡률 반경을 산출한다(S530).
제1 곡률 반경을 산출하는 수학식은 다음과 같다.
제1 곡률 반경 = 속도 / 요 레이트
한편 조향각 평균값을 계산한다(S540). 이후 조향각 평균값을 이용하여 제2 곡률 반경을 산출한다(S550).
제2 곡률 반경을 산출하는 수학식은 다음과 같다.
제2 곡률 반경 = (기어비(Gear ratio) × 양측 바퀴 간 거리(Tire distance)) / 조향각
S530 단계와 S550 단계에서 제1 곡률 반경과 제2 곡률 반경이 산출되면, 이 두 곡률 반경을 이용하여 최종 곡률 반경을 산출한다(S560).
곡률 및 레이더의 경사 산출 연산시 Kalman Filter를 통해 Detecting 전에 현재까지의 추출된 정보를 바탕으로 Estimation을 하여 차후 실제 수신되는 신호와 비교를 바탕으로 보다 정확한 값을 산출하게 된다.
운전자의 시각 위치나 사이드 미러를 보는 습관에 따라 Tilting 각도가 상이할 수 있다. 따라서 상기에서 산출된 곡률과 경사는 이전 운전자가 셋팅한 사이드 미러의 Offset 값을 바탕으로 곡률과 경사에 의한 값을 운전자의 체형 및 사이드 미러 보는 습관에 맞게 변화시키는 것이 바람직하다.
한편 운전자 시각 각도에 따른 사이드 미러 보정은 다음 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.
y = a + b + (b/α)
상기에서 a는 경사에 따른 틸팅 각도를 의미한다. 그리고 b는 운전자에 의해 최초 사이드 미러의 조절된 오프셋(offset) 값을 의미한다. 그리고 α는 경사도를 의미한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 미러 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 11은 도 10의 사이드 미러 제어 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
먼저 종방향 가속도를 확인하고(S605), 이 종방향 가속도를 이용하여 자차의 제1 경사도를 산출한다(S610). 이후 전방 카메라를 이용하여 제2 경사도를 산출하며(S615), 또한 전방 레이더를 이용하여 제3 경사도를 산출한다(S620).
도 10에 따른 일실시예에서는 종방향 가속도 센서, 전방 카메라, 전방 레이더 모두를 이용하여 경사도를 산출한다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, S610 단계, S615 단계 및 S620 단계 중 어느 한 단계 또는 두 단계만 수행되는 것도 가능하다.
제1 경사도, 제2 경사도 및 제3 경사도가 산출되면 이들 중 2개의 경사도를 가지고 나머지 1개의 경사도를 보상한다(S625). 예컨대 제2 경사도와 제3 경사도로 제1 경사도를 보상하는 식이다. 이러한 상호 보상 단계(S625)를 거쳐 최종적으로 전방 경사도를 산출한다(S630).
이후 사이드 미러(rear view mirror)의 오프셋(offset)을 검출한다(S635).
이후 조향각과 요 레이트 값으로 곡률을 확인하며(S640), 기본 오프셋으로 틸팅 각도를 산출한다(S645).
이후 전방 경사도를 이용하여 사이드 미러를 상하향 틸팅시키며(S650), 곡률을 이용하여 사이드 미러를 좌우 틸팅시킨다(S655). 도 11에서 도면부호 710, 720, 730, 740은 각각 사이드 미러의 상향 틸팅, 사이드 미러의 하향 틸팅, 사이드 미러의 좌향 틸팅, 사이드 미러의 우향 틸팅을 의미한다.
다음으로 차량 측방 표시 제어 장치(100)의 차량 측방 표시 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저 제1 도로 경사각 산출부(110)가 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출한다(제1 도로 경사각 산출 단계).
이후 도로 상태 판단부(150)가 도로의 경사각이 산출되면 도로가 오르막길인지 여부를 판단한다(도로 상태 판단 단계).
이후 사이드 미러 제어부(160)가 도로의 경사각과 도로가 오르막길인지 여부를 기초로 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어한다(사이드 미러 제어 단계).
한편 도로 곡률 산출부(140)는 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 도로의 곡률을 산출할 수 있다(도로 곡률 산출 단계). 도로 곡률 산출 단계는 사이드 미러 제어 단계 이전에 수행된다면 언제 수행되어도 무방하다. 도로 곡률 산출 단계는 예컨대 제1 도로 경사각 산출 단계와 동시에 수행될 수 있다.
한편 제2 도로 경사각 산출부(120)는 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 도로의 경사각을 산출하거나, 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정할 수 있다(제2 도로 경사각 산출 단계).
또한 제3 도로 경사각 산출부(130)는 반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 도로의 경사각을 산출하거나, 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정할 수 있다(제3 도로 경사각 산출 단계).
제2 도로 경사각 산출 단계와 제3 도로 경사각 산출 단계는 사이드 미러 제어 단계 이전에 수행된다면 언제 수행되어도 무방하다. 제2 도로 경사각 산출 단계와 제3 도로 경사각 산출 단계는 예컨대 제1 도로 경사각 산출 단계와 동시에 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 제1 도로 경사각 산출부;
    상기 도로의 경사각이 산출되면 상기 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 도로 상태 판단부; 및
    상기 도로의 경사각과 상기 오르막길인지 여부를 기초로 상기 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 사이드 미러 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 상기 도로의 곡률을 산출하는 도로 곡률 산출부
    를 더 포함하며,
    상기 사이드 미러 제어부는 상기 도로의 경사각을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 상하로 제어하고 상기 도로의 곡률을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 좌우로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제2 도로 경사각 산출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 도로 경사각 산출부는,
    상기 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득하는 도로 영상 획득부;
    상기 도로 영상에 포함된 색상 성분을 기초로 상기 도로 영상에서 차선을 추출하는 차선 추출부;
    상기 도로 영상에서 상기 차선의 에지(edge) 성분을 추출하는 에지 성분 추출부; 및
    상기 에지 성분에 따른 상기 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제2 기울기 산출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제3 도로 경사각 산출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3 도로 경사각 산출부는,
    미리 정해진 시간마다 레이더 신호를 전방으로 방사하는 레이더 신호 송신부;
    레이더 신호가 반사되어 돌아오면 반사되어 돌아온 레이더 신호를 수신하는 레이더 신호 수신부;
    반사되어 돌아온 레이더 신호로부터 RCS(Radar Cross Section) 정보를 추출하는 RCS 정보 추출부; 및
    시간차를 두고 수신된 레이더 신호로부터 상기 RCS 정보가 연속 추출되면 각 RCS 정보에 기초한 타겟의 위치를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하는 제3 기울기 산출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 사이드 미러 제어부는 상기 차량이 야간에 상기 도로를 주행할 때 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각만을 이용하여 상기 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 장치.
  8. 가속도 센서를 이용하여 차량이 주행하고 있는 도로의 경사각을 산출하는 제1 도로 경사각 산출 단계;
    상기 도로의 경사각이 산출되면 상기 도로가 오르막길인지 여부를 판단하는 도로 상태 판단 단계; 및
    상기 도로의 경사각과 상기 오르막길인지 여부를 기초로 상기 차량에 장착된 사이드 미러의 방향과 각도를 제어하는 사이드 미러 제어 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량에 장착된 조향각 센서와 요 레이트 센서를 이용하여 상기 도로의 곡률을 산출하는 도로 곡률 산출 단계
    를 더 포함하며,
    상기 사이드 미러 제어 단계는 상기 도로의 경사각을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 상하로 제어하고 상기 도로의 곡률을 기초로 상기 사이드 미러의 방향을 좌우로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 도로에 형성된 차선의 형태를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 차선의 형태를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제2 도로 경사각 산출 단계; 또는
    반사되어 돌아온 레이더 신호를 기초로 상기 도로의 경사각을 산출하거나, 상기 레이더 신호를 기초로 산출된 도로의 경사각으로 상기 가속도 센서를 이용하여 산출된 도로의 경사각을 보정하는 제3 도로 경사각 산출 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 측방 표시 제어 방법.
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