KR20160029301A - 장애물 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 신호를 방출하는 송신부와 레이저 신호를 반사하여 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인(Cut-in) 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역을 스캔하며, 검출 영역을 복수의 영역으로 구분하여 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 멤스 스캐닝 미러와 멤스 스캐닝 미러에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 수신부 및 수신부에서 검출된 정보를 통해 장애물 및 상기 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 처리부를 포함하는 장애물 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

장애물 검출 시스템 및 방법{System and method for detecting obstacles}
본 발명은 장애물 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MEMS LIDAR 센서 시스템을 이용하여 효율적으로 장애물을 검출할 수 있는 장애물 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 차량에는 차량이 주행 시, 장애물 또는 사람과의 충돌에 의한 안전사고를 예방하기위해 장애물 검출 시스템이 구비된다. 이러한 장애물 검출 시스템은 차량 주변의 장애물 존재 여부를 감지하여 이를 경보음 또는 표시등으로 운전자에게 알린다.
한편, LIDAR 센서 시스템은 차량의 윈드쉴드(Windshield)에 부착되며 차량 바깥의 장애물을 관측하여 장애물 감지 및 환경을 인지하는 시스템이다.
그 중에서도, MEMS LIDAR 센서 시스템은 송신부, 수신부, 처리부, 빔 스플리터(Beam Splitter), 멤스 스캐닝 미러(MEMS scanning mirror)로 구성된다.
송신부에서는 레이져 신호를 방출하고 방출된 빛은 빛을 분배해주는 빔 스플리터를거쳐 멤스에 도달한다. 여기서 빔스플리터의 역할은 들어온 빛의 방향에 따라 빛을 투과 혹은 반사시켜 빛을 원하는 곳으로 분배해주는 것이다. 즉, 송신부의 빛은 투과시켜 멤스로 전달하고 멤스로부터 들어오는 빛은 반사시켜 수신부로 전달한다. 빔 스플리터를 거쳐 멤스에 도달한 빛은 반사되어 장애물로 전달되고 장애물에 부딪힌 빛은 반사되어 다시 멤스로 전달된다. 멤스는 장애물로부터 되돌아온 빛을 다시 빔 스플리터로 전달하고 빔 스플리터는 수신부로 전달한다. 수신부에서는 단일 검출기를 가지며 송신부에서 발사된 하나의 레이저 빔에 대해 반사된 신호 값을 얻는다. 이 신호는 처리부에 전달되어 장애물 인지 등의 신호처리에 활용된다.
한편, 종래의 MEMS LIDAR 센서 시스템은 전방 장애물 검출 및 옆 차선에서 끼어드는 컷인(cut-in)상황에 대비하기 위해서는 넓은 화각을 갖는 시스템이 요구된다. 여기서, 센서의 화각을 크게하기 위해서는 해상도도 높여줘야 하는데 그렇지 않고 화각만을 높이게 되면 공간분해능이 낮아 전방 장애물 검출률이 저하되는 성능 저하 문제점이 발생한다.
또한, 센서의 화각을 높이기 위해서는 센서의 해상도가 커져야 하고, 해상도는 레이저 및 검출기의 높은 반복률에 비례한다. 하지만, MEMS LIDAR 센서 시스템에서 레이저와 검출기의 반복률 성능이 한정되어 있기 때문에 한정된 반복률로 얻을 수 있는 센서의 해상도에도 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장애물 검출 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
MEMS LIDAR의 해상도와 화각간의 관계를 효율적으로 활용하여 전방 장애물 검출뿐만 아니라 옆 차선에서 끼어드는 컷인 상황도 효과적으로 검출할 수 있도록 하려는데 그 목적이 있다 할 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 장애물 검출 시스템 및 방법에 있어서, 레이저 신호를 방출하는 송신부와 레이저 신호를 반사하여 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인(Cut-in) 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역을 스캔하며, 검출 영역을 복수의 영역으로 구분하여 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 멤스 스캐닝 미러와 멤스 스캐닝 미러에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 수신부 및 수신부에서 검출된 정보를 통해 장애물 및 상기 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 처리부를 포함한다.
또한, 포인트 간격은 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 조절되는 것을 포함한다.
또한, 검출 영역은, 포인트 간격을 좁혀 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역과 포인트 간격을 넓혀 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역을 포함한다.
또한, 컷인 검출 영역은 장애물 검출 영역을 기준으로 대각선 방향으로 양쪽에 각각 형성된 것을 포함한다.
또한, 멤스 스캐닝 미러는 적어도 하나 이상의 축을 중심으로 장애물 검출 영역 및 컷인 검출 영역을 좌우 및 상하로 회전하며 스캔하는 것을 포함한다.
또한, 장애물 검출 영역을 스캔하는 포인트 간격은, 컷인 검출 영역을 스캔하는 포인트 간격 보다 좁은 것을 포함한다.
또한, 수신부는 적어도 하나 이상의 픽셀로 형성되어 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 연속적으로 물체의 정보를 검출하는 것을 포함한다.
또한, 수신부는, 장애물 검출 영역에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 장애물 검출 영역 디텍터와 컷인 검출 영역에 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 컷인 검출 영역 디텍터를 포함한다.
또한, 처리부는 장애물 검출 영역에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하는 장애물 검출부와 장애물 검출부에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하는 장애물 분류부와 컷인 검출 영역에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 컷인 여부를 검출하는 컷인 검출부와 장애물 분류부 및 컷인 검출부를 통해 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달하는 제어부를 포함한다.
또한, 멤스 스캐닝 미러는 물체에 부딪혀 되돌아온 레이저 신호를 수신부에 송신하는 것을 포함한다.
또한, 레이저 신호를 방출하는 단계와 레이저 신호를 반사하여, 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인(Cut-in) 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역이 구분된 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계와 멤스 스캐닝 미러에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 단계 및 수신부에서 검출된 정보를 통해 장애물 및 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 단계를 포함한다.
또한, 포인트 간격은 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 조절되는 것을 포함한다.
또한, 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계는, 레이저 신호 방출 단계에서 방출된 레이저 신호가 빔 스플리터를 통해 분배되어 멤스 스캐닝 미러에 도달하는 레이저 신호 분배 단계 및 레이저 신호가 분배되는 검출 영역을 차량 전방의 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역과 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역으로 구분하는 영역 구분 단계를 포함한다.
또한, 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계에서 장애물 검출 영역을 스캔하는 포인트 간격은, 컷인 검출 영역을 스캔하는 포인트 간격 보다 좁은 것을 포함한다.
또한, 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 단계는, 장애물 검출 영역 및 컷인 검출 영역 스캔 단계에서 장애물 검출 영역 및 컷인 검출 영역을 스캔 한 후, 물체에 부딪혀 멤스 스캐닝 미러에 되돌아온 레이저 신호를 수신부에 전달하는 레이저 신호 수신부 전달 단계를 포함한다.
또한, 수신부는 적어도 하나 이상의 픽셀로 형성되어 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 연속적으로 물체의 정보를 검출하는 것을 포함한다.
또한, 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 단계는, 장애물 검출 영역에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하는 장애물 검출 단계와 장애물 검출 단계에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하는 장애물 분류 단계와 컷인 검출 영역에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 컷인 여부를 검출하는 컷인 검출 단계 및
장애물 분류 단계 및 컷인 검출 단계를 통해 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달하는 제어 명령 전달 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 장애물 검출 시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 멤스 스캐닝 미러의 설계를 변경함으로써 전방 시야를 넓혀 전방 차량 장애물 감지뿐 아니라, 컷인 상황도 감지할 수 있어 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 멤스 스캐닝 미러를 통해 컷인 상황을 감지하여, 운전이 미숙한 운전자나 여성 운전자들에게 운전 과민증을 해소 시켜 줄 수 있다.
셋째, 센서의 시야를 넓히기 위해 멤스 스캐닝 미러의 재설계만으로 같은 효과를 내어 원가를 절감할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 스캔 영역을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 스캔 포인트 간격을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 장애물 검출 시스템 및 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
바람직한 장애물 검출 시스템 및 방법은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 변경될 수 있으며, 본 실시예에서는 장애물 검출 시스템 및 방법인 경우이다.
도 1은 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 스캔 영역을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 스캔 포인트 간격을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 장애물 검출 시스템은 레이저 신호를 방출하는 송신부(100)와 레이저 신호를 반사하여 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역(SV1, SV2, DV)을 스캔하며, 검출 영역(SV1, SV2, DV)을 복수의 영역으로 구분하여 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 멤스 스캐닝 미러(200)와 멤스 스캐닝 미러(200)에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 검출 영역(SV1, SV2, DV)에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 수신부(300)와 수신부(300)에서 검출된 정보를 통해 장애물 및 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 처리부(400)를 포함한다.
송신부(100)는 레이저 신호를 방출할 수 있다.
송신부(100)는 송신부(100)에서 방출된 레이저 신호를 분배하는 빔 스플리터(210)를 포함한다. 빔 스플리터(210)는 분배된 레이저 신호를 멤스 스캐닝 미러(200)에 전달한다. 빔 스플리터(210)는 물체에 부딪혀 되돌아온 후 멤스 스캐닝 미러(200)에서 반사된 레이저 신호를 수신부(300)에 전달한다.
멤스 스캐닝 미러(200)는 물체에 부딪혀 되돌아온 레이저 신호를 수신부(300)에 송신할 수 있다. 이때, 물체에 부딪혀 되돌아온 레이저 신호는 멤스 스캐닝 미러(200)를 거쳐 빔 스플리터(210)에 반사되어 수신부(300)로 송신될 수 있다.
멤스 스캐닝 미러(200)는 레이저 신호를 반사하여 차량 전방의 장애물 검출및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역(SV1, SV2, DV)을 스캔할 수 있다.
멤스 스캐닝 미러(200)는 검출 영역(SV1, SV2, DV)을 복수의 영역으로 구분하여 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔할 수 있다.
여기서, 검출 영역(SV1, SV2, DV)은 포인트 간격을 좁혀 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역(DV)과 포인트 간격을 넓혀 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 포함할 수 있다.
즉, 장애물 검출 영역(DV)은 는 전방 장애물 검출을 위해 높은 해상도를 갖는 영역일 수 있다. 컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 는 컷인 물체 존재 여부만을 판단하는 낮은 해상도를 갖는 영역일 수 있다. 또한, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 장애물 검출 영역(DV)을 기준으로 대각선 방향으로 양쪽에 각각 형성될 수 있다.
컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 장애물 검출 영역(DV)의 좌측에 대각선 방향으로 형성된 좌측 컷인 검출 영역(SV1)과 장애물 검출 영역(DV)의 우측에 대각선 방향으로 형성된 우측 컷인 검출 영역(SV2)으로 구분될 수 있으나, 멤스 스캐닝 미러(200)는 상하, 좌우로 이동하며 스캔이 가능하므로, 검출 영역의 방향과 영역은 한정하지 않는다.
본 실시예에 따르면, 멤스 스캐닝 미러(200)는 좌측 컷인 검출 영역(SV1)과 우측 컷인 검출 영역(SV2)을 동일한 포인트 간격으로 스캔할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
장애물 검출 영역(DV)에 대해서는 전방의 돌발 상황에 대한 경보 및 자동긴급제동시스템인 AEB(Autonomous Emergency Braking)의 작동이 가능한 정확한 물체 검출이 필요하지만, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에 대해서는 컷인 상황만을 검출하면 되기 때문에 낮은 해상도라도 넓은 영역을 감지하는 것이 효율적이다.
여기서, 장애물 검출 시스템의 해상도는 후술하는 수학식과 같이 레이저 초당 반복율(N_laser), 검출기 초당 반복율(N_detector) 및 시스템 요구 반복율(N_system)에 따른다. 최대 해상도(Res_max)는 레이저 초당 반복율과(N_laser) 검출기 초당 반복율(N_detector) 중 최소값에 비례하고, 시스템 요구 반복율(N_system)에는 반비례한다. 상술한 내용을 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
Res_max = min(N_laser, N_detector) / N_system
멤스 스캐닝 미러(200)는 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 좌우 및 상하로 스캔하며 움직일 수 있다. 이때, 멤스 스캐닝 미러(200)가 장애물 검출 영역(DV)을 스캔하는 포인트 간격은, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 스캔하는 포인트 간격보다 좁게 설정되어 장애물 검출 영역(DV)을 측정할 수 있다.
수신부(300)는 적어도 하나 이상의 픽셀로 형성되어 멤스 스캐닝 미러(200)가 회전하는 회전 속도에 따라 연속적으로 물체의 정보를 검출할 수 있다.
수신부(300)는 멤스 스캐닝 미러(200)에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에서 감지된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출할 수 있다.
수신부(300)는 장애물 검출 영역(DV)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 장애물 검출 영역 디텍터(320)와 장애물 검출 영역(DV)의 양측면에 위치한 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 컷인 검출 영역 디텍터(310a, 310b)를 포함할 수 있다.
여기서, 컷인 검출 영역 디텍터(310a, 310b)는 좌측 컷인 검출 영역(SV1)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 좌측 컷인 검출 영역 디텍터(310a)와 우측 컷인 검출 영역(SV2)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하는 우측 컷인 검출 영역 디텍터(310b)로 나뉠 수 있다.
처리부(400)는 수신부(300)에서 검출된 물체의 정보를 통해 장애물 및 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달 할 수 있다.
처리부(400)는 장애물 검출 영역(DV)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하는 장애물 검출부(420)와 장애물 검출부(420)에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하는 장애물 분류부(430)와 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 컷인 여부를 검출하는 컷인 검출부(410)와 장애물 분류부(430)및 컷인 검출부(410)를 통해 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달하는 제어부(440)를 포함할 수 있다.
컷인 검출부(410)는 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 컷인 상황 여부를 판단하고, 컷인 차량의 위치와 속도 중 적어도 하나를 제어부(440)로 전달 할 수 있다.
장애물 검출부(420) 장애물 검출 영역(DV)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하고, 물체의 위치 및 속도 정보 중 적어도 하나를 장애물 분류부(430)로 전달할 수 있다.
장애물 분류부(430)는 장애물 검출부(420)에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하고, 물체의 종류, 물체의 위치 및 속도 정보 중 적어도 하나를 제어부(440)에 전달할 수 있다.
제어부(440)는 장애물 분류부(430) 및 컷인 검출부(410)에서 전달받은 정보를 통해 경보 또는 제동 제어 신호를 계산하여 경보 혹은 제동 클러스트로 전달할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물 검출 시스템의 제어방법을 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 송신부(100)는 레이저 신호를 방출한다.(S10)
빔 스플리터(210)는 레이저 신호를 분배한다.(S20) 빔 스플리터(210)는 레이저 신호 방출 단계(S10)에서 방출된 레이저 신호를 분배하고, 분배된 레이저 신호가 멤스 스캐닝 미러(200)에 도달한다.
멤스 스캐닝 미러(200)는 레이저 신호가 분배되는 검출 영역(DV, SV1, SV2)을 복수의 영역으로 구분한다.(S30) 멤스 스캐닝 미러(200)는 레이저 신호가 분배되는 겸출 영역(DV, SV1, SV2)을 차량 전방의 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역(DV)과 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역(SV1, SV2)으로 구분한다.
즉, 장애물 검출 영역(DV)은 는 전방 장애물 검출을 위해 높은 해상도를 갖는 영역일 수 있다. 컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 는 컷인 물체 존재 여부만을 판단하는 낮은 해상도를 갖는 영역일 수 있다. 또한, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 장애물 검출 영역(DV)을 기준으로 대각선 방향으로 양쪽에 각각 형성될 수 있다.
컷인 검출 영역(SV1, SV2)은 장애물 검출 영역(DV)의 좌측에 대각선 방향으로 형성된 좌측 컷인 검출 영역(SV1)과 장애물 검출 영역(DV)의 우측에 대각선 방향으로 형성된 우측 컷인 검출 영역(SV2)으로 구분될 수 있으나, 멤스 스캐닝 미러(200)는 상하, 좌우로 이동하며 스캔이 가능하므로, 검출 영역의 방향과 영역은 한정하지 않는다.
본 실시예에 따르면, 멤스 스캐닝 미러(200)는 좌측 컷인 검출 영역(SV1)과 우측 컷인 검출 영역(SV2)을 동일한 포인트 간격으로 스캔할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
멤스 스캐닝 미러(200)는 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 스캔한다.(S40) 멤스 스캐닝 미러(200)는 레이저 신호 분배 단계(S20)에서 멤스 스캐닝 미러(200)에 도달된 레이저 신호를 반사하여 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔한다.
상술한 포인트 간격은, 멤스 스캐닝 미러(200)가 회전하는 회전 속도에 따라 조절 될 수 있다.
장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2) 스캔 단계(S40)에서 장애물 검출 영역(DV)을 스캔하는 포인트 간격은, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)을 스캔하는 포인트 간격 보다 좁게 스캔하여 장애물 검출 영역(DV)은 컷인 검출 영역(SV1, SV2) 보다 높은 해상도를 갖을 수 있다.
장애물 검출 영역(DV)에 대해서는 전방의 돌발 상황에 대한 경보 및 자동긴급제동시스템인 AEB의 작동이 가능한 정확한 물체 검출이 필요하지만, 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에 대해서는 컷인 상황만을 검출하면 되기 때문에 낮은 해상도라도 넓은 영역을 감지하는 것이 효율적이다.
빔 스플리터(210)는 멤스 스캐닝 미러(200)에 되돌아온 레이저 신호를 반사하여 수신부에 전달한다.(S50) 빔 스플리터(210)는, 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2) 스캔 단계(S40)에서 장애물 검출 영역(DV) 컷인 검출 영역(SV1, SV2)스캔 한 후 물체에 부딪혀 멤스 스캐닝 미러(200)에 되돌아온 레이저 신호를 수신부에 전달한다.
수신부(300)는 레이저 신호 수신부 전달 단계(S50)에서 수신부(300)에 전달된 신호를 통해 물체의 정보를 검출한다.(S60) 수신부(300)는 레이저 신호 수신부 전달 단계(S50) 에서 송신된 레이저 신호를 수신하여, 장애물 검출 영역(DV) 및 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에서 감지된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출한다.
이때, 장애물 검출 영역 디텍터(320)는 장애물 검출 영역(DV)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하고, 좌측 컷인 검출 영역 디텍터(310a)는 좌측 컷인 검출 영역(SV1)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출하고, 우측 컷인 검출 영역 디텍터(310b)는 우측 컷인 검출 영역(SV2)에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 검출한다.
처리부(400)는 물체 정보 검출 단계(S60)에서 검출된 정보를 통해 제어부를 제어한다.(S70) 처리부(400)는 물체 정보 검출 단계(S60)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 및 컷인 상황 여부를 검출하고, 제어부(440)에서 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달한다.
여기서, 제어부 제어 단계(S70)는 4단계로 나뉜다.
장애물 검출부(420)는 장애물 검출 영역(DV)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하고, 물체의 위치 및 속도 중 적어도 하나를 제어부(440)에 전달한다.(S71)
장애물 분류부(430)는 장애물 검출 단계(S71)에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하고, 물체의 종류, 물체의 위치 및 속도 정보 중 적어도 하나를 제어부(440)에 전달한다.(S72)
한편, 컷인 검출부(410)는 컷인 검출 영역(SV1, SV2)에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 컷인 상황 여부를 판단하고, 컷인 차량의 위치 및 속도 중 적어도 하나를 제어부(440)로 전달한다.(S73)
제어부(440)는 장애물 분류 단계(S72) 및 컷인 검출 단계(S73)에서 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달한다.(S74)
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장애물 검출 시스템 및 방법의 바람직한 일실시예에 의하면, 상세하게는 MEMS LIDAR의 해상도와 화각간의 관계를 효율적으로 활용하여 전방 장애물 검출뿐만 아니라 옆 차선에서 끼어드는 컷인 상황도 효과적으로 검출할 수 있는 이점을 창출할 수 있다.
실시예에 따른 장애물 검출 시스템 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
<주요 도면부호의 상세한 설명>
100 : 송신부
200 : 멤스 스캐닝 미러
300 : 수신부 310a, 310b : 컷인 검출 영역 디텍터
320 : 장애물 검출 영역 디텍터
400 : 처리부 410 : 컷인 검출부
420 : 장애물 검출부 430 : 장애물 분류부
440 : 제어부

Claims (17)

  1. 레이저 신호를 방출하는 송신부;
    상기 레이저 신호를 반사하여 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인(Cut-in) 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역을 스캔하며, 상기 검출 영역을 복수의 영역으로 구분하여 상기 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 멤스 스캐닝 미러;
    상기 멤스 스캐닝 미러에서 송신된 상기 레이저 신호를 수신하여, 상기 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 수신부; 및
    상기 수신부에서 검출된 정보를 통해 상기 장애물 및 상기 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 처리부를 포함하는 장애물 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포인트 간격은, 상기 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 조절되는 장애물 검출 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출 영역은,
    상기 포인트 간격을 좁혀 상기 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역; 및
    상기 포인트 간격을 넓혀 상기 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역을 포함하는 장애물 검출 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컷인 검출 영역은 상기 장애물 검출 영역을 기준으로 대각선 방향으로 양쪽에 각각 형성된 장애물 검출 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 멤스 스캐닝 미러는 적어도 하나 이상의 축을 중심으로 상기 장애물 검출 영역 및 상기 컷인 검출 영역을 좌우 및 상하로 회전하며 스캔하는 장애물 검출 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 장애물 검출 영역을 스캔하는 상기 포인트 간격은, 상기 컷인 검출 영역을 스캔하는 상기 포인트 간격 보다 좁은 장애물 검출 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는, 적어도 하나 이상의 픽셀로 형성되어 상기 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 연속적으로 상기 물체의 정보를 검출하는 장애물 검출 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 장애물 검출 영역에서 스캔된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 물체의 정보를 검출하는 장애물 검출 영역 디텍터; 및
    상기 컷인 검출 영역에서 스캔된 상기 물체의 상기 좌표값, 상기 거리값 및 상기 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 물체의 정보를 검출하는 컷인 검출 영역 디텍터를 포함하는 장애물 검출 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 장애물 검출 영역에서 검출된 상기 물체의 상기 좌표값, 상기 거리값 및 상기 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하는 장애물 검출부;
    상기 장애물 검출부에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하는 장애물 분류부;
    상기 컷인 검출 영역에서 검출된 상기 상기 물체의 상기 좌표값, 상기 거리값 및 상기 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 물체의 정보를 통해 상기 컷인 여부를 검출하는 컷인 검출부; 및
    상기 장애물 분류부 및 상기 컷인 검출부를 통해 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달하는 제어부를 포함하는 장애물 검출 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 멤스 스캐닝 미러는, 상기 물체에 부딪혀 되돌아온 상기 레이저 신호를 상기 수신부에 송신하는 장애물 검출 시스템.
  11. 레이저 신호를 방출하는 단계;
    상기 레이저 신호를 반사하여, 차량 전방의 장애물 검출 및 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인(Cut-in) 상황을 검출 할 수 있는 화각으로 설정된 검출 영역이 구분된 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계;
    상기 멤스 스캐닝 미러에서 송신된 상기 레이저 신호를 수신하여, 상기 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 수신부에서 검출된 정보를 통해 상기 장애물 및 상기 컷인 상황을 검출하여 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 단계를 포함하는 장애물 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 포인트 간격은, 상기 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 조절되는 장애물 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계는,
    상기 레이저 신호 방출 단계에서 방출된 상기 레이저 신호가 빔 스플리터를 통해 분배되어 멤스 스캐닝 미러에 도달하는 레이저 신호 분배 단계 및
    상기 레이저 신호가 분배되는 검출 영역을 차량 전방의 장애물을 검출하는 장애물 검출 영역과 옆 차선에서 돌발적으로 끼어드는 컷인 상황을 검출하는 컷인 검출 영역으로 구분하는 영역 구분 단계를 포함하는 장애물 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 영역을 각각 상이한 포인트 간격으로 스캔하는 단계에서 상기 장애물 검출 영역을 스캔하는 상기 포인트 간격은, 상기 컷인 검출 영역을 스캔하는 상기 포인트 간격 보다 좁은 장애물 검출 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 검출 영역에서 감지된 물체의 정보를 검출하는 단계는,
    상기 장애물 검출 영역 및 컷인 검출 영역 스캔 단계에서 상기 장애물 검출 영역 및 상기 컷인 검출 영역을 스캔 한 후, 물체에 부딪혀 상기 멤스 스캐닝 미러에 되돌아온 상기 레이저 신호를 수신하는 수신부에 전달하는 레이저 신호 수신부 전달 단계를 포함하는 장애물 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수신부는, 적어도 하나 이상의 픽셀로 형성되어 상기 멤스 스캐닝 미러가 회전하는 회전 속도에 따라 연속적으로 상기 물체의 정보를 검출하는 장애물 검출 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 경보 작동 혹은 제동 명령을 전달하는 단계는,
    상기 장애물 검출 영역에서 검출된 물체의 좌표값, 거리값 및 반사값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 물체의 정보를 통해 장애물 여부를 검출하는 장애물 검출 단계;
    상기 장애물 검출 단계에서 검출된 정보를 통해 차량, 보행자 등으로 분류하는 장애물 분류 단계;
    상기 컷인 검출 영역에서 검출된 상기 물체의 상기 좌표값, 상기 거리값, 상기 반사값을 통해 상기 컷인 여부를 검출하는 컷인 검출 단계; 및
    상기 장애물 분류 단계 및 상기 컷인 검출 단계에서 분류된 정보를 통해 경보 작동 또는 제동 명령을 전달하는 제어 명령 전달 단계를 포함하는 장애물 검출방법.
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