KR20170043362A - 주차지원장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주차지원장치 및 방법에 관한 것으로, 주차모드를 선택받기 위한 휴먼인터페이스, 주차 시 운전자의 주차패턴을 파악하고 상기 주차모드 및 상기 주차패턴을 반영하여 주차궤적을 생성하는 주차 제어기, 및 상기 주차궤적을 추종하기 위해 차량의 조향각을 제어하는 조향 제어기를 포함한다.

Description

주차지원장치 및 방법{PARKING ASSIST APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 주차 시 운전자의 의지나 성향(주차패턴)에 따라 주차궤적을 선택하여 주차지원을 수행하는 주차지원장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 주차지원시스템(Smart Parking Assist System, SPAS)은 완화곡선(클로소이드 곡선, clothoid curve)을 이용하여 주차궤적(이하, 클로소이드 궤적)을 생성하거나 또는 직선과 원곡선의 조합으로 주차궤적(이하, 원 궤적)을 생성한다. 클로소이드 궤적과 원 궤적은 상반되는 특징을 가진다. 클로소이드 궤적은 원 궤적보다 차속 영향이 적어 생성된 궤적의 추종성이 높고 정확한 주차가 가능하게 한다. 그러나, 클로소이드 궤적은 이동 거리가 길어 주차 시간이 많이 소요된다. 반면, 원 궤적은 이동 거리가 짧아 빠른 주차가 가능하지만, 차속의 영향을 받아 생성된 궤적의 추종성이 낮아 정확성이 떨어진다.
종래의 주차지원시스템은 미리 설계된 하나의 궤적만을 이용하여 주차지원을 수행하므로, 해당 궤적의 장단점을 가진다. 다시 말해서, 주차지원시스템이 직선과 원 곡선으로 생성되는 원 궤적을 이용하는 경우, 짧은 이동 거리를 가져 주차에 소요되는 시간이 짧으나, 궤적 추종성이 떨어져 실제 최종 주차 위치와 기설계된 궤적에 따른 주차위치 사이에 차이가 발생된다.
또한, 주차시원시스템이 클로소이드 곡선으로 생성되는 클로소이드 궤적을 이용하는 경우, 궤적 추종이 뛰어나 주차 정확도가 높지만 목표 위치까지 긴 이동거리를 필요로 하므로 주차에 소요되는 시간이 길다.
Vassilis Gikas and John Stratakos, "A Novel Geodetic Engineering Method for Accurate and Automated Road/Railway Centerline Geometry Extraction Based on the Bearing Diagram and Fractal Behavior", IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS, VOL. 13, NO. 1, pp. 115-126, MARCH 2012.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주차 시 운전자의 의지나 성향(주차패턴)에 따라 주차궤적을 선택하여 주차지원을 수행하는 주차지원장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원장치는 주차모드를 선택받기 위한 휴먼인터페이스, 주차 시 운전자의 주차패턴을 파악하고 상기 주차모드 및 상기 주차패턴을 반영하여 주차궤적을 생성하는 주차 제어기, 및 상기 주차궤적을 추종하기 위해 차량의 조향각을 제어하는 조향 제어기를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 차량과 주변 차량 간의 거리를 측정하는 거리센서를 더 포함한다.
또한, 상기 주차 제어기는 상기 거리센서에 의해 측정된 거리데이터에 근거하여 상기 차량의 주차 정렬도를 산출하여 기록 및 관리하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차 제어기는 주차 수행 횟수 대비 주차정렬만족 수의 비율을 연산하여 기준 이상이면 상기 주차패턴을 주차 정렬도 높음으로 결정하고, 상기 비율이 기준 미만이면 상기 주차패턴을 주차 정렬도 낮음으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차 제어기는 상기 주차모드가 빠른 주차가 아니고 상기 주차패턴이 상기 주차 정렬도 높음이면 클로소이드 곡선을 이용하여 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차 제어기는 상기 주차모드가 빠른 주차가 아니고 상기 주차패턴이 상기 주차 정렬도 낮음이면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차 제어기는 상기 주차모드가 빠른 주차이면, 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원방법은 주차지원 실행 시 운전자에 의한 빠른 주차 선택여부를 확인하는 단계, 상기 빠른 주차가 미선택된 경우, 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계, 및 상기 주차패턴에 따라 주차궤적을 생성하여 주차지원을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계에서, 상기 주차패턴이 주차 정렬도 높음이면 클로소이드 곡선을 이용하여 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계에서, 상기 주차패턴이 주차 정렬도 낮음이면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 빠른 주차 선택여부를 확인하는 단계에서, 상기 빠른 주차가 선택되면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주차 시 운전자의 의지나 성향에 따라 주차궤적을 선택하여 주차지원을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 주차 시 주변 환경 및 평소 운전자의 주차패턴 정보를 고려하여 최적의 주차궤적을 선택할 수 있어 주차기능의 활용성 및 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 빠른 주차가 필요한 상황(운전자의 시간 여유, 도로 주변상황)에서 운전자가 직접 빠른 주차를 선택할 수 있고, 일반적인 상황에서도 운전자 성향을 반영한 주차지원 기능을 제공하므로, 다양한 상황에서 주차지원장치의 사용 및 활용을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원장치의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 운전자의 주차모드 선택화면을 도시한 일 예.
도 4는 본 발명에 따른 주차궤적을 생성하는 일 예.
도 5는 본 발명에 따른 주차궤적을 생성하는 다른 일 예.
본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다", "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 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. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원장치의 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주차지원장치는 거리센서(110), 휴먼인터페이스(Human Machine Interface, HMI)(120), 조향 제어기(130), 주차 제어기(140)를 포함한다.
거리센서(110)는 차량 주변에 위치하는 객체(예: 차량 및 장애물 등)와의 거리를 측정한다. 거리센서(110)는 차량의 전면, 후면 및 측면에 각각 하나 이상이 설치된다. 예컨대, 거리센서(110)는 자차와 주변 차량 간의 거리를 측정한다.
거리센서(110)에 의해 측정된 데이터는 주차공간 및 또는 차량의 주변 환경을 인식하는데 사용될 수도 있다.
휴먼인터페이스(120)는 사용자(예: 운전자)의 조작에 따른 입력데이터를 발생시키는 입력수단 및 주차지원장치의 동작에 따른 진행상황 및 결과를 사용자가 인지할 수 있는 형태로 출력하는 출력수단을 포함한다.
입력수단은 스위치, 버튼 및 키패드 등의 수단 중 어느 하나 이상으로 구현된다. 그리고, 출력수단은 오디오 신호를 출력하는 스피커, 촉각신호를 출력하는 햅틱(haptic) 모듈 및 시각정보를 출력하는 디스플레이 중 어느 하나 이상을 포함한다. 디스플레이는 클러스터, 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), HUD(Head Up Display) 중에서 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
휴먼인터페이스(120)는 사용자의 조작에 따라 주차지원 실행 또는 해제를 지시하는 제어명령을 발생시킨다. 예를 들어, 운전자가 주차 스위치를 온(ON) 하면 휴먼인터페이스(120)는 주차지원 기능 활성화를 지시하는 제어명령을 제어부(140)에 전송한다.
휴먼인터페이스(120)는 운전자의 의해 선택되는 주차모드를 주차 제어기(140)에 알린다. 주차모드는 빠른 주차 수행여부를 나타낸다.
조향 제어기(170)는 차량의 조향을 제어하기 위한 액추에이터로, 전동식 파워 스티어링(Motor Drive Power Steering, MDPS)으로 구현된다. 조향 제어기(130)는 차량을 주차공간에 주차하기 위한 주차궤적을 추종하도록 차량의 조향각을 제어한다.
주차 제어기(140)는 LIN(Local Interconnect Network)를 통해 거리센서(110)과 연결되고, C-CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 휴먼인터페이스(120) 및 조향 제어기(130)과 연결된다.
주차 제어기(140)는 주차공간에 차량을 주차하는 경우, 주차가 완료되면 거리센서(110)를 통해 측정된 데이터를 이용하여 주차 정렬도(주차 정렬상태)를 확인한다.
예를 들어, 주차 제어기(140)는 차량의 후측방에 설치된 거리센서(110)를 통해 양측 차량과의 거리값을 입력받고, 입력받은 거리값의 평균값(평균 거리값)을 계산한다. 그리고, 주차 제어기(140)는 입력받은 거리값으로 양측 차량의 기울기를 추출한다. 주차 제어기(140)는 입력받은 거리값이 평균값으로부터 일정 범위 안에 있는 경우에만 평균값 계산 및 기울기 추출에 포함한다.
주차 제어기(140)는 주차 수행 횟수, 주차완료시점의 주차 정렬도 및 주차 정렬 만족여부를 저장수단(미도시)에 기록하여 관리한다. 주차 제어기(140)는 저장수단에 기록된 주차 정렬도에 근거하여 운전자의 주차패턴을 결정(판단)한다. 즉, 주차 제어기(140)는 평소 운전자의 주차패턴을 학습한다.
주차 제어기(140)는 운전자의 주차패턴(주차 성향)을 판단하기 위해, 주차 수행 횟수 대비 주차정렬만족 수의 비율을 계산한다. 주차 제어기(140)는 주차 수행 횟수 대비 주차정렬만족 수의 비율이 기준 이상이면 운전자의 주차 성향을 주차 정렬도 높음으로 결정한다. 한편, 주차 제어기(140)는 운전자의 주차 수행 횟수 대비 주차정렬만족 수의 비율이 기준 미만이면 운전자의 주차 성향을 주차 정렬도 낮음으로 결정한다.
주차 제어기(140)는 운전자에 의해 선택된 주차모드 및 운전자의 주차패턴에 따라 주차공간 진입궤적(이하, 주차궤적)을 생성한다.
주차 제어기(140)는 운전자가 주차모드로 빠른 주차를 선택하면 직선과 원곡선(circle arc)를 이용하여 주차궤적(원 궤적)을 생성한다.
주차 제어기(140)는 운전자에 의해 빠른 주차가 선택되지 않으면, 운전자의 주차패턴을 확인하여 주차패턴이 '주차 정렬도 높음'이면 완화곡선(clothoid curve, Euler spirals)를 이용하여 주차궤적(클로소이드 궤적)을 생성한다.
한편, 주차 제어기(140)는 운전자가 주차모드로 빠른 주차를 선택하지 않고, 운전자의 주차패턴이 '주차 정렬도 낮음'인 경우, 이동거리가 짧은 직선과 원곡선을 사용하여 주차궤적을 생성한다.
주차 제어기(140)는 생성된 주차궤적에 따른 요구 조향각을 조향 제어기(170)에 전송한다. 이때, 주차 제어기(140)는 조향각 센서(미도시)를 통해 차량의 조향각 변화를 실시간으로 모니터링하며 그에 따라 조향 제어기(170)를 제어하여 차량의 조향각을 제어한다.
주차 제어기(140)는 차량이 정해진 주차종료 판단위치에 진입하면 거리센서(110)를 통해 측정된 데이터에 근거하여 주차정렬 상태를 확인하여 주차만족여부를 결정한다. 여기서, 주차종료 판단위치는 주차공간 내 차량이 주차되었을 때 차량의 중심점 위치일 수 있다.
예를 들어, 주차 제어기(140)는 차량이 주차종료 판단위치에 진입할 때까지 정해진 주기로 거리센서(110)를 통해 차량 주변의 객체(기주차된 타차량)와의 거리를 측정하여 평균 거리값을 연산한다. 그리고, 주차 제어기(140)는 차량이 주차종료 판단위치에 진입하면 그 시점까지 계산된 평균 거리값을 이용하여 객체(기주차된 타차량)와의 이격거리와 기울기를 산출한다. 그리고, 주차 제어기(140)는 이격거리와 기울기가 기준 이격거리와 기준 기울기 이내에 있을 때 주차 정렬도를 만족한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차지원방법을 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 운전자의 주차모드 선택화면을 도시한 일 예이다.
주차 제어기(140)는 휴먼인터페이스(120)를 통해 주차지원 실행명령을 수신하면 주차지원 기능을 활성화한다(S101).
주차 제어기(140)는 휴먼인터페이스(120)를 통해 운전자가 빠른 주차를 선택했는지를 확인한다(S103). 주차 제어기(140)는 주차지원 기능 실행 시 도 3에 도시된 바와 같이 운전자가 주차모드를 선택할 수 있도록 휴먼인터페이스(120)를 통해 디스플레이 화면 상에 주차모드 선택화면을 출력한다. 그리고, 주차 제어기(140)는 사용자가 주차모드 선택화면에 주차모드를 선택하면, 휴먼인터페이스(120)로부터 운전자에 의해 선택된 선택정보를 수신한다. 예컨대, 휴먼인터페이스(120)는 운전자가 빠른 주차를 선택하면 주차 제어기(140)에 빠른 주차 선택을 알리고, 운전자가 빠른 주차를 선택하지 않으면 주차 제어기(140)에 빠른 주차 미선택을 알린다.
주차 제어기(140)는 주차모드로 빠른 주차가 미선택된 경우, 운전자의 주차패턴을 확인한다(S105). 다시 말해서, 주차 제어기(140)는 운전자가 주차 정렬도가 높은 주차를 선호하는지 주차 정렬도가 낮은 주차를 선호하는지를 확인한다. 이때, 주차 제어기(140)는 학습된 운전자의 주차패턴을 확인한다.
주차 제어기(140)는 운전자의 주차패턴 확인결과 운전자의 주차패턴이 주차 정렬도 높음인지를 확인한다(S107).
주차 제어기(140)는 운전자의 주차 정렬도가 높은 주차를 선호하는 경우, 클로소이드 곡선을 이용하여 주차궤적(클로소이드 궤적)을 생성하여 주차를 수행한다(S109).
한편, 주차 제어기(140)는 S103에서 주차모드로 빠른 주차가 선택되거나 또는 S107에서 운전자의 주차패턴이 주차 정렬도 낮음으로 확인되면 직선과 원곡선의 조합으로 주차궤적(원 궤적)을 생성하여 주차를 수행한다(S111).
도 4는 본 발명에 따른 주차궤적을 생성하는 일 예를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 주차 제어기(140)는 거리센서(110)를 통해 주차된 타차량들(Vo) 사이에 위치하는 주차공간(R)을 탐색한다. 주차 제어기(140)는 탐색된 주차공간(R)에 차량(Vs)을 직각 주차하기 위해 휴먼인터페이스(120)를 통해 주차모드 선택을 안내한다. 이후, 주차 제어기(140)는 휴먼인터페이스(120)를 통해 운전자의 주차모드 선택을 인식한다. 운전자가 빠른 주차를 선택하는 경우, 주차 제어기(140)는 주차공간(R)의 중심선(Lref) 및 차량의 중심선(Lvc)과 원곡선(Lc)가 접하는 접점을 곡률 변화점(Pc)으로 하는 주차궤적을 생성한다. 여기서, 주차공간(R)의 중심선(Lref)은 주차 목표 위치(주차종료 판단위치)에 접하는 직선이다.
주차 제어기(140)는 직선과 원곡선의 조합으로 생성된 주차궤적을 정확하게 추종하기 위해서 곡률 변화점(Pc)에서 차량을 정차한 후 조향제어를 수행해야 한다.
상기한 실시예에서는 운전자가 주차모드를 빠른 주차로 선택한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 운전자가 주차모드로 빠른 주차를 미선택한 경우, 주차 제어기(140)가 운전자의 주차패턴을 확인하여 주차패턴이 주차 정렬도 낮음이면 운전자가 빠른 주차를 선택한 경우와 같이 직선과 원곡선의 조합으로 주차궤적을 생성한다.
도 5는 본 발명에 따른 주차궤적을 생성하는 다른 일 예를 도시한다.
주차된 타차량들(Vo) 사이에 위치하는 주차공간(R)에 차량(Vs)을 직각 주차하고자 하는 경우, 주차 제어기(140)는 운전자에 의해 선택된 주차모드를 확인하여 빠른 주차가 미선택이면 운전자의 주차패턴(성향)을 판단하여 운전자가 주차 정렬도가 높은 주차를 선호하는지를 확인한다.
운전자가 주차 정렬도가 높은 주차를 선호하는 경우,주차 제어기(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 주차공간(R)의 중심선(Lref)과 접하는 클로소이드 곡선을 이용하여 주차궤적(Lpath)을 생성한다. 즉, 주차 제어기(140)는 주차 목표 위치에 접하는 클로소이드 곡선을 생성한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.
110: 거리센서
120: HMI
130: 조향 제어기
140: 주차 제어기

Claims (11)

  1. 주차모드를 선택받기 위한 휴먼인터페이스,
    주차 시 운전자의 주차패턴을 파악하고 상기 주차모드 및 상기 주차패턴을 반영하여 주차궤적을 생성하는 주차 제어기, 및
    상기 주차궤적을 추종하기 위해 차량의 조향각을 제어하는 조향 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량과 주변 차량 간의 거리를 측정하는 거리센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주차 제어기는,
    상기 거리센서에 의해 측정된 거리데이터에 근거하여 상기 차량의 주차 정렬도를 산출하여 기록 및 관리하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주차 제어기는,
    주차 수행 횟수 대비 주차정렬만족 수의 비율을 연산하여 기준 이상이면 상기 주차패턴을 주차 정렬도 높음으로 결정하고, 상기 비율이 기준 미만이면 상기 주차패턴을 주차 정렬도 낮음으로 결정하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주차 제어기는,
    상기 주차모드가 빠른 주차가 아니고 상기 주차패턴이 상기 주차 정렬도 높음이면 클로소이드 곡선을 이용하여 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 주차 제어기는,
    상기 주차모드가 빠른 주차가 아니고 상기 주차패턴이 상기 주차 정렬도 낮음이면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주차 제어기는,
    상기 주차모드가 빠른 주차이면, 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원장치.
  8. 주차지원 실행 시 운전자에 의한 빠른 주차 선택여부를 확인하는 단계,
    상기 빠른 주차가 미선택된 경우, 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계, 및
    상기 주차패턴에 따라 주차궤적을 생성하여 주차지원을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차지원방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계에서,
    상기 주차패턴이 주차 정렬도 높음이면 클로소이드 곡선을 이용하여 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 운전자의 주차패턴을 확인하는 단계에서,
    상기 주차패턴이 주차 정렬도 낮음이면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 빠른 주차 선택여부를 확인하는 단계에서,
    상기 빠른 주차가 선택되면 직선과 원곡선의 조합으로 상기 주차궤적을 생성하는 것을 특징으로 하는 주차지원방법.
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