KR20120051202A - 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법과 이를 이용한 자동 주차 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 조향각을 산출함으로써, 차량의 자동 주차 시스템에서 정확한 주차궤적의 추종을 가능하게 하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치에 있어서, 차량의 좌측 후륜의 속도를 측정하는 제 1 휠속 센서; 차량의 우측 후륜의 속도를 측정하는 제 2 휠속 센서; 상기 제 1 휠속 센서가 측정한 속도로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 상기 제 2 휠속 센서가 측정한 속도로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 거리 산출부; 및 상기 거리 산출부가 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 조향각 산출부를 포함한다.

Description

휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법과 이를 이용한 자동 주차 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMPUTING STEERING ANGLE USING SPEED SENSOR OF WHEEL AND AUTOMATIC PARKING METHOD THEREOF}
본 발명은 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 조향각을 산출하는, 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 주차가 미숙한 초보 운전자나 여성 운전자 또는 노약자들이 좁은 공간에 차량을 주차하는 경우, 주차하고자 하는 공간의 양측 또는 전후에 이미 주차된 차량과의 간격을 정확하게 예측하지 못하여 여러 번에 걸쳐 차량을 후진하거나 직진하여 차량을 주차하게 된다.
이때 주변 차량과의 간격을 잘못 예측한 경우, 이미 주차된 차량과의 접촉 사고를 유발하거나 주변 차량과의 간격이 좁아 차량의 문을 정상적으로 열지 못하게 되는 경우가 빈번히 발생한다. 특히, 야간의 경우에는 사이드 미러나 백 미러를 통한 시야 확보가 주간에 비해 매우 어렵기 때문에 정상적으로 주차하기가 더욱더 어렵다.
이를 해결하기 위한 종래의 자동 주차 시스템은 각종 센서를 이용하여 수집한 정보를 기반으로 주차궤적을 생성한 후 해당 주차궤적을 추종하면서 차량을 원하는 공간에 위치시킨다. 이때 주차궤적을 추종하는데 필요한 조향각은 조향각 센서를 통해 수집한다.
이러한 종래의 자동 주차 시스템은, 노면 조건에 따른 차량의 미끄러짐(슬립각, 슬립률), 조향각과 차륜각의 공차 등에 의해 발생하는 실질적인 조향각의 오차를 감안하지 않고, 단순히 조향각 센서를 통해 수집한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하기 때문에 정확한 주차궤적 추종이 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 조향각을 산출함으로써, 차량의 자동 주차 시스템에서 정확한 주차궤적의 추종을 가능하게 하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 조향각 센서를 통해 획득한 조향각과 휠속센서를 통해 산출한 조향각을 상호 보완적으로 이용하여 주차궤적을 추종함으로써, 보다 정확한 자동 주차를 수행할 수 있는 자동 주차 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치에 있어서, 차량의 좌측 후륜의 속도를 측정하는 제 1 휠속 센서; 차량의 우측 후륜의 속도를 측정하는 제 2 휠속 센서; 상기 제 1 휠속 센서가 측정한 속도로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 상기 제 2 휠속 센서가 측정한 속도로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 거리 산출부; 및 상기 거리 산출부가 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 조향각 산출부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 좌측 후륜의 휠속으로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계; 차량의 우측 후륜의 휠속으로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 조향각 센서 및 휠속 센서를 구비한 자동 주차 시스템에서의 자동 주차 방법에 있어서, 차량이 정지상태에 있는지 확인하는 단계; 상기 확인결과, 차량이 정지하고 있으면 상기 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계; 상기 확인결과, 차량이 이동하고 있으면 상기 휠속 센서를 이용하여 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리의 차가 임계치 이하인지 판단하는 단계; 상기 판단결과, 상기 임계치 이하이면 상기 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계; 및 상기 판단결과, 상기 임계치를 초과하면 상기 휠속 센서를 통해 산출한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량의 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 조향각을 산출함으로써, 차량의 자동 주차 시스템에서 정확한 주차궤적의 추종을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자동 주차 시스템의 일 구성요소로 적용되어 주차궤적을 추종하는데 필요한 실질적인 조향각을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 조향각 산출 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치의 성능 분석도에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치는, 제 1 휠속 센서(11), 제 2 휠속 센서(12), 거리 산출부(13), 및 조향각 산출부(14)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 제 1 휠속 센서(11)는 차량의 좌측 후륜에 장착되어 휠속을 측정한다.
제 2 휠속 센서(12)는 차량의 우측 후륜에 장착되어 휠속을 측정한다.
거리 산출부(13)는 제 1 휠속 센서(11)가 측정한 휠속을 적분하여 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 제 2 휠속 센서(12)가 측정한 휠속을 적분하여 우측 후륜의 이동거리를 산출한다. 여기서, 속도를 이용한 이동거리의 산출은 다양한 공지의 방식을 이용할 산출할 수 있다.
조향각 산출부(14)는 거리 산출부(13)가 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출한다.
이하, 도 2를 참조하여 조향각 산출부(14)에서의 조향각 산출 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, "21"은 차량의 좌측 전륜, "22"는 우측 전륜, "23"은 좌측 후륜, "24"는 우측 후륜을 각각 나타낸다.
여기서, O는 차량이 선회할 때 생기는 원의 중심점(선회중심점), r은 좌측 후륜(23)의 회전반경, R은 우측 후륜(24)의 회전반경, dL은 좌측 후륜(23)의 이동거리, dR은 우측 후륜(24)의 이동거리를 각각 의미한다.
아울러, W*는 휠트레드로서 좌측 후륜(23)과 우측 후륜(24) 간의 거리를 나타내며, 고정된 값(상수)을 갖는다. 또한 L은 휠베이스로서 전륜 차축과 후륜 차축 간의 거리를 나타내며, 고정된 값(상수)을 갖는다.
이때, 조향각 산출부(14)는 dL과 dR의 크기를 비교한 후, dL ＜ dR인 경우 좌선회로 판단하여 하기의 [수학식 1]을 이용하여 조향각을 산출하고, dL ＞ dR인 경우 우선회로 판단하여 하기의 [수학식 2]를 이용하여 조향각을 산출한다. dL = dR인 경우 조향각은 0도이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
도 3 은 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치의 성능 분석도에 대한 일예시도로서, 자동 주차 시스템에 적용되어 산출된 결과를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 초기지점(0,0)에서 최종지점(4.9m, 0.95m)으로 직각주차하도록 하는 주차궤적에 따라 차량을 이동시키는 경우에 있어서, 자동 주차 시스템에 종래의 기술을 적용한 경우 차량을 최종지점(4.83m, 1.26m)에 위치시키고 직각에서 4.5도 기울어지게 주차한 반면, 상기 자동 주차 시스템에 본 발명을 적용한 경우 차량을 최종지점(4.9m, 1.21m)에 위치시키고 직각주차에 근접하게 주차한 것을 알 수 있다. 본 발명이 적용된 경우 직각에서 0.5도가 기울어졌다.
결국, 종래의 기술이 적용된 경우 직각에서 4.5도가 기울어져 주차된 반면, 본 발명이 적용된 경우 직각에서 0.5도 기울어져 주차된 것을 알 수 있으며, 이에 따라 주차 위치도 본 발명이 적용된 경우에 비해 종래의 기술이 적용된 경우에 더 벗어남을 알 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 제 1 휠속 센서(11)가 차량의 좌측 후륜에 장착되어 휠속을 측정한다(401).
그리고, 제 2 휠속 센서(12)가 차량의 우측 후륜에 장착되어 휠속을 측정한다(402).
이후, 거리 산출부(13)가 제 1 휠속 센서(11)가 측정한 휠속을 적분하여 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 제 2 휠속 센서(12)가 측정한 휠속을 적분하여 우측 후륜의 이동거리를 산출한다(403). 여기서, 속도를 이용한 이동거리의 산출은 다양한 공지의 방식을 이용할 산출할 수 있다.
이후, 조향각 산출부(14)는 거리 산출부(13)가 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출한다(404).
이러한 본 발명은 자동 주차 시스템에 적용되어, 보다 정확한 자동 주차를 가능하게 한다.
이하, 자동 주차 시스템에서의 자동 주차 방법에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, 차량이 정지상태에 있는지 확인한다.
상기 확인결과, 차량이 정지하고 있으면 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종한다.
상기 확인결과, 차량이 이동하고 있으면 제 1 휠속 센서(11) 및 제 2 휠속 센서(12)를 이용하여 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리의 차가 임계치 이하인지 판단한다.
상기 판단결과, 임계치 이하이면 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종한다.
상기 판단결과, 임계치를 초과하면 휠속 센서를 통해 산출한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
11 : 제 1 휠속 센서 12 : 제 2 휠속 센서
13 : 거리 산출부 14 : 조향각 산출부

Claims (7)

  1. 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치에 있어서,
    차량의 좌측 후륜의 속도를 측정하는 제 1 휠속 센서;
    차량의 우측 후륜의 속도를 측정하는 제 2 휠속 센서;
    상기 제 1 휠속 센서가 측정한 속도로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하고, 상기 제 2 휠속 센서가 측정한 속도로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 거리 산출부; 및
    상기 거리 산출부가 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 조향각 산출부
    를 포함하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는
    상기 우측 후륜의 이동거리가 상기 좌측 후륜의 이동거리보다 긴 경우 좌선회로 판단하며, 상기 좌측 후륜의 이동거리가 상기 우측 후륜의 이동거리보다 긴 경우 우선회로 판단하는 것을 특징으로 하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는,
    상기 좌선회로 판단한 경우, 하기의 [수학식 A]를 이용하여 조향각(
    Figure pat00003
    )을 산출하는 것을 특징으로 하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치.
    [수학식 A]
    Figure pat00004

    여기서, dL은 좌측 후륜의 이동거리, dR은 우측 후륜의 이동거리, W*는 좌측 후륜과 우측 후륜 간의 거리, L은 전륜 차축과 후륜 차축 간의 거리를 각각 나타낸다.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 조향각 산출부는,
    상기 우선회로 판단한 경우, 하기의 [수학식 B]를 이용하여 조향각(
    Figure pat00005
    )을 산출하는 것을 특징으로 하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 장치.
    [수학식 B]
    Figure pat00006

    여기서, dL은 좌측 후륜의 이동거리, dR은 우측 후륜의 이동거리, W*는 좌측 후륜과 우측 후륜 간의 거리, L은 전륜 차축과 후륜 차축 간의 거리를 각각 나타낸다.
  5. 차량의 좌측 후륜의 휠속으로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계;
    차량의 우측 후륜의 휠속으로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 단계
    를 포함하는 휠속 센서를 이용한 조향각 산출 방법.
  6. 조향각 센서 및 휠속 센서를 구비한 자동 주차 시스템에서의 자동 주차 방법에 있어서,
    차량이 정지상태에 있는지 확인하는 단계;
    상기 확인결과, 차량이 정지하고 있으면 상기 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계;
    상기 확인결과, 차량이 이동하고 있으면 상기 휠속 센서를 이용하여 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리의 차가 임계치 이하인지 판단하는 단계;
    상기 판단결과, 상기 임계치 이하이면 상기 조향각 센서를 통해 획득한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계; 및
    상기 판단결과, 상기 임계치를 초과하면 상기 휠속 센서를 통해 산출한 조향각을 이용하여 주차궤적을 추종하는 단계
    를 포함하는 차량의 자동 주차 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 휠속 센서를 통해 조향각을 산출하는 과정은,
    차량의 좌측 후륜의 휠속 센서로부터 좌측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계;
    차량의 우측 후륜의 휠속 센서로부터 우측 후륜의 이동거리를 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 좌측 후륜의 이동거리와 우측 후륜의 이동거리를 이용하여 차량의 조향각을 산출하는 단계
    를 포함하는 차량의 자동 주차 방법.
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