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KR102464484B1 - 차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법 - Google Patents

차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법 Download PDF

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KR102464484B1
KR102464484B1 KR1020150173813A KR20150173813A KR102464484B1 KR 102464484 B1 KR102464484 B1 KR 102464484B1 KR 1020150173813 A KR1020150173813 A KR 1020150173813A KR 20150173813 A KR20150173813 A KR 20150173813A KR 102464484 B1 KR102464484 B1 KR 102464484B1
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reverse
path
unit
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김정구
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법에 관한 것으로, 후진주행보조시스템은, 후진주행 보조명령을 입력받는 입력부; 차량의 실시간 위치를 추적하는 위치추적부; 차량의 사방에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 장애물 감지부; 차량의 조향장치의 조향각을 조절하는 조향장치 조작부; 미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 1차 후진경로 생성부; 상기 1차 후진경로 내에서 장애물 감지신호에 따라 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 생성하는 2차 후진경로 생성부; 및 상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키고, 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 후진시 조향장치 조작부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법{ASSISTANT SYSTEM AND ASSISTANT METHOD FOR BACKWARD DRIVING OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 차량의 실시간 위치정보와 장애물 감지신호를 이용하여 후진경로를 생성함으로써 후진시 차량이 후진경로를 이탈하지 않으면서 안전하게 후방 장애물을 피해 주행할 수 있도록 스티어링을 제어하는 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 후진주행시 운전의 어려움을 호소하는 운전자가 많다. 이는 차량의 후진주행이 전진주행과 그 이동궤적이 상이하기 때문이며, 또한 차량의 후진주행시에는 후진경로 및 장애물을 확인하기 위해 백미러, 사이드미러 및 후방카메라 등의 여러 가지 요소를 직접적으로 확인하면서 스티어링을 제어해야 하기 때문이다.
예를 들면, 도로의 폭이 좁은 길 또는 도로의 측면에 차량이 주정차 되어 있는 길 등을 후진으로 통과해야 할 때, 운전자는 주정차 되어 있는 차량 등의 장애물 간의 간격을 확인하여 후진 가능 여부를 직접적으로 판단하면서 장애물을 회피하여 후진주행해야 하고, 또한 장애물을 회피하면서도 후진경로 상의 좌우 어느 한쪽으로 치우치지 않도록 운전해야 하므로, 운전자의 숙련도 및 각별한 주의가 요구되었다.
이에 따라, 운전자가 안전하고 편안하게 후진주행할 수 있도록 후진주행보조시스템이 개발되고 있다.
이와 관련하여 공개특허공보 제10-2014-0083783호(공개일자: 2014년 7월 4일)에 개시된 "차량의 후진주행보조시스템"에는 차량의 전방 및 후방에 존재하는 장애물에 대한 장애물 감지신호에 기초하여 차량이 후방 장애물을 피하여 후진주행할 수 있는 후진주행경로를 생성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 차량의 후진주행보조시스템은 도로 폭이 좁은 경우에 유용하게 작용될 수 있지만, 장애물 감지신호에만 기초하여 후진주행경로를 생성하므로 도로 폭이 넓은 경우에는 차체의 자세 방향에 따라 장애물이 감지될 때까지 후진경로 상의 좌우 어느 한쪽으로 지나치게 치우칠 수 있는 문제점이 있었다.
한편, 공개특허공보 제10-2015-0077823호(공개일자: 2015년 7월 8일)에 개시된 "차량의 자동 후진경로 제어 시스템"에는 차량이 직전에 주행한 동일 경로로 후진주행이 필요한 경우, 차속 센서 및 조향각 센서를 이용하여 기록한 이전주행궤적(직전 전진주행 경로)을 추정하여 후진 직전의 전진주행 경로와 동일하게 후진주행 경로를 제어하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 특히, 자동 후진경로 제어 시스템의 주행궤적저장부에는 전진주행시 후진주행 직전까지 생성한 주행궤적 데이터가 일정 거리 간격으로 순서대로 저장되며, 제어유닛은 전진주행시 주행궤적저장부에 주행궤적 데이터를 저장한 순서의 역순으로 주행궤적 데이터를 획득하게 된다. 그러나 전진주행과 후진주행은 차량의 구성상 회전반경이 달라 현실적으로 차속 센서 및 조향각 센서만을 이용하여 전진주행 경로와 동일하게 후진주행 경로를 제어하는 것은 오차율이 높은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 실시간 위치정보와 장애물 감지신호를 이용하여 후진경로를 생성함으로써 후진시 차량이 후진경로를 이탈하지 않으면서 안전하게 후방 장애물을 피해 주행할 수 있도록 스티어링 제어가 가능한 차량의 후진주행보조시스템 및 후진주행보조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 후진주행 보조명령을 입력받는 입력부; 차량의 실시간 위치를 추적하는 위치추적부; 차량의 사방에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 장애물 감지부; 차량의 조향장치의 조향각을 조절하는 조향장치 조작부; 미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 1차 후진경로 생성부; 상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성하는 2차 후진경로 생성부; 및 상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키고, 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 후진시 조향장치 조작부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 차량의 실시간 위치에 따른 이동궤적을 저장하는 주행궤적 저장부를 더 포함하되, 상기 1차 후진경로 생성부는, 1차 후진경로 생성시 전진 방향의 이동궤적에 대응하는 공간좌표를 기준으로 1차 후진경로를 생성할 수 있다.
바람직하게는, 도로상에 차량이 지나간 바퀴흔적이 존재하는 경우, 상기 장애물 감지부는 상기 바퀴흔적을 감지하여 바퀴흔적 감지신호를 더 생성하며, 상기 2차 후진경로 생성부는, 장애물 감지신호와 바퀴흔적 감지신호에 기초하여 2차 후진경로를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 주행방향에 대한 차체의 회전방향정보, 조향각정보 및 바퀴의 회전속도정보로 이루어진 차량내부정보를 검출하는 차량내부정보 검출부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어할 때, 차량내부정보를 이용하여 차량의 후진시 발생하는 동적 움직임에 상응되게 조향장치의 조향각이 조절되도록 조향장치 조작부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 후진주행 보조명령이 입력되면, 상기 조향장치 조작부를 제어하기 전에 차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 여부와, 장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
상기 2차 후진경로 생성부는, 일정 간격으로 2차 후진경로를 갱신한다.
본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 상기 차량상태조건을 만족하는지 여부 정보, 후진주행 가능여부 정보, 장애물 감지신호정보 및 운전자 안내사항정보 중 하나 이상의 정보를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 장애물감지부는, 상기 차량의 전방 및 후방에 대한 영상정보를 각각 획득하는 영상 수집부와, 상기 차량의 전방, 측방, 후방에서 장애물의 위치정보를 감지하는 센싱부를 포함한다.
추가적으로, 상기 제어부는, 상기 영상정보와 위치정보에 기초하여 차량의 후진주행방향을 기준으로 좌, 우측에 위치하는 장애물을 검출하고, 장애물들 간의 횡방향 간격의 최소값을 차량의 횡폭과 비교하여, 차량의 후진주행 가능 여부를 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 면에 따른 차량의 후진주행보조방법은, 후진주행 보조명령을 입력받는 단계; 차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 판단하는 단계; 장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단하는 단계; 미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 단계; 상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성하는 단계; 상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키는 단계; 및 상기 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 후진시 조향장치 조작부를 제어하여 조향장치의 조향각을 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 차량의 실시간 위치정보와 장애물 감지신호를 이용하여 최종 후진경로를 생성함으로써, 후진시 차량이 정확히 현재 위치를 확인하면서 후진할 수 있게 되어 후진경로를 이탈하지 않으면서 안전하게 후방 장애물을 회피하여 주행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행보조시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장애물 감지부의 구성을 도시한 예시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행보조시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행보조시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장애물 감지부의 구성을 도시한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 기본적으로 입력부(10), 위치추적부(20), 장애물 감지부(30), 조향장치 조작부(40), 1차 후진경로 생성부(50), 2차 후진경로 생성부(60) 및 제어부(70)를 포함하여 구성된다.
입력부(10)는 후진주행 보조명령을 입력받는 구성으로서, 일례로 차량 내부에 구비되는 스위치 형태로 구현되어 운전자로부터 후진주행 보조명령신호 또는 해제신호 등을 입력받을 수 있다.
위치추적부(20)는 차량의 실시간 위치를 추적하는 구성으로서, GPS 수신기나 이동통신망 기반의 위치인식 시스템을 이용하여 차량의 실시간 위치를 추적할 수 있다.
장애물 감지부(30)는 차량의 사방에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 구성으로서, 차량의 전방 및 후방에 대한 영상정보를 각각 획득하는 영상 수집부와, 상기 차량의 전방, 측방, 후방에서 장애물의 위치정보를 감지하는 센싱부(거리측정센서)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 영상 수집부는 차량의 전방 및 후방에 설치되는 카메라 등 일 수 있으며, 상기 센싱부는 라이다(lidar), 레이더 또는 초음파 센서 등일 수 있다.
일례로 도 2에 도시된 바와 같이, 장애물 감지부(30)는 1개의 전방 카메라(31), 1개의 후방 카메라(32), 4개의 전방 초음파 센서(33a), 4개의 후방 초음파 센서(33b) 및 2개의 측방 초음파 센서(33c)를 포함할 수 있다. 이때, 전방 및 후방 초음파 센서(33a, 33b)는 각각 '2.5m ± 50°'의 감지범위를 가질 수 있으며, 측방 초음파 센서(33c)는 '4.5m ± 25°'의 감지범위를 가질 수 있다. 한편, 장애물 감지부(30)의 각 구성의 개수는 적용되는 차량(v) 및 시스템의 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
여기서, 장애물은 자동차, 전봇대, 쓰레기통, 건물 벽, 보행자, 동물 등 차량 이동시 접촉사고로 이어질 수 있는 도로상에 존재하는 모든 물체를 의미한다.
조향장치 조작부(40)는 차량의 조향장치의 조향각을 조절하기 위한 구성으로서, 후진주행 보조명령을 입력받았을 때 제어부(70)에 의해 조향장치인 스티어링휠의 조향각을 자동으로 조절하는 장치이다. 일례로 조향장치 조작부(40)는 전동식 파워스티어링(MDPS)으로 구현될 수 있다.
1차 후진경로 생성부(50)는 운전자에 의해 입력부(10)에 후진주행 보조명령신호가 입력되면, 미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성한다. 이를 위해, 1차 후진경로 생성부(50)는 지도 정보를 포함하고 있다. 또는 상기 지도 정보가 저장된 저장부(미도시)를 추가적으로 구비하고, 제어부(70)의 제어에 의해 1차 후진경로 생성부(50)가 지도 정보를 이용하도록 할 수도 있다.
2차 후진경로 생성부(60)는 상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성한다. 이때, 2차 후진경로 생성부(60)는 장애물 감지부(30)를 통해 장애물을 감지할 수 있는 감지 가능 거리까지의 후진경로를 2차 후진경로로서 생성한다. 즉, 2차 후진경로는 1차 후진경로 내에 존재하는 세부적인 후진경로로서, 조향장치의 조향각을 조절함으로써 후진 이동가능한 경로이다. 또한, 2차 후진경로 생성부는, 차량의 후진이동시 새롭게 감지되는 장애물 감지신호에 따라 주기적으로 2차 후진경로를 갱신한다. 일례로, 2차 후진경로 생성부는, 장애물 감지신호 중 후방에 대한 영상정보와 장애물의 위치정보를 이용하여 각 장애물과의 거리를 판단하고 장애물과의 거리를 기초로 하여 각 장애물을 회피하여 주행하거나 또는 장애물들 사이를 통과하도록 2차 후진경로를 생성할 수 있다.
바람직한 실시예로써, 2차 후진경로 생성부(60)는 1차 후진경로 내에서 2차 후진경로를 복수로 생성하고, 운전자의 선택에 의해 2차 후진경로를 결정할 수 있다. 즉, 출력부의 표시부 상에 복수의 2차 후진경로를 표시하고 운전자에 의해 하나의 2차 후진경로를 선택하도록 선택 입력부(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 또한, 1차 후진경로 생성부(50) 및 2차 후진경로 생성부(60)는 하나의 후진 경로 생성부로서 구성될 수도 있다.
제어부(70)는 후진주행보조시스템 내의 모든 구성과 각각 연결되어 각 구성을 제어 가능한 구성으로서, 상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키고, 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어하는 기능을 수행한다.
이에 따라, 차량의 실시간 위치정보와 장애물 감지신호를 이용하여 최종 후진경로를 생성함으로써, 후진시 차량이 정확히 현재 위치를 확인하면서 후진할 수 있게 되어 후진경로를 이탈하지 않으면서 안전하게 후방 장애물을 회피하여 주행할 수 있다.
바람직한 실시예로써, 예를 들어, 도로상에 차량이 지나간 바퀴흔적이 존재하는 경우, 장애물 감지부(30)는 바퀴흔적을 감지하여 바퀴흔적 감지신호를 더 생성할 수 있다. 이 경우 2차 후진경로 생성부(60)는, 장애물 감지신호와 바퀴흔적 감지신호에 기초하여 2차 후진경로를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 바퀴흔적은 도로 포장이 되지 않은 시골길 또는 산길 등에서 차량이 반복적으로 지나감으로써 차량의 바퀴에 의해 형성되는 흔적을 의미하는 것으로서, 흙길에서 차량 바퀴에 의해 일정한 폭으로 움푹 패인 길이거나, 풀들이 자란 길에서 차량 바퀴에 의해 일정한 폭으로 풀이 자라지 않은 길 등일 수 있다. 이에 따라, 장애물 감지부(30)는 영상 수집부를 통해 얻어지는 후방에 대한 영상정보를 기초로 도로상에 바퀴에 의해 일정한 폭으로 형성된 길 표시를 바퀴흔적 신호로서 감지할 수 있다.
추가적으로, 제어부(70)는, 입력부(10)를 통해 후진주행 보조명령이 입력되면, 조향장치 조작부를 제어하기 전에 차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 여부와, 장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단한다. 보다 구체적으로, 제어부(70)는, 차량의 변속레버가 후진(R) 기어로 놓인 상태에서 운전자의 브레이크 조작에 의해 차량이 정지된 상태(즉, 차속이 '0'인 경우)인 경우 차량상태조건을 만족하는 것으로 판단하며, 또한 상기 장애물 감지신호 중 영상정보와 위치정보에 기초하여 차량의 후진주행방향을 기준으로 좌, 우측에 위치하는 장애물을 검출하고 장애물들 간의 횡방향 간격의 최소값을 차량의 횡폭과 비교함으로써 차량의 후진주행 가능 여부를 판단할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제어부(70)는 변속레버의 기어 상태 정보를 감지하기 위해 변속레버 센서와 차량의 정지 상태를 감지하기 위해 브레이크 센서 또는 바퀴의 회전속도를 감지하는 스피드 센서를 이용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조시스템은, 주행궤적 저장부(80), 차량내부정보 검출부(90) 및 출력부(100)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
우선, 주행궤적 저장부(80)는 위치추적부(20)에 의해 추적되는 차량의 실시간 위치에 따른 이동궤적을 저장하는 구성이다. 이때, 1차 후진경로 생성부(50)는, 1차 후진경로 생성시 전진 방향의 이동궤적에 대응하는 공간좌표를 기준으로 1차 후진경로를 생성할 수 있다. 이로써, 차량이 길을 잘못 들어서 왔던 길로 후진해야 하는 경우, 후진경로 중 여러 갈림길이 존재하더라도 운전자의 의도에 맞게 1차 후진경로를 생성할 수 있다.
또한, 차량내부정보 검출부(90)는 주행방향에 대한 차체의 회전방향정보, 조향각정보 및 바퀴의 회전속도정보 등으로 이루어진 차량내부정보를 검출하는 구성이다. 이때, 제어부(70)는, 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어할 때, 차량내부정보를 이용하여 차량의 후진시 발생하는 동적 움직임에 상응하게 조향장치의 조향각이 조절되도록 조향장치 조작부를 제어할 수 있다. 차량내부정보 검출부(90)는 차체의 회전방향정보를 얻기 위한 차량회전감지 센서(rotation rate sensor), 조향각정보를 얻기 위한 조향각 센서(steering angle sensor) 및 각 바퀴의 회전속도정보를 얻기 위한 회전속도센서(speed sensor)를 포함할 수 있다. 이로써, 제어부(70)는 후진시 운전자가 브레이크 또는 가속 패달을 이용하여 차량의 후진 속도를 변경하더라도, 후진 속도에 맞게 조향장치의 조향각을 조절할 수 있다.
참고적으로 차량의 이동궤적에 대해서, 동일 경로를 주행할 때 차량의 전진 조향경로와 후진 조향경로는 다르다. 예를 들어, 도로 폭인 좁은 "S"자 경로에서 휘어지는 경로 부분의 좌우 측에 장애물이 존재한다고 가정할 때, "S"자 경로를 전진 주행하는 경우에는 차량의 전면이 장애물을 통과하는 상황에서 경로를 따라 앞바퀴를 회전시키면, 회전하는 앞바퀴의 진행방향과 수직한 방향과, 뒷바퀴의 진행 방향과 수직한 방향이 만나는 부분에 차량의 회전중심이 형성된다. 따라서, 장애물을 회피하면서 "S"자 경로를 주행하기 위해서는 차량의 회전중심이 장애물 및 "S"자 경로의 반경 중심에 모이도록 조향 경로를 형성해야 한다. 다만, 차량의 회전중심이 차량의 전면보다 후면에 근접하게 형성되므로 전진 주행시 차량의 회전 반경이 후진 주행에 비해 커서, 회전 경로의 반경 중심 바깥 측에 형성된 장애물과 충돌할 수 있으므로 이를 고려하여 조향 경로를 형성해야 한다. 반면에, "S"자 경로를 후진 주행하는 경우에는 차량의 회전중심이 차량의 전면보다 후면에 근접하게 형성되어 있으므로, "S"자 경로를 따라 장애물 사이를 통과하는 상황에서 차량의 후면을 장애물에 근접시켜 조향 경로를 형성할 수 있다. 이에 따라, 회전반경이 전진 주행에 비해 작아 자유로운 조향 경로를 형성할 수 있다.
여기서, 전진 주행과 후진 주행시 앞바퀴의 회전각(Φ1)과, 앞바퀴의 회전에 의한 뒷바퀴의 이동 변화각(Φ2)은 다음과 같은 관계로 나타낼 수 있다.
- 전진주행: Φ1=α×Φ2
- 후진주행: Φ1=-Φ2
이를 통해, 전진 주행과 후진 주행시 차량의 앞바퀴를 회전시킴으로써 이동하는 차량의 이동궤적 좌표는, 각각 다음과 같이 나타낼 수 있다.
- 전진이동궤적좌표(X,Y)=
Figure 112015119919875-pat00001
- 후진이동궤적좌표(X,Y)=
Figure 112015119919875-pat00002
여기서, R3는 차량이 이동하려고 하는 위치에 대한 최종 이동벡터를 의미하며, Φ1이 앞바퀴의 회전각, Φ2가 앞바퀴의 회전에 의한 뒷바퀴의 이동 변화각이라 할 때, 전진 이동시 α는 Φ1/Φ2를 의미한다.
따라서, 본 발명은 2차 경로를 따라 후진 주행에 맞는 동적 움직임에 상응하게 조향장치의 조향각이 조절되도록 조향장치 조작부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력부(100)는 차량상태조건을 만족하는지 여부 정보, 후진주행 가능여부 정보, 장애물 감지신호 정보 및 운전자 안내사항 정보 중 하나 이상의 정보를 출력하는 구성으로서, 표시 장치(예로서, 모니터)를 통해 설정된 형식으로 각 정보를 표시하거나 음성출력부를 통해 기설정된 멘트로 각 정보를 음성 안내할 수 있다. 이때, 상기 운전자 안내사항 정보는 후진주행시 설정된 프로세스를 수행하기 위한 안내정보로서, 각 상황별 제동 메시지 또는 경고 메시지 등을 더 포함할 수 있다.
추가적으로, 출력부(100)는 표시 장치를 통해 1차 후진 경로 및 2차 후진경로와 함께 차량의 현재 위치를 운전자가 확인할 수 있게 지도 정보 상에 더 표시할 수 있다. 또는 출력부는 표시 장치를 통해 후방 카메라에 의한 영상 정보를 더 표시할 수도 있다.
한편, 제어부(70)는 2차 후진경로가 생성되어 저장부에 저장되면 후진시, 조향장치 조작부에 의해 조향장치의 조향각을 자동 조절가능한지 여부를 실시간으로 판단할 수 있다. 조향각을 자동 조절가능한지 여부는, 예를 들면, 2차 후진경로에 따른 조향각을 실시간으로 판정하고, 스티어링 휠의 조향각을 기준으로 차량속도가 일정속도 이하(예로서, 10kph 이하), 스티어링 휠 토크센서가 기준값 이하(예로써, 3Nm@20ms 이하), 엔진 rpm 기준범위 이내(예로써, 500<rpm<2000)의 조건이 모두 만족되는 경우로 판정될 수 있다. 상기 조건을 모두 만족하지 않는 경우 제어부(70)는 자동조향이 가능하지 않다는 메시지를 출력부(100)를 통해 출력할 수 있다.
또한, 제어부(70)는 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어할 때, 장애물 감지신호에 기초하여 2차 후진경로 내에 갑작스럽게 장애물이 접근하여 회피 주행이 불가능하거나 또는 장애물 간의 폭이 좁아져 더 이상 후진주행이 불가능할 때, 차량의 제동장치(예로써, 브레이크)를 제어하여 차량을 긴급 정지시킬 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 후진주행보조시스템은 제동장치를 자동 제어하기 위한 제동장치 구동부(미도시)를 별도로 구비하여 운전자 조작이 아닌 제어부(70)의 제어에 따라 제동장치를 긴급 제동시킬 수 있다. 추가적으로, 제어부(70)는 긴급 제동상황 발생시 해당 사항을 출력부(100)를 통해 운전자에게 안내할 수 있다. 또한, 소정거리 이내의 장애물에 대해 거리별로 다른 경고음을 출력하여 운전자가 장애물에 접근하고 있음을 안내할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 후진주행보조시스템에 의해 후진시 차량의 조향을 자동 제어하므로 운전자는 가속패달과 브레이크만 조작하여 안전하고 편리하게 후진 주행을 할 수 있다. 또한, 장애물이 긴급히 접근하거나 회피주행이 힘든 경우에도 후진주행보조시스템에 의해 자동으로 긴급히 차량을 제동 가능하므로 안정성을 더욱 높일 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후진주행보조시스템의 동작과정을 나타내는 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 후진주행보조방법은, 먼저 운전자로부터 입력부(10)를 통해 후진주행 보조명령을 입력받으면(S10), 제어부(70)는 차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 판단한다(S20). 예로써, 차량상태조건을 만족하는지 판단하는 것은 변속레버가 후진(R) 기어로 놓인 상태에서 운전자의 브레이크 조작에 의해 차량이 정지된 상태인 경우 차량상태조건을 만족하는 것으로 판단한다. 만일, 변속레버가 후진(R) 기어가 아니거나 차량이 이동 중인 경우에는 출력부(100) 등을 통해서 해당 사항을 운전자에게 알려준다.
계속해서, 제어부(70)는 차량상태조건을 만족한다고 판단하는 경우, 장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단한다(S30). 예로써, 차량의 후진주행 가능 여부를 판단하는 것은, 장애물 감지신호 중 영상정보와 위치정보에 기초하여 차량의 후진주행방향을 기준으로 좌, 우측에 위치하는 장애물을 검출하고, 장애물들 간의 횡방향 간격의 최소값을 차량의 횡폭과 비교함으로써, 차량의 후진주행 가능 여부를 판단할 수 있다. 만일, 차량의 후진주행 가능 여부가 가능하지 않다고 판단되는 경우에는 출력부(100) 등을 통해서 해당 사항을 운전자에게 알려준다.
계속해서, 1차 후진경로 생성부(50)가 미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성한다(S40). 이때, 1차 후진경로 생성부(50)는 1차 후진경로 생성시 전진 방향의 이동궤적에 대응되게 1차 후진경로를 생성할 수 있다.
계속해서, 2차 후진경로 생성부(60)가 상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성한다(S50). 이때, 2차 후진경로 생성부(60)는, 차량의 후진 이동시 새롭게 감지되는 장애물 감지신호에 따라 주기적으로 또는 일정 간격으로 2차 후진경로를 갱신한다.
계속해서, 제어부(70)가 상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키고(S60), 상기 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어하여 조향장치의 조향각을 조절한다(S70). 이때, 제어부(70)는, 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어할 때, 후진주행방향에 대한 차체의 회전방향정보, 조향각정보 및 바퀴의 회전속도정보 등으로 이루어진 차량내부정보를 이용하여 차량의 후진 속도에 맞추어 조향장치의 조향각이 조절되도록 조향장치 조작부를 제어할 수 있다.
이상과 같은, 본 발명에 따르면, 차량의 실시간 위치정보와 장애물 감지신호를 이용하여 후진경로를 생성함으로써 후진시 차량이 후진경로를 이탈하지 않으면서 안전하게 후방 장애물을 피해 주행할 수 있다.
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 입력부 20: 위치추적부
30: 장애물 감지부 40: 조향장치 조작부
50: 1차 후진경로 생성부 60: 2차 후진경로 생성부
70: 제어부 80: 주행궤적 저장부
90: 차량내부정보 검출부 100: 출력부
VL1, VL2, VR1, VR2: 장애물(차량)

Claims (8)

  1. 차량의 후진주행보조시스템에 있어서,
    후진주행 보조명령을 입력받는 입력부;
    차량의 실시간 위치를 추적하는 위치추적부;
    차량의 사방에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 장애물 감지부;
    차량의 조향장치의 조향각을 조절하는 조향장치 조작부;
    미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 1차 후진경로 생성부;
    상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성하는 2차 후진경로 생성부; 및
    상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키고, 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 후진시 조향장치 조작부를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    도로상에 차량이 지나간 바퀴흔적이 존재하는 경우,
    상기 장애물 감지부는 상기 바퀴흔적을 감지하여 바퀴흔적 감지신호를 더 생성하며,
    상기 2차 후진경로 생성부는, 장애물 감지신호와 바퀴흔적 감지신호에 기초하여 2차 후진경로를 생성하되,
    상기 제어부는 상기 2차 후진경로를 따라 후진 주행에 맞는 동적 움직임에 상응하는 조향각이 조절되도록 하기 위해, 후진 주행시 앞바퀴의 회전각과, 앞바퀴의 회전에 의한 뒷바퀴의 이동 변화각과의 관계를 산출하여 상기 조향각이 조절되도록 제어하는 것인
    차량의 후진주행보조시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    차량의 실시간 위치에 따른 이동궤적을 저장하는 주행궤적 저장부
    를 더 포함하되,
    상기 1차 후진경로 생성부는, 1차 후진경로 생성시 전진 방향의 이동궤적에 대응하는 공간좌표를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 것
    인 차량의 후진주행보조시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    주행방향에 대한 차체의 회전방향정보, 조향각정보 및 바퀴의 회전속도정보로 이루어진 차량내부정보를 검출하는 차량내부정보 검출부를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 2차 후진경로에 따라 조향장치 조작부를 제어할 때, 차량내부정보를 이용하여 차량의 후진시 발생하는 동적 움직임에 상응되게 조향장치의 조향각이 조절되도록 조향장치 조작부를 제어하는 것
    인 차량의 후진주행보조시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 후진주행 보조명령이 입력되면,
    상기 조향장치 조작부를 제어하기 전에 차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 여부와, 장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단하는 것
    인 차량의 후진주행보조시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2차 후진경로 생성부는, 일정 간격으로 2차 후진경로를 갱신하는 것
    인 차량의 후진주행보조시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차량상태조건을 만족하는지 여부 정보, 후진주행 가능여부 정보, 장애물 감지신호정보 및 운전자 안내사항정보 중 하나 이상의 정보를 출력하는 출력부
    를 더 포함하는 차량의 후진주행보조시스템.
  8. 후진주행 보조명령을 입력받는 단계;
    차량이 후진 동작을 수행하기 위한 차량상태조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    장애물 감지신호에 기초하여 차량의 후진주행 가능 여부를 판단하는 단계;
    미리 저장된 지도정보 상에 차량의 실시간 위치를 기준으로 1차 후진경로를 생성하는 단계;
    상기 1차 후진경로 내에서 차량이 후방 장애물을 피해서 후진주행할 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성하는 단계;
    상기 2차 후진경로에 차량의 실시간 위치를 매칭시키는 단계; 및
    상기 차량의 실시간 위치가 매칭된 2차 후진경로에 따라 후진시 조향장치 조작부를 제어하여 조향장치의 조향각을 조절하는 단계
    를 포함하되,
    도로상에 차량이 지나간 바퀴흔적이 존재하는 경우, 상기 2차 후진경로를 장애물 감지신호에 기초하여 생성하는 단계는,
    장애물 감지신호와 바퀴흔적을 감지하여 생성된 바퀴흔적 감지신호에 기초하여 2차 후진경로를 생성하되,
    상기 조향장치의 조향각을 조절하는 단계는,
    상기 2차 후진경로를 따라 후진 주행에 맞는 동적 움직임에 상응하는 조향각이 조절되도록 하기 위해, 후진 주행시 앞바퀴의 회전각과,앞바퀴의 회전에 의한 뒷바퀴의 이동 변화각과의 관계를 산출하여 상기 조향각이 조절되도록 제어하는 것인
    차량의 후진주행보조방법.
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