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KR20180006759A - 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법 Download PDF

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KR20180006759A
KR20180006759A KR1020160087550A KR20160087550A KR20180006759A KR 20180006759 A KR20180006759 A KR 20180006759A KR 1020160087550 A KR1020160087550 A KR 1020160087550A KR 20160087550 A KR20160087550 A KR 20160087550A KR 20180006759 A KR20180006759 A KR 20180006759A
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KR
South Korea
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vehicle
yaw rate
sensor
image
vehicle speed
Prior art date
Application number
KR1020160087550A
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English (en)
Inventor
권민수
Original Assignee
주식회사 만도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020160087550A priority Critical patent/KR20180006759A/ko
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Abstract

본 발명은 휠 속도 센서를 통해 획득한 제1 차량 속도와 전방 영상을 통해 획득한 제 2 차량 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상여부를 검출하고, 요레이트 센서를 통해 획득한 제1 요레이트와 전방 영상을 통해 획득한 제 2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 검출하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법이 개시된다.
개시된 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치는, 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서로부터 제1 차량 속도를 검출하는 차속 검출부와, 요레이트 센서를 이용하여 차량의 제1 요레이트를 검출하는 요레이트 검출부, 카메라를 통해 상기 차량의 전방 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 차량의 전방 영상에 기초하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정하는 영상 처리부, 상기 제1 차량 속도와 상기 제2 차량 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상여부를 판정하고, 상기 제1 요레이트와 상기 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법{Apparatus and method for detecting a malfunction of dynamic sensor in vehicle}
본 발명은 차량의 전방을 촬영하여 획득한 전방 영상을 통해 추정한 차량의 속도와 휠 속도 센서에서 검출한 차량의 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 검출하고, 전방 영상을 통해 추정한 요레이트와 요레이트 센서에서 검출한 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상 여부를 검출하는, 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 사용되는 휠 속도 센서는 자기장의 변동에 의해 휠의 속도를 감지하는 방식을 이용한 것으로, 휠과 연동하여 회전하는 회전자(rotor)에 대향하여 설치된다.
이러한 휠 속도 센서에 내재된 마그넷으로부터 발생된 일정 세기의 자계 내를 톱니바퀴가 형성된 회전자가 회전함으로써 휠 속도 센서는 자계저항 변화를 일으켜 코일 양단에 유도전압을 발생시킨다.
따라서, 회전자의 속도 변동에 따라 마그넷에서 발생하는 자기장이 변동하게 되며, 이에 따라 휠 속도 센서는 휠 속도에 비례한 구형파를 출력한다.
그런데, 휠 속도 센서가 노면에 존재 가능한 돌, 먼지 등의 물질에 의해 경미하게 파손되거나 오염될 경우, 차량 제어 시스템은 휠 속도 센서의 오작동을 감지하지 못할 수 있으며, 휠의 회전 방향을 구분하지 못하여 차량이 전진을 하는지 후진을 하는지 판단할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 요레이트 센서는 Z축을 기준으로 좌우로 회전하는 값의 비율을 나타낸다. 이러한 요레이트 센서는 온도 등 외부 환경에 의해 실제값과 약간의 오차를 발생시킬 수 있으며 이러한 오차의 보정을 위해 비휘발성 메모리에 요레이트 센서의 오프셋 값을 저장하여 더욱 정확한 요레이트를 산출하게 된다. 즉, 현재 상용화 된 요레이트 센서의 검출값은 상황에 따라 오프셋을 가질 수 있으며, 따라서 요레이트 센서 오프셋에 대한 보상이 필수적이다.
이러한 요레이트 센서의 오프셋 값은 시간에 따라 변하거나 요레이트 센서의 교체로 인해 기존에 저장된 오프셋 값이 맞지 않는 경우에는 오작동으로 인한 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0844758호(등록일 : 2008.07.01)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 전방 영상을 통해 추정한 차량의 속도와 휠 속도 센서에서 검출한 차량의 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 검출하고, 카메라를 통한 전방 영상을 통해 추정한 요레이트와 요레이트 센서에서 검출한 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상 여부를 검출할 수 있도록 하는, 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치는, 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서를 이용하여 제1 차량 속도를 검출하는 차속 검출부와, 요레이트 센서를 이용하여 차량의 제1 요레이트를 검출하는 요레이트 검출부와, 차량의 전방을 카메라를 통해 촬영하여 획득한 전방 영상을 처리하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정하는 영상 처리부와, 제1 차량 속도와 제2 차량 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상여부를 판정하고, 제1 요레이트와 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판정하는 제어부를 포함한다.
여기서, 영상 처리부는, 차량의 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격을 이용하여 제2 차량 속도를 추정할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 차량의 전방 영상으로부터 차선을 추출하여 차로를 구분할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 전방 영상의 현재 프레임에서 차선을 구분하여 제1 프레임 차선으로 인식하고, 전방 영상의 다음 프레임에서 차선을 구분하여 제2 프레임 차선으로 인식하여 제1 프레임 차선 및 제2 프레임 차선 사이의 각도를 산출할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 상기 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 상기 제1 프레임 차선 및 상기 제2 프레임 차선 사이의 각도의 변화율을 통해 제2 요레이트를 추정할 수 있다.
또한, 제어부는, 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서로부터 검출한 제1 차량 속도를 제2 차량 속도와 각각 비교하여 제1 차량 속도 및 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나면 상기 휠 속도 센서에 이상이 있다고 판정할 수 있다.
그리고, 제어부는, 차량에 설치된 요레이트 센서로부터 검출한 제1 요레이트를 제2 요레이트와 비교하여 제1 요레이트 및 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나면 요레이트 센서에 이상이 있다고 판정할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 방법은, (a) 차속 검출부에서 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서를 이용하여 제1 차량 속도를 검출하는 단계; (b) 요레이트 검출부에서 요레이트 센서를 이용하여 상기 차량의 제1 요레이트를 검출하는 단계; (c) 영상 획득부에서 상기 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계; (d) 영상 처리부에서 상기 전방 영상을 처리하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정하는 단계; 및 (e) 제어부에서 상기 제1 차량 속도와 상기 제2 차량 속도를 비교하여 상기 휠 속도 센서의 이상 여부를 판정하고, 상기 제1 요레이트와 상기 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 카메라를 통해 획득한 차량의 속도와 휠 속도 센서를 통해 획득한 차량의 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상여부를 검출 할 수 있다.
또한, 카메라로 촬영한 영상을 통해 차량의 전/후진 판단이 가능하여 차량의 후진 시에도 차량의 속도를 판단할 수 있다.
또한, 차량의 전/후진을 판단하기 위한 고가의 센서를 카메라로 대체함으로써 제조비용을 줄일 수 있다.
그리고, 카메라를 통해 획득한 요레이트와 요레이트 센서를 통해 획득한 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판단할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 요레이트를 추정하기 위한 차선과 주행방향 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 요레이트를 추정하기 위한 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 차량이 곡선 차로를 주행 시 요레이트 추정을 위한 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치(100)는 영상 획득부(110), 영상 처리부(120), 제어부(130), 차속 검출부(140), 요레이트 검출부(150)를 포함한다.
영상 획득부(110)는 카메라를 통해 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득한다. 이 때, 영상 획득부(110)는 획득한 전방 영상으로부터 도로 정보도 획득할 수 있다. 도로 정보는 획득된 전방 영상에 있는 도로 바닥에 표시된 도로 정보, 주행 제한 정보, 차선 정보 및 교통표지판 등을 포함할 수 있다. 영상 획득부(110)는 획득한 전방 영상을 영상 처리부(120)에 제공한다.
영상 처리부(120)는 전방 영상을 처리하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정한다. 즉, 영상 처리부(120)는 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격을 이용하여 제2 차량 속도를 추정한다. 따라서, 영상 처리부(120)는 전방 영상에 기초한 제2 차량 속도를 이용하면 차량의 전진 또는 후진 시 차량의 속도를 추정할 수 있다.
또한, 영상 처리부(120)는 전방 영상에 기초하여 차선을 추출하여 차로를 구분한다. 그리고, 영상 처리부(120)는 구분된 차로에 근거해 차량이 현재 주행 중인 차로를 변경하면 도 2에 도시된 바와 같이 전방 영상의 이미지 프레임 별로 표시되는 차량의 주행 방향을 인식하고, 도 3에 도시된 바와 같이 전방 영상의 현재 프레임에서의 차량의 주행 방향과 전방 영상의 바로 전 프레임에서의 차량의 주행 방향 사이의 각도를 산출한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 요레이트를 추정하기 위한 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(120)는 전방 영상의 현재 프레임에서의 차량의 주행 방향(40)과, 전방 영상의 바로 전 프레임에서의 차량의 주행 방향(50) 사이의 각도를 산출한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 요레이트를 추정하기 위한 차선과 주행방향 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다. 영상 처리부(120)는 현재 주행 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제1 프레임 차선(10)으로 인식한다. 이 때, 차량이 차로를 변경하면, 영상 처리부(120)는 변경 차로를 향해 진입 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제2 프레임 차선(20)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제1 프레임 차선(10)과 제2 프레임 차선(20) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제1 프레임 차선(10)과 제2 프레임 차선(20) 사이의 각도는 θn -1이 된다. 또한, 영상 처리부(120)는 변경 차로로 진입한 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제3 프레임 차선(30)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제2 프레임 차선(20)과 제3 프레임 차선(30) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제2 프레임 차선(20)과 제3 프레임 차선(30) 사이의 각도는 θn이 된다. 영상 처리부(120)는 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 θ의 변화율(θnn-1)을 통해 요레이트를 추정한다.
또한, 영상 처리부(120)는 차량이 곡선 차로를 주행 중인 경우 주행 차로를 변경하는 경우와 동일하게 제2 요레이트를 추정한다. 차량이 곡선 차로를 주행하는 경우 차량이 차로를 변경하지 않고 주행하더라도 차량의 주행 방향이 달라지므로 이어지는 전방 영상의 프레임 사이의 서로 다른 주행방향에 따른 각도가 생성되어 제2 요레이트를 추정할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 차량이 곡선 차로를 주행 시 요레이트 추정을 위한 각도를 산출하는 예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 영상 처리부(120)는 현재 주행 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제1 프레임 차선(60)으로 인식한다. 이어, 영상 처리부(120)는 곡선 차로를 주행하는 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제2 프레임 차선(70)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제1 프레임 차선(60)과 제2 프레임 차선(70) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제1 프레임 차선(60)과 제2 프레임 차선(70) 사이의 각도는 θn-1이 된다. 또한, 영상 처리부(120)는 곡선 차로를 지나 직선 차로로 진입한 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제3 프레임 차선(80)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제2 프레임 차선(70)과 제3 프레임 차선(80) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제2 프레임 차선(70)과 제3 프레임 차선(80) 사이의 각도는 θn이 된다. 영상 처리부(120)는 전방 영상의 각 영상 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 θ의 변화율(θnn-1)을 통해 요레이트를 추정한다.
차속 검출부(140)는 휠 속도 센서를 포함하고, 휠 속도 센서는 차량의 각 휠에 장착되어 각 휠에서의 차량의 속도를 검출한다. 휠 속도 센서는 각 휠의 회전 속도에 대응하는 주파수를 가지는 구형파를 출력하는데, 휠의 회전 속도가 빠르면 출력되는 구형파의 주파수가 크고, 휠의 회전 속도가 느리면 출력되는 구형파의 주파수가 작아진다. 각 휠에서 송출한 차량의 속도를 제1 차량 속도라 한다.
그리고 요레이트 검출부(150)는 요레이트 센서를 포함하고, 요레이트 센서는 조향 핸들의 조향각을 검출하여 차량의 요레이트를 검출한다. 요레이트 센서에서 검출한 요레이트를 제1 요레이트라 한다.
본 발명의 실시 예에서, 다이나믹 센서는 휠 속도 센서 및 요레이트 센서를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 휠 속도 센서를 통해 검출된 제1 차량 속도와, 요레이트 센서를 통해 검출된 제1 요레이트 값을 제어부(130)에 전달하기 위한 카메라 통신부를 포함할 수 있다. 이 때, 카메라 통신부는 카메라 외부에서 제공받은 값과 카메라 내부에 존재하는 값을 비교하기 위해 카메라 외부에서 제공받은 값과 카메라 내부에서 존재하는 값의 형식이 동일하도록 카메라 외부에서 제공받은 값을 변환한다. 예로서, 카메라 내부에 존재하는 값이 16bit로 나타나고, 카메라 외부에서 제공받은 값이 8bit로 나타나면, 카메라 내부에 존재하는 값과 카메라 외부에서 제공받은 값이 동일하도록 카메라 외부에서 제공받은 값을 16bit로 변환하는 것이다.
제어부(130)는 다이나믹 센서로부터 제공된 제1 차량 속도 및 제1 요레이트와 카메라를 통해 추정된 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 비교하여 다이나믹 센서의 이상 여부를 판정한다. 즉, 제어부(130)는 제1 차량 속도에 포함된 각 휠에서 획득한 각 차량 속도를 제2 차량 속도와 각각 비교하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 판정한다.
여기서, 제어부(130)는 각 휠에서 획득한 제1 차량 속도와 제2 차량 속도를 비교하였을 때 제1 차량 속도 및 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나지 않으면 휠 속도 센서는 이상이 없다고 판정하고, 제1 차량 속도와 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나면 휠 속도 센서는 이상이 있다고 판정한다. 제어부(130)는 각 휠의 휠 속도 센서를 각각 비교하여 이상여부를 판정하므로 어느 휠의 휠 속도 센서에 이상이 있는지를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 요레이트 센서를 통해 획득한 제1 요레이트와 카메라를 통해 추정한 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상 여부를 판정한다. 제1 요레이트와 제2 요레이트를 비교하여 제1 요레이트와 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나지 않으면 요레이트 센서는 이상이 없다고 판정하고, 제1 요레이트와 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나면 요레이트 센서는 이상이 있다고 판정한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 차속 검출부(140)는 차량의 각 휠에 부착되는 휠 속도 센서를 통해 제1 차량 속도를 검출하고, 요레이트 검출부(150)는 요레이트 센서를 통해 제1 요레이트를 검출한다(S110).
이어, 영상 획득부(110)에서 카메라를 통해 전방 영상을 획득하고, 영상 처리부(120)에서 획득한 전방 영상에 기초하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정한다(S120).
즉, 영상 처리부(120)는 카메라를 통한 전방 영상의 각 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격을 이용하여 제2 차량 속도를 추정한다. 여기서, 제2 차량 속도는 카메라를 통한 전방 영상에 기초하여 추정한 값이므로 차량의 전진 및 후진 시 차량의 속도를 추정할 수 있다.
또한, 영상 처리부(120)는 카메라를 통해 획득한 전방 영상에 기초하여 제2 요레이트를 추정한다. 즉, 영상 처리부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 전방 영상에서 차선을 검출하여 차로를 구분하고, 차량이 현재 주행 차로를 변경하면 전방 영상의 이미지 프레임 별로 표시되는 차량의 주행 방향을 인식하고, 도 3에 도시된 바와 같이 전방 영상의 현재 프레임에서의 차량의 주행 방향과 전방 영상의 바로 전 프레임에서의 차량의 주행 방향 사이의 각도를 산출한다.
구체적으로, 영상 처리부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 현재 주행 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제1 프레임 차선(10)으로 인식한다. 이 때 차량이 차로를 변경하면, 영상 처리부(120)는 변경 차로를 향해 진입 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제2 프레임 차선(20)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제1 프레임 차선(10)과 제2 프레임 차선(20) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제1 프레임 차선(10)과 제2 프레임 차선(20) 사이의 각도는 θn-1이 된다.
또한, 영상 처리부(120)는 도 2에서 변경 차로로 진입한 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제3 프레임 차선(30)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제2 프레임 차선(20)과 제3 프레임 차선(30) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제2 프레임 차선(20)과 제3 프레임 차선 사이(30)의 각도는 θn이 된다.
한편, 영상 처리부(120)는 전방 영상에서 각 영상 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 θ의 변화율(θnn-1)을 통해 요레이트를 추정한다.
또한, 영상 처리부(120)는 차량이 곡선 차로를 주행 중인 경우 주행 차로를 변경하는 경우와 동일하게 제2 요레이트를 추정한다. 차량이 곡선 차로를 주행하는 경우 차량이 차로를 변경하지 않고 주행하더라도 차량의 주행 방향이 달라지므로 제2 요레이트를 추정할 수 있다.
구체적으로, 영상 처리부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 현재 주행 중인 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제1 프레임 차선(60)으로 인식한다. 이어, 영상 처리부(120)는 곡선 차로를 주행하는 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제2 프레임 차선(70)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제1 프레임 차선(60)과 제2 프레임 차선(70) 사이의 각도를 산출한다. 따라서, 제1 프레임 차선(60)과 제2 프레임 차선(70) 사이의 각도는 θn-1이 된다.
또한, 영상 처리부(120)는 도 4에서 곡선 차로를 지나 직선 차로로 진입한 차량의 주행 방향대로 길게 그은 직선을 제3 프레임 차선(80)으로 인식한다. 영상 처리부(120)는 제2 프레임 차선(70)과 제3 프레임 차선(80) 사이의 각도를 산출한다. 제2 프레임 차선(70)과 제3 프레임 차선(80) 사이의 각도는 θn이 된다. 영상 처리부(120)는 각 영상 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 θ의 변화율(θnn -1)을 통해 요레이트를 추정한다.
본 발명의 실시 예에서 요레이트를 추정하기 위한 방법을 3단계로 수행하였으나, 전방 영상의 이미지 프레임은 일반적으로 30프레임을 기본으로 사용하므로 요레이트를 추정하기 위해 더 많은 단계를 수행할 수 있다. 영상 처리부(120)는 추정한 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 제어부(130)에 제공한다.
제어부(130)는 차량의 각 휠에서 획득한 제1 차량 속도와 전방영상에 기초하여 추정한 제2 차량 속도를 비교한다(S130).
이어, 제어부(130)는 제1 차량 속도와 제2 차량 속도를 비교한 결과에 기초하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 판정한다(S140).
즉, 제어부(130)는 제1 차량 속도 및 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나지 않으면 휠 속도 센서는 이상이 없다고 판정하고, 제1 차량 속도와 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나면 휠 속도 센서는 이상이 있다고 판정한다. 여기서, 각 휠의 휠 속도 센서를 제2 차량 속도와 각각 비교하여 이상여부를 판정하여 어느 휠의 휠 속도 센서가 이상이 있는지 정확하게 판단할 수 있다.
이어, 제어부(130)는 요레이트 센서에서 획득한 제1 요레이트 값과 전방 영상에 기초하여 추정한 제2 요레이트 값을 비교한다(S150). 그리고, 제어부(130)는 제1 요레이트와 제2 요레이트를 비교한 결과에 기초하여 요레이트 센서의 이상 여부를 판정한다(S160).
즉, 제어부(130)는 제1 요레이트 및 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나지 않으면 요레이트 센서는 이상이 없다고 판정하고, 제1 요레이트와 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나면 요레이트 센서는 이상이 있다고 판정한다.
전술한 과정에서, S130 및 S140과 S150 및 S160의 순서는 바뀔 수 있다. 즉, 제1 차량 속도와 제2 차량 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 판정하는 단계와 제1 요레이트와 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상 여부를 판정하는 단계는 바뀌어서 실행될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 전방을 촬영하여 획득한 전방 영상을 통해 추정한 차량의 속도와 휠 속도 센서에서 검출한 차량의 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상 여부를 검출하고, 전방 영상을 통해 추정한 요레이트와 요레이트 센서에서 검출한 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상 여부를 검출할 수 있도록 하는, 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 다이나믹 센서 이상 검출 장치
110: 영상 획득부
120: 영상 처리부
130: 제어부
140: 차속 검출부
150: 요레이트 검출부

Claims (8)

  1. 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서를 이용하여 제1 차량 속도를 검출하는 차속 검출부;
    요레이트 센서를 이용하여 상기 차량의 제1 요레이트를 검출하는 요레이트 검출부;
    상기 차량의 전방을 카메라를 통해 촬영하여 전방 영상을 획득하는 영상 획득부;
    상기 전방 영상을 처리하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정하는 영상 처리부;및
    상기 제1 차량 속도와 상기 제2 차량 속도를 비교하여 휠 속도 센서의 이상여부를 판정하고, 상기 제1 요레이트와 상기 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판정하는 제어부;
    를 포함하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 차량의 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격을 이용하여 제2 차량 속도를 추정하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 차량의 전방 영상으로부터 차선을 추출하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 전방 영상의 현재 프레임에서 상기 차량의 주행 방향을 제1 프레임 차선으로 인식하고, 상기 전방 영상의 다음 프레임에서 상기 차량의 주행 방향을 제2 프레임 차선으로 인식하여 상기 제1 프레임 차선 및 상기 제2 프레임 차선 사이의 각도를 산출 처리하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 영상 처리부는,
    상기 전방 영상의 이미지 프레임 간의 일정한 시간 간격 동안의 상기 제1 프레임 차선 및 상기 제2 프레임 차선 사이의 각도의 변화율을 통해 제2 요레이트를 추정하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 차량의 각 휠에 설치된 휠 속도 센서로부터 검출한 제1 차량 속도를 제2 차량 속도와 각각 비교하여 제1 차량 속도 및 제2 차량 속도의 차이가 오차 범위를 벗어나면 상기 휠 속도 센서에 이상이 있다고 판정하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 차량에 설치된 요레이트 센서로부터 검출한 제1 요레이트를 제2 요레이트와 비교하여 제1 요레이트 및 제2 요레이트의 차이가 오차 범위를 벗어나면 상기 요레이트 센서에 이상이 있다고 판정하는 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 장치.
  8. (a)차속 검출부에서 차량의 휠에 설치된 휠 속도 센서를 이용하여 제1 차량 속도를 검출하는 단계;
    (b)요레이트 검출부에서 요레이트 센서를 이용하여 상기 차량의 제1 요레이트를 검출하는 단계;
    (c)영상 획득부에서 상기 차량의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하는 단계;
    (d)영상 처리부에서 상기 전방 영상을 처리하여 제2 차량 속도 및 제2 요레이트를 추정하는 단계;
    (e)제어부에서 상기 제1 차량 속도와 상기 제2 차량 속도를 비교하여 상기 휠 속도 센서의 이상 여부를 판정하고, 상기 제1 요레이트와 상기 제2 요레이트를 비교하여 요레이트 센서의 이상여부를 판정하는 단계;를 포함하는, 차량의 다이나믹 센서 이상 검출 방법.
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