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KR101794838B1 - Active safety system for a personal mobility vehicle - Google Patents

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KR101794838B1
KR101794838B1 KR1020160027086A KR20160027086A KR101794838B1 KR 101794838 B1 KR101794838 B1 KR 101794838B1 KR 1020160027086 A KR1020160027086 A KR 1020160027086A KR 20160027086 A KR20160027086 A KR 20160027086A KR 101794838 B1 KR101794838 B1 KR 101794838B1
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KR
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control
moving means
sensor
steering
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김창원
서준호
김정기
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한국기계연구원
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Abstract

개인 이동수단용 능동안전 시스템은 센서부, 판단부 및 제어부를 포함한다. 상기 센서부는 복수의 센서모듈들을 포함하여 이동수단의 주행환경을 센싱한다. 상기 판단부는 상기 센서모듈들에서 센싱된 정보를 바탕으로 주행환경 및 충돌 위험도를 각각 판단하는 주행환경 판단부 및 충돌위험 판단부, 및 상기 주행환경에 따라 상기 이동수단에 대하여 제동제어 및 조향제어 중 적어도 하나를 선택하여 제어방법을 결정하는 제어방법 결정부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 판단부의 충돌 위험도의 판단에 따라 사용자에게 경보를 수행하는 경보 제어부, 및 상기 판단부에서 결정된 제어방법에 따라 상기 이동수단의 제동을 제어하거나 상기 이동수단의 조향을 제어하는 제동 제어부 및 조향 제어부를 포함한다. The active safety system for personal moving means includes a sensor unit, a determination unit, and a control unit. The sensor unit includes a plurality of sensor modules to sense a traveling environment of the moving means. The determination unit may include a traveling environment determination unit and a collision risk determination unit for determining a traveling environment and a collision risk based on the information sensed by the sensor modules, and a collision risk determination unit for determining a collision risk based on braking control and steering control And a control method determining unit for selecting at least one of the plurality of control methods and determining the control method. The control unit may include an alarm control unit for performing an alarm to the user according to the determination of the collision risk of the determination unit, a braking control unit for controlling the braking of the moving unit or the steering of the moving unit according to the control method determined by the determination unit, And a steering control unit.

Figure R1020160027086
Figure R1020160027086

Description

개인 이동수단용 능동안전 시스템{ACTIVE SAFETY SYSTEM FOR A PERSONAL MOBILITY VEHICLE}{ACTIVE SAFETY SYSTEM FOR FOR PERSONAL MOBILITY VEHICLE}

본 발명은 능동안전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동휠체어, 전동스쿠터 등과 같은 근거리 저속의 개인 이동수단(personal mobility vehicle)에 적용되는 능동안전 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active safety system, and more particularly, to an active safety system applied to a personal mobility vehicle at a localized low speed such as an electric wheelchair, an electric scooter or the like.

종래 능동안전 시스템 또는 능동안전 기술은 주로 자동차에 적용되어 온 것으로, 자동차의 자동 제동 또는 자동 조향을 수행하는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND ART Conventionally, active safety systems or active safety techniques have been applied to automobiles, and are characterized by automatic braking or automatic steering of the vehicle.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1286466호에서는, 주행 중에 전방에 정지물체가 갑자기 나타나는 경우 자동 제동, 자동 조향 또는 경보를 통하여 신속하게 대응하도록 하는 ACC 장치에 관한 기술을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1511861호에서는, 목표 객체와의 상대거리 및 상대속도로부터 충돌이 예상되는지 판단하여 긴급제동 또는 자동 조향 제어를 수행하는 것에 관한 기술을 개시하고 있다. Korean Patent Registration No. 10-1286466, for example, discloses a technology relating to an ACC device that responds quickly through automatic braking, automatic steering, or alarm when a stationary object appears suddenly in front of the vehicle while driving, Japanese Patent No. 10-1511861 discloses a technology relating to emergency braking or automatic steering control by determining whether a collision is expected from a relative distance and a relative speed with respect to a target object.

그러나, 상기와 같은 기술들은 대부분의 경우, 자동차에만 적용되는 것으로 이를 위해 고가의 센서나 고가의 제어 시스템 등을 필요로 하는 경우가 많다. 이에 따라, 전동휠체어나, 전동스쿠터 등과 같은 근거리 저속의 개인용 이동수단에 적용되기에는 한계 및 제약이 많았으며, 현재까지 이러한 근거리 저속의 개인용 이동수단에 적용되는 자동제동 또는 자동조향 시스템은 개발이 거의 없는 상태이다. However, in most cases, the above-described technologies are applied only to automobiles, and expensive sensors and expensive control systems are often required. As a result, there are limitations and limitations in applying to a low-speed personal transportation device such as an electric wheelchair or an electric scooter. Up to now, an automatic braking or automatic steering system applied to such a low- There is no state.

특히, 근거리 저속의 개인용 이동수단의 경우, 주 사용자가 장애인이나 노약자이므로 상대적으로 환경인지 능력이 높지 않으며 상대적으로 작은 충돌이나 충격에도 큰 영향을 받을 수 있으므로, 일반 자동차용 자동제동 또는 자동조향 시스템과는 다르게 접근하여야 할 필요성도 있으나, 현재까지 그러한 연구가 거의 없는 상태이다. In particular, in the case of a low-speed personal vehicle for a short distance, the main user is a disabled person or an elderly person, so that the environment can not be perceived relatively easily and can be greatly affected by a relatively small impact or impact. There is a need to approach differently, but there are few such studies to date.

대한민국 등록특허 제10-1286466호Korean Patent No. 10-1286466

대한민국 등록특허 제10-1511861호Korean Patent No. 10-1511861

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 근거리 저속의 개인 이동수단에 적용되어 보다 효과적으로 개인 이동수단의 주행 안전성을 향상시킬 수 있는 능동안전 시스템에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide an active safety system that can be applied to a local moving vehicle at a low speed.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 능동안전 시스템은 센서부, 판단부 및 제어부를 포함한다. 상기 센서부는 복수의 센서모듈들을 포함하여 이동수단의 주행환경을 센싱한다. 상기 판단부는 상기 센서모듈들에서 센싱된 정보를 바탕으로 주행환경 및 충돌 위험도를 각각 판단하는 주행환경 판단부 및 충돌위험 판단부, 및 상기 주행환경에 따라 상기 이동수단에 대하여 제동제어 및 조향제어 중 적어도 하나를 선택하여 제어방법을 결정하는 제어방법 결정부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 판단부의 충돌 위험도의 판단에 따라 사용자에게 경보를 수행하는 경보 제어부, 및 상기 판단부에서 결정된 제어방법에 따라 상기 이동수단의 제동을 제어하거나 상기 이동수단의 조향을 제어하는 제동 제어부 및 조향 제어부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, an active safety system includes a sensor unit, a determination unit, and a control unit. The sensor unit includes a plurality of sensor modules to sense a traveling environment of the moving means. The determination unit may include a traveling environment determination unit and a collision risk determination unit for determining a traveling environment and a collision risk based on the information sensed by the sensor modules, and a collision risk determination unit for determining a collision risk based on braking control and steering control And a control method determining unit for selecting at least one of the plurality of control methods and determining the control method. The control unit may include an alarm control unit for performing an alarm to the user according to the determination of the collision risk of the determination unit, a braking control unit for controlling the braking of the moving unit or the steering of the moving unit according to the control method determined by the determination unit, And a steering control unit.

일 실시예에서, 상기 이동수단은 전동 휠체어, 전동 스쿠터 또는 개인용 이동수단(personal mobility vehicle)일 수 있다. In one embodiment, the moving means may be an electric wheelchair, an electric scooter or a personal mobility vehicle.

일 실시예에서, 상기 센서모듈들은, 장애물과의 거리를 센싱하는 초음파 센서 또는 IR(infrared ray) 센서, 장애물의 형상을 센싱하는 비전(vison) 센서, 상기 이동수단의 속도 또는 가속도를 센싱하는 가속도 센서, 및 상기 이동수단의 위치를 센싱하는 GPS 센서를 포함할 수 있다. In one embodiment, the sensor modules include an ultrasonic sensor or an infrared (IR) sensor that senses the distance to the obstacle, a vison sensor that senses the shape of the obstacle, an acceleration sensor that senses the velocity or acceleration of the moving means A sensor, and a GPS sensor for sensing the position of the moving means.

일 실시예에서, 상기 IR 센서는 지면을 향하도록 고정되어 지면의 상태를 센싱하며, 상기 충돌위험 판단부는 상기 IR 센서에서 센싱되는 거리에 관한 정보가 급격하게 설정값(threshold) 이상 또는 이하이면 상기 지면에 둔턱부 또는 절벽부가 있는 것으로 판단할 수 있다. In one embodiment, the IR sensor is fixed to face the ground and senses the state of the ground. When the information about the distance sensed by the IR sensor is suddenly above or below a threshold, It can be judged that there is a dull part or a cliff part on the ground.

일 실시예에서, 상기 주행환경 판단부는 상기 이동수단이 실내주행인지 실외주행인지를 판단하며, 상기 제어방법 결정부는 실내주행이면 제동제어 및 조향제어를 모두 수행하도록 제어방법을 결정하고, 실외주행이면 제동제어를 수행하도록 제어방법을 결정할 수 있다. In one embodiment, the traveling environment determination unit determines whether the moving means is indoor or outdoor, and the control method determining unit determines a control method for performing both the braking control and the steering control on the indoor driving. The control method can be determined so as to perform the braking control.

일 실시예에서, 상기 제동제어가 수행되는 경우, 상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(time to collision, TTC)가 자동제동도(time to brake, tB)보다 작은 경우 자동제동상태로 판단하며, 상기 제동제어부가 상기 이동수단을 자동으로 제어하며, In one embodiment, when the braking control is performed, the collision risk determination unit determines the automatic braking state if the time to collision (TTC) is less than the time to brake (t B ) The braking control unit automatically controls the moving means,

TTC=(장애물까지의 거리)/(이동수단의 속도)TTC = (distance to obstacle) / (velocity of moving means)

tB=(제동거리)/(이동수단의 속도)t B = (braking distance) / (speed of moving means)

일 수 있다. Lt; / RTI >

일 실시예에서, 상기 제동제어가 수행되는 경우, 상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 충돌 경보도(time to warning, tBw)보다 작은 경우 충돌 경보상태로 판단하며, 상기 경보제어부가 충돌을 경보하며, In one embodiment, when the braking control is performed, the collision risk determination unit determines the collision risk state when the collision risk (TTC) is less than the collision alarm level (time to warning, t Bw ) Lt; / RTI >

tBw=tB+tr(반응시간)t Bw = t B + t r (reaction time)

일 수 있다. Lt; / RTI >

일 실시예에서, 상기 조향제어가 수행되는 경우, 상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 자동조향도(time to steer, tS)보다 작은 경우 자동조향상태로 판단하며, 상기 조향제어부가 상기 이동수단을 자동으로 조향하며, In one embodiment, when the steering control is performed, the collision risk determination unit determines that the collision risk (TTC) is less than the time to steer (t S ), and determines that the steering control unit Automatically steers the moving means,

tS=treduce(감속시간)+tLPS(최종조향시간)t S = t reduce (deceleration time) + t LPS (final steering time)

tLPS=

Figure 112016021896052-pat00001
(Sy: 측면회피거리, ay: 측면가속도)t LPS =
Figure 112016021896052-pat00001
(S y : side avoidance distance, a y : lateral acceleration)

일 수 있다. Lt; / RTI >

일 실시예에서, 상기 조향제어가 수행되는 경우, 상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 회피 경보도(time to steering warning, tsw)보다 작은 경우 회피 경보상태로 판단하며, 상기 경보제어부가 회피를 경보하며, In one embodiment, when the steering control is performed, the collision risk determination unit determines that the collision risk (TTC) is less than the time to steering warning ( tsw ) Alert avoidance,

tSw=tS+tr(반응시간)t Sw = t S + t r (reaction time)

일 수 있다. Lt; / RTI >

일 실시예에서, 상기 조향제어가 수행되는 경우, 상기 이동수단의 속도가 하기 조건인 경우, In one embodiment, when the steering control is performed, when the speed of the moving means is the following condition,

Figure 112016021896052-pat00002
Figure 112016021896052-pat00002

(v: 이동수단의 속도, r: 회전 반경, μ: 마찰계수, g: 중력가속도)(v: speed of moving means, r: radius of rotation, mu: friction coefficient, g: gravitational acceleration)

상기 제동제어부에서 상기 이동수단의 속도를 감속시킨 후 상기 조향제어부에서 상기 이동수단의 조향을 제어할 수 있다. The braking control section may control the steering of the moving means in the steering control section after decelerating the speed of the moving means.

본 발명의 실시예들에 의하면, 이동수단의 주행환경을 판단하여 제동을 자동으로 제어하거나 조향을 자동으로 제어함으로써, 특히, 전동 휠체어, 전동 스쿠터 또는 개인용 이동수단에서 이동수단이 실내를 주행하는 경우와 실외를 주행하는 경우의 주행환경을 고려한 최적의 제어를 수행할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the braking is automatically controlled or the steering is automatically controlled by judging the traveling environment of the traveling means, and in particular, when the traveling means travels in the room in the electric wheelchair, the electric scooter or the personal traveling means And an optimum control considering the driving environment in the case of traveling outdoors can be performed.

특히, 상기 이동수단이 실내에서 주행하는지 또는 실외에서 주행하는지를 바탕으로 제어방법을 결정함에 따라, 특히 실내에서는 상대적으로 저속으로 주행함에 따라 조향을 수행하더라도 전복의 위험이 상대적으로 적으므로 제동제어 외에 조향제어도 동시에 병행하도록 할 수 있으며, 실외에서는 상대적으로 고속으로 주행함에 따라 조향시 전복의 위험이 증가하므로 제동제어만을 수행하도록 하여, 상기 이동수단의 자동 제어에 따른 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Particularly, since the control method is determined based on whether the moving means travels indoors or outdoors, the danger of rollover is relatively small even if steering is performed at a relatively low speed in the room, And the risk of overturning increases when the vehicle travels at a relatively high speed in the outdoors, so that only the braking control is performed, so that the safety according to the automatic control of the moving means can be further improved.

이 경우, 일반 차량의 제어에 사용되는 고가의 센서를 장착하지 않으면서도, 개인용 이동수단에서의 주행환경을 충분히 모니터링할 수 있는 초음파 센서, IR 센서, 비전센서, 가속도 센서 및 GPS 센서 등을 이용하므로, 상대적으로 저렴한 비용으로 제동 제어 또는 조향 제어를 수행할 수 있다. In this case, an ultrasonic sensor, an IR sensor, a vision sensor, an acceleration sensor, and a GPS sensor, which can sufficiently monitor the driving environment of the personal moving means, are used without mounting an expensive sensor used for control of a general vehicle , It is possible to perform braking control or steering control at a relatively low cost.

한편, IR 센서나 비전센서 등은 태양광 등에 취약하기 때문에 실외에서 이동하는 경우 제동제어만을 수행하도록 하며, 상대적으로 태양광이 약한 실내에서는 제동제어 외에 조항제어도 병행하여 수행함으로써, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. On the other hand, since the IR sensor and the vision sensor are vulnerable to the sunlight, only the braking control is performed in the case of moving outdoors, and in addition to the braking control in the room where the sunlight is relatively weak, .

또한, 개인용 이동수단이 지면의 둔턱부나 낭떠러지부에 의해서도 쉽게 전복될 수 있음을 고려하여, IR 센서를 지면을 향하도록 고정하여 지면 상태를 센싱함으로써, 개인용 이동수단의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Further, taking into account that the personal moving means can be easily rolled over even by the barb and the cliff part of the ground, the safety of the personal moving means can be further improved by sensing the ground state by fixing the IR sensor facing the ground.

나아가, 제동제어 및 조향제어에서 충돌 위험도, 자동 제동도, 충돌 경보도, 자동 조향도, 회피 경보도의 개념을 도입하여 센서부에서의 측정 결과를 바탕으로 개인용 이동수단에 대한 자동 제동 또는 자동 조향을 제어할 수 있으므로, 상대적으로 단순한 제어 방법을 적용하면서도 이동수단에 대한 안정적인 제어를 수행할 수 있다. Furthermore, by introducing the concept of collision risk, automatic braking degree, collision warning degree, automatic steering degree and avoidance alarm degree in braking control and steering control, the automatic braking or automatic steering It is possible to perform stable control of the moving means while applying a relatively simple control method.

또한, 조향제어에서 특히, 개인용 이동수단은 전복의 위험성이 높으므로, 이동수단의 속도가 일정값 이상인 경우, 조향제어 이전에 제동제어를 수행하여 개인용 이동수단의 안전성을 향상시킬 수 있다. In addition, in the steering control, in particular, since the personal moving means has a high risk of rollover, the safety of the personal moving means can be improved by performing the braking control prior to the steering control when the speed of the moving means is greater than a predetermined value.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 안전시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 능동 안전시스템이 적용된 개인 이동수단의 예를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 능동 안전시스템의 주행 환경 판단부의 주행환경 판단에 따른 구동 제어부의 제어 상태를 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 능동 안전시스템의 제동제어부의 제동 제어 상태를 도시한 모식도이다.
도 5는 도 1의 능동 안전시스템의 조향제어부의 조향 제어 상태를 도시한 모식도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1의 능동 안전시스템의 IR 센서의 센싱 상태를 도시한 모식도들이다.
1 is a block diagram illustrating an active safety system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of a personal moving means to which the active safety system of Fig. 1 is applied.
3 is a flowchart showing a control state of the drive control unit according to the driving environment judgment of the driving environment judging unit of the active safety system of FIG.
4 is a schematic diagram showing a braking control state of the braking control unit of the active safety system of Fig.
5 is a schematic diagram showing a steering control state of the steering control unit of the active safety system of FIG.
6A and 6B are schematic diagrams showing the sensing state of the IR sensor of the active safety system of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term "comprises" or "comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 능동 안전시스템을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an active safety system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 능동 안전시스템(10)은, 예를 들어, 전동 휠체어, 전동 스쿠터 또는 기타 개인용 이동수단(personal mobility vehicle)에 적용되는 것으로, 상기 개인용 이동수단의 경우 상대적으로 무게 중심이 높아 전복 등의 가능성이 높은 특징을 가진다. Referring to FIG. 1, the active safety system 10 according to the present embodiment is applied to, for example, an electric wheelchair, an electric scooter or other personal mobility vehicle, And it has a high possibility of overturning due to its high center of gravity.

또한, 상기 개인용 이동수단의 경우, 일반 차량에 비해 가격이 높지 않으므로, 상기 개인용 이동수단을 제어하기 위한 능동 안전시스템으로 요구되는 사양도 높지 않도록 구성되는 것이 필요하다. In addition, since the price of the personal moving means is not higher than that of the general vehicle, it is necessary that the active safety system for controlling the personal moving means is not required to have a high specification.

상기 능동 안전시스템(10)은 센서부(100), 판단부(200) 및 제어부(300)를 포함한다. The active safety system 10 includes a sensor unit 100, a determination unit 200, and a control unit 300.

상기 센서부(100)는 복수의 센서모듈들을 포함하여 이동수단의 주행환경을 센싱하며, 구체적으로 제1 센서모듈(110), 제2 센서모듈(120) 및 제3 센서모듈(130)을 포함한다. The sensor unit 100 includes a plurality of sensor modules, and senses the traveling environment of the moving unit. Specifically, the sensor unit 100 includes a first sensor module 110, a second sensor module 120, and a third sensor module 130 do.

상기 제1 센서모듈(110)은 제1 초음파센서(111), 제1 IR(infrared ray) 센서(112) 및 비전(vison)센서(113)를 포함하며, 상기 제2 센서모듈(120)은 제2 초음파센서(121) 및 제2 IR 센서(122)를 포함하고, 상기 제3 센서모듈(130)은 가속도센서(131) 및 GPS센서(132)를 포함한다. The first sensor module 110 includes a first ultrasonic sensor 111, a first IR sensor 112 and a vison sensor 113, and the second sensor module 120 The second sensor module 121 includes a second sensor module 121 and a second sensor module 122. The third sensor module 130 includes an acceleration sensor 131 and a GPS sensor 132.

상기 제1 및 제2 초음파센서들(111, 121)은 상기 이동수단이 주행하는 경우 전방이나 측방에 위치한 장애물까지의 거리를 측정한다. The first and second ultrasonic sensors 111 and 121 measure the distances to the obstacles located at the front or the side when the moving means travels.

상기 제1 및 제2 IR 센서들(112, 122)은 상기 초음파센서들과 동일하게 상기 이동수단이 주행하는 경우 전방이나 측방에 위치한 장애물까지의 거리를 측정할 수도 있으며, 본 실시예에서는, 후술하겠으나 지면으로부터 돌출된 둔턱부나 지면으로부터 함입된 낭떠러지 등을 측정할 수 있다. As with the ultrasonic sensors, the first and second IR sensors 112 and 122 may measure a distance to an obstacle located at the front or the side when the moving means travels. In the present embodiment, However, it is possible to measure a barb protruding from the ground or a cliff embedded in from the ground.

상기 비전센서(113)는 전방이나 측방에 위치한 장애물에 대한 영상을 획득하여, 상기 장애물의 형상을 센싱한다. The vision sensor 113 acquires an image of an obstacle located at a front or a side, and senses the shape of the obstacle.

상기 가속도 센서(131)는 상기 이동수단의 속도 또는 가속도를 센싱하며, 상기 이동수단의 이동 방향이 변화하는 경우 이동수단의 방향 변화도 센싱할 수 있다. The acceleration sensor 131 senses the speed or the acceleration of the moving means and senses the direction change of the moving means when the moving direction of the moving means changes.

상기 GPS 센서(132)는 상기 이동수단의 위치를 센싱한다. The GPS sensor 132 senses the position of the moving means.

이상과 같이, 상기 센서부(100)는 상기 이동수단의 전방 또는 측방의 주행환경에 관한 정보를 센싱하며, 이를 상기 판단부(200)로 제공한다. As described above, the sensor unit 100 senses information about the traveling environment of the moving unit on the front side or the side, and provides the sensing unit 200 with the sensing information.

상기 판단부(200)는 상기 센서부(100)로부터 제공받은 센싱정보를 바탕으로 상기 이동수단의 주행환경, 상기 이동수단의 충돌위험도 등을 판단한다. The determination unit 200 determines the driving environment of the moving unit, the risk of collision of the moving unit, and the like based on the sensing information provided from the sensor unit 100.

보다 구체적으로, 상기 판단부(200)는 주행환경 판단부(210), 충돌위험 판단부(220) 및 제어방법 결정부(230)를 포함한다. More specifically, the determination unit 200 includes a traveling environment determination unit 210, a collision risk determination unit 220, and a control method determination unit 230.

상기 주행환경 판단부(210)는 상기 센서부(100)로부터 제공받은 센싱정보를 바탕으로 상기 이동수단의 주행환경을 판단한다. 특히, 상기 비전센서(113)를 통해 획득된 전방 또는 측방의 영상에 관한 정보를 바탕으로 상기 이동수단이 실내에서 주행하는지 또는 실외에서 주행하는지를 판단한다. The traveling environment determination unit 210 determines the traveling environment of the traveling means based on the sensing information provided from the sensor unit 100. [ In particular, it is determined whether the moving means travels indoors or outdoors based on the information about the forward or lateral images obtained through the vision sensor 113.

상기 충돌위험 판단부(220)는 상기 센서부(100)로부터 제공받은 센싱정보를 바탕으로 상기 이동수단이 전방 또는 측방에 위치한 장애물과의 충돌위험도를 판단한다. 이 경우, 상기 충돌위험 판단부(220)에서의 충돌위험도 판단 알고리즘에 대하여는 후술한다. The collision risk determination unit 220 determines the risk of collision with the obstacle located at the front or the side of the moving unit based on the sensing information provided from the sensor unit 100. In this case, the collision risk determination algorithm in the collision risk determination unit 220 will be described later.

상기 제어방법 결정부(230)는 상기 주행환경 판단부(210)에서 상기 이동수단이 실내에서 주행하는 것으로 판단되는 경우 제동제어 및 조향제어를 모두 수행하도록 상기 이동수단에 대한 제어방법을 결정하고, 상기 이동수단이 실외에서 주행하는 것으로 판단되는 경우 제동제어만 수행하도록 상기 이동수단에 대한 제어방법을 결정한다. The control method determining unit 230 determines the control method for the moving unit to perform both the braking control and the steering control when the traveling environment determining unit 210 determines that the moving unit is traveling in the room, And determines a control method for the moving means so as to perform only braking control when it is determined that the moving means travels outdoors.

이와 같이, 상기 제어방법 결정부(230)에서 이동수단이 실내에서 주행하는지 또는 실외에서 주행하는지를 바탕으로 제어방법을 결정함에 따라, 특히 실내에서는 상대적으로 저속으로 주행함에 따라 조향을 수행하더라도 전복의 위험이 상대적으로 적으므로 제동제어 외에 조향제어도 동시에 병행하도록 할 수 있으며, 실외에서는 상대적으로 고속으로 주행함에 따라 조향시 전복의 위험이 증가하므로 제동제어만을 수행하도록 하여, 상기 이동수단의 자동 제어에 따른 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. As described above, the control method determining unit 230 determines the control method based on whether the moving means travels indoors or outdoors. Therefore, even if steering is performed at a relatively low speed in the room, So that the risk of overturning increases as the vehicle travels at a relatively high speed in the outdoors, so that only the braking control is performed, so that the automatic control of the moving means The safety can be further improved.

상기 제어부(300)는 상기 판단부(200)의 판단을 바탕으로 상기 이동수단의 동작을 제어한다. The control unit 300 controls the operation of the movement unit based on the determination of the determination unit 200.

구체적으로, 상기 제어부(300)는 경보제어부(310) 및 구동제어부(320)를 포함하며, 상기 구동제어부(320)는 제동제어부(321) 및 조향제어부(322)를 포함한다. The control unit 300 includes an alarm control unit 310 and a drive control unit 320. The drive control unit 320 includes a braking control unit 321 and a steering control unit 322. [

상기 경보제어부(310)는 상기 충돌위험 판단부(220)에서의 판단에 따라 사용자 또는 외부로 경보를 수행한다. The alarm control unit 310 performs an alarm to the user or the outside according to the determination of the collision risk determiner 220. [

상기 제동제어부(321)는 상기 제어방법 결정부(230)에서 제동제어로 제어방법이 결정된 경우, 상기 충돌위험 판단부(220)에서의 판단에 따라 상기 이동수단의 제동을 자동으로 제어한다. The braking control unit 321 automatically controls the braking of the moving means according to the determination of the collision risk determiner 220 when the control method determining unit 230 determines the braking control method.

마찬가지로, 상기 조향제어부(322)는 상기 제어방법 결정부(230)에서 조향제어로 제어방법이 결정된 경우, 상기 충돌위험 판단부(220)에서의 판단에 따라 상기 이동수단의 조향을 자동으로 제어한다. Likewise, when the control method is determined by the control method determining unit 230, the steering control unit 322 automatically controls the steering of the moving unit according to the determination of the collision risk determiner 220 .

이 경우, 상기 경보제어부(310) 및 상기 구동제어부(320)에서의 구체적인 제어 알고리즘은 후술한다. In this case, the specific control algorithm in the alarm control unit 310 and the drive control unit 320 will be described later.

도 2는 도 1의 능동 안전시스템이 적용된 개인 이동수단의 예를 도시한 모식도이다. Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of a personal moving means to which the active safety system of Fig. 1 is applied.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 능동 안전시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같은 이동수단(20)에 장착될 수 있다. Referring to FIG. 2, the active safety system 10 according to the present embodiment may be mounted on the moving means 20 as shown in FIG.

즉, 상기 이동수단(20)의 몸체부(21)의 양측에 제1 센서모듈(110) 및 제2 센서모듈(120)이 각각 부착될 수 있다. 이 경우, 도시하지는 않았으나 상기 제3 센서모듈(130)은 몸체부(21) 또는 몸체부(21)의 어느 일 측에 부착될 수 있다. That is, the first sensor module 110 and the second sensor module 120 may be attached to both sides of the body portion 21 of the moving means 20, respectively. In this case, although not shown, the third sensor module 130 may be attached to one side of the body 21 or the body 21.

이와 같이, 상기 제1 및 제2 센서모듈들(110, 120)이 상기 몸체부(21)의 양측에 각각 부착됨에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 초음파센서(111)에 의해 제1 초음파센싱영역(101)이 센싱되고 제2 초음파센서(112)에 의해 제2 초음파센싱영역(102)이 센싱되며, 마찬가지로 제1 IR센서(112)에 의해 제1 IR센싱영역(104)이 센싱되고 제2 IR센서(122)에 의해 제2 IR센싱영역(105)이 센싱되므로, 전체적으로 상기 센서부(100)에 의해 센싱되는 전방 또는 측방의 센싱 영역이 넓어질 수 있다. 2, the first and second sensor modules 110 and 120 are attached to the both sides of the body part 21, respectively, by the first ultrasonic sensor 111. Thus, The first ultrasonic sensing area 101 is sensed and the second ultrasonic sensing area 102 is sensed by the second ultrasonic sensor 112 and the first IR sensing area 104 is similarly sensed by the first IR sensor 112. [ And the second IR sensing area 105 is sensed by the second IR sensor 122 so that the front sensing area or the side sensing area which is sensed by the sensor sensing part 100 as a whole can be widened.

이 경우, 상기 비전센서(113)에 의해서는 예를 들어, 비전센싱영역(103)으로 도시된 영역을 센싱할 수 있다. In this case, the vision sensor 113 can sense, for example, an area indicated by the vision sensing area 103.

도 3은 도 1의 능동 안전시스템의 주행 환경 판단부의 주행환경 판단에 따른 구동 제어부의 제어 상태를 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart showing a control state of the drive control unit according to the driving environment judgment of the driving environment judging unit of the active safety system of FIG.

도 3을 참조하면, 상기 능동 안전시스템(10)에서, 상기 주행환경 판단부(210)로 센싱신호가 전달되면, 상기 주행환경 판단부(210)는 상기 이동수단이 실내를 주행하는지 또는 실외를 주행하는지를 판단한다(단계 S10). Referring to FIG. 3, in the active safety system 10, when a sensing signal is transmitted to the traveling environment determination unit 210, the traveling environment determination unit 210 determines whether the traveling means travels indoors or outdoors (Step S10).

그리하여, 앞서 설명한 바와 같이, 실외를 주행하는 것으로 판단되면, 상기 제어방법 결정부(230)에서는 제동제어를 수행하도록 제어방법을 결정한다(단계 S30).Thus, as described above, if it is determined that the vehicle is to be driven outdoors, the control method determining unit 230 determines a control method to perform the braking control (step S30).

반면, 실내를 주행하는 것으로 판단되면, 상기 주행환경 판단부(210)에서는 추가적으로 상기 이동수단이 이동 중인 상태인지를 판단하여(단계 S20), 상기 제어방법 결정부(230)에서는 이동 중인 상태를 고려하며 제동제어 또는 조향제어를 수행하도록 제어방법을 결정한다(단계 S40 또는 단계 S50). On the other hand, if it is determined that the vehicle is traveling indoors, the driving environment determining unit 210 further determines whether the moving means is moving (Step S20), and the control method determining unit 230 considers the moving state And determines the control method to perform the braking control or the steering control (step S40 or step S50).

도 4는 도 1의 능동 안전시스템의 제동제어부의 제동 제어 상태를 도시한 모식도이다. 4 is a schematic diagram showing a braking control state of the braking control unit of the active safety system of Fig.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 상기 능동 안전시스템(10)의 제동제어부(321)에서 제동제어를 수행하는 알고리즘에 대하여 설명한다. Hereinafter, an algorithm for performing braking control in the braking control section 321 of the active safety system 10 will be described with reference to FIG.

도 4를 참조하면, 상기 이동수단이 실내 또는 실외에서 안전주행상태로 주행하는 경우, 경보등(warning), 제동등(braking) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 꺼진 상태(off)를 유지하게 된다(단계 S101). Referring to FIG. 4, when the moving means travels in a safe driving state indoors or outdoors, the warning, the braking, and the left and right signals are kept off (Step S101).

한편, 상기 충돌위험 판단부(220)에서는 상기 센서부(100)로부터 제공되는 센싱 정보를 바탕으로, 충돌 위험도(time to collision, TTC)를 하기 식 (1)과 같이 연산하는데, 이 경우, 상기 충돌 위험도가 작을수록 충돌이 임박하여 위험한 상황임을 나타낸다. Meanwhile, the collision risk determiner 220 calculates a time to collision (TTC) based on the sensing information provided from the sensor unit 100 according to the following equation (1). In this case, The smaller the risk of collision, the closer the collision is and the more dangerous the situation is.

TTC=(장애물까지의 거리)/(이동수단의 속도) 식 (1)TTC = (distance to obstacle) / (velocity of moving means) (1)

이 경우, 상기 충돌위험 판단부(220)에서는 충돌 위험도를 하기 식 (2)로 정의되는 충돌경보도(time to warning, tBw)와 비교하여, 충돌위험도가 충돌경보도보다 작은 경우 충돌경보상태로 판단한다(S102). 그리하여, 상기 이동수단은 충돌 경보상태에 해당되어 상기 경보제어부(310)에서는 경보등(warning)을 켜(on) 충돌을 경보한다. In this case, the collision risk determiner 220 compares the collision risk with the time to warning (t Bw ) defined by the following equation (2), and if the collision risk is smaller than the collision alarm level, (S102). Thus, the moving means corresponds to a collision alarm state, and the alarm control unit 310 alerts a collision on an alarm.

tBw=tB(자동제동도)+tr(반응시간) 식 (2)t Bw = t B (automatic braking degree) + t r (reaction time)

이 경우, 자동제동도(time to brake, tB)는 하기 식 (3)으로 정의된다. In this case, the time to brake (t B ) is defined by the following equation (3).

tB=(제동거리)/(이동수단의 속도) 식 (3)t B = (braking distance) / (speed of moving means) (3)

한편, 충돌위험도가 충돌경보도보다 큰 경우 충돌 경보상태(S102)는 안전주행상태(S101)로 복귀한다. On the other hand, if the collision risk is greater than the collision alarm level, the collision alarm state (S102) returns to the safe running state (S101).

나아가, 상기 충돌경보상태(S102) 이후, 상기 충돌위험 판단부(220)에서 충돌 위험도를 상기 식 (3)로 정의된 자동제동도(time to brake, tB)와 비교하여, 충돌위험도가 자동제동도보다 작은 경우 자동제동상태로 판단한다(S103). 그리하여, 상기 이동수단은 자동제동상태에 해당되어 상기 제동제어부(321)는 상기 이동수단을 자동으로 제어하며, 이에 따라 경보등(warning), 제동등(braking) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 켜진 상태(on)를 유지하게 된다. Further, after the collision alarm state (S102), the collision risk determination unit 220 compares the collision risk with the time to brake (t B ) defined by the equation (3) If the degree of braking is smaller, it is determined that the braking state is the automatic braking state (S103). Thus, the moving means corresponds to the automatic braking state, and the braking control unit 321 automatically controls the moving means, and accordingly, the warning, the braking, and the left and right signals It remains on.

한편, 상기 자동제동상태(S103) 이후, 소정의 시간(thold, 예를 들어 제동 후 필요한 조치를 취하기 위한 시간으로 수초 내지 수십 초일 수 있음)이 경과하면, 상기 이동수단은 다시 안전주행상태(S101)로 복귀하고 경보등(warning), 제동등(braking) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 꺼진 상태(off)를 유지하게 된다. On the other hand, when the predetermined time t hold (for example, the time required for taking necessary measures after braking) has elapsed after the automatic braking state (S103), the moving means returns to the safe running state S101), and the warning light, the braking light, and the left and right signals are kept off.

이상과 같이, 제동제어부(321)에서는 상기 이동수단에 대한 자동제어를 수행하되, 상대적으로 단순한 연산 알고리즘을 바탕으로 상기 이동수단을 보다 효과적으로 자동 제어할 수 있다. As described above, the braking control unit 321 can automatically control the moving unit, but can more effectively control the moving unit based on a relatively simple calculation algorithm.

도 5는 도 1의 능동 안전시스템의 조향제어부의 조향 제어 상태를 도시한 모식도이다. 5 is a schematic diagram showing a steering control state of the steering control unit of the active safety system of FIG.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 상기 능동 안전시스템(10)의 조향제어부(322)에서 조향제어를 수행하는 알고리즘에 대하여 설명한다. Hereinafter, an algorithm for performing steering control in the steering control unit 322 of the active safety system 10 will be described with reference to FIG.

도 5를 참조하면, 상기 이동수단이 실내에서 안전주행상태로 주행하는 경우, 경보등(warning), 조향등(steering) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 꺼진 상태(off)를 유지하게 된다(단계 S201). Referring to FIG. 5, when the moving means travels from a room to a safe running state, all the warning, steering, and left and right signals remain off (Step S201).

한편, 상기 충돌위험 판단부(220)에서는 앞서 식 (1)과 같이 충돌 위험도(time to collision, TTC)를 연산하고, 충돌 위험도를 하기 식 (4)로 정의되는 회피경보도(time to steering warning, tSw)와 비교하여, 충돌위험도가 회피경보도보다 작은 경우 회피경보상태로 판단한다(S202). 그리하여, 상기 이동수단은 회피 경보상태에 해당되어 상기 경보제어부(310)에서는 경보등(warning)을 켜(on) 회피를 경보한다. In the meantime, the collision risk determiner 220 calculates the collision risk (time to collision) TTC according to the equation (1), and calculates the collision risk as a time to steering warning , t Sw ). If the collision risk is smaller than the avoidance alarm level, it is determined to be the avoidance alarm state (S202). Thus, the moving means corresponds to the avoidance alarm state, and the alarm control unit 310 alerts the user to turn on the warning.

tSw=tS(자동조향도)+tr(반응시간) 식 (4)t Sw = t S (automatic steerability) + t r (reaction time)

이 경우, 자동조향도(time to brake, tS)는 하기 식 (5)로 정의된다. In this case, the time to brake (t S ) is defined by the following equation (5).

tS=treduce(감속시간)+tLPS(최종조향시간) 식 (5)t S = t reduce (deceleration time) + t LPS (final steering time)

이 경우, 상기 최종조향시간(tLPS)은 하기 식 (6)으로 정의된다. In this case, the final steering time t LPS is defined by the following equation (6).

tLPS=

Figure 112016021896052-pat00003
(Sy: 측면회피거리, ay: 측면가속도) 식 (6)t LPS =
Figure 112016021896052-pat00003
(S y : side avoidance distance, a y : lateral acceleration)

한편, 충돌위험도가 회피경보도보다 큰 경우 회피 경보상태(S202)는 안전주행상태(S201)로 복귀한다. On the other hand, if the collision risk is greater than the avoidance alarm level, the avoidance alarm state (S202) returns to the safe running state (S201).

나아가, 상기 회피경보상태(S202) 이후, 상기 충돌위험 판단부(220)에서 충돌 위험도를 상기 식 (5)로 정의된 자동조향도(time to steer, tS)와 비교하여, 충돌위험도가 자동조향도보다 작은 경우 자동조향상태로 판단한다(S203). 그리하여, 상기 이동수단은 자동조향상태에 해당되어 상기 조향제어부(322)는 상기 이동수단을 자동으로 조향하며, 이에 따라 경보등(warning), 조향등(steering) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 켜진 상태(on)를 유지하게 된다. Further, as compared with the avoidance alarm condition (S202) Next, the collision risk determination unit 220, the collision risk the formula (5), the automatic steering is also (time to steer, t S) defined as in, collision risk is automatically If the degree of steering is smaller than the predetermined steering angle, it is determined to be an automatic steering state (S203). Accordingly, the moving means corresponds to the automatic steering state, and the steering control unit 322 automatically steers the moving means, and accordingly, the steering, the steering, the left and right signals, All remain on.

한편, 상기 자동조향상태(S203) 이후, 소정의 시간(thold, 예를 들어 조향 후 필요한 조치를 취하기 위한 시간으로 수초 내지 수십 초일 수 있음)이 경과하면, 상기 이동수단은 다시 안전주행상태(S201)로 복귀하고 경보등(warning), 조향등(steering) 및 좌우신호등(left signal, right signal) 모두 꺼진 상태(off)를 유지하게 된다. On the other hand, when the predetermined time t hold (for example, a time required for taking necessary measures after steering) has elapsed after the automatic steering state (S203), the shifting means is returned to the safe running state S201), and the warning light, the steering light, and the left and right signals are kept off.

이상과 같이, 조향제어부(322)에서는 상기 이동수단에 대한 자동조향을 수행하되, 상대적으로 단순한 연산 알고리즘을 바탕으로 상기 이동수단을 보다 효과적으로 자동 조향할 수 있다. As described above, the steering control unit 322 can automatically steer the moving unit, and can automatically steer the moving unit more effectively based on a relatively simple calculation algorithm.

한편, 상기 제동제어부(321)에서의 자동 제동 및 상기 조향제어부(322)에서의 자동 조향은 실내주행인 경우, 제동을 위한 알고리즘에서 상기에서 설명된 조건이 충족되는 경우라면, 중복해서 동시에 수행될 수 있다. On the other hand, in the case where the automatic braking in the braking control unit 321 and the automatic steering in the steering control unit 322 are performed in the indoor, if the above-described conditions are satisfied in the algorithm for braking, .

나아가, 상기 조향제어부(322)에서 자동 조향으로 조향제어를 수행하는 경우, 조향이 급격하게 수행되는 경우, 특히 이동수단의 경우 상대적으로 무게중심이 높으므로 전복이 발생할 가능성이 매우 높다. Further, when the steering control is performed by the steering control unit 322 with automatic steering, there is a high possibility that the steering is suddenly performed, particularly the moving means has a relatively high center of gravity, and thus overturning occurs.

이에 따라, 본 실시예에서는 상기 조향제어부(322)에서 조향제어를 수행하는 경우, 상기 제동제어부(321)에서 선행적으로 제동제어를 수행하여 이동수단의 속도를 줄인 상태에서 조향을 수행할 수 있다. Accordingly, in the present embodiment, when steering control is performed by the steering control unit 322, the braking control unit 321 performs braking control in advance to perform steering in a state where the speed of the moving means is reduced .

즉, 상기 이동수단의 속도가 하기 식 (7)을 만족시키는 경우라면, 상기 제동제어부(321)에서는 상기 이동수단의 속도를 줄이는 제동제어를 수행한 후, 상기 조향제어부(322)에서 조향제어를 수행한다. That is, if the speed of the moving means satisfies the following formula (7), the braking control section 321 performs braking control for reducing the speed of the moving means, and then the steering control section 322 performs steering control .

도 6a 및 도 6b는 도 1의 능동 안전시스템의 IR 센서의 센싱 상태를 도시한 모식도들이다. 6A and 6B are schematic diagrams showing the sensing state of the IR sensor of the active safety system of FIG.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 제1 IR 센서(112) 또는 상기 제2 IR 센서(122)는 지면(30)을 향하도록 고정되어, 지면(30)의 상태를 센싱한다. Referring to FIGS. 6A and 6B, the first IR sensor 112 or the second IR sensor 122 is fixed to the paper surface 30 to sense the state of the paper surface 30.

그리하여, 상기 충돌위험 판단부(220)는 상기 제1 또는 제2 IR 센서(112, 122)로부터 센싱되는 상기 지면(30)으로부터의 거리 정보를 바탕으로, 상기 거리 정보의 연속성을 판단하여 거리 정보가 설정값(threshold) 이하이면 상기 지면(30) 상에 둔턱부(31)가 형성된 것으로 판단하며, 상기 거리 정보가 설정값(threshold) 이상이면 상기 지면(30) 상에 낭떠러지(32)가 형성된 것으로 판단한다. The collision risk determiner 220 determines the continuity of the distance information based on the distance information from the ground 30 sensed by the first or second IR sensor 112 or 122, If the distance information is equal to or greater than a predetermined threshold value, a cliff 32 is formed on the ground 30 if the distance information is equal to or greater than a preset threshold value. .

그리하여, 상기 충돌위험 판단부(220)의 판단 결과를 바탕으로 상기 제어부(300)에서는 상기에서 설명한 제동제어 또는 조향제어를 수행한다. Thus, the control unit 300 performs the braking control or the steering control as described above based on the determination result of the collision risk determiner 220.

본 발명의 실시예들에 의하면, 이동수단의 주행환경을 판단하여 제동을 자동으로 제어하거나 조향을 자동으로 제어함으로써, 특히, 전동 휠체어, 전동 스쿠터 또는 개인용 이동수단에서 이동수단이 실내를 주행하는 경우와 실외를 주행하는 경우의 주행환경을 고려한 최적의 제어를 수행할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the braking is automatically controlled or the steering is automatically controlled by judging the traveling environment of the traveling means, and in particular, when the traveling means travels in the room in the electric wheelchair, the electric scooter or the personal traveling means And an optimum control considering the driving environment in the case of traveling outdoors can be performed.

특히, 상기 이동수단이 실내에서 주행하는지 또는 실외에서 주행하는지를 바탕으로 제어방법을 결정함에 따라, 특히 실내에서는 상대적으로 저속으로 주행함에 따라 조향을 수행하더라도 전복의 위험이 상대적으로 적으므로 제동제어 외에 조향제어도 동시에 병행하도록 할 수 있으며, 실외에서는 상대적으로 고속으로 주행함에 따라 조향시 전복의 위험이 증가하므로 제동제어만을 수행하도록 하여, 상기 이동수단의 자동 제어에 따른 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Particularly, since the control method is determined based on whether the moving means travels indoors or outdoors, the danger of rollover is relatively small even if steering is performed at a relatively low speed in the room, And the risk of overturning increases when the vehicle travels at a relatively high speed in the outdoors, so that only the braking control is performed, so that the safety according to the automatic control of the moving means can be further improved.

이 경우, 일반 차량의 제어에 사용되는 고가의 센서를 장착하지 않으면서도, 개인용 이동수단에서의 주행환경을 충분히 모니터링할 수 있는 초음파 센서, IR 센서, 비전센서, 가속도 센서 및 GPS 센서 등을 이용하므로, 상대적으로 저렴한 비용으로 제동 제어 또는 조향 제어를 수행할 수 있다. In this case, an ultrasonic sensor, an IR sensor, a vision sensor, an acceleration sensor, and a GPS sensor, which can sufficiently monitor the driving environment of the personal moving means, are used without mounting an expensive sensor used for control of a general vehicle , It is possible to perform braking control or steering control at a relatively low cost.

한편, IR 센서나 비전센서 등은 태양광 등에 취약하기 때문에 실외에서 이동하는 경우 제동제어만을 수행하도록 하며, 상대적으로 태양광이 약한 실내에서는 제동제어 외에 조항제어도 병행하여 수행함으로써, 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. On the other hand, since the IR sensor and the vision sensor are vulnerable to the sunlight, only the braking control is performed in the case of moving outdoors, and in addition to the braking control in the room where the sunlight is relatively weak, .

또한, 개인용 이동수단이 지면의 둔턱부나 낭떠러지부에 의해서도 쉽게 전복될 수 있음을 고려하여, IR 센서를 지면을 향하도록 고정하여 지면 상태를 센싱함으로써, 개인용 이동수단의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. Further, taking into account that the personal moving means can be easily rolled over even by the barb and the cliff part of the ground, the safety of the personal moving means can be further improved by sensing the ground state by fixing the IR sensor facing the ground.

나아가, 제동제어 및 조향제어에서 충돌 위험도, 자동 제동도, 충돌 경보도, 자동 조향도, 회피 경보도의 개념을 도입하여 센서부에서의 측정 결과를 바탕으로 개인용 이동수단에 대한 자동 제동 또는 자동 조향을 제어할 수 있으므로, 상대적으로 단순한 제어 방법을 적용하면서도 이동수단에 대한 안정적인 제어를 수행할 수 있다. Furthermore, by introducing the concept of collision risk, automatic braking degree, collision warning degree, automatic steering degree and avoidance alarm degree in braking control and steering control, the automatic braking or automatic steering It is possible to perform stable control of the moving means while applying a relatively simple control method.

또한, 조향제어에서 특히, 개인용 이동수단은 전복의 위험성이 높으므로, 이동수단의 속도가 일정값 이상인 경우, 조향제어 이전에 제동제어를 수행하여 개인용 이동수단의 안전성을 향상시킬 수 있다. In addition, in the steering control, in particular, since the personal moving means has a high risk of rollover, the safety of the personal moving means can be improved by performing the braking control prior to the steering control when the speed of the moving means is greater than a predetermined value.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

본 발명에 따른 능동 안전시스템은 근거리 저속의 개인 이동수단에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The active safety system according to the present invention has industrial applicability that can be used in local and low-speed personal moving vehicles.

10 : 능동 안전시스템 100 : 센서부
110 : 제1 센서모듈 120 : 제2 센서모듈
130 : 제3 센서모듈 200 : 판단부
210 : 주행환경 판단부 220 : 충돌위험 판단부
230 : 제어방법 결정부 300 : 제어부
310 : 경보 제어부 320 : 구동 제어부
321 : 제동 제어부 322 : 조향 제어부
10: active safety system 100: sensor unit
110: first sensor module 120: second sensor module
130: Third sensor module 200:
210: Driving environment determination unit 220: Collision risk determination unit
230: Control method determining unit 300:
310: alarm control unit 320:
321: Brake control section 322: Steering control section

Claims (10)

복수의 센서모듈들을 포함하여 이동수단의 주행환경을 센싱하는 센서부;
상기 센서모듈들에서 센싱된 정보를 바탕으로, 상기 이동수단이 실내주행인지 실외주행인지 판단하는 주행환경 판단부, 충돌 위험도를 판단하는 충돌위험 판단부, 및 실내주행이면 제동제어 및 조향제어를 모두 수행하고 실외주행이면 제동제어를 수행하도록 제어방법을 결정하는 제어방법 결정부를 포함하는 판단부; 및
상기 판단부의 충돌 위험도의 판단에 따라 사용자에게 경보를 수행하는 경보 제어부, 및 상기 판단부에서 결정된 제어방법에 따라 상기 이동수단의 제동을 제어하거나 상기 이동수단의 조향을 제어하는 제동 제어부 및 조향 제어부를 포함하는 제어부를 포함하는 능동 안전시스템.
A sensor unit including a plurality of sensor modules for sensing a traveling environment of the moving means;
A collision risk determination unit for determining a collision risk, and a braking control and a steering control for an indoor running on the basis of the information sensed by the sensor modules, wherein the traveling environment determination unit determines whether the moving means is indoor or outdoor, And a control method determining unit for determining a control method for performing braking control when the vehicle is in an outdoor driving state; And
A braking control unit for controlling the braking of the moving unit or a steering control unit for controlling the steering of the moving unit according to the control method determined by the determining unit, An active safety system including a control unit including a control unit.
제1항에 있어서,
상기 이동수단은 전동 휠체어, 전동 스쿠터 또는 개인용 이동수단(personal mobility vehicle)인 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that said moving means is an electric wheelchair, an electric scooter or a personal mobility vehicle.
제1항에 있어서, 상기 센서모듈들은,
장애물과의 거리를 센싱하는 초음파 센서 또는 IR(infrared ray) 센서;
장애물의 형상을 센싱하는 비전(vison) 센서;
상기 이동수단의 속도 또는 가속도를 센싱하는 가속도 센서; 및
상기 이동수단의 위치를 센싱하는 GPS 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
The sensor module according to claim 1,
An ultrasonic sensor or an infrared (IR) sensor for sensing a distance to an obstacle;
A vison sensor for sensing the shape of the obstacle;
An acceleration sensor for sensing the speed or acceleration of the moving means; And
And a GPS sensor for sensing the position of said moving means.
제3항에 있어서,
상기 IR 센서는 지면을 향하도록 고정되어 지면의 상태를 센싱하며,
상기 충돌위험 판단부는 상기 IR 센서에서 센싱되는 거리에 관한 정보가 설정값(threshold) 이상 또는 이하이면 상기 지면에 둔턱부 또는 절벽부가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
The method of claim 3,
The IR sensor is fixed to face the ground to sense the state of the ground,
Wherein the collision risk judging unit judges that a barrier or a cliff is present on the ground if the information about the distance sensed by the IR sensor is above or below a threshold.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제동제어가 수행되는 경우,
상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(time to collision, TTC)가 자동제동도(time to brake, tB)보다 작은 경우 자동제동상태로 판단하며, 상기 제동제어부가 상기 이동수단을 자동으로 제어하며,
TTC=(장애물까지의 거리)/(이동수단의 속도)
tB=(제동거리)/(이동수단의 속도)
인 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
2. The method according to claim 1, wherein, when the braking control is performed,
The collision risk judging unit judges the automatic braking state when the collision risk (time to collision, TTC) is less than the time to brake (t B ), the braking control unit automatically controls the moving means,
TTC = (distance to obstacle) / (velocity of moving means)
t B = (braking distance) / (speed of moving means)
Wherein the active safety system comprises:
제6항에 있어서, 상기 제동제어가 수행되는 경우,
상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 충돌 경보도(time to warning, tBw)보다 작은 경우 충돌 경보상태로 판단하며, 상기 경보제어부가 충돌을 경보하며,
tBw=tB+tr(반응시간)
인 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
7. The method according to claim 6, wherein, when the braking control is performed,
The collision risk judging unit judges that the collision risk (TTC) is less than the collision alarm level (time to warning, t Bw ), the collision avoidance unit warns the collision,
t Bw = t B + t r (reaction time)
Wherein the active safety system comprises:
제1항에 있어서, 상기 조향제어가 수행되는 경우,
상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 자동조향도(time to steer, tS)보다 작은 경우 자동조향상태로 판단하며, 상기 조향제어부가 상기 이동수단을 자동으로 조향하며,
tS=treduce(감속시간)+tLPS(최종조향시간)
tLPS=
Figure 112017050803604-pat00004
(Sy: 측면회피거리, ay: 측면가속도)
인 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
2. The steering control apparatus according to claim 1, wherein, when the steering control is performed,
The collision risk determination unit determines that the collision risk (TTC) is less than an automatic steering angle (time to steer, t S ), and the steering control unit automatically steers the moving unit,
t S = t reduce (deceleration time) + t LPS (final steering time)
t LPS =
Figure 112017050803604-pat00004
(S y : side avoidance distance, a y : lateral acceleration)
Wherein the active safety system comprises:
제8항에 있어서, 상기 조향제어가 수행되는 경우,
상기 충돌위험 판단부에서는 충돌 위험도(TTC)가 회피 경보도(time to steering warning, tsw)보다 작은 경우 회피 경보상태로 판단하며, 상기 경보제어부가 회피를 경보하며,
tSw=tS+tr(반응시간)
인 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
9. The method according to claim 8, wherein, when the steering control is performed,
The collision risk judging unit judges that the collision risk (TTC) is less than the time to steering warning ( tsw ) and determines that the vehicle is in the avoidance alarm state,
t Sw = t S + t r (reaction time)
Wherein the active safety system comprises:
제8항에 있어서, 상기 조향제어가 수행되는 경우,
상기 이동수단의 속도가 하기 조건인 경우,
Figure 112016021896052-pat00005

(v: 이동수단의 속도, r: 회전 반경, μ: 마찰계수, g: 중력가속도)
상기 제동제어부에서 상기 이동수단의 속도를 감속시킨 후 상기 조향제어부에서 상기 이동수단의 조향을 제어하는 것을 특징으로 하는 능동 안전시스템.
9. The method according to claim 8, wherein, when the steering control is performed,
When the speed of the moving means is the following condition,
Figure 112016021896052-pat00005

(v: speed of moving means, r: radius of rotation, mu: friction coefficient, g: gravitational acceleration)
Wherein the braking control portion controls the steering of the moving means in the steering control portion after decelerating the speed of the moving means.
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