KR102643749B1 - 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치는, 광펄스를 출력하는 광원부, 상기 광원부의 전면에 설치되며, 오염물질이 도포된 광투과영역을 갖고, 상기 광원부로부터 상기 광펄스를 받아서 상기 광투과영역을 투과시키는 광투과부재, 상기 광투과부재를 투과한 광펄스를 수광하는 수광부, 및 상기 수광부의 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 측정하고, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교함으로써, 상기 오염물질에 의한 투과 감소율을 산출하는 검출부를 포함한다.
Description
본 발명은 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 인지센서에 오염 발생 시 투과율 변화를 측정할 수 있도록 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 차량의 자율주행 기술이 매우 빠른 속도로 발전하고 연구되고 있다. 자율주행 기술단계에서는 수동에서부터 완전자율주행까지 레벨을 5단계로 나눌 수 있는데 현재 레벨 3~4를 상용화하는 중이다.
차량의 자율주행기술은 첨단 운전자 지원시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)이라고도 하며, 교통환경에 따라 속도를 조절할 수 있는 적응형 크루즈 컨트롤(ACC: Adaptive Cruise Control), 충돌 위험시 스스로 속도를 줄이거나 멈추는 자동긴급제동(AEB: Autonomous Emergency Braking), 차선 이탈시 주행 방향을 조절해 차선을 유지하는 차선이탈자동복귀(LKA: Lane Keep Assist) 등의 기능을 포함하며, 이를 위해 다수의 실상 카메라, 적외선 카메라, 레이더 센서, 및 라이다 센서 등 각종 차량용 인지센서가 차량에 장착되어 차량 주변을 감지하여야 한다.
그런데 이러한 각종 차량용 인지센서들의 표면이 차량 운행중 진흙 등 이물질로 오염되는 경우가 많이 발생하는데 이 경우 인지센서들이 정확한 센싱을 하지 못하여 오작동하거나 오히려 운전에 위험이 될 수 있다. 이에, 차량의 인지센서에 오염 발생 시, 인지센서의 투과율 변화를 파악할 필요가 있다.
인지센서의 투과율 변화를 측정하기 위해, 입사광을 거리 측정의 대상에 부여하여 반사광을 취득하는 투과율 측정기(광학 측정 기구)를 사용하고 있다. 이 투과율 측정기(광학 측정 기구)는 광학 측정 기구와 거리 측정 대상 간의 거리를 측정하는 방법을 이용하고 있다.
그러나 종래의 투과율 측정기는 가격이 비싸며 원하는 파장을 보기 위해 많은 시간이 소요되는 단전이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1314017호(2013.10.01. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 인지센서에 오염 발생 시 투과율 변화를 측정할 수 있도록 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치는, 광펄스를 출력하는 광원부, 상기 광원부의 전면에 설치되며, 오염물질이 도포된 광투과영역을 갖고, 상기 광원부로부터 상기 광펄스를 받아서 상기 광투과영역을 투과시키는 광투과부재, 상기 광투과부재를 투과한 광펄스를 수광하는 수광부, 및 상기 수광부의 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 측정하고, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교함으로써, 상기 오염물질에 의한 투과 감소율을 산출하는 검출부를 포함한다.
본 발명에서 상기 광원부는, 인지센서와 동일한 파장의 광펄스를 출력하는 펄스 레이저 다이오드일 수 있다.
본 발명에서 상기 광투과부재는, 윈도우 또는 액정패널로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 수광부는 상기 광원부와 광축이 동일하게 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 검출부는, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력과 상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력 간의 차에 기초하여 상기 투과감소율을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 방법은, 검출부가, 오염물질이 도포된 광투과부재를 투과한 광펄스의 수광정보를 수광부로부터 획득하는 단계, 상기 검출부가 상기 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 측정하는 단계, 및 상기 검출부가, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교함으로써, 상기 오염물질에 의한 투과감소율을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 오염물질에 의한 투과감소율을 산출하는 단계에서, 상기 검출부는, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력과 상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력 간의 차에 기초하여 상기 투과감소율을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 차량의 인지센서에 오염 발생 시 투과율 변화를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 다양한 업체에서 만든 인지센서는 물론, 오염물질의 종류에 따라 정량적인 오염도 평가를 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 인지센서와 동일 파장으로 광투과부재에 오염물질 발생 시 오염물질 미치는 영향을 정량적 투과 감소율로 표현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 시험 셋업이 간단하며 원하는 파장만 신속하고 빠르게 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치(100)는 광원부(110), 광투과부재(120), 수광부(130) 및 검출부(140)를 포함한다.
광원부(110)는 광펄스를 출력할 수 있다.
광원부(110)는 예컨대, 인지센서와 동일한 파장의 광펄스를 출력하는 펄스 레이저 다이오드로 구성될 수 있다. 여기서, 인지센서의 파장은 예컨대, 900nm, 1500nm 일 수 있다. 펄스 레이저 다이오드는 Scanning 방식이 아닌 Direct Excitation 방식으로 광펄스를 출력할 수 있다.
인지센서는 광원부(110)에서 나온 광펄스가 광축의 중간에 있는 오염물질(125)에 의하여 다소 감쇄된다고 하더라도 수광부(130)에서 일정 크기 이상의 광펄스가 수신되면 정상적인 광펄스 수신으로 인식되도록 설계되어 있다. 그러나, 인지센서의 오염이 심하게 되면 수광부(130)로 도달되는 광펄스가 일정 크기의 기준치 이하로 떨어질 수 있으며, 그러면 광축 중간에 물체가 없음에도 불구하고 물체가 존재하는 것으로 판정하게 되어 오동작의 원인이 된다. 인지센서는 광축 중간에 물체가 없는 경우 광원부(110)에서 나온 광펄스가 수광부(130)에서 받은 광펄스의 크기가 서로 같아야 하는 것이 이상적이겠지만, 인지센서는 야외에 설치되어 있으므로 주변의 날씨나 환경에 영향을 받을 수밖에 없다. 즉, 인지센서는 차량의 외부에 장착된 것으로, 차량 주행 시 흙탕물, 벌레, 비, 눈, 먼지 등의 오염물질(125)이 도포될 수 있다. 인지센서에 오염물질(125)이 도포되면, 인지센서는 광투과율이 감소할 수 있고 이로 인해 인지 능력이 떨어지게 된다. 이에, 본 발명은 인지센서와 동일한 파장의 광펄스를 출력하는 펄스 레이저 다이오드를 이용하여 인지센서의 오염도를 평가할 수 있다. 인지센서의 오염도 평가는 인지센서에 광 송수신을 방해하는 오염 발생 시 광 투과율 변화를 측정하기 위한 평가를 말한다. 오염물질(125)이라고 함은 광원부(110)에서 전송되는 투과 광출력을 감소시켜 수광부(130)에서 받아들이는 광펄스를 감소시키는 장애물을 말하며, 눈, 비, 얼룩, 먼지, 타르 등을 포함할 수 있다.
광투과부재(120)는 광원부(110)의 전면에 설치되며, 오염물질(125)이 도포된 광투과영역을 갖고, 광원부(110)로부터 광펄스를 받아서 광투과영역을 투과시킬 수 있다.
광투과부재(120)는 광원부(110)를 통해 출력되는 광펄스가 오염물질(125)이 도포된 광투과영역을 투과하도록 설치될 수 있다. 따라서, 광원부(110)에서 출력된 광펄스는 오염물질(125)이 도포된 광투과영역을 투과할 수 있다.
이러한 광투과부재(120)는 예컨대, 윈도우 또는 액정 패널로 구성될 수 있다.
수광부(130)는 광투과부재(120)를 투과한 광펄스를 수광할 수 있다. 수광부(130)는 광원부(110)와 광축이 동일하게 배치될 수 있다.
수광부(130)는 오염물질(125)이 도포된 광투과부재(120)를 투과한 광펄스를 수광함으로써 인지센서의 인지 성능이 저감되는 것을 모사할 수 있다. 이에, 수광부(130)에서 수광된 수광정보에 기초하여 인지센서의 오염도를 평가할 수 있다.
검출부(140)는 수광부(130)의 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력을 측정하고, 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재(120)의 투과 광출력과 비교함으로써, 오염물질(125)에 의한 투과감소율을 산출할 수 있다.
검출부(140)는 수광부(130) 후단에 연결되어 수광부(130)를 통해 가이드된 광펄스의 데이터를 수집할 수 있다. 그런 후, 검출부(140)는 수집된 광펄스 데이터를 이용하여 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력을 측정할 수 있다. 여기서, 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력은, 오염된 광투과부재(120)를 통과한 광펄스의 세기, 광량 등을 의미할 수 있다.
오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력이 측정되면, 검출부(140)는 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력과 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력 간의 차에 기초하여 투과감소율을 산출할 수 있다. 즉, 검출부(140)는 아래 수학식 1을 이용하여 오염에 의한 투과 감소율을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력은 미리 설정된 값일 수 있다.
또한, 검출부(140)는 오염물질(125)의 종류에 따라 투과 감소율을 산출할 수 있다. 여기서, 투과 감소율은 오염도와 같은 의미일 수 있다.
예를 들어, 광투과부재(120)에 흙, 먼지, 벌레 등 각 오염물질(125)을 도포하고, 각 오염물질(125)별로 투과 감소율을 산출할 수 있다. 광투과부재(120)에 흙을 도포한 후, 검출부(140)는 흙에 의한 투과 감소율을 산출할 수 있다. 또한, 광투과부재(120)에 벌레 사체를 도포한 후, 검출부(140)는 벌레 사체에 의한 투과 감소율을 산출할 수 있다. 이를 통해 검출부(140)는 오염물질(125)에 따른 인지센서의 오염도를 평가할 수 있다.
또한, 다양한 오염물질(125)이 혼합되어 광투과부재(120)에 도포된 경우, 검출부(140)는 각 오염물질(125)의 비율에 기초하여 인지센서의 투과 감소율을 산출할 수 있다.
이러한 검출부(140)는 인지센서가 출력하는 파장의 빛 데이터를 획득할 수 있는 분광기 및 포토디텍터 등을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인지센서 오염도 평가 장치(100)는 트리거 신호를 받음으로써, 인지센서의 오염도 평가 동작을 수행할 수 있다. 이때, 트리거 신호로서는 광원부(110)를 발광시키기 위한 구동 신호를 사용해도 좋다. 또는 트리거 신호로서는 광원부(110)로부터의 발광을 광전변환기(미도시)에 의해 전기신호로 변환한 것을 사용해도 좋다. 이에, 본 발명에 따른 인지센서 오염도 평가 장치(100)는 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 구동부는 광원부(110)를 구동시키고, 광원부(110)로부터 광펄스를 출력시키도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 인지센서 오염도 평가 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 암실에 설치되어, 광펄스의 투과율 변화를 더 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 인지센서 오염도 평가 장치(100)는, 다양한 업체에서 만든 인지센서는 물론, 오염물질(125)의 종류에 따라 정량적인 오염도 평가를 가능하게 한다.
또한, 인지센서는 Scanning 작동 방식으로, 오염 발생 시 Point Cloud 및 Intensity의 감소로 나타나 정량적 표현이 어려운데, 본 발명에 따른 인지센서 오염도 측정 장치는 인지센서와 동일 파장으로 광투과부재(120)에 오염물질(125) 발생 시 오염물질(125)이 미치는 영향을 정량적 투과 감소율로 표현할 수 있다.
또한, 인지센서 오염도 측정 장치는 시험 셋업이 간단하며 원하는 파장만 신속하고 빠르게 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 검출부(140)는 오염물질(125)이 도포된 광투과부재(120)를 투과한 광펄스의 수광정보를 수광부(130)로부터 수집한다(S310).
S310 단계가 수행되면, 검출부(140)는 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력을 측정한다(S320). 이때, 검출부(140)는 오염된 광투과부재(120)를 통과한 광펄스의 세기, 광량 등을 투과 광출력으로 측정할 수 있다.
S320 단계가 수행되면, 검출부(140)는 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교하고(S330), 그 비교결과를 이용하여 오염물질(125)에 의한 투과감소율을 산출한다(S340). 이때, 검출부(140)는 오염된 광투과부재(120)의 투과 광출력과 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력 간의 차에 기초하여 투과감소율을 산출할 수 있다.
다양한 오염물질(125)이 혼합되어 광투과부재(120)에 도포된 경우, 검출부(140)는 각 오염물질(125)의 비율에 기초하여 인지센서의 투과 감소율을 산출할 수 있다. 또한, 검출부(140)는 오염물질(125)의 종류에 따라 투과 감소율을 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 차량의 인지센서에 오염 발생 시 투과율 변화를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 다양한 업체에서 만든 인지센서는 물론, 오염물질의 종류에 따라 정량적인 오염도 평가를 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 인지센서와 동일 파장으로 광투과부재에 오염물질 발생 시 오염물질 미치는 영향을 정량적 투과 감소율로 표현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 차량의 인지센서 오염도 평가 장치 및 방법은, 시험 셋업이 간단하며 원하는 파장만 신속하고 빠르게 측정할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 인지센서 오염도 평가 장치
110 : 광원부
120 : 광투과부재
125 : 오염물질
130 : 수광부
140 : 검출부
110 : 광원부
120 : 광투과부재
125 : 오염물질
130 : 수광부
140 : 검출부
Claims (7)
- 광펄스를 출력하는 광원부;
상기 광원부의 전면에 설치되며, 오염물질이 도포된 광투과영역을 갖고, 상기 광원부로부터 상기 광펄스를 받아서 상기 광투과영역을 투과시키는 광투과부재;
상기 광투과부재를 투과한 광펄스를 수광하는 수광부; 및
상기 수광부의 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 측정하고, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교함으로써, 상기 오염물질에 의한 투과 감소율을 산출하는 검출부를 포함하고,
상기 검출부는,
상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력의 차이를 상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력으로 나눔으로써, 상기 투과 감소율을 산출하되,
상기 검출부는,
상기 오염물질의 종류에 따라 상기 투과 감소율을 산출하고,
복수의 오염물질이 혼합되어 상기 광투과부재에 도포된 경우, 각 오염물질의 비율에 기초하여 상기 투과 감소율을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광원부는, 인지센서와 동일한 파장의 광펄스를 출력하는 펄스 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광투과부재는, 윈도우 또는 액정패널로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 수광부는 상기 광원부와 광축이 동일하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 장치.
- 삭제
- 검출부가, 오염물질이 도포된 광투과부재를 투과한 광펄스의 수광정보를 수광부로부터 획득하는 단계;
상기 검출부가 상기 수광정보에 기초하여 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 측정하는 단계; 및
상기 검출부가, 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력을 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 비교함으로써, 상기 오염물질에 의한 투과감소율을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 오염물질에 의한 투과감소율을 산출하는 단계에서,
상기 검출부는, 상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력과 상기 오염된 광투과부재의 투과 광출력의 차이를 상기 오염되지 않은 광투과부재의 투과 광출력으로 나눔으로써, 상기 투과 감소율을 산출하되,
상기 검출부는, 상기 오염물질의 종류에 따라 상기 투과 감소율을 산출하며,
복수의 오염물질이 혼합되어 상기 광투과부재에 도포된 경우, 각 오염물질의 비율에 기초하여 상기 투과 감소율을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 인지센서 오염도 평가 방법. - 삭제
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240229 Patent event code: PR07011E01D |
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