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KR20160036922A - Apparatus and Method for Estimating Curvature - Google Patents

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KR20160036922A
KR20160036922A KR1020140129207A KR20140129207A KR20160036922A KR 20160036922 A KR20160036922 A KR 20160036922A KR 1020140129207 A KR1020140129207 A KR 1020140129207A KR 20140129207 A KR20140129207 A KR 20140129207A KR 20160036922 A KR20160036922 A KR 20160036922A
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함준호
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 곡률 추정 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 차량의 주행 곡률을 추정하는 장치는, 기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 상기 차량의 주행곡률의 변화량을 산출하는 제1 계산기; 상기 주행곡률의 변화량을 반영하여 상기 조향각의 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는 제1 결합기; 요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출하는 제2 계산기; 및 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치 중 적어도 하나를 이용하여 최종 곡률 추정치를 산출하는 제2 결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses an apparatus and method for estimating a curvature. An apparatus for estimating a running curvature of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first calculator for calculating a change amount of a running curvature of the vehicle according to a steering angle change relative to a reference steering angle; A first coupler for calculating a first curvature estimation value according to a change in the steering angle by reflecting a variation amount of the traveling curvature; A second calculator for calculating a second curvature estimate using Yaw-Rate and vehicle speed; And a second combiner for calculating a final curvature estimate using at least one of the first and second curvature estimates.

Figure P1020140129207
Figure P1020140129207

Description

곡률 추정 장치 및 방법{Apparatus and Method for Estimating Curvature}[0001] Apparatus and Method for Estimating Curvature [

본 발명은 곡률 추정 기술에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 주행 곡률을 추정할 수 있는 곡률 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a curvature estimation technique, and more particularly, to a curvature estimation apparatus and method capable of estimating a traveling curvature.

차량이 지능화되면서 ADAS(Advanced Driver Assitance System)와 같은 여러 가지 신기술들이 개발되고 있다. 또한, 지능화된 신기술 시스템이 더 많은 차량 상태 정보를 요구하고 있다.As the vehicle becomes intelligent, various new technologies such as ADAS (Advanced Driver Assitance System) are being developed. In addition, intelligent new technology systems are demanding more vehicle status information.

특히, 차량의 주행 곡률은 자율주행 및 위치추정 등의 많은 응용분야에서 사용되는 기초적인 신호이다. 참고로, 주행 곡률이란 차량이 진행하려는 주행궤적의 반경의 역수이다.In particular, the curvature of a vehicle is a fundamental signal used in many applications such as autonomous navigation and position estimation. For reference, the running curvature is the reciprocal of the radius of the driving trajectory the vehicle is about to proceed.

이러한 차량의 주행 곡률은 다양한 센서로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 주행 곡률은 GPS와 같이 절대좌표를 미분하여 얻거나, 차속을 이용하여 Yaw-Rate를 구하거나, 조향각 센서의 조향모델을 통하여 구하거나, 수식을 이용하여 횡가속도를 구하거나, 좌우 휠 이동거리의 차이를 이용하여 구할 수 있다.The running curvature of such a vehicle can be obtained from various sensors. Specifically, the traveling curvature can be obtained by differentiating the absolute coordinates such as GPS, by obtaining the yaw-rate using the vehicle speed, by obtaining the steering angle of the steering angle sensor, by calculating the lateral acceleration using the equation, Can be obtained by using the difference in travel distance.

Figure pat00001
Figure pat00001

종래의 일 곡률 추정 방법으로, 가중합을 이용한 조향각과 Yaw-Rate 융합 곡률 추정 방법이 있었다.As a conventional method of estimating the curvature, there is a method of estimating the convergence curvature of the steering angle and the Yaw-rate using the weighted sum.

구체적으로, 조향각으로 구한 곡률과 Yaw-Rate로 구한 곡률에 가중치를 곱하여 더하는 방식으로 구현되었다. Specifically, the curvature obtained by the steering angle and the curvature obtained by the Yaw-rate are multiplied by weights and added.

또는, 조향각을 이용하여 주행상황에 적절한 Yaw-Rate 저역필터 가중결합을 이용하여 Yaw-Rate를 기반한 곡률을 추정하는 방식도 있었다.Alternatively, there is a method of estimating the curvature based on the yaw-rate using the yaw-rate low-pass weighted combination suitable for the driving situation using the steering angle.

그러나, 가중합을 이용한 방식은 적절한 가중치를 구하는 문제와 추정 곡률잡음과 추정 지연의 최적화 문제가 있었다.However, the weighted sum method has a problem of obtaining an appropriate weight and optimization of estimated curvature noise and estimated delay.

상세하게는, 추정곡률의 잡음은 고정밀 장비로 얻어진 곡률 대비 적으나 추정 지연이 발생할 수 있었다. 또한, 조향각을 이용하여 구한 곡률은 도로편경사 등의 영향으로 편향이 발생하여 추정 정확도를 떨어뜨릴 수 있었다. 편향의 영향을 적게 받기 위해 단지 가중치 결정시에만 조향각을 사용할 수도 있지만, 이 경우 저속 혹은 정지상황에서 Yaw-Rate 추정곡률이 부정확하여 정지 후 조향각 변화에 의한 곡률 변화 등을 반영할 수 없었다. 이 같이, 종래의 일 방법은 추정 곡률 잡음과 추정 지연 간의 트레이드 오프(Trade Off) 문제가 있었다.In detail, the noise of the estimated curvature was less than the curvature obtained by the high - precision equipment, but the estimation delay could occur. Also, the curvature obtained by using the steering angle could be distorted due to the influence of road superelevation, etc., and the estimation accuracy could be lowered. However, in this case, the Yaw-Rate estimated curvature was not accurate in the low-speed or stationary state, and the curvature change due to the steering angle change after the stop could not be reflected. As such, the conventional method has a trade-off problem between the estimated curvature noise and the estimated delay.

종래의 다른 곡률 추정 방법으로, 차량 동역학 모델을 이용한 방법이 있었다.As another conventional curvature estimation method, there is a method using a vehicle dynamics model.

구체적으로, 차량의 강성을 포함하여 구성된 차량 동역학 모델을 이용하여 관측기를 설계하여 조향각과 Yaw-Rate를 결합하는 기술이 개발된 바 있다.Specifically, a technique has been developed to combine a steering angle and a yaw-rate by designing an observer using a vehicle dynamics model including a vehicle stiffness.

그러나, 다른 방법의 경우, 추정 성능이 차량 모델 정밀도와 편경사 등의 도로환경에 영향을 받으며, 차량 상태 특히, 속도에 따라 관측기의 Observability, 관측 여부가 달라질 수 있어, 관측기 이득을 결정해야 했다. 이 같이, 다른 방법의 경우, 편경사 등 주행상황에 따라 조향각 추정곡률의 편향 문제가 있었고, 차량의 저속 또는 정지시에는 Yaw-Rate 추정 곡률의 정밀도 저하 문제가 있었다.However, in the case of other methods, the estimation performance is affected by the road environment such as the vehicle model accuracy and the superelevation, and the observability of the observer can be changed depending on the vehicle condition, in particular, the speed, and the observer gain has to be determined. In this way, there was a problem of deviation of the steering angle estimated curvature according to the running situation such as superelevation, and there was a problem of lowering the accuracy of the Yaw-Rate estimated curvature when the vehicle was at low speed or stopped.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 조향각 변화와 요-레이트를 이용하여 차량의 주행곡률을 추정할 수 있는 곡률 추정 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for estimating a curvature of a vehicle using a steering angle change and a yaw rate.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일면에 따른 차량의 주행 곡률을 추정하는 장치는, 기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 상기 차량의 주행곡률의 변화량을 산출하는 제1 계산기; 상기 주행곡률의 변화량을 반영하여 상기 조향각의 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는 제1 결합기; 요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출하는 제2 계산기; 및 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치 중 적어도 하나를 이용하여 최종 곡률 추정치를 산출하는 제2 결합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for estimating a running curvature of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first calculator for calculating a change amount of a running curvature of the vehicle according to a steering angle change relative to a reference steering angle; A first coupler for calculating a first curvature estimation value according to a change in the steering angle by reflecting a variation amount of the traveling curvature; A second calculator for calculating a second curvature estimate using Yaw-Rate and vehicle speed; And a second combiner for calculating a final curvature estimate using at least one of the first and second curvature estimates.

본 발명의 다른 면에 따른 차량의 주행 곡률을 추정하는 방법은, 기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 상기 차량의 주행곡률의 변화량을 산출하는 단계; 상기 주행곡률의 변화량을 반영하여 상기 조향각의 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는 단계; 요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출하는 단계; 및 상기 차량속도에 따라 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합 또는 비결합하여 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a curvature of a vehicle, the method comprising: calculating a change amount of a curvature of the vehicle in accordance with a change in a steering angle with respect to a reference steering angle; Calculating a first curvature estimation value according to a change in the steering angle by reflecting a change amount of the traveling curvature; Calculating a second curvature estimate using a yaw-rate and a vehicle speed; And calculating a final curvature estimate by combining or not combining the first and second curvature estimates according to the vehicle speed.

본 발명에 따르면, 조향각 변화와 요-레이트를 이용하여 차량의 주행곡률을 추정할 수 있다.According to the present invention, the traveling curvature of the vehicle can be estimated using the steering angle change and the yaw rate.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 장치를 도시한 구성도.
도 2a는 직선구간을 주행할 때 종래의 곡률 추정치, 본 발명의 곡률 추정치

Figure pat00002
및 고성능 장치의 추정치를 비교하여 도시한 그래프.
도 2b는 직선구간을 주행할 때 종래의 곡률 추정치, 본 발명의 곡률 추정치
Figure pat00003
및 고성능 장치의 추정치를 비교하여 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 방법을 도시한 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a curvature estimating apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2A illustrates a conventional curvature estimate, a curvature estimate < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00002
And high performance devices.
FIG. 2B shows the conventional curvature estimates when traveling along a straight line, the curvature estimates of the present invention
Figure pat00003
And high performance devices.
3 is a flowchart illustrating a curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.

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 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 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)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 장치를 도시한 구성도이다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing a curvature estimator according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 장치(10)는 저장소(130), 제1 계산기(110), 제1 결합기(140), 제2 계산기(120) 및 제2 결합기(150)를 포함한다.1, a curvature estimation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a storage 130, a first calculator 110, a first combiner 140, a second calculator 120, and a second And a coupler 150.

저장소(130)는 기준 조향각, 이전에 산출된 주행곡률 및 주행곡률의 오차분산을 저장한다.The storage 130 stores the reference steering angle, the previously calculated traveling curvature, and the error variance of the traveling curvature.

제1 계산기(110)는 조향각을 입력받아, 저장소(130)에 저장된 기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 차량의 주행곡률의 변화량 및 주행곡률의 분산오차의 변화량을 산출한다. The first calculator 110 receives the steering angle and calculates a change amount of the vehicle's running curvature and a variation error of the running curvature according to the steering angle change relative to the reference steering angle stored in the storage 130.

제1 계산기(110)는 하기의 수학식 1과 같이 주행곡률의 변화량(

Figure pat00004
)을 산출할 수 있다.The first calculator 110 calculates the change amount of the running curvature (
Figure pat00004
) Can be calculated.

Figure pat00005
Figure pat00005

δn: 현재 조향각δ n : current steering angle

δm: 기준 조향각δ m : Reference steering angle

여기서, fSA(δ)는 조향각에 따른 곡률계산 함수로서, 이는 차량모델에 기반한 수식 혹은 시험적으로 구한 수식을 사용하는 것일 수 있다. 본 명세서에서는 하기의 수학식 2와 같은 동력학 모델(Bicycle Model)이 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.Here, f SA (δ) is a curvature calculation function according to the steering angle, which may be a formula based on the vehicle model or a formula obtained experimentally. In this specification, a case where a dynamic model (Bicycle Model) as shown in the following Equation 2 is used will be described as an example.

Figure pat00006
Figure pat00006

δ: 조향각δ: steering angle

isg : 조향각과 전륜조향각의 비i sg : the ratio of the steering angle to the front wheel steering angle

LWB : 차량의 휠 베이스 길이L WB : Length of wheel base of vehicle

제1 계산기(110)는 주행곡률의 변화에 따른 오차분산의 변화량을 산출한다. 여기서,

Figure pat00007
은 수식 또는 시험적인 방법으로 산출될 수 있다. The first calculator 110 calculates a variation amount of the error variance according to the change of the running curvature. here,
Figure pat00007
Can be calculated by a formula or a test method.

예를 들어,

Figure pat00008
은 고정밀 장비로 측정한 곡률변화와 수학식 1과 같은 조향각에 따른 곡률변화 간의 차이의 비(KSA)를 이용하여 하기의 수학식 3과 같이 산출될 수 있다.E.g,
Figure pat00008
Can be calculated as Equation (3) using the ratio (K SA ) of the difference between the curvature change measured with the high-precision equipment and the curvature change according to the steering angle expressed by Equation (1).

Figure pat00009
Figure pat00009

제1 결합기(140)는 하기의 수학식 4와 같이 이동체의 주행곡률의 변화를 반영하여 제1 곡률 추정치 및 제1 곡률 추정치의 기대오차인 제1 오차분산을 산출한다. 여기서, 이동체는 차량일 수 있다.The first combiner 140 calculates a first error variance, which is an expected error of the first curvature estimation value and the first curvature estimation value, by reflecting the change of the traveling curvature of the moving object as expressed by Equation (4). Here, the moving object may be a vehicle.

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
: 저장소에 저장된 기준 조향각에 대비한 주행곡률
Figure pat00012
: Running curvature relative to the reference steering angle stored in the storage

Figure pat00013
: 저장소에 저장된 기준 조향각에 대비한 주행곡률의 오차분산
Figure pat00013
: Error distribution of traveling curvature relative to reference steering angle stored in storage

Figure pat00014
: 곡률의 변화에 의한 오차분산의 변화
Figure pat00014
: Variation of Error Distribution by Change of Curvature

Figure pat00015
: 조향각 변화에 따른 제1 곡률 추정치
Figure pat00015
: 1st curvature estimate according to steering angle change

Figure pat00016
: 조향각 변화에 따른 제1 곡률 추정치의 오차분산(제1 오차분산)
Figure pat00016
: Error distribution of the first curvature estimation value according to the steering angle change (first error variance)

제2 계산기(120)는 요-레이트와 차량속도(차속)을 이용하여 하기의 수학식 5와 같이, 요-레이트 추정곡률(이하, '제2 곡률 추정치'이라고 함)을 산출한다.The second calculator 120 calculates a yaw rate estimation curvature (hereinafter referred to as a second curvature estimation value) using the yaw rate and the vehicle speed (vehicle speed) as shown in the following equation (5).

Figure pat00017
Figure pat00017

Zn: 요-레이트 추정곡률 Z n : yaw rate estimation curvature

γn: 요-레이트y n : Y-rate

Vs ,n: 차량의 속도V s , n : Vehicle speed

또한, 제2 계산기(120)는 요-레이트와 차속을 이용하여 하기의 수학식 6과 같이 제2 곡률 추정치의 오차분산(Rn)(이하, 제2 오차분산이라고 함)을 산출한다. 제2 계산기(120)는 하기의 수학식 6에 의해 차량 상태에 따라 비선형적으로 변화하는 제2 오차분산을 산출할 수 있다.Also, the second calculator 120 calculates the error variance R n of the second curvature estimation value (hereinafter referred to as a second error variance) using the yaw rate and the vehicle speed as shown in Equation (6) below. The second calculator 120 can calculate the second error variance that changes nonlinearly according to the vehicle condition by the following expression (6).

Figure pat00018
Figure pat00018

Pn γ: 요-레이트의 오차분산P n γ : Error distribution of yaw rate

Pn Vs: 차속의 오차분산P n Vs : Error dispersion of vehicle speed

제2 결합기(150)는 차량속도를 고려하여 제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합 또는 비결합하여 최종 곡률 추정치를 산출한다.The second combiner 150 combines or non-combines the first and second curvature estimates with a consideration of vehicle speed to yield a final curvature estimate.

차량속도가 기설정된 최저속도(Vmin) 미만이면, 제2 결합기(150)는 제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합하지 않는다. If the vehicle speed is less than a predetermined minimum speed (Vmin), the second combiner 150 does not combine the first and second curvature estimates.

구체적으로, 제2 결합기(150)는 차량속도가 기설정된 최저속도 미만이면, 하기의 수학식 7과 같이 제2 곡률 추정치 및 제2 오차분산을 추정된 주행곡률(

Figure pat00019
) 및 추정된 주행곡률(Pn +)의 오차분산으로 결정한다.Specifically, when the vehicle speed is less than the predetermined minimum speed, the second coupler 150 calculates the second curvature estimation value and the second error variance as the estimated curvature (
Figure pat00019
) And the estimated variance of the running curvature (P n + ).

Figure pat00020
Figure pat00020

차량속도가 기설정된 최저속도 이상이면, 제2 결합기(150)는 하기의 수학식 8과 같이, 제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합하여 최종 곡률 추정치(

Figure pat00021
) 및 최종 곡률 추정치의 오차분산(Pn +)을 추정한다.If the vehicle speed is greater than or equal to the predetermined minimum speed, the second combiner 150 combines the first and second curvature estimates with a final curvature estimate < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00021
) And the error variance (P n + ) of the final curvature estimate.

Figure pat00022
Figure pat00022

Kn : 제2 곡률 추정치의 결합 이득K n : Coupling gain of the second curvature estimate

제2 결합기(150)는 제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합한 경우, 저장소(130)에 저장된 기준 조향각(δm), 주행곡률(fSA(δm)) 및 주행곡률의 분산오차(Pm +)를 갱신한다.The second combiner 150 combines the first curvature estimate and the second curvature estimate with the reference steering angle? M stored in the storage 130, the traveling curvature f SA (? M ) and the variance error of the traveling curvature P m + ).

Figure pat00023
Figure pat00023

이후, 저장소(130)에 저장된 기준 조향각(δm), 차량의 주행곡률(fSA(δm)) 및 주행곡률의 분산오차(Pm +)는 제1 계산기(110)의 연산에 이용될 수 있다.
Then, the reference steering angle? M , the traveling curvature f SA (? M ) of the vehicle and the dispersion error (P m + ) of the traveling curvature stored in the storage 130 are used for the calculation of the first calculator 110 .

이와 같이, 본 발명의 실시예는 조향각 변화에 따른 곡률 변화의 오차분산을 수식적으로 모델링하여 튜닝변수를 줄일 수 있고, 다양한 주행상황에 대비할 수 있다.As described above, the embodiment of the present invention can reduce the tuning parameters by modeling the error variance of the curvature change according to the steering angle change, and can prepare for various driving situations.

또한, 본 발명의 실시예는 요-레이트와 계산되는 추정곡률의 오차분산을 요-레이트 센서의 잡음과 차속의 잡음으로 모델링하여 추정변수를 용이하게 획득할 수 있다.Also, the embodiment of the present invention can easily obtain the estimated variable by modeling the error variance of the estimated curvature calculated by the yaw rate and the noise of the yaw rate sensor and the noise of the vehicle speed.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 각기 설정된 변수를 이용하여 결합의 가중정도를 수식에 의해 자동으로 산출함으로써, 적은 튜닝변수로 조향각와 요-레이트에 의한 곡률 추정치를 결합시킬 수 있어, 구현 용이성을 증대시킬 수 있고, 연산시간을 줄일 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention can combine the steering angle and the yaw rate-based curvature estimation values with a small tuning parameter by automatically calculating the degree of weighting of the coupling by using the set variables, thereby improving the ease of implementation And the computation time can be reduced.

더불어, 본 발명의 실시예는 편경사에 의한 곡률편향을 줄일 수 있고, 위상지연과 추정잡음을 줄일 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention can reduce the curvature deviation by superelevation, and can reduce the phase delay and the estimated noise.

더 나아가, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예는 차량 주행 곡률을 사용하는 여러 가지 응용 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
Furthermore, embodiments of the present invention may improve the performance of various application functions using the vehicle curvature of the vehicle.

이하, 도 2a 및 2b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 장치의 성능에 대해서 살펴본다. Hereinafter, performance of a curvature estimator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

도 2a는 직선구간을 주행할 때의 종래의 곡률 추정치, 본 발명의 곡률 추정치

Figure pat00024
및 고성능 장치의 추정치를 비교하여 도시한 그래프이며, 도 2b는 직선구간을 주행할 때의 종래의 곡률 추정치, 본 발명의 곡률 추정치
Figure pat00025
및 고성능 장치의 추정치를 비교하여 도시한 그래프이다. 도 2a 및 2b의 검은색 선은 조향각의 변화를 도시한 것이다.FIG. 2A shows the conventional curvature estimates when traveling along a straight line section, the curvature estimates < RTI ID = 0.0 >
Figure pat00024
And FIG. 2B is a graph showing a comparison between the estimates of the conventional curvature when traveling along a straight line section, the curvature estimates of the present invention
Figure pat00025
And estimates of high performance devices. The black line in FIGS. 2A and 2B shows the change in the steering angle.

도 2a에 도시된 바와 같이, 직선구간을 주행함에 따른 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정치

Figure pat00026
(도 2a의 빨간색 선 참조)는 고정밀 기준장치의 곡률 추정치(도 2a의 파란색 선 참조)와 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 2A, the curvature estimation value according to the embodiment of the present invention,
Figure pat00026
(Refer to the red line in Fig. 2A) substantially coincides with the curvature estimation value (refer to the blue line in Fig. 2A) of the high-precision reference device.

반면, 종래의 요-레이트 추정곡률만을 이용하여 곡률을 추정할 경우(도 2a 및 도 2b의 녹색 선 참조)에는 센서 잡음의 영향으로 곡률 추정치에 잡음이 발생함을 알 수 있다.On the other hand, when the curvature is estimated using only the conventional yaw rate estimation curvature (see the green line in FIGS. 2A and 2B), noise is generated in the curvature estimation due to the influence of the sensor noise.

마찬가지로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 선회구간을 주행할 경우에 있어서도, 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정치

Figure pat00027
(도 2b의 빨간색 선 참조)는 고정밀 기준장치의 곡률 추정치(도 2b의 파란색 선 참조)와 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다.
Similarly, as shown in FIG. 2B, even when the vehicle runs on the turnaround section, the curvature estimation value
Figure pat00027
(See the red line in FIG. 2B) substantially matches the curvature estimate (see blue line in FIG. 2B) of the high precision reference device.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 방법에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 곡률 추정 방법을 도시한 흐름도이다.Hereinafter, a curvature estimation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 is a flowchart illustrating a curvature estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 곡률 추정 장치(10)는 기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 주행곡률의 변화량을 산출한다(S310).Referring to FIG. 3, the curvature estimation apparatus 10 calculates a change amount of a traveling curvature according to a steering angle change relative to a reference steering angle (S310).

곡률 추정 장치(10)는 주행곡률의 변화량을 반영하여 조향각의 변화에 따른 곡률 추정치인 제1 곡률 추정치를 산출한다(S320).The curvature estimation apparatus 10 calculates a first curvature estimation value that is a curvature estimation value according to a change in the steering angle by reflecting a variation amount of the traveling curvature (S320).

곡률 추정 장치(10)는 요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출한다(S330).The curvature estimation apparatus 10 calculates the second curvature estimation value using the yaw-rate and the vehicle speed (S330).

곡률 추정 장치(10)는 차량속도가 기설정된 최저속도 이상인지를 확인한다(S340).The curvature estimation apparatus 10 confirms whether the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined minimum speed (S340).

차량속도가 기설정된 최저속도 이상이면, 곡률 추정 장치(10)는 제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합하여 최종 곡률 추정치 및 최종 곡률 추정치의 분산오차를 산출한다(S350).If the vehicle speed is equal to or less than the predetermined minimum speed, the curvature estimator 10 calculates the variance error of the final curvature estimation value and the final curvature estimation value by combining the first and second curvature estimation values (S350).

제1 곡률 추정치와 제2 곡률 추정치를 결합한 경우, 곡률 추정 장치(10)는 저장된 기준 조향각, 주행곡률 및 주행곡률의 오차분산을 갱신한다(S360). 구체적으로, 곡률 추정 장치(10)는 현재 조향각을 기준 조향각으로 갱신하고, 곡률 추정치 및 곡률 추정치의 분산오차를 차량의 주행곡률 및 주행곡률의 분산오차로 갱신한다. 갱신된 기준 조향각, 주행곡률 및 주행곡률의 분산오차는 이후 조향각의 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는데 이용할 수 있다.When the first curvature estimation value and the second curvature estimation value are combined, the curvature estimation apparatus 10 updates the error distribution of the stored reference steering angle, the traveling curvature, and the traveling curvature (S360). Specifically, the curvature estimating apparatus 10 updates the current steering angle to the reference steering angle, and updates the dispersion error of the curvature estimation value and the curvature estimation value to the dispersion error of the traveling curvature and the traveling curvature of the vehicle. The updated reference steering angle, the traveling curvature, and the variance error of the traveling curvature can then be used to calculate the first curvature estimate according to the change in steering angle.

반면, 차량속도가 기설정된 최저속도 미만이면, 곡률 추정 장치(10)는 제1 곡률 추정치 및 제1 분산오차를 최종 곡률 추정치 및 최종 곡률 추정치의 분산오차로 결정할 수 있다(S380).On the other hand, if the vehicle speed is less than the predetermined minimum speed, the curvature estimation apparatus 10 may determine the first curvature estimation value and the first dispersion error as the dispersion error of the final curvature estimation value and the final curvature estimation value (S380).

곡률 추정 장치(10)는 산출 또는 결정된 최종 곡률 추정치 및 최종 곡률 추정치의 분산오차를 출력한다(S370).The curvature estimation apparatus 10 outputs the final or estimated curvature estimation value and the variance error of the final curvature estimation value (S370).

이와 같이, 본 발명의 실시예는 용이하게 취득 가능한 변수에 기반한 오차 모델링을 통해 성능을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 성능개선을 위한 튜닝변수를 줄일 수 있고, 연산시간을 단축할 수 있다.As described above, the embodiment of the present invention not only improves performance through error modeling based on easily obtainable parameters, but also can reduce tuning parameters for performance improvement and shortens the computation time.

더 나아가, 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시예는 차량 주행 곡률을 사용하는 여러 가지 응용 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
Furthermore, embodiments of the present invention may improve the performance of various application functions using the vehicle curvature of the vehicle.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.

Claims (12)

차량 주행 곡률을 추정하는 장치로서,
기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 차량의 주행곡률의 변화량을 산출하는 제1 계산기;
상기 주행곡률의 변화량을 반영하여 상기 조향각 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는 제1 결합기;
요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출하는 제2 계산기; 및
상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치 중 적어도 하나를 이용하여 최종 곡률 추정치를 산출하는 제2 결합기
를 포함하는 곡률 추정 장치.An apparatus for estimating a curvature of a vehicle,
A first calculator for calculating a change amount of a traveling curvature of the vehicle according to a steering angle change relative to a reference steering angle;
A first combiner for calculating a first curvature estimation value in accordance with the steering angle change by reflecting a change amount of the traveling curvature;
A second calculator for calculating a second curvature estimate using Yaw-Rate and vehicle speed; And
A second combiner for calculating a final curvature estimate using at least one of the first and second curvature estimates;
And a curvature estimator. 제1항에 있어서, 상기 제2 결합기는,
상기 차량속도가 기설정된 최저속도 이상이면, 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 것인 곡률 추정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the second coupler comprises:
Wherein when the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined minimum speed, the final curvature estimate is calculated by combining the first and second curvature estimates. 제1항에 있어서, 상기 제2 결합기는,
상기 차량속도가 기설정된 최저속도 미만이면, 상기 제1 곡률 추정치를 상기 최종 곡률 추정치로 결정하는 것인 곡률 추정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the second coupler comprises:
And determines the first curvature estimate as the final curvature estimate if the vehicle speed is less than a predetermined minimum speed. 제1항에 있어서,
상기 제1 계산기는, 상기 주행곡률의 변화량에 따른 상기 주행곡률의 오차분산의 변화량을 산출하며,
상기 제1 결합기는, 상기 오차분산의 변화량을 반영하여 상기 제1 곡률 추정치에 대한 기대오차인 제1 오차분산을 산출하며,
상기 제2 계산기는, 상기 차량속도, 상기 제2 곡률 추정치, 상기 요-레이트의 오차분산 및 상기 차량속도의 오차분산을 이용하여 상기 제2 곡률 추정치의 오차분산인 제2 오차분산을 산출하며,
상기 제2 결합기는, 상기 차량속도에 따라 상기 제1 오차분산 및 상기 제2 오차분산을 결합 또는 비결합하여 상기 최종 곡률 추정치의 오차분산을 산출하는 것인 곡률 추정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first calculator calculates a variation amount of an error distribution of the traveling curvature according to a variation amount of the traveling curvature,
Wherein the first coupler calculates a first error variance, which is an expected error with respect to the first curvature estimation value, by reflecting a variation amount of the error variance,
Wherein the second calculator calculates a second error variance which is an error variance of the second curvature estimation value using the vehicle speed, the second curvature estimate, the yaw rate error dispersion and the vehicle speed error variance,
Wherein the second coupler calculates the error variance of the final curvature estimate by combining or not combining the first error variance and the second error variance according to the vehicle speed. 제4항에 있어서, 상기 제2 결합기는,
상기 차량속도가 기설정된 최저속도 이상이면, 상기 제1 오차분산과 상기 제2 오차분산을 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하고,
상기 차량속도가 상기 최저속도 미만이면, 상기 제1 오차분산을 상기 최종 곡률 추정치의 오차분산으로 결정하는 것인 곡률 추정 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the second coupler comprises:
Calculating the final curvature estimate by combining the first error variance and the second error variance if the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined minimum speed,
And determines the first error variance as an error variance of the final curvature estimate if the vehicle speed is less than the minimum speed. 제4항에 있어서, 상기 제2 결합기는,
상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 경우, 상기 최종 곡률 추정치의 오차분산을 이용하여 상기 제1 계산기의 연산에 이용될 상기 주행곡률의 오차분산을 갱신하는 것인 곡률 추정 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the second coupler comprises:
When calculating the final curvature estimation value by combining the first curvature estimation value and the second curvature estimation value, updating the error variance of the traveling curvature to be used in the calculation of the first calculator by using the error variance of the final curvature estimation value Of the curvature estimation device. 제4항에 있어서, 상기 제1 계산기는,
고정밀 장비로 측정한 곡률변화와 상기 조향각의 변화에 따른 상기 주행곡률의 변화량의 비를 이용하여 상기 오차분산의 변화량을 산출하는 것인 곡률 추정 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the first calculator comprises:
Wherein a variation amount of the error variance is calculated using a ratio of a curvature change measured with a high precision equipment and a variation amount of the traveling curvature according to a change in the steering angle. 제1항에 있어서, 상기 제2 결합기는,
상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 경우, 상기 곡률 추정치를 이용하여 상기 제1 계산기의 연산에 이용될 상기 주행곡률을 갱신하며, 현재의 조향각을 이용하여 상기 기준 조향각을 갱신하는 것인 곡률 추정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the second coupler comprises:
Updating the curvature of curvature to be used in the calculation of the first calculator by using the curvature estimation value when calculating the final curvature estimate by combining the first curvature estimate and the second curvature estimate, And the reference steering angle is updated. 차량 주행 곡률을 추정하는 방법으로서,
기준 조향각에 대비한 조향각 변화에 따른 차량의 주행곡률의 변화량을 산출하는 단계;
상기 주행곡률의 변화량을 반영하여 상기 조향각 변화에 따른 제1 곡률 추정치를 산출하는 단계;
요-레이트(Yaw-Rate)와 차량속도를 이용하여 제2 곡률 추정치를 산출하는 단계; 및
상기 차량속도에 따라 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합 또는 비결합하여 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계
를 포함하는 곡률 추정 방법.A method for estimating a curvature of a vehicle,
Calculating a change amount of a traveling curvature of the vehicle according to a steering angle change relative to a reference steering angle;
Calculating a first curvature estimation value according to the steering angle change by reflecting a change amount of the traveling curvature;
Calculating a second curvature estimate using a yaw-rate and a vehicle speed; And
Calculating a final curvature estimate by combining or not combining the first and second curvature estimates with the vehicle speed;
/ RTI > 제9항에 있어서, 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계는,
상기 차량속도가 기설정된 최저속도 이상이면, 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치와 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계; 및
상기 차량속도가 상기 최저속도 미만이면, 상기 제1 곡률 추정치를 상기 최종 곡률 추정치로 결정하는 단계
를 포함하는 것인 곡률 추정 방법.10. The method of claim 9, wherein calculating the final curvature estimate comprises:
Calculating the final curvature estimate in combination with the first and second curvature estimates if the vehicle speed is greater than or equal to a predetermined minimum speed; And
Determining the first curvature estimate as the final curvature estimate if the vehicle velocity is less than the minimum velocity,
The curvature estimation method comprising: 제9항에 있어서,
상기 제1 곡률 추정치를 산출하는 단계는, 상기 주행곡률의 변화량에 따른 상기 주행곡률의 오차분산의 변화량을 반영하여 상기 제1 곡률 추정치에 대한 기대오차인 제1 오차분산을 산출하며,
상기 제2 곡률 추정치를 산출하는 단계는, 상기 차량속도, 상기 제2 곡률 추정치, 상기 요-레이트의 오차분산 및 상기 차량속도의 오차분산을 이용하여 상기 제2 곡률 추정치의 오차분산인 제2 오차분산을 산출하며,
상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계는, 상기 차량속도에 따라 상기 제1 오차분산 및 상기 제2 오차분산을 결합 또는 비결합하여 상기 최종 곡률 추정치의 오차분산을 산출하는 것인 곡률 추정 방법.10. The method of claim 9,
The calculating of the first curvature estimation value may include calculating a first error variance which is an expected error with respect to the first curvature estimation value by reflecting a variation amount of the error variance of the traveling curvature according to the variation amount of the curvature of travel,
Wherein the calculating of the second curvature estimate includes calculating a second error that is an error variance of the second curvature estimate using the vehicle speed, the second curvature estimate, the error distribution of the yaw rate, Calculates the variance,
Wherein calculating the final curvature estimate comprises calculating an error variance of the final curvature estimate by combining or not combining the first and second error variances according to the vehicle speed. 제11항에 있어서, 상기 제1 곡률 추정치와 상기 제2 곡률 추정치를 결합하여 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 경우, 상기 최종 곡률 추정치를 산출하는 단계는,
상기 최종 곡률 추정치 및 상기 최종 곡률 추정치의 오차분산을 이용하여 상기 차량의 주행곡률 및 상기 주행곡률의 오차분산을 갱신하는 단계; 및
현재의 조향각을 이용하여 상기 기준 조향각을 갱신하는 단계
를 포함하는 것인 곡률 추정 방법.12. The method of claim 11, wherein when calculating the final curvature estimate by combining the first and second curvature estimates,
Updating an error distribution of the running curvature and the running curvature of the vehicle using the final curvature estimate and the error variance of the final curvature estimate; And
Updating the reference steering angle using the current steering angle
The curvature estimation method comprising:
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