JP2014151906A - 車線維持制御システム、方法及びコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】車線維持制御システムを提供する。
【解決手段】当該装置は、カメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成する車線パラメータ生成部、各車両センサ又は装置から車両状態情報を受信する車両状態情報受信部、車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成する等価モデル生成部、生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する誤検出判断部、及び車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するトルク制御因子調整部を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、車線データエラー検出装置及び方法に関し、さらに詳しくは、電制パワーステアリング（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ；ＥＰＳ）の能動制御を用いて車両が目標とする経路を推定するように制御するための車線維持制御システム、方法及びコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。

一般に、車両において様々な技術の発展と共に安全かつ便利な車両のためのシステムが開発されており、実際、車両にも適用されて運転者の安全を図っている。

かかる安全システムの中には、運転者の長時間運転や居眠り運転又は携帯電話の使用などで前方注視義務を怠ることによる車線の逸脱時に発生する事故を未然に防止できる車線維持支援装置の開発が活発に行われている。

かかる車線維持支援装置は、走行上の車線及び車両の位置を測定して車両が車線を逸脱すると判断される状況において、モータなどを用いてステアリングホイールにトルク又は振動を加えることによって、運転者が車線に復帰するための操舵操作を加えることを促す装置である。

そして、現在の車線逸脱を防止するための補助トルクは、現在の状況に基づいて計算され、実際の操舵に必要な量の一部のみをステアリングホイールに加えるようになる。ステアリングホイールにトルクを加える方法は定められていないが、実際、自動車分野の先進国ではステアリングカラムにモータを取り付けてクラッチ機構を介して補助トルクを加える装置が実用化されている。

このような点を勘案して従来の技術について述べると、大抵、ＤＣモータ、ギア及びクラッチ機構を使用してステアリングカラムと連結するか、又は電動式パワーステアリングをコントロールすることによって、補助トルクを加える方法を適用している。

かかる従来の車線維持又は追従装置の性能は、前方カメラから獲得した道路車線情報の正確度によるが、カメラの車線認識性能は道路環境及び気候変化など様々な条件によって悪化する場合がある。

したがって、誤った車線情報は誤った車線維持制御を招いて安全装置としての機能を失うとともに、かえって事故を招き兼ねないため、このような事故可能性によって車線維持装置の普及が円滑に行われていないのが実情である。

大韓民国登録特許公報第１０−０７６６５９６号「車両の車線維持操舵制御方法（Ｈａｎ Ｍｉｎｈｏｎｇ）２００７年１０月０５日

したがって、本発明は、上記の問題点を改善するために創案されたものであって、本発明の目的は、車両制御のために獲得した車線データの異常有無を判別することによって、正常ではない車線データを獲得した際に車両の誤制御の危険を防止できる車線維持制御システム、方法及びコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することにある。

したがって、本発明の他の目的は、カメラから獲得した車線パラメータと車両センサから測定した車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを求めて各項目に応じた差の発生による誤認識を判断することによって誤った車線データによる誤制御の危険を防止できる車線維持制御システム、方法及びコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することにある。

上記のような本発明の目的を達成し、後述する本発明の特有の効果を達成するための、本発明の特徴的な構成は下記のとおりである。

本発明の一側面によれば、車線維持制御システムは、車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成する車線パラメータ生成部、車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信する車両状態情報受信部、前記車両パラメータ生成部から車線パラメータを受信し、前記車両状態情報受信部から車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成する等価モデル生成部、前記等価モデル生成部で生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する誤検出判断部、及び前記誤検出判断部によって車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するトルク制御因子調整部、を含む。

好ましくは、前記車線パラメータ生成部は、２次元平面上で車線と車両との相対的位置を表現した３次方程式の係数を車線パラメータとして生成する。

好ましくは、前記車両状態情報受信部で受信する車両状態情報は、車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうち選択されたいずれか１つ以上である。

好ましくは、前記等価モデル生成部は、前記受信された車線パラメータ及び車両状態情報から前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を等価関数で算出することによって等価モデルを生成する。

好ましくは、前記誤検出判断部は、前記等価モデル生成部で生成した等価モデルにおける差値が予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する。

好ましくは、前記誤検出判断部は、前記等価モデル生成部で生成した等価モデルにおける差値が予め設定された時間以上の間予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する。

好ましくは、前記誤差項目は、左側車線位置、右側車線位置、左側車線ヘディング角、右側車線ヘディング角、両側車線ヘディング角、左側車線曲率、右側車線曲率、両側車線曲率のうち選択されたいずれか１つ以上である。

好ましくは、前記トルク制御因子調整部の予め設定されたトルク制御因子調整設定は、少なくとも１つのトルク制御因子を他の信号で代替すること、少なくとも１つのトルク制御因子を隔離すること及び少なくとも１つのトルク制御因子を調節することのうち選択されたいずれか１つである。

本発明の他の側面によれば、車両制御システムは、車両に設置されて車線データを収集する車両カメラ、車両に設置されて少なくとも１つの車両状態情報をセンシングする少なくとも１つの車両センサ、前記車両カメラから収集された車線データから車線パラメータを生成し、前記車両センサから車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成して前記車線データの誤検出有無を判断するエラー検出装置、及び前記エラー検出装置の各誤差項目に対する車線パラメータの誤検出状況に応じて前記エラー検出装置から操舵トルク信号を受信し、運転者に対するアシストトルクに反映して操舵装置を制御する電制パワーステアリング、を含む。

好ましくは、前記エラー検出装置は、車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成する車線パラメータ生成部、車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信する車両状態情報受信部、前記車両パラメータ生成部から車線パラメータを受信し、前記車両状態情報受信部から車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成する等価モデル生成部、前記等価モデル生成部で生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する誤検出判断部、及び前記誤検出判断部によって車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するトルク制御因子調整部、を含む。

本発明の他の側面によれば、車線維持を補助するための車線データエラー検出方法は、車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成するステップ、車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信するステップ、前記受信された車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成するステップ、前記生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類するステップ、及び前記判断結果車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するステップ、を含む。

好ましくは、前記車線パラメータとして生成するステップは、２次元平面上で車線と車両との相対的位置を表現した３次方程式の係数を車線パラメータとして生成する。

好ましくは、前記受信する車両状態情報は、車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうち選択されたいずれか１つ以上である。

好ましくは、前記等価モデルを生成するステップは、前記受信された車線パラメータ及び車両状態情報から前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を等価関数で算出することによって等価モデルを生成する。
好ましくは、前記誤検出状況を判断して分類するステップは、前記生成した等価モデルにおける差値が予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する。

好ましくは、前記誤検出状況を判断して分類するステップは、前記生成した等価モデルにおける差値が予め設定された時間以上の間予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する。

好ましくは、前記誤差項目は、左側車線位置、右側車線位置、左側車線ヘディング角、右側車線ヘディング角、両側車線ヘディング角、左側車線曲率、右側車線曲率、両側車線曲率のうち選択されたいずれか１つ以上である。

好ましくは、前記予め設定されたトルク制御因子調整設定は、少なくとも１つのトルク制御因子を他の信号で代替すること、少なくとも１つのトルク制御因子を隔離すること及び少なくとも１つのトルク制御因子を調節することのうち選択されたいずれか１つである。

本発明のさらに他の側面によれば、車線維持を補助するための車両制御方法は、車両に設置された車両カメラから車線データを収集するステップ、車両に設置された少なくとも１つの車両センサから少なくとも１つの車両状態情報をセンシングするステップ、前記車両カメラから収集された車線データから車線パラメータを生成するステップ、前記車両センサから車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成するステップ、前記生成された等価モデルから前記車線データの誤検出有無を判断するステップ、及び前記誤検出有無の判断による各誤差項目に対する車線パラメータの誤検出状況に応じて操舵トルク信号を生成して電制パワーステアリングに提供するステップ、を含む。

一方、前記車線維持を補助するための車線データエラー検出方法及び車両制御方法を提供されるための情報は、サーバコンピュータで読取可能な記録媒体に保存され得る。かかる記録媒体はコンピュータシステムによって読取可能にプログラム及びデータが保存される全種類の記録媒体を含む。その例としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク（登録商標）、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）の形態で具現されることも含まれる。また、かかる記録媒体はネットワークに接続されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読取可能なコードが保存されて実行され得る。

上述のように、本発明によれば、車両制御のために獲得した車線データの異常有無を判別することによって、カメラセンサからセンシングされたデータによって車線を誤認識する場合に発生し得る車両の誤制御危険を防止できる長所がある。

また、センサの誤認識が発生した際に危険を招き得る全てのシステムに対して応用及び適用して誤認識の発生を效果的に感知できる長所がある。

本発明に適用される車線維持制御システムを示す図である。 本発明の実施形態による誤制御トルク状況を示す図である。 本発明の実施形態による車線維持制御システムを示す図である。 本発明の実施形態によるエラー検出装置の細部構造を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるエラー検出手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による各パラメータの差を示す図である。 本発明の実施形態による実際の車線を正常に検出した結果を示すグラフである。 本発明の実施形態による図７における各項目別誤差を示すグラフである。 本発明の実施形態による実際の車線と異なるように車線を誤認識した状態を示すグラフである。 本発明の実施形態による図９における各項目別誤差を示すグラフである。 本発明の実施形態によるエラー診断コード別症状を示す図である。 本発明の実施形態による特定の時点におけるエラー診断コードを示す図である。 本発明の実施形態によるエラー診断コード別の措置を示す図である。 本発明の実施形態による誤認識が発生した際の制御トルク寄与度の縮小による制御トルク処理場面を示す図である。 本発明の実施形態による左／右側制御トルク寄与度を示す図である。

本発明は、電制パワーステアリング（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ；ＥＰＳ）の能動制御を用いて車両が目標とする経路を推定するように制御するための車線維持制御システムで、車線データエラーを検出することによって車両の誤制御危険を防止できる車線維持を補助するための車線データエラー検出装置及び方法を開示する。

したがって、本発明では、カメラから獲得した車線パラメータと車両センサから測定した車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを求めて各項目に応じた差の発生によって車線データ誤認識の有無を判断する。

すなわち、本発明では、カメラセンサから獲得した車線パラメータと車両センサから測定した車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを求める。この時、等価モデルの差が発生する場合を複数のエラー項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する。これにより、誤認識の発生及び検出された車線パラメータに対してトルクを計算する際の誤トークの影響を抑制又は減少させるように制御因子を他の信号で代替、隔離、又は調節する。一方、このような誤検出判断方法は、センサの誤認識が発生した際の危険を招き得る全てのシステムに応用及び適用できる。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好ましい実施形態について添付された図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に適用される車線維持制御システムを示す図である。図１を参照すると、本発明に適用される車線維持制御システムは、カメラセンサ、車両センサ、動作判断部、経路生成部、車線維持制御部及び電制パワーステアリングで構成され得る。

前記車線維持制御システムは、まず車両の前方に取り付けられたカメラセンサを用いて車線を感知した後、車線内の走行経路を計画して電制パワーステアリング（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ；ＥＰＳ）の能動制御を用いて目標とする経路を追従するように制御を行うことによって運転者に便宜を提供できる。

この時、前記車線維持制御システムで意図しない車線逸脱を感知した場合、車線維持制御部で電制パワーステアリングの能動制御を用いた車線維持制御を行うことによって運転者の運行を補助する。

さらに具体的に説明すると、前記カメラで所定の周期ごとにキャプチャーしたイメージ内で車線を分類して抽出し、これを平面座標上の３次方程式の曲線で近似化して車両との相対的位置で表現する。

したがって、カメラは２次元平面上で車両との相対的位置を表現した前記３次方程式の係数を出力し、この時、左／右側車線別に出力されたそれぞれの係数は下記式１及び車線の３次平面方程式の形態で表現され得る。

上記式１で、Ｘは車両から前方の特定の距離を意味し、Ｙ（Ｘ）は車両から前方Ｘ地点上における車線と車両との距離を意味する。また、前記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは３次方程式の左／右側車線別に出力された各次数の係数を意味する。

この時、車両から前方Ｘ地点上における車線と車両との指向角（φ（Ｘ））は下記式２のように算出され得る。

すなわち、上記式２を参照すると、車両から前方Ｘ地点上における車線と車両との指向角（φ（Ｘ））は、車両から前方Ｘ地点上における車線と車両との距離を意味する式１のＹ（Ｘ）を距離Ｘに対して微分することによって算出され得る。

また、車両から前方Ｘ地点上における車線の曲率（ρ（Ｘ））は、下記式３のように、Ｙ（Ｘ）を距離Ｘに対して２次微分することによって算出され得る。

また、車線の曲率変化率は、下記式４のように、Ｙ（Ｘ）を距離Ｘに対して３次微分することによって算出され得る。

次に、車両センサは、時間的変化による車両の挙動及び運転状態情報を提供し、車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうちいずれか１つ以上の情報を含むことができる。

動作判断部では、カメラセンサ及び車両センサから収集された車線及び車両の状態情報を総合的に分析して車線維持のための操舵制御装置の介入有無を判断する。この時、前記判断のための動作条件として、車両速度、道路曲率、車両縦／横加速度、操舵角度及び角速度、運転者トルク、方向指示器、車線認識状態などを考慮して判断できる。

一方、車線維持補助装置の場合、車両状態及び車線情報を総合して車線を逸脱したと判断した場合、制御機を動作させ、車両が車線内部に復帰することによって制御機の動作を解除させる。

経路生成部では、制御機の動作時に車両が走行すべき目標経路を生成する。この時、車線維持制御装置の機能では、車両が能動的に道路を走行できる最適化した目標経路を生成する。また、車線逸脱防止装置の機能では、車両の車線逸脱が発生した際、所定の時間内に車線内に車両が安定して復帰できるように目標走行経路を生成する。

車線維持制御部は、前記経路生成部で計算された目標経路を追従するための目標操舵トルクを演算して電制パワーステアリングの（ＥＰＳ）に送出する。

前記電制パワーステアリングの（ＥＰＳ）は、車線維持制御システムから受信された操舵トルク信号を既存の運転者に対するアシストトルクに合算（Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｖｅｒｌａｙ）してパワーステアリングを稼動する。

図２は、本発明の実施形態による誤制御トルク状況を示す図である。図２を参照すると、図１のような車線維持制御システムで、車線維持又は追従装置の性能は前方カメラから獲得した道路車線情報の正確度によるが、このようなカメラの車線認識性能は、道路環境及び気候変化など様々な条件によって悪化する場合がある。

このような誤った車線情報は誤った車線維持制御を招いて安全装置としての機能を失うとともに、かえって事故を招き兼ねないため、このような可能性が車線維持装置の普及における限界点であると思われる。

したがって、本発明では、車両制御のために用いられる車線データの異常有無を判別し、正常ではない車線データが流入した際、車両の誤制御の危険を自主的に抑制する方法を提案することによって能動型車両安全装置としての役割を充実に行うことができるようにする。

図３は、本発明の実施形態による車線維持制御システムを示す図である。図３を参照すると、本発明の実施形態による車線維持制御システムは、エラー検出装置３００、カメラセンサ３１０、車両センサ３２０及び電制パワーステアリング３３０を含んで構成され得る。

この時、前記エラー検出装置３００は、前記カメラセンサ３１０及び車両センサ３２０から収集された情報を比較してカメラセンサ３１０から獲得した車線データの異常有無を判断することによって、電制パワーステアリング３３０を効果的に制御する。

図４は、本発明の実施形態によるエラー検出装置の細部構造を示すブロック図である。図４を参照すると、本発明の実施形態によるエラー検出装置３００は、車線パラメータ生成部４１０、車両状態情報受信部４２０、等価モデル生成部４３０、誤検出判断部４４０、トルク制御因子調整部４５０などを含んで構成され得る。
車線パラメータ生成部４１０は、カメラセンサから受信された情報によって上記式１のように、２次元平面上で車両との相対的位置を表現した前記３次方程式の係数を出力する。

車両状態情報受信部４２０は、車両内の各センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信する。前記車両状態情報は、時間的変化による車両の挙動及び運転状態情報であって、車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうちいずれか１つ以上の情報を含むことができる。

等価モデル生成部４３０は、本発明の実施形態によって前記カメラから獲得した車線パラメータを車線パラメータ生成部４１０から受信し、前記車両状態情報受信部４２０から車両状態情報を受信し、後述の方法のように前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成して等価モデルデータベース４６０に保存する。

誤検出判断部４４０では、図７乃至図１０に示すように、前記等価モデル生成部４３０で生成した等価モデルで差が発生する場合を複数の誤差項目に対して同時に分析し、図１１に示すように車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する機能を行う。

トルク制御因子調整部４５０は、前記誤検出判断部４４０によって車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように、図１３に示した予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を他の信号で代替、隔離又は調節する。

一方、前記装置のそれぞれの構成要素は、機能及び論理的に分離され得ることを示すために別途に図面に表示したものであって、物理的に必ず別途の構成要素である、又は別途のコードとして具現されることを意味するものではない。

そして、本明細書で各機能部（又はモジュール）とは、本発明の技術的思想を行うためのハードウェア及び前記ハードウェアを駆動するためのソフトウェアの機能的、構造的結合を意味する場合がある。例えば、前記各機能部は、所定のコードと前記所定のコードが実行されるためのハードウェアリソースの論理的な単位を意味する場合があり、必ず物理的に連結されたコードを意味する、又は１種類のハードウェアを意味するものではないことは、本発明の技術分野における平均的な専門家にとっては容易に推論できる。

図５は、本発明の実施形態によるエラー検出手順を示すフローチャートである。図５を参照すると、まずカメラセンサから車線パラメータを受信する（Ｓ５０１）。また、同時に各車両センサから各種車両状態情報を受信する（Ｓ５０２）。前記受信された車線パラメータで上記のように車線の３次平面方程式を算出して前記受信された車両状態情報を用いて車両運動方程式を表現する（Ｓ５０３）。

次に、前記車線の３次平面方程式から上記方法のように算出された等価関数に前記表現された車両運動方程式を比較する（Ｓ５０４）ことで誤検出有無を判断する。

前記判断は、図６に示すように、各エラー項目（例えば、Ｒ１乃至Ｒ８の８項目）に対して判断し、比較の結果、図１０のように差が発生して（Ｓ５０６）予め設定されたしきい値を超える場合、当該項目をエラーＨであるとチェックする。

次に、図１１のように、前記各項目別チェック結果を介してエラー診断コードによる症状を確認する（Ｓ５０７）。最後に、図１３のように、前記当該症状別トルク制御因子を調整する（Ｓ５０８）ことで、車線データ誤認識による事故誘発を防止できる。

以下、前記等価モデル生成部４３０で等価モデルを生成し、誤検出判断部４４０を介して各項目別誤検出の有無を判断する細部の実施形態を図６乃至図１３を参照して詳細に説明する。

一方、本発明による車線維持システムは、前方カメラから獲得した道路車線情報を次のように分類して車線維持制御に利用する。

まず、車線と車両との相対的距離（左：ＹＬ（Ｘ）、右：ＹＲ（Ｘ））によって車線内の車両の位置を判断し、目標経路との距離誤差に比例するようにトルクを生成させる。

また、車線と車両との相対的指向角（左：φＬ（Ｘ）、右：φＲ（Ｘ））を算出して車線に対する車両の指向角を判断し、指向角が０に収斂するようにトルクを生成する。

次に、車線の曲率（左：ρＬ（Ｘ）、右：ρＲ（Ｘ））を算出して車線の曲率に比例するようにトルクを生成する。

また、車線の曲率変化率（左：ρＬ（Ｘ）／ｄＸ、右：ρＲ（Ｘ）／ｄＸ）を算出して車線の曲率変化率に比例するようにトルクを生成する。

一方、本発明の実施形態による車線維持制御システムは、分類された各車線情報を反映する前に時間の変動による車両の相対的状態と比較して異常の有無を判別する。

したがって、微分方程式を用いて車線に対する３次曲線方程式パラメータを車両の運動による時間的関数に変換して等価関数で再度表すと、次のように表すことができる。

まず、車両の縦速度（Ｖ）は下記式５のとおりである。

上記式５で、Ｘは上記のように車両から前方の特定の距離を意味する。

この時、時間によるＸ＝０位置における左側車線と車両との距離Ｙ変化率はＹＬ（０）／ｄｔで、時間によるＸ＝０位置における右側車線と車両との距離Ｙ変化率はＹＲ（０）／ｄｔである。

一方、Ｘ＝０位置における左側車線に対する車両の推定ヘディング角（φＬ（０））は、下記式６のように算出され得る。

同様に、Ｘ＝０位置における右側車線に対する車両の推定ヘディング角（φＲ（０））は下記式７のとおりである。

次に、Ｘ＝０位置における車両のヨーレートセンサで測定されたヘディング角変化率をφ′（ｖ）とした場合、Ｘ＝０位置における左側車線の推定曲率（ρＬ（０））は下記式８のとおりである。

同様に、Ｘ＝０位置における右側車線の推定曲率（ρＲ（０））は下記式９のとおりである。

一方、車両運動方程式を車両センサから受信された情報を用いて表現した後、これを上記式で求めた車線方程式を用いた等価関数と比較する。前記比較した差を各項目毎に示した表は図６のとおりである。前記図６を参照すると、各パラメータの差はＲ１乃至Ｒ８で表現できる。

前記図６で、Ｒ１は、左側車線位置（Ｌｅｆｔ Ｌａｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）であって、左側ロー車線位置（Ｒａｗ Ｌａｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）値と平均車線幅として推定された車線位置との間の差を意味する。

Ｒ２は、右側車線位置（Ｒｉｇｈｔ Ｌａｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）であって、右側ロー車線位置（Ｒａｗ Ｌａｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）値と平均車線幅として推定された車線位置との間の差を意味する。

Ｒ３は、左側車線ヘディング角（Ｌｅｆｔ Ｌａｎｅ Ｈｅａｄｉｎｇ Ａｎｇｌｅ）であって、カメラで推定された左側車線ヘディング角度と車両センサで推定された左側車線ヘディング角との差を意味する。

Ｒ４は、右側車線ヘディング角（Ｒｉｇｈｔ Ｌａｎｅ Ｈｅａｄｉｎｇ Ａｎｇｌｅ）であって、カメラで推定された右側車線ヘディング角度と車両センサで推定された右側車線ヘディング角との差を意味する。

Ｒ５は、両側車線ヘディング角（Ｂｏｔｈ Ｌａｎｅ Ｈｅａｄｉｎｇ Ａｎｇｌｅ）であって、左／右側間車線ヘディング角（Ｌａｎｅ Ｈｅａｄｉｎｇ Ａｎｇｌｅ）の差を意味する。

Ｒ６は、左側車線曲率（Ｌｅｆｔ Ｌａｎｅ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）であって、カメラで推定された左側車線曲率と車両センサで推定された左側車線曲率との差を意味する。

Ｒ７は、右側車線曲率（Ｒｉｇｈｔ Ｌａｎｅ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）であって、カメラで推定された右側車線曲率と車両センサで推定された右側車線曲率との差を意味する。

Ｒ８は、両側車線曲率（Ｂｏｔｈ Ｌａｎｅ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）であって、左／右側車線曲率の差を意味する。

このように、各項目別に車線パラメータから算出された等価モデルと車両センサから測定された値から推定された等価モデルとを比較することによって車線データの誤検出の有無を判断できる。

図７は、本発明の実施形態による実際の車線を正常に検出した結果を示すグラフである。

図７を参照すると、本発明の実施形態による装置は、前記図６のように算出したＲ１乃至Ｒ８までの変化量をリアルタイムに複数の項目に対して同時に検査する。

すなわち、前記図６のＲ１乃至Ｒ８の信号を同時に検査し、各変化量が予め設定した所定のしきい値を超える瞬間を検出する。

図７は、実際の車線を正常に検出した結果であり、図８からわかるように、Ｒ１乃至Ｒ８の差が設定した所定のしきい値を越えないことを確認することができる。したがって、正常に車線データが識別されていることがわかる。

一方、図９は、実際の車線と異なるように車線を誤認識した状態であり、図１０のように、Ｒ１乃至Ｒ８のうち一部の信号の差で予め設定されたしきい値を超えることがわかる。

したがって、本発明による装置では、前記図１０で確認したＲ１乃至Ｒ８の変化を同時に検査し、特定の変化が予め設定された一定時間の間持続した時、図１１の表のように誤認識状況を検出して分類する。

これにより、エラー診断コード（Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｃｏｄｅ）（Ｆ（ａ））をｆ（Ｒ８）ｆ（Ｒ７）ｆ（Ｒ６）ｆ（Ｒ５）ｆ（Ｒ４）ｆ（Ｒ３）ｆ（Ｒ２）ｆ（Ｒ１）のように生成できる。前記生成されたエラー診断コードの各項目は、エラー判断有無に応じて「Ｈ（エラー）」又は「Ｌ（正常）」で表現され得る。

例えば、図１１でエラー診断コードがＲ８からＲ１の順序で「ＨＨＬＨＨＬＬＬ」のように表現された場合、右側車線ヘディング角及び曲率情報が正常ではない状態であると診断できる。すなわち、図１２を参照すると、６３秒と６４秒との間でエラー診断コードの各項目が上記のような状態になることがわかる。

図１３は、本発明の実施形態によるエラー診断コード別の措置を示す図である。図１３を参照すると、前記図１１のような症状の場合、右側指向角及び右側曲率は利用可能な情報（ｔｏｌｅｒａｂｅｌ）であると判断されるので、右側指向角で左側指向角を代替し、右側曲率で左側曲率を代替する。

図１４は、本発明の実施形態による誤認識が発生した際の制御トルク寄与度の縮小による制御トルク処理場面を示す図である。図１４を参照すると、本発明の実施形態によって誤認識が発生した際に制御トルク寄与度を縮小して制御トルクを処理できる。図１４で、１４１０は左側制御トルク寄与度（％）を示し、１４２０は右側制御トルク寄与度（％）を示す。また、１４４０は誤動作トルク値を示し、１４３０は本発明によって制御された安全なトルク値を示す。

図１５は、本発明の実施形態による左／右側制御トルク寄与度を示し、左側制御トルク寄与度及び右側制御トルク寄与度が変更される当該フレームで本発明の実施形態によって安全にトルクが処理されることがわかる。

以上のように、本発明では、具体的な構成要素等のような特定の事項と限定された実施形態及び図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の思想は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくこの特許請求の範囲と均等又は等価的な変形がある全てのものは本発明の思想の範疇に属すると言える。

３００：エラー検出装置 ３１０：カメラセンサ
３２０：車両センサ ３３０：電制パワーステアリング
４１０：車線パラメータ生成部 ４２０：車両状態情報受信部
４３０：等価モデル生成部 ４４０：誤検出判断部
４５０：トルク制御因子調整部 ４６０：等価モデルＤＢ

Claims (20)

1. 車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成する車線パラメータ生成部、
   車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信する車両状態情報受信部、
   前記車両パラメータ生成部から車線パラメータを受信し、前記車両状態情報受信部から車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成する等価モデル生成部、
   前記等価モデル生成部で生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する誤検出判断部、及び
   前記誤検出判断部によって車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するトルク制御因子調整部、を含む、車線維持制御システム。
2. 前記車線パラメータ生成部は、
   ２次元平面上で車線と車両との相対的位置を表現した３次方程式の係数を車線パラメータとして生成する請求項１に記載の車線維持制御システム。
3. 前記車両状態情報受信部で受信する車両状態情報は、
   車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうち選択されたいずれか１つ以上である請求項１に記載の車線維持制御システム。
4. 前記等価モデル生成部は、
   前記受信された車線パラメータ及び車両状態情報から前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を等価関数で算出することによって等価モデルを生成する請求項１に記載の車線維持制御システム。
5. 前記誤検出判断部は、
   前記等価モデル生成部で生成した等価モデルにおける差値が予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する請求項１に記載の車線維持制御システム。
6. 前記誤検出判断部は、
   前記等価モデル生成部で生成した等価モデルにおける差値が予め設定された時間以上の間予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する請求項５に記載の車線維持制御システム。
7. 前記誤差項目は、
   左側車線位置、右側車線位置、左側車線ヘディング角、右側車線ヘディング角、両側車線ヘディング角、左側車線曲率、右側車線曲率、両側車線曲率のうち選択されたいずれか１つ以上である請求項１に記載の車線維持制御システム。
8. 前記トルク制御因子調整部の予め設定されたトルク制御因子調整設定は、
   少なくとも１つのトルク制御因子を他の信号で代替すること、少なくとも１つのトルク制御因子を隔離すること及び少なくとも１つのトルク制御因子を調節することのうち選択されたいずれか１つである請求項１に記載の車線維持制御システム。
9. 車両に設置されて車線データを収集する車両カメラ、
   車両に設置されて少なくとも１つの車両状態情報をセンシングする少なくとも１つの車両センサ、
   前記車両カメラから収集された車線データから車線パラメータを生成し、前記車両センサから車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成して前記車線データの誤検出有無を判断するエラー検出装置、及び
   前記エラー検出装置の各誤差項目に対する車線パラメータの誤検出状況に応じて前記エラー検出装置から操舵トルク信号を受信し、運転者に対するアシストトルクに反映して操舵装置を制御する電制パワーステアリング、を含む、車両制御システム。
10. 前記エラー検出装置は、
    車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成する車線パラメータ生成部、
    車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信する車両状態情報受信部、
    前記車両パラメータ生成部から車線パラメータを受信し、前記車両状態情報受信部から車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成する等価モデル生成部、
    前記等価モデル生成部で生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類する誤検出判断部、及び
    前記誤検出判断部によって車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するトルク制御因子調整部、を含む請求項９に記載の車両制御システム。
11. 車両に設置されたカメラから受信された情報によって車線と車両との相対的位置を車線パラメータとして生成するステップ、
    車両に設置された各車両センサ又は装置からセンシング又は測定された車両状態情報を受信するステップ、
    前記受信された車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成するステップ、
    前記生成した等価モデルで差が発生する場合を少なくとも１つの各誤差項目に対して同時に分析して車線パラメータの誤検出状況を判断して分類するステップ、及び
    前記判断の結果、車線パラメータが誤検出されたと判断した場合、誤トークの影響を抑制又は減少させることができるように予め設定されたトルク制御因子調整設定に応じてトルク制御因子を調整するステップ、を含む、車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
12. 前記車線パラメータとして生成するステップは、
    ２次元平面上で車線と車両との相対的位置を表現した３次方程式の係数を車線パラメータとして生成する請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
13. 前記受信する車両状態情報は、
    車両縦速度、車両縦加速度、車両ヨーレート、操舵角度、操舵トルク、車両横方向加速度のうち選択されたいずれか１つ以上である請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
14. 前記等価モデルを生成するステップは、
    前記受信された車線パラメータ及び車両状態情報から前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を等価関数で算出することによって等価モデルを生成する請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
15. 前記誤検出状況を判断して分類するステップは、
    前記生成した等価モデルにおける差値が予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
16. 前記誤検出状況を判断して分類するステップは、
    前記生成した等価モデルにおける差値が予め設定された時間以上の間予め設定されたしきい値を超える場合、誤検出状況であると判断する請求項１５に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
17. 前記誤差項目は、
    左側車線位置、右側車線位置、左側車線ヘディング角、右側車線ヘディング角、両側車線ヘディング角、左側車線曲率、右側車線曲率、両側車線曲率のうち選択されたいずれか１つ以上である請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
18. 前記予め設定されたトルク制御因子調整設定は、
    少なくとも１つのトルク制御因子を他の信号で代替すること、少なくとも１つのトルク制御因子を隔離すること及び少なくとも１つのトルク制御因子を調節することのうち選択されたいずれか１つである請求項１１に記載の車線維持を補助するための車線データエラー検出方法。
19. 車両に設置された車両カメラから車線データを収集するステップ、
    車両に設置された少なくとも１つの車両センサから少なくとも１つの車両状態情報をセンシングするステップ、
    前記車両カメラから収集された車線データから車線パラメータを生成するステップ、
    前記車両センサから車両状態情報を受信して、前記車両パラメータと車両状態情報との間の時間流れに対する相関関係を分析し、それぞれの等価モデルを生成するステップ、
    前記生成された等価モデルから前記車線データの誤検出有無を判断するステップ、及び
    前記誤検出有無の判断による各誤差項目に対する車線パラメータの誤検出状況に応じて操舵トルク信号を生成して電制パワーステアリングに提供するステップ、を含む、車両制御方法。
20. 請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の方法を実行するためのプログラムが記録されていることを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。