KR101033105B1

KR101033105B1 - 다수의 레이저 광을 이용한 자동 주행 제어 방법

Info

Publication number: KR101033105B1
Application number: KR1020090083237A
Authority: KR
Inventors: 예윤해
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-05-06
Also published as: KR20110025254A

Abstract

본 발명은 차량의 자동 주행을 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량으로부터 다수의 레이저 광을 차량의 좌측 또는 우측의 어느 한쪽 또는 양측의 도로면으로 조사하고, 도로면에서 반사되는 다수 레이저 광의 세기 변화로 차량이 차선을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이동하였는지를 판단하여 차량의 자동 주행을 제어하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 다수의 레이저 광 중 기준 레이저 광에 의해 차선을 감지한 이후 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 신호 세기 변화를 감지하여 차량의 이동 방향을 판단함으로써, 차량의 자동 주행을 유도할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 차선의 검색 또는 차량의 이동 방향을 복잡한 영상 처리가 필요없이 레이저 광의 세기 변화만에 기초하여 판단함으로써, 실시간으로 차선 검색 및 차량 이동 방향 판단이 가능하여 고속으로 주행하는 차량에서 자동 주행 제어가 가능하다.

자동 주행, 차선 검색, 레이저, CCD 카메라, 안전운행, 인공 주행

Description

다수의 레이저 광을 이용한 자동 주행 제어 방법{Automatic drive control method using multiple lasers}

근래 들어, 차량 운행 중에 발생하는 각종 사고로부터 운전자의 피해를 최소화하는 안전벨트나 에어백과 같은 사후 안전 수단에서 벗어나 운전 중에 잠재한 사고를 예측하고 운전자에게 경보하여 사고를 미연에 방지하기 위한 기술 또는 사용자의 운전 편의성을 도와주는 여러 기술들에 대해 연구가 활발하게 진행되고 있다.

일반적으로, 각종 운행 수단에 내장되어 운행 위치 탐색을 통해 자동 주행을 하는 자동 주행 시스템은 주로 선박이나 항공기 등에 적용되어 왔는데, 최근 들어 도로를 주행하는 차량에도 적용되어 주행 경로 및 도로 혼잡도 등과 같은 다양한 정보를 모니터를 통해 운전자에게 알려주거나, 자동 주행 시스템이 스스로 차량을 운행하거나 주행 상태를 제어한다.

그러나 자동 주행 시스템은 아직 현실적으로 많이 상용화되고 있지 못하고 있는 실정이다. 구체적으로 차량과 같이 고속으로 움직이는 이동체의 경우, 주행 환경(갑자기 진입한 전방 차량 인식 등)을 실시간으로 인식하여 운전자에게 알려주거나, 주행 환경을 실시간으로 판단하여 시스템이 스스로 응급조치를 바로 취해야하는데, 이를 위해서는 많은 데이터 량을 실시간으로 처리할 수 있는 고성능의 프로세서가 필요하다. 그러나 이러한 프로세서를 제작 및 설계에 있어 상당히 어려움이 뒤따르며, 제조 단가 역시 매우 높아 상용화하는 데는 어려움이 있다.

자동 주행 시스템의 구현을 위해 필수적으로 수행되어야 하는 것 중 하나가 도로면의 차선을 검색하고 차량이 주행 중 좌측 또는 우측 방향으로 이동하였는지를 정확하게 판단하는 것인데, 도로면의 차선을 검색하거나 차량의 이동 방향을 판단하기 위하여 주로 CCD 카메라와 같은 영상 장치를 사용하는 것이 주류를 이루고 있다. 이러한 차선 검색 기술은 중앙선과 주행선의 형태와 색상이 노면의 형태와 색상과 다르다는 점에 착안을 둔 것으로, CCD 카메라에 의해 포착된 화상 데이터를 분석하여 중앙성 또는 차선을 판별한다.

한국 공개특허 제10-1997-0005806호에 개시되어 있는 종래 자동주행 기술(이하 '종래기술1'로 언급)은 자동차에 장착되어 차량의 주행속도를 감지하는 차속감지 센서(10)와, 자동차의 전방에 장착되어 선행차량과의 거리를 감지하는 거리감지센서(20)와, 자동차에 장착되어 주행차선을 검출하는 CCD카메라(30)와, 각종 감지신호를 입력받아 소정 연산식에 의하여 자동차의 주행상태를 판단하여 주행중인 자 동차의 각 구동장치를 자동으로 제어하는 마이컴(40)와, 마이컴(40)에서 출력된 제어신호에 의하여 제동동작을 수행하는 브레이크구동부(50)와, 마이컴(40)에서 출력된 제어신호에 의하여 자동차의 가속동작을 수행하는 가속페달구동부(60)와, 가속페달구동부(60)로부터 출력된 가속신호를 받아 엔진의 출력을 제어하는 엔진제어부(70)와, 마이컴(40)의 출력단에 접속되어 자동차의 조향동작을 수행하는 조향핸들구동부(80)와, 자동주행시스템을 동작시키는 운전자의 키 조작을 상기 마이컴(40)에 입력시키는 키 입력부를 포함하여 구성되어 있다. 이러한 구성을 통해 종래 기술1은 CCD 카메라로 촬영한 영상으로부터 차선을 검색하고 차량의 주행 상태를 판단하여 마이컴을 통해 자동차의 주행 방향을 제어한다.

한편, 공개특허 제10-2008-0088675호(이하 '종래 기술2'로 언급)에 개시되어 있는 차선이탈 경보 시스템(이하 '종래기술2'로 언급)은 양쪽 사이드 미러에 설치된 다수의 카메라에 의해 입력되는 후측방의 좌우 영상으로부터 차선을 추출하고, 추출한 좌우 차선을 3차원 매핑(mapping)하여 차선의 실좌표를 계산한다.

한편 공개실용신안 제20-2000-0015809호 개시되어 있는 차선이탈 경보 시스템(이하 '종래기술3'로 언급)은 CCD 카메라를 이용하지 않고 비교적 간단하고 저렴한 구성에 의해 중앙선 침범을 판단한 후 운전자에게 경보를 발생하는 장치를 제공하는데, 차량의 적소(바람직하게, 차량 전방의 좌측)에 장착되어 전방의 하측을 향하는 소정 각도로 레이저빔을 발사하는 레이저빔 송신기와, 차량의 적소(바람직하게, 레이저빔 송신기의 우측)에 장착되어 발사된 레이저빔이 도로에 반사된 후에 되돌아오는 레이저빔을 수신하는 레이저빔 수신기와, 레이저빔 송신기 및 레이저빔 수신기를 구동하는 레이저 구동부와, 중앙선, 차선 및 노면의 상태에 따른 수신 레이저빔의 강도 데이터를 저장하고 있는 룩-업 테이블과, 차량의 중앙선 침범을 경보하는 경보부 및 레이저 구동부로부터 수신 레이저빔의 강도 데이터를 전달받고 룩-업 테이블에서 전달받은 수신 레이저빔의 강도 데이터를 조회하여 현재 차량이 중앙선을 침범하였는지를 판단하고 중앙선을 침범한 경우에는 경보를 발하도록 제어하는 중앙 제어부를 포함하여 구성되어 있다.

위에서 설명한 종래기술1과 종래기술2는 차량에 배치되어 있는 CCD 카메라를 통해 차량 주변의 도로를 촬영하고 촬영한 도로의 이미지를 영상 처리하여 차선을 인식하며, 인식한 차선으로부터 계산한 다양한 변수를 이용하여 차량이 차선을 이탈하였는지를 판단하거나 차량의 이동 방향을 제어하도록 구성되어 있다. 따라서 CCD 카메라, 영상 처리부, 차선 인식부, 다양한 변수를 이용한 차선 이탈 판단부, 차량 이동 방향 제어부 등 복잡한 프로세스를 처리하기 위한 고가의 장비가 필요하며, 고속으로 이동하는 차량에서 차선 이탈 여부 및 차량 주향 방향 제어를 실시간으로 신속하게 계산하기 곤란하다는 문제점을 가진다.

한편, 위에서 설명한 종래기술3은 도로면에서 반사되어 되돌아오는 레이저 광의 세기를 측정하여 차선을 감지함으로써, 비교적 간단한 구성과 저렴한 비용으로 차량 주행 중 도로면에 표시되어 있는 차선을 용이하고 빠르게 판단할 수 있다. 그러나 종래기술3은 단순히 반사되어 되돌아오는 레이저 광의 세기에 기초하여 차선을 판단할 뿐, 실제 차량의 주행 이동 방향을 판단하거나 차량의 주행 방향을 제어하기 곤란하다.

따라서 본 발명은 위에서 언급한 종래기술들이 가지는 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 차량의 주행 중 도로면에 표시되어 있는 차선을 기준으로 차량의 주행 방향을 판단하는 자동 주행 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 도로면에 표시되어 있는 차선을 기준으로 차량의 주행 방향을 판단하여 차량의 자동 주행을 유도할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 다수 레이저 광의 세기에 기초하여 간단하고 빠르게 차량의 이동 방향을 판단할 수 있는 자동 주행 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 자동 주행 제어 방법은 도로면에 소정 이격 거리로 다수의 레이저 광을 조사하는 단계와, 도로면에 반사되는 다수의 레이저 광을 수광하는 단계와, 수광한 다수의 레이저 광을 식별하고 식별한 다수 레이저 광의 세기를 측정하는 단계와, 다수의 레이저 광들 중 기준 레이저와 기준 레이저를 제외한 나머지 레이저 광의 세기 변화에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하는 단계 및 판단한 차량의 이동 방향에 기초하여 차량의 이동 방향을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 차량의 이동 방향을 판단하는 단계는 측정한 다수의 레이저 광의 세기에 기초하여 다수의 레이저 광들 중 기준 레이저 광을 통해 차선을 감지하는 단계와, 기준 레이저 광을 통해 차선을 감지한 경우 기준 레이저 광과 다수의 레이저 광들 중 기준 레이저를 제외한 나머지 레이저 광의 세기 변화를 비교하는 단계 및 비교 결과에 기초하여 차량이 차선을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하였는지 판단하는 단계를 통해 이루어진다.

다수의 레이저 광은 차량을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 조사되며, 다수의 레이저 광을 상기 차량을 기준으로 각각 좌측 방향과 우측 방향 모두로 조사하는 경우 차량의 이동 방향을 판단하는 단계는 좌측 방향으로 조사된 다수의 레이저 광에 기초하여 판단한 차량의 이동 방향과 우측 방향으로 조사된 다수의 레이저 광에 기초하여 판단한 차량의 이동 방향이 동일한지 판단하고 비교 결과가 동일한 경우에만 차량이 차선을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하였는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 자동 주행 제어 장치는 서로 다른 주파수로 펄스변조된 다수의 레이저 광 또는 특정 주파수로 펄스 변조된 서로 다른 주파수의 다수 레이저광을 생성하고 생성한 다수의 레이저 광을 도로면에 소정 이격 거리로 조사하는 레이저 조사부와, 도로면에서 반사되는 다수의 레이저 광을 수광하는 레이저 수광부와, 수광한 다수 레이저 광의 펄스변조 주파수 또는 파장에 기초하여 수광한 레이저 광을 식별하는 레이저 식별부와, 식별한 다수 레이저 광의 세기를 측정하고 측정한 다수 레이저 광들 중 기준 레이저와 기준 레이저를 제외한 나머지 레이저 광의 세기 변화에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하는 판단부 및 판단 결과에 기초하여 기준 레이저를 통해 차선이 계속하여 감지되도록 차량의 이동 방향을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 자동 주행 제어 방법은 종래 기술과 비교하여 다음과 같은 다양한 효과들을 가진다.

첫째, 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 다수의 레이저 광들 중 기준 레이저 광에 의해 차선을 감지한 이후 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 신호 세기 변화를 감지하여 차량의 이동 방향을 판단함으로써, 차량의 자동 주행을 유도할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 차선의 검색 또는 차량의 이동 방향을 복잡한 영상 처리가 필요없이 레이저 광의 세기 변화만에 기초하여 판단함으로써, 실시간으로 차선 검색 및 차량 이동 방향 판단이 가능하여 고속으로 주행하는 차량에서 자동 주행 제어가 가능하다.

셋째, 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 2개 또는 3개의 레이저만을 이용하여 차량의 이동 방향을 판단함으로써, 저렴한 비용으로 정확한 자동 주행 제어 장치를 제작할 수 있다.

넷째, 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법은 차량의 양측에서 각각 조사되는 다수의 레이저 광 세기에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하고 양측 각각에서 조사된 다수의 레이저 광의 세기에 기초하여 판단한 차량의 이동 방향이 동일한 경우에만 차량 이동 방향을 제어함으로써, 안전하게 차량의 이동 방향을 제어할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 차량의 자동 주행 제어 방법 및 그 장치에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 주행 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참고로 살펴보면, 도로면(10) 위에서 주행하는 차량(1)에서 도로면(10)으로 다수의 레이저 광(20)이 조사된다. 다수의 레이저 광(20)을 조사하는 레이저 조사부(미도시)는 차량(1)에 근접한 도로면(10)으로 레이저 광을 조사할 수 있도록 차량의 소정 위치, 바람직하게 차량의 앞쪽 좌측 또는 우측에 장착되어 있다. 한편, 레이저 수광부(미도시)는 도로면(10)에서 반사되는 레이저 광을 수광할 수 있는 범위 내에서 차량의 임의 위치에 장착될 수 있다. 바람직하게, 레이저 수광부는 광학계 전체를 일체화 할 수 있도록 레이저와 가까운 거리상에 위치된다.

레이저 조사부는 차량과 조사되는 레이저 광의 이격 간격이 일정하도록 고정되거나 차량과 조사되는 레이저 광의 이격 간격을 변경하도록 사용자에 의해 수동으로 레이저 광의 조사 각도가 제어될 수 있다.

차량(1)이 도로면(10)을 주행하는 동안, 레이저 조사부는 도로면(10)에 연속하여 다수의 레이저 광을 조사하며, 조사된 레이저 광은 도로면(10)에서 반사되어 레이저 수광부로 수광되는데, 도로면(10)의 차선(11)에서 반사되는 레이저 광의 세기와 차선 이외의 도로면(10)에서 반사되는 레이저 광의 세기는 서로 상이하다. 즉, 도로면(10)의 차선(11)에서 반사되는 레이저 광의 세기는 차선(11)이 표시되어 있지 않은 도로면(10)에서 반사되는 레이저 광의 세기보다 크다. 이러한 레이저 광의 반사 세기에 기초하여 다수의 레이저 광 중 기준 레이저 광에 의해 차선이 검색되는 경우, 다수의 레이저 광 중 기준 레이저와 기준 레이저를 제외한 나머지 레이저 광 사이의 신호 세기 변화에 기초하여 차량(1)이 도로면(10)에서 차량의 주행 방향을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이동하였는지를 판단한다.

바람직하게, 다수의 레이저 광(20)을 조사하는 레이저 조사부는 차량의 좌측 또는 우측의 일측에만 장착되어 있거나 차량의 좌측과 우측 양측에 장착되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 주행 제어 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다.

도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 차량의 좌측 또는 우측에 장착되어 있는 레이저 조사부(110)는 변조 주파수 제어부(105)의 제어에 따라 서로 다른 주파수로 변조된 다수의 레이저 광 또는 특정 주파수로 변조된 파장이 서로 다른 다수의 레이저 광을 도로면으로 조사한다. 도로면으로 조사되는 다수의 레이저 광은 펄스 변조되어 있는데, 변조 주파수 제어부(105)는 파장이 동일한 레이저를 사용하는 경우 다수의 레이저 광을 서로 다른 주파수의 펄스로 변조 제어하며 파장이 다른 레이저를 사용하는 경우 특정 주파수의 펄스로 변조 제어한다. 다수의 레이저 광은 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광으로 구분되는데, 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광은 변조 주파수 또는 파장에 따라 식별된다. 여기서 기준 레이저 광이란 다수의 레이저 광들 중 하나의 레이저 광으로 도로면의 차선을 검색하고 검색한 차선에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하는데 기준이 되는 레이저 광을 의미한다.

도로면으로 조사된 다수의 레이저 광은 도로면에서 반사되어 레이저 수신부(120)로 수신된다. 레이저 수신부(120)의 구성을 도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 레이저 수신부(120)는 도로면에서 반사되어 되돌아오는 다수의 레이저 광을 수광하는 수광부(121), 수광한 레이저 광 신호에 섞여 있는 DC 성분의 신 호를 제거하는 AC 커플링부(123), AC 커플링된 레이저 광 신호에서 각 레이저 광의 펄스 주파수 대역을 필터링하거나 잡음 신호를 제거하는 필터링부(125) 및 필터링된 아날로그의 레이저 광 신호를 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부(127)를 구비하고 있다. 레이저 조사부(110)를 통해 도로면으로 조사된 다수의 레이저 광은 고주파 성분이며, 여기서 AC 커플링부(123)와 필터링부(125)는 고주파 성분의 레이저 광만을 필터링하기 위하여 수광한 레이저 광 신호에서 직류(DC) 성분 또는 저주파 대역의 잡음 신호를 제거는 고주파 필터로 동작한다.

다시 도 2를 참고로 살펴보면, 레이저 식별부(130)는 수신한 다수의 레이저 광을 변조 주파수 또는 파장에 기초하여 기준 레이저 광과 도로면에서 기준 레이저 광의 좌측 또는 우측으로 조사되는 나머지 레이저 광으로 식별한다. 판단부(140)는 세기 측정부(141), 세기 비교부(143) 및 이동 방향 판단부(145)를 구비하고 있는데, 식별한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기를 측정하고 측정한 레이저 광의 세기에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단한다. 세기 측정부(140)는 수신한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 신호 세기를 실시간으로 측정하며, 세기 비교부(143)는 측정한 세기에 기초하여 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기를 비교한다. 바람직하게, 세기 비교부(143)는 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기를 비교하거나, 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기 차이를 계산한다. 이동 방향 판단부(145)는 기준 레이저에 의해 차선이 검색되었는지를 판단하며, 기준 레이저에 의해 차선이 검색된 경우 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기 또는 세기 차이에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단한다. 제어부(150)는 판단부(140)의 판단 결과에 기초하여 차량을 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하도록 제어한다.

레이저 조사부(110)에서 생성된 레이저 광이 도로면을 조사하는 각도는 고정되어 있어 차량과 레이저 광이 조사되는 도로면의 이격 간격은 일정하게 유지된다. 그러나 본 발명이 적용되는 환경에 따라 사용자는 레이저 조사부(110)에서 생성되는 레이저 광의 조사 각도를 변경 조절할 수 있다. 구동 제어부(160)는 레이저 광의 조사 각도를 변경하기 위한 사용자 명령에 따라 레이저 조사부(110)에서 생성된 레이저 광의 조사 각도를 변경하여 도로면에서 차량을 이동하여 차선을 감지하는 대신 레이저 광 자체를 차선 위로 이동하여 차선을 감지하고 적절한 차량과 차선과의 간격을 운전자가 직접 지정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 도로면으로 서로 다른 주파수의 펄스로 변조된 파장이 같은 또는 특정 주파수로 펄스 변조된 서로 다른 파장의 다수의 레이저 광을 조사한 후(S1), 도로면에서 반사되어 되돌아오는 다수의 레이저 광을 수신한다(S3). 수신한 다수의 레이저 광을 펄스 주파수 또는 파장별로 식별하여 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광으로 구분한 후, 구분된 각 레이저 광의 세기를 계산하거나 또는 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광 사이의 세기 차이를 계산한다(S5). 계산한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기 또는 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광 사이의 세기 차이에 기초하여 도로면의 차선을 검색하 고, 차량이 주행 방향을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하였는지를 판단한다(S7). 바람직하게, 차량의 좌측과 우측에서 각각 조사되는 다수의 레이저 광으로부터 판단한 차량의 이동 방향이 동일한지 여부를 판단하고(S8), 판단 결과가 동일한 경우 기준 레이저 광이 차선에 조사 유지되도록 차량의 이동 방향을 제어한다(S9).

도 5는 본 발명에 따라 차량의 이동 방향을 판단하는 단계의 일 예를 보다 구체적으로 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 식별한 다수 레이저 광의 세기에 기초하여 기준 레이저에 의해 차선을 감지한다(S11). 식별한 다수 레이저 광의 세기에 기초하여 기준 레이저를 통해 차선을 감지하는 방식의 일 예로 기준 레이저 광의 세기가 제1 임계값을 초과하는 경우 기준 레이저 광에 의해 도로면의 차선을 감지하는 것으로 판단한다. 식별한 다수 레이저 광의 세기에 기초하여 기준 레이저 광에 의해 차선을 감지하는 방식의 다른 예로 기준 레이저 광의 세기와 나머지 레이저 광의 세기 차이가 제2 임계값을 초과하는 경우 기준 레이저 광에 의해 도로면의 차선을 감지하는 것으로 판단한다.

위에서 설명한 방식 중 하나의 방식으로 기준 레이저 광에 의해 차선이 감지된 경우 실시간으로 계속하여 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기를 측정하여 측정한 기준 레이저 광의 세기와 나머지 레이저 광의 세기 변화를 판단하고(S13), 판단한 기준 레이저 광의 세기와 나머지 레이저 광의 세기 변화에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단한다(S15). 차량 이동 방향은 기준 레이저에 의해 차 선이 감지된 이후, 기준 레이저 광에 의해 차선이 감지되지 않은 경우 즉, 기준 레이저 광의 세기가 나머지 레이저 광의 세기보다 작게 또는 기준 레이저 광의 세기가 나머지 레이저 광의 세기와 비교하여 제3 임계값보다 작게 변화하였는지의 여부에 따라 차량의 이동 방향을 판단한다.

도 6은 차량의 좌측으로 2개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예를 도시하고 있으며, 도 7은 차량의 좌측에서 도로면으로 조사되는 2개의 레이저 광을 이용하여 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.

먼저 도 6을 참고로 2개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 6(a)에 도시되어 있는 것과 같이 도로면의 차선(11)에 기준 레이저 광(a)이 조사되고 있으며, 기준 레이저 광(a)과 소정 이격 간격(d)으로 떨어져 나머지 1개의 레이저 광(b)이 도로면으로 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(a)과 나머지 레이저 광(b) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 차선(11)에서 반사되는 기준 레이저 광(a)의 세기는 도로면으로 반사되는 나머지 레이저 광(b)의 세기보다 크다.

한편, 도 6(b)에 도시되어 있는 것과 같이 도로면으로 기준 레이저 광(a)이 조사되고 있으며, 기준 레이저 광(a)과 소정 이격 간격으로 떨어져 나머지 1개의 레이저 광(b)이 도로면의 차선(11)으로 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(a)과 나머지 레이저 광(b) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 도로면에서 반사되는 기준 레이저 광(a)의 세기는 차선(11)에서 반사되는 나머지 레이저 광(b)의 세기보다 작다.

한편, 도 6(c)에 도시되어 있는 것과 같이 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광이 모두 차선을 제외한 도로면으로 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(a)과 나머지 레이저 광(b) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 도로면으로 조사되는 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 반사 세기는 차선(11)에서 반사될 때의 세기보다 작으며 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기는 거의 동일하다.

도 6에서 설명한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 다양한 조사 예에 따라 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 도 7을 참고로 살펴보면, 자동 주행 모드로 설정되어 있는지 여부를 판단한 후(S21), 자동 주행 모드로 설정되어 있는 경우 측정한 기준 레이저 광의 세기와 나머지 레이저 광의 세기 차이를 계산하여 기준 레이저 광의 세기가 나머지 레이저 광의 세기보다 제4 임계값 이상 크다고 판단되는 경우(S22) 즉, 기준 레이저 광이 차선을 조사하는 경우 그대로 차량의 이동 방향을 유지한다(S23). 그러나 측정한 나머지 레이저 광의 세기가 기준 레이저 광의 세기보다 제5 임계값 이상 크다고 판단되는 경우(S24) 즉, 기준 레이저 광이 도로면을 조사하고 나머지 레이저 광이 차선을 조사하는 경우 차량이 좌측으로 이동하였다고 판단한다(S25). 한편, 기준 레이저 광의 세기와 나머지 레이저 광의 크기 차이가 제6 임계값 이하로 판단되는 경우(S26), 즉 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광이 모두 차선을 조사하지 않고 도로면을 조사하는 경우 차량의 이동 방향이 우측으로 이동하였다고 판단한다(S27). S22 내지 S27은 S21에서 주행 모드가 운전자에 의해 직접 차량을 주행하는 수동 주행 모드로 판단될 때까지 차량 주행 중 계속 반복해서 실행된다.

도 8은 차량의 좌측으로 3개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예를 도시하고 있으며, 도 9는 차량의 좌측에서 도로면으로 조사되는 3개의 레이저 광을 이용하여 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다. 소정 이격 간격으로 떨어져 도로면으로 조사되는 3개의 레이저 광들 중 중간에 위치하는 레이저 광은 기준 레이저 광으로 동작한다.

먼저 도 8을 참고로 3개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 8(a)에 도시되어 있는 것과 같이 도로면에 조사되는 3개의 레이저 광들 중 기준 레이저 광(b)은 도로면의 차선(11)에 조사되고 있으며, 나머지 제1 및 제2 레이저 광들(a, c)은 기준 레이저 광을 중심으로 소정 이격 간격(d)으로 떨어져 도로면에 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 및 제2 레이저 광(a, c) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 차선(11)에서 반사되는 기준 레이저 광(b)의 세기는 도로면으로 반사되는 나머지 제1 및 제2 레이저 광(a, c)의 세기보다 크다.

한편, 도 8(b)에 도시되어 있는 것과 같이 도로면에 조사되는 3개의 레이저 광들 중 나머지 제2 레이저 광(c)은 도로면의 차선(11)에 조사되고 있으며, 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 레이저 광(c)은 도로면에 조사되고 있다. 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 또는 제2 레이저 광(a, c)은 소정 이격 간격(d)으로 서로 떨어져 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 또는 제2 레이저 광(a, c) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 차 선(11)에서 반사되는 나머지 제2 레이저 광(c)의 세기는 도로면으로 반사되는 기준 레이저 광(b) 또는 나머지 제1 레이저 광(a)의 세기보다 크다.

한편, 도 8(c)에 도시되어 있는 것과 같이 도로면에 조사되는 3개의 레이저 광들 중 나머지 제1 레이저 광(a)은 도로면의 차선(11)에 조사되고 있으며, 기준 레이저 광(b)과 나머지 제2 레이저 광(c)은 도로면에 조사되고 있다. 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 또는 제2 레이저 광(a, c)은 소정 이격 간격(d)으로 서로 떨어져 조사되고 있다. 바람직하게, 기준 레이저 광(b)과 나머지 제1 또는 제2 레이저 광(a, c) 사이의 이격 간격은 차선의 폭(d)과 동일한 것을 특징으로 한다. 차선(11)에서 반사되는 나머지 제1 레이저 광(a)의 세기는 도로면으로 반사되는 기준 레이저 광(b) 또는 나머지 제2 레이저 광(c)의 세기보다 크다.

도 8에서 설명한 기준 레이저 광과 나머지 제1 및 제2 레이저 광의 다양한 조사 예에 따라 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 도 9를 참고로 살펴보면, 자동 주행 모드로 설정되어 있는지 여부를 판단한 후(S31), 자동 주행 모드로 설정되어 있는 경우 측정한 기준 레이저 광의 세기와 나머지 제1 레이저 광의 세기 차이 및 기준 레이저 광의 세기와 나머지 제2 레이저 광의 세기 차이가 제4 임계값 이상 크다고 판단되는 경우(S32) 즉, 기준 레이저 광이 차선을 조사하는 경우 그대로 차량의 이동 방향을 유지한다(S33).

그러나 측정한 나머지 제2 레이저 광의 세기와 기준 레이저 광의 세기 차이 및 나머지 제2 레이저 광의 세기와 제1 레이저 광의 세기 차이가 제5 임계값 이상 크다고 판단되는 경우(S34) 즉, 기준 레이저 광과 나머지 제1 레이저 광이 도로면 을 조사하고 나머지 제2 레이저 광이 차선을 조사하는 경우 차량이 좌측으로 이동하였다고 판단한다(S35).

한편, 측정한 나머지 제1 레이저 광의 세기와 기준 레이저 광의 세기 차이 및 나머지 제1 레이저 광의 세기와 제2 레이저 광의 세기 차이가 제5 임계값 이상 크다고 판단되는 경우(S36) 즉, 기준 레이저 광과 나머지 제2 레이저 광이 도로면을 조사하고 나머지 제1 레이저 광이 차선을 조사하는 경우 차량이 우측으로 이동하였다고 판단한다(S37). S32 내지 S37은 S21에서 주행 모드가 운전자에 의해 직접 차량을 주행하는 수동 주행 모드로 판단될 때까지 차량 주행 중 계속 반복해서 실행된다.

한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 2개 또는 3개의 레이저 광을 도로면으로 조사하는 대신 그 이상의 레이저 광을 도로면으로 조사하여 차량의 주행 방향을 판단할 수 있으며, 이러한 경우 기준 레이저 광의 위치를 달리할 수 있다. 또한, 도로면으로 조사되는 다수의 레이저 광의 이격 거리는 차선의 폭과 달리 차선의 폭보다 크게 또는 좁게 설정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 3는 본 발명에 따른 레이저 수신부를 보다 구체적으로 설명하는 기능 블록도이다.

도 6은 차량의 좌측으로 2개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예를 도시하고 있다.

도 7은 차량의 좌측에서 도로면으로 조사되는 2개의 레이저 광을 이용하여 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.

도 8은 차량의 좌측으로 3개의 레이저 광이 도로면에 조사되는 다양한 예를 도시하고 있다.

도 9는 차량의 좌측에서 도로면으로 조사되는 3개의 레이저 광을 이용하여 차량의 이동 방향을 판단하는 방법의 일 예를 설명하는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

105: 변조 주파수 제어부 110: 레이저 조사부

120: 레이저 수신부 130: 레이저 식별부

140: 판단부 141: 세기 측정부

143: 세기 비교부 145: 이동 방향 판단부

150: 제어부

Claims

(a) 도로면에 다수의 레이저 광을 소정 이격 거리로 조사하는 단계;

(b) 상기 도로면에서 반사되는 상기 다수의 레이저 광을 수광하는 단계;

(c) 상기 수광한 다수의 레이저 광을 기준 레이저 광과 기준 레이저 광을 제외한 나머지 레이저 광으로 구분하여 식별하고, 상기 식별한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기를 측정하는 단계;

(d) 상기 측정한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기에 기초하여 차선을 감지한 후, 상기 기준 레이저와 상기 나머지 레이저 광의 세기 변화에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하는 단계; 및

(e) 상기 판단한 차량의 이동 방향에 기초하여 차량의 이동 방향을 제어하는 단계를 포함하는 자동 주행 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 차량의 이동 방향을 판단하는 단계는

상기 측정한 기준 레이저 광과 나머지 레이저 광의 세기에 기초하여 상기 다수의 레이저 광들 중 기준 레이저 광을 통해 차선을 감지하는 단계;

상기 기준 레이저 광을 통해 차선을 감지한 경우, 상기 기준 레이저 광과 상기 나머지 레이저 광의 세기 변화를 비교하는 단계; 및

상기 비교 결과에 기초하여 차량이 차선을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하였는지 판단하는 단계를 포함하는 자동 주행 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 다수의 레이저 광은 상기 차량을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 조사되며,

상기 다수의 레이저 광을 상기 차량을 기준으로 각각 좌측 방향과 우측 방향 모두로 조사하는 경우, 상기 차량의 이동 방향을 판단하는 단계는

상기 좌측 방향으로 조사된 다수의 레이저 광에 기초하여 판단한 상기 차량의 이동 방향과 상기 우측 방향으로 조사된 다수의 레이저 광에 기초하여 판단한 상기 차량의 이동 방향이 동일한지 판단하는 더 포함하며,

상기 비교 결과가 동일한 경우에만, 상기 차량이 차선을 기준으로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동하였는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 2 항에 있어서, 차량의 이동 방향을 제어하는 단계는

상기 차량의 이동 방향에 기초하여 상기 차선을 감지한 기준 레이저 광이 항상 차선을 감지하도록 상기 차량의 이동 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 수광한 기준 레이저 광의 세기와 상기 수광한 나머지 레이저 광의 세기 가 제1 임계값 차이나는 경우, 상기 기준 레이저 광에 의해 차선이 감지되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 수광한 기준 레이저 광의 세기가 제2 임계값을 초과하는 경우, 상기 기준 레이저 광에 의해 차선이 감지되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 다수의 레이저 광의 수는 2개 또는 3개 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

도로면으로 조사되는 상기 다수의 레이저 광은 펄스 변조되고 상기 다수 레이저 광 각각의 펄스 변조 주파수는 서로 상이하며, 상기 수광한 레이저 광의 펄스 변조 주파수를 통해 상기 다수의 레이저 광을 서로 식별하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

도로면으로 조사되는 상기 다수의 레이저 광은 펄스 변조되고 상기 다수 레 이저 광 각각의 파장은 서로 상이하며,

상기 레이저 식별부는 상기 수광한 레이저 광의 파장을 통해 상기 다수의 레이저 광을 서로 식별하는 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
제 1 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도로면으로 조사되는 다수의 레이저 광들 사이의 이격 거리는 차선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 자동 주행 제어 방법.
서로 다른 변조 주파수를 가지는 다수의 레이저 광을 생성하고, 상기 생성한 다수의 레이저 광을 도로면에 소정 이격 거리로 조사하는 레이저 조사부;

상기 도로면에서 반사되는 상기 다수의 레이저 광을 수광하는 레이저 수광부;

상기 수광한 다수 레이저 광의 변조 주파수 또는 파장에 기초하여 상기 수광한 다수 레이저 광을 서로 식별하는 레이저 식별부;

상기 식별한 다수 레이저 광의 세기를 측정하고, 상기 측정한 다수 레이저 광들 중 기준 레이저와 상기 기준 레이저를 제외한 나머지 레이저 광의 세기 변화에 기초하여 차량의 이동 방향을 판단하는 판단부; 및

상기 판단 결과에 기초하여 상기 기준 레이저를 통해 차선이 계속하여 감지되도록 상기 차량의 이동 방향을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 11 항에 있어서,

도로면으로 조사되는 레이저 광의 조사 각도를 변경하기 위한 사용자 명령에 따라 상기 레이저 조사부를 구동 제어하여 상기 레이저 광의 조사 각도를 변경시키는 구동 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.