KR101271235B1

KR101271235B1 - 주행정보 제공장치 및 제공방법

Info

Publication number: KR101271235B1
Application number: KR1020110133077A
Authority: KR
Inventors: 문철우; 최세범
Original assignee: 자동차부품연구원
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-06-10

Abstract

본 발명은 주행정보 제공장치 및 제공방법에 관한 것으로, 운전자로부터 주행을 위한 초기정보 및 안락도를 입력받는 입력부, 상기 입력부를 통해 입력된 안락도에 기초해서 횡 방향 가속도에 따른 안락도를 설정하는 안락도 설정부, 차량의 주행 도중 현재 차량정보를 감지하는 감지부, 상기 초기정보에 기초해서 목적지까지의 경로를 검색하고 검색된 경로를 따라 주행하는 도중에 상기 감지부의 현재 차량정보와 안락도에 따른 최적 주행정보를 산출하는 제어부 및 상기 최적 주행정보를 표시하는 표시부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 주행정보 제공장치 및 제공방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 HUD를 통해 현재 차량의 위치, 주행경로에 따라 주행할 수 있는 적정 차선 및 주행방향을 증강 현실로 생성해서 차량의 전면유리에 표시할 수 있다.

Description

주행정보 제공장치 및 제공방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING DRIVING IMFORMATION}

본 발명은 주행정보 제공장치 및 제공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 주행시 목표지점까지 미리 설정된 주행 조건에 따라 최적 주행경로 및 적정 주행 속도를 제공하는 주행정보 제공장치 및 제공방법에 관한 것이다.

운전자가 도로의 커브길을 주행할 때에는 반드시 그 도로의 중앙선을 따라 운전하지는 않는다. 마찬가지로, 커브를 지나 직선주로에 들어선 뒤에도 반드시 직선으로 주행하지는 않는다.

운전자는 각기 자신의 숙련도와 성향에 따라 운전경로를 설정하게 되고, 그 경로에 따라 주행하게 된다. 이러한 과정을 거쳐 생성되는 운전경로를 '목표경로(Target Path)'라 한다. 경로에 대한 재설정이 이루어진 이후에, 목표경로는 새로운 기준(Reference Path)을 따라가게 된다.

비록 목표경로가 개인적인 운전자에 대하여 다르게 정해진다고 하더라도, 부드럽게(smoothly) 커브를 지나려고 하는 경향은 모든 운전자에게서 나타나는 공통적인 성향이라 할 수 있다.

달리 말하면, 운전자는 될수록 적은 횡 방향 가속도(Lateral acceleration)를 가지게끔 주행할 뿐만 아니라, 코너링 시에도 되도록 짧은 주행거리를 가지려고 하는 특성이라 할 수 있다.

고속도로 주행에 관한 연구 결과를 살펴보면, 운전자는 무난한 정도의 횡 방향 가속도를 유지하게끔 주행하는 특성을 가지고 있다

그러므로 운전자가 어느 정도 일정한 범위의 횡 방향 가속도를 유지하려고 한다는 점은 명백하다. 이러한 운전자의 성향은 목표경로 계획(Target Path Planning)을 통하여 나타낼 수 있다. 이는 주행속도를 조절하지 않고, 주어진 경로에 대하여 최대한 부드러운 조향을 유지하도록 하는 것이다.

그러므로 목표경로 계획은 경로 곡선화(Road Soothing) 과정의 하나라고 말할 수 있다.

한편, 최근 개발된 헤드 업 디스플레이(Head Up Display, 이하 'HUD'라 함)는 차량의 여러 가지 주행정보를 전면유리창에 표시해주는 장치이다.

일반적인 HUD는 주행속도, 진행방향, 차량상태와 같은 차량의 기본적인 주행정보만을 표시하였다.

예를 들어, 종래의 차량용 HUD는 차량의 주행 속도 및 내비게이션과 연동한 진행방향 등 기존의 단순한 정보만을 표시해주는 장치로써만 활용되고 있다.

따라서 목표경로 계획에 따른 차량의 현재 주행상태, 예정 주행경로 및 운전의지 등을 내비게이션에서 전달된 정보를 종합적으로 활용 및 판단하여 능동적으로 운전자에게 최적 주행경로 등의 정보를 HUD를 이용해서 현실적으로 제공할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 목표경로 계획에 따라 주행정보를 최적화하여 제공하는 주행정보 제공장치 및 제공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 HUD와 증강 현실 기술을 이용해 차선정보, 주행경로, 주행속도를 포함하는 주행정보를 최적화하여 제공하는 주행정보 제공장치 및 제공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차량의 주행시 미리 설정된 횡 방향 가속도나 안락성 정도에 기초해서 산출된 주행경로를 제공하는 주행정보 제공장치 및 제공방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 운전자로부터 주행을 위한 초기정보 및 안락도를 입력받는 입력부, 상기 입력부를 통해 입력된 안락도에 기초해서 횡 방향 가속도에 따른 안락도를 설정하는 안락도 설정부, 차량의 주행 도중 현재 차량정보를 감지하는 감지부, 상기 초기정보에 기초해서 목적지까지의 경로를 검색하고 검색된 경로를 따라 주행하는 도중에 상기 감지부의 현재 차량정보와 안락도에 따른 최적 주행정보를 산출하는 제어부 및 상기 최적 주행정보를 표시하는 표시부를 포함한다.

본 발명은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기와 지도 데이터를 저장하는 지도 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감지부는 차량의 주행시 차선을 감지하는 차선감지센서, 도로의 노면 상태를 스캔하는 비전 센서, 조향 휠의 회전 각도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서 및 스로틀의 개방 각도를 감지하는 스로틀 포지션 센서 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 GPS 신호와 초기정보를 이용해 지도상에서 목적지까지의 경로를 검색하는 경로 검색부, 상기 경로 검색부로부터 검색된 경로를 주행하는 도중에 상기 감지부에서 감지된 현재 차량정보와 상기 안락도에 기초하여 최적화된 주행정보를 산출하는 주행정보 산출부, 상기 주행정보 산출부로부터 산출된 주행정보를 표시하는 증강 현실을 생성하는 증강 현실 생성부 및 상기 경로 검색부로부터 검색된 경로와 상기 증강 현실 생성부로부터 생성된 증강 현실을 상기 표시부로 출력하는 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주행정보 산출부는 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 수학식 1 및 수학식 2로 정의되는 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로로 주행하기 위한 주행정보를 산출되는 것을 특징으로 한다.

.....................[수학식 1]

여기서, A는 운전자 위치, B는 주시점, L은 A와 B 사이의 주시점 거리, L_A와 L_B는 차량의 회전중심(I.C)에서 A 및 B까지의 순간적인 거리, V_A는 주행 중인 차량의 속도, V_B는 주시점 B에서의 속도벡터.

.........[수학식 2]

여기서, (x_A, y_A)는 i번째 주시점을 사용하여 얻은 목표경로의 좌표값.

상기 표시부는 차량의 전면유리에 정보를 표시하는 헤드 업 디스플레이인 것을 특징으로 한다.

GPS 수신기와 지도 저장부를 구비한 내비게이션과 연결되는 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 차량이 주행할 경로를 설정하기 위한 초기정보를 입력받는 단계, (b) 차량 주행시 안락도를 설정하는 단계, (c) 상기 초기정보를 이용해 목적지까지의 경로를 검색하는 단계, (d) 상기 (c)단계에서 검색된 경로를 주행하는 도중에 현재 차량정보를 감지하는 단계 및 (e) 상기 (d)단계에서 감지된 현재 차량정보에 기초하여 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 획득하고, 획득된 운동경로 중에서 상기 (b)단계에서 설정된 안락도로 주행하기 위한 주행정보를 산출하여 제공하는 단계를 포함한다.

상기 (d)단계는 차량의 주행시 차선 정보, 도로의 노면 상태 정보, 조향 휠의 회전 각도 정보, 스로틀의 개방 각도 정보 중에서 적어도 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 (e)단계는 (e1) 상기 차량이 주행할 주행속도를 산출하는 단계, (e2) 상기 (e1)단계에서 산출된 주행속도를 이용해 주행경로를 산출하는 단계, (e3) 상기 (e2)단계에서 산출된 주행경로 및 주행속도를 포함하는 주행정보를 증강 현실로 생성하는 단계 및 (e4) 상기 (e3)단계에서 생성된 증강 현실과 상기 (c)단계에서 검색된 경로를 헤드 업 디스플레이를 이용해 차량의 전면유리에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (e1)단계에서 상기 주행속도는 주시점 거리를 이용해서 수학식 1에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.

.....................[수학식 1]

상기 (e1)단계에서 상기 주행속도는 실험치에 의해 안락도 및 회전반경별로 매핑시켜 저장된 데이터에서 차량의 주행 시 상기 (b)단계에서 설정된 레벨의 안락도를 갖도록 회전반경별로 매핑된 주행속도를 검색하여 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 (e2)단계는 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 수학식 2로 정의되는 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로로 주행하기 위한 주행정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.

.........[수학식 2]

상기 주행정보는 차량의 차선 내 현재위치, 정해진 차선 내에서의 주행경로, 주행속도 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 HUD를 통해 현재 차량의 위치, 주행경로에 따라 주행할 수 있는 적정 차선 및 주행방향을 증강 현실로 생성해서 차량의 전면유리에 표시할 수 있다.

특히, 본 발명은 차선이 불명확한 도로에서도 증강현실을 이용해 차량의 현재 차선 내 위치를 정확하게 표시함에 따라 운전자의 차선 인지율을 극대화할 수 있다.

그리고 본 발명은 차선에 따른 주행정보뿐만 아니라, 경로 곡선화 알고리즘을 이용해 최적 주행경로를 산출하여 정해진 차선 내에서의 최적 주행경로를 표시함에 따라 운전자가 미리 설정한 안락도에 기초하여 주행하게 할 수 있다.

또한 본 발명은 최적 주행경로와 함께 최적 주행속도를 표시함에 따라 과속 및 과속으로 인한 차량의 전복 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 운전의 편의성 및 안정성을 향상시키며, 연비 효율을 극대화하는 효과를 가진다.

이와 함께, 본 발명은 일반적인 내비게이션과 연동하는 경우, 내비게이션으로부터 제공된 지도 데이터 및 경로를 이용해서 최적 주행경로를 제공하여 별도의 지도 데이터나 GPS 수신기를 구비할 필요가 없어 시스템의 제작비용을 절감하고, 내비게이션의 활용도를 향상시킬 수도 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공장치의 블록 구성도,
도 2 및 도 3은 안락도 설정에 따른 주행경로를 보인 예시도,
도 4는 도 1에 도시된 주행정보 산출부에서 주행정보를 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프,
도 5는 표시부에 표시된 증강 현실을 이용한 주행정보의 예시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공방법을 단계별로 설명하는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공장치 및 제공방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공장치의 블록 구성도이고, 도 2 및 도 3은 안락도 설정에 따른 주행경로를 보인 예시도이다.

그리고 도 4는 도 1에 도시된 주행정보 산출부에서 주행정보를 산출하는 과정을 설명하기 위한 그래프이며, 도 5는 표시부에 표시된 증강 현실을 이용한 주행정보의 예시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자로부터 주행을 위한 초기정보 및 안락도를 입력받는 입력부(10), 입력부(10)를 통해 입력된 안락도에 기초해서 주행시 횡 방향 가속도에 따른 안락도를 설정하는 안락도 설정부(20), 현재 차량정보를 감지하는 감지부(30), 초기정보에 기초해서 목적지까지의 경로를 검색하고 검색된 경로를 따라 주행하는 도중에 감지부(30)에서 감지된 현재 차량정보와 안락도에 따른 최적 주행정보를 산출해서 제공하는 제어부(40) 및 최적 주행정보를 표시하는 표시부(50)를 포함한다.

이와 함께, 본 실시 예에 따른 주행정보 제공장치는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기(60)와 지도 데이터를 저장하는 지도 저장부(70)를 더 포함한다.

하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, GPS 수신기(60)와 지도 저장부(70)는 일반적인 내비게이션에 구성되는 부분이므로, 본 발명은 인터페이스를 이용해서 차량에 구비된 내비게이션과 제어부를 연결하여 내비게이션으로부터 제공된 지도데이터와 경로를 이용해 주행정보를 제공하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.

여기서, 상기 초기정보는 차량을 주행할 출발지(또는 현재 위치)로부터 목적지까지 경로를 검색하기 위해 필요한 정보를 말한다.

그리고 상기 현재 주행정보는 차량의 현재 위치, 조향 각도, 스로틀 각도, 도로 노면 상태와 같은 정보를 말한다.

또 상기 최적 주행정보는 차선정보, 주행속도 및 주행경로를 포함한다.

상기 안락도는 차량의 주행 도중에, 특히 회전 주행 시 횡 방향 가속도(lateral acceleration)에 따른 안락성의 정도를 말하는 것으로, 횡 방향 가속도가 커지면 동일한 회전 코스에서 차량의 회전 반경이 커져서 안락도가 저하되고(aggressive), 횡 방향 가속도가 작아지면 동일한 회전 코스에서도 차량의 회전 반경이 작아져서 안락도가 향상된다(comfortable).

예를 들어, 본 실시 예에서 입력부(10)는 운전자로부터 1 내지 5레벨 중에서 어느 하나의 레벨을 입력받는다.

그리고 안락도 설정부(20)는 입력된 레벨에 따라 안락도가 점차 높아지도록 미리 설정된 1 내지 5레벨의 안락도를 설정하고, 제어부(40)는 설정된 안락도에 기초해서 주행경로를 산출한다.

여기서, 상기 주행속도는 실제 주행시 설정된 레벨의 안락도를 갖도록 미리 실험치에 의해 회전반경별로 매핑되어 저장된 속도이다.

이에 따라, 본 실시 예에서는 안락도 설정부에서 설정된 안락도에 따라 차량의 주행경로가 다르게 생성된다.

즉, 본 발명은 안락도가 낮게 설정되면, 차량의 횡 방향 가속도가 커지면서 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전 구간에서 급회전하도록 주행경로를 생성한다.

반면, 본 발명은 안락도가 높게 설정될수록 차량의 횡 방향 가속도가 점차적으로 작아지면서 도 2 및 도 3에 도시된 화살표 방향을 따라 회전 구간에서 부드럽게 회전하는 주행경로를 생성한다.

감지부(30)는 차량의 주행시 차선을 감지하는 차선감지센서(lane sensor)(31), 도로의 노면 상태를 스캔하는 비전 센서(vision sensor)(32), 조향 휠의 회전 각도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서(sensor of wheel steering, 이하 '조향 센서'라 약칭함)(33) 및 스로틀의 개방 각도를 감지하는 스로틀 포지션 센서(34)와 같은 각종 감지센서를 포함한다.

제어부(40)는 GPS 신호와 초기정보를 이용해 지도 저장부에 저장된 지도상에서 목적지까지의 경로를 검색하는 경로 검색부(41), 검색된 경로를 주행하는 도중에 감지부(30)에서 감지된 현재 차량정보 및 안락도에 기초하여 최적화된 주행정보를 산출하는 주행정보 산출부(42), 산출된 주행정보를 표시하는 증강 현실을 생성하는 증강 현실 생성부(43) 및 검색된 경로와 증강 현실을 표시부(50)로 출력하는 영상 출력부(44)를 포함한다.

경로 검색부(41)는 GPS 수신기(60)로부터 수신된 GPS 신호를 이용해 현재 위치를 산출하고, 지도 저장부(70)에 저장된 지도 데이터를 이용해 현재 위치 또는 입력부(10)를 통해 입력된 출발지로부터 목적지까지의 경로를 검색한다.

주행정보 산출부(42)는 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 미리 저장된 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로로 주행하기 위한 주행정보를 산출한다.

여기서, 주행정보는 주행경로에 따라 주행할 수 있는 적정 차선을 안내하는 차선정보, 운전자에 의해 설정된 안락도로 주행하기 위한 주행속도 및 차량의 현재 차선 내 위치와 정해진 차선 내에서의 최적화된 경로인 주행경로를 포함한다.

상기 경로 곡선화 알고리즘은 인간의 목표경로 계획과 유사한 것으로, 도 4를 참조해서 경로 곡선화 알고리즘을 이용해 목표경로가 정의되는 과정을 상세하게 설명하기로 한다.

운전자는 점 B로 정의된 주시점 위치(Preview location)의 조건에 기반하여 목표경로를 정의하게 된다. 여기서, 주시점 B(Preview point)에 대한 운전자 A로부터의 주시점 거리(Preview distance)를 L로써 정의한다.

여기서, 주시점 거리 L은 상수가 아니고, 일반적으로 차량속도와 도로 구배 및 여러 가지 다른 환경적 조건에 따른 함수로써 표현된다. 특히, 본 실시 예에서는 운전자에 의해 설정된 안락도와 비례한다.

우선, 주어진 주시점 거리 L에 대하여, 점 B의 궤적(Trajectory)은 도로의 중앙선을 따라간다고 가정하며, 이에 따라 점 A의 경로는 정의될 수 있다.

점 A의 경로에 의해 만들어진 차량의 궤적은 최단 이동거리를 가지도록 한다. 이러한 과정은 점 A의 순간적인 속도가 점 A와 B를 연결하는 선에 평행하도록 만드는 홀로노믹 구속(Holonomic constraint) 조건 하에서 이루어진다.

결과적으로, 점 A는 주어진 구속조건 하에서, 가장 짧고 부드러운 이동 경로를 가지게 된다. 결과에 대한 궤적은 대부분의 운전자에 의해 인지된 목표경로와 잘 부합한다.

이와 같은 경로 곡선화 알고리즘은 수학식 1에 따라 점 A의 궤적을 계산할 수 있다.

즉, V_B를 주시점 B에서의 속도벡터로 정의하고, V_A를 주행중인 차량 A의 속도로 각각 나타낼 때, L은 주시점 거리이고, L_A와 L_B는 차량의 회전중심(I.C)에서 A 및 B까지의 순간적인 거리라고 표현할 수 있다.

한편, 점 A의 위치에 대한 값은 위에서 구한 속도벡터의 적분을 통해 얻을 수 있다.

따라서 차량 A의 목표경로는 주어진 여러 가지 조건에 따라 결정된다.

즉, 고려할 수 있는 조건들은 점 B의 속도, 주시점 거리 L 및 y_B=f(x)로 표현할 수 있는 도로 프로파일 등이다.

결과적으로, 상기 변수들에 따라 목표경로가 생성된다.

이에 따라, 정의된 목표경로는 L이 커짐에 따라 더욱 부드러운 경로를 그리게 된다.

여기서, 주시점 거리 L은 안락도와 비례한다. 즉, 주시점 거리 L 값이 커질수록 더욱 부드러운 주행경로를 그리게 되어 안락도가 높아지는 것이다.

한편, 주시점 거리 L은 차량속도(Vehicle speed)와 주시점 시간(Preview Time)에 의해 수학식 2에 의해 결정된다.

가중치 전략을 고려한 이후에 목표경로는 최종적으로 수학식 3에 의해 결정된다.

여기서, (x_A, y_A)는 i번째 주시점을 사용하여 얻은 목표경로의 좌표값이다.

결과적으로, 주행정보 산출부(42)에서 산출된 최적 주행경로는 정확히 도로 중앙에 맞추어 생성된 궤적보다 부드럽게 나타나며 짧아진 경로를 나타낸다. 그리고 최적 주행경로는 적절한 횡 방향 가속도와 함께, 되도록이면 짧은 거리로 주행하려는 특성을 잘 표시할 수 있다.

이와 같은, 목표경로 계획 전략은 도로의 중앙선(Road center line)과 주시점 시간(T _targ )을 다양하게 변화시키면서 테스트해 볼 수 있다.

즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도로 중앙선이 같고 주시점 시간이 달라질 때, 각기 다른 목표경로가 생성된다.

이에 따라, 주시점 시간이 길어질수록 더욱 짧고, 부드러운 목표경로가 생성됨을 확인할 수 있다.

다시 도 1에서, 증강 현실 생성부(43)는 주행정보 산출부(42)로부터 산출된 차선정보, 최적의 주행속도 및 경로정보 등의 주행정보를 증강 현실로 생성한다.

영상 출력부(44)는 경로 검색부(41)에서 검색된 경로와 증강 현실 생성부(43)에서 증강 현실로 생성된 주행정보를 표시부(50)에 표시하도록 비전 프로세싱(vision processing)을 수행한다.

여기서, 상기 비전 프로세싱은 표시부(50)를 통해 안정적으로 표시할 수 있도록 운전자의 시점과 전면 유리의 기하학적인 관계, 현재의 주행속도 등을 고려하여 영상을 생성해서 출력작업을 말한다.

표시부(50)는 차량의 전면유리에 각종 정보를 표시하는 헤드 업 디스플레이(HUD)로 구비된다.

여기서, 상기 HUD는 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 출력부(44)로부터 출력되는 경로와 주행정보를 차량의 전면유리에 표시한다.

즉, 본 발명은 HUD를 통해 현재 차량의 위치, 주행경로에 따라 주행할 수 있는 적정 차선 및 주행방향을 증강 현실로 생성해서 차량의 전면유리에 표시한다.

특히, 본 발명은 차선이 불명확한 도로에서도 증강현실을 이용해 차량의 현재 차선 내 위치를 정확하게 표시함에 따라 운전자의 차선 인지율을 극대화한다.

또한 본 발명은 최적 주행경로와 함께 최적 주행속도를 표시함에 따라 과속 및 과속으로 인한 차량의 전복 사고와 같은 안전사고를 미연에 방지한다.

다음, 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공방법을 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주행정보 제공방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.

먼저, 입력부(10)나 인터페이스(도면 미도시)를 통해 연결되는 내비게이션(도면 미도시)을 통해 초기정보 및 안락도를 입력받고(S10), 안락도 설정부(20)는 입력된 레벨에 따라 안락도를 설정한다(S11).

그러면, 경로 검색부(41)는 GPS 수신기(60)로부터 수신된 GPS 신호를 이용해 현재 위치를 산출하고, 지도 저장부(70)에 저장된 지도 데이터를 이용해 현재 위치 또는 입력부(10)를 통해 입력된 초기정보 중에서 출발지로부터 목적지까지의 경로를 검색한다(S12).

이에 따라, 검색된 경로를 따라 차량의 주행이 시작되면, 감지부(30)는 각 감지센서(31 내지 34)를 이용해 차선, 도로의 노면 상태, 조향 휠의 회전 각도, 스로틀의 개방 각도 정보와 같은 현재 차량정보를 감지하여 제어부(40)로 전달한다(S13).

주행정보 산출부(42)는 주행 도중에 감지부(30)의 감지신호에 기초하여 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로 중에서 S11단계에서 설정된 안락도로 주행하기 위한 최적 주행경로와 주행속도를 포함하는 주행정보를 산출한다(S14).

그러면 증강 현실 생성부(43)는 주행정보 산출부(42)로부터 산출된 차선정보, 최적의 주행속도 및 경로정보 등의 주행정보를 증강 현실로 생성한다(S15).

그리고 영상 출력부(44)는 경로 검색부(41)에서 검색된 경로와 증강 현실 생성부(43)에서 증강 현실로 생성된 주행정보를 표시부(50)에 표시하도록 비전 프로세싱(vision processing)을 수행한다(S16).

이어서 표시부(50)는 영상 출력부(44)로부터 출력되는 경로와 주행정보를 차량의 전면유리에 표시한다(S17).

이에 따라, 운전자는 차량의 전면유리에 표시된 주행정보에 따라 운전하여 원하는 안락도로 주행할 수 있게 된다.

S18단계에서 제어부(40)는 목적지에 도착했는지 여부를 검사하고, 목적지에 도착할 때까지 S13단계 내지 S18단계를 반복 수행하도록 제어한다.

반면, S18단계의 검사 결과 목적지에 도착했으면, 제어부(40)는 주행정보 제공장치의 구동을 종료하도록 제어한다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 경로 곡선화 알고리즘을 이용해 운전자로부터 설정된 안락도에 따라 최적의 주행경로 및 주행속도를 산출하고, HUD를 통해 최적의 주행경로 및 주행속도를 차량의 전면유리에 표시함에 따라, 운전의 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

예를 들어, 상기의 실시 예에서는 GPS 위성의 신호를 수신하는 GPS 수신기(60)와 지도 데이터를 저장하는 지도 저장부(70)를 구비하는 것을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 GPS 수신기(60)와 지도 저장부(70)를 구비한 일반적인 내비게이션과 제어부 사이를 연결하는 인터페이스를 이용해서 내비게이션으로부터 제공된 지도 데이터와 경로를 이용해 주행정보를 제공하도록 변경될 수 있다.

데이터와 경로를 이용해 주행정보를 제공하도록 변경될 수 있다.

또한 상기의 실시 예에서는 주시점과의 거리 L를 이용해 수학식 1에 의해 주행거리를 산출하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명은 실험치에 따른 주행속도를 안락도 및 회전반경별로 매핑시켜 저장하고, 차량의 주행 시 설정된 레벨의 안락도를 갖도록 회전반경별로 매핑된 주행속도를 검색하여 안내하도록 변경될 수도 있다.

본 발명은 차량 주행시 운전자로부터 설정된 안락도에 따라 최적의 주행경로를 산출하여 안내하는 분야에 적용된다.

그리고 본 발명은 HUD를 통해 주행경로 및 주행속도를 차량의 전면유리에 표시하여 운전의 편의성 및 안전성을 향상시키는 분야에 적용될 수도 있다.

10: 입력부 20: 안락도 설정부
30: 감지부 31: 차선감지센서
32: 비전센서 33: 조향센서
34: 스로틀 포지션 센서 40: 제어부
41: 경로 검색부 42: 주행정보 산출부
43: 증강 현실 생성부 44: 영상 출력부
50: 표시부 60: GPS 수신기
70: 지도 저장부

Claims

운전자로부터 주행을 위한 초기정보 및 안락도를 입력받는 입력부,
상기 입력부를 통해 입력된 안락도에 기초해서 횡 방향 가속도에 따른 안락도를 설정하는 안락도 설정부,
차량의 주행 도중 현재 차량정보를 감지하는 감지부,
상기 초기정보에 기초해서 목적지까지의 경로를 검색하고 검색된 경로를 따라 주행하는 도중에 상기 감지부의 현재 차량정보와 안락도에 따른 최적 주행정보를 산출하는 제어부 및
상기 최적 주행정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
제1항에 있어서,
GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기와
지도 데이터를 저장하는 지도 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
제2항에 있어서, 상기 감지부는
차량의 주행시 차선을 감지하는 차선감지센서,
도로의 노면 상태를 스캔하는 비전 센서,
조향 휠의 회전 각도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서 및
스로틀의 개방 각도를 감지하는 스로틀 포지션 센서 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는
상기 GPS 신호와 초기정보를 이용해 지도상에서 목적지까지의 경로를 검색하는 경로 검색부,
상기 경로 검색부로부터 검색된 경로를 주행하는 도중에 상기 감지부에서 감지된 현재 차량정보와 상기 안락도에 기초하여 최적화된 주행정보를 산출하는 주행정보 산출부,
상기 주행정보 산출부로부터 산출된 주행정보를 표시하는 증강 현실을 생성하는 증강 현실 생성부 및
상기 경로 검색부로부터 검색된 경로와 상기 증강 현실 생성부로부터 생성된 증강 현실을 상기 표시부로 출력하는 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
제4항에 있어서, 상기 주행정보 산출부는
지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 수학식 1 및 수학식 2로 정의되는 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로로 주행하기 위한 주행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.

.....................[수학식 1]
여기서, A는 운전자 위치, B는 주시점, L은 A와 B 사이의 주시점 거리, L_A와 L_B는 차량의 회전중심(I.C)에서 A 및 B까지의 순간적인 거리, V_A는 주행 중인 차량의 속도, V_B는 주시점 B에서의 속도벡터.

.........[수학식 2]
여기서, (x_A, y_A)는 i번째 주시점을 사용하여 얻은 목표경로의 좌표값.
제1항에 있어서,
상기 표시부는 차량의 전면유리에 정보를 표시하는 헤드 업 디스플레이인 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
제1항에 있어서,
GPS 수신기와 지도 저장부를 구비한 내비게이션과 연결되는 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공장치.
(a) 차량이 주행할 경로를 설정하기 위한 초기정보를 입력받는 단계,
(b) 차량 주행시 안락도를 설정하는 단계,
(c) 상기 초기정보를 이용해 목적지까지의 경로를 검색하는 단계,
(d) 상기 (c)단계에서 검색된 경로를 주행하는 도중에 현재 차량정보를 감지하는 단계 및
(e) 상기 (d)단계에서 감지된 현재 차량정보에 기초하여 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 획득하고, 획득된 운동경로 중에서 상기 (b)단계에서 설정된 안락도로 주행하기 위한 주행정보를 산출하여 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.
제8항에 있어서, 상기 (d)단계는
차량의 주행시 차선 정보, 도로의 노면 상태 정보, 조향 휠의 회전 각도 정보, 스로틀의 개방 각도 정보 중에서 적어도 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (e)단계는
(e1) 상기 차량이 주행할 주행속도를 산출하는 단계,
(e2) 상기 (e1)단계에서 산출된 주행속도를 이용해 주행경로를 산출하는 단계,
(e3) 상기 (e2)단계에서 산출된 주행경로 및 주행속도를 포함하는 주행정보를 증강 현실로 생성하는 단계 및
(e4) 상기 (e3)단계에서 생성된 증강 현실과 상기 (c)단계에서 검색된 경로를 헤드 업 디스플레이를 이용해 차량의 전면유리에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.
제10항에 있어서,
상기 (e1)단계에서 상기 주행속도는 주시점 거리를 이용해서 수학식 1에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.

.....................[수학식 1]
여기서, A는 운전자 위치, B는 주시점, L은 A와 B 사이의 주시점 거리, L_A와 L_B는 차량의 회전중심(I.C)에서 A 및 B까지의 순간적인 거리, V_A는 주행 중인 차량의 속도, V_B는 주시점 B에서의 속도벡터.
제10항에 있어서,
상기 (e1)단계에서 상기 주행속도는 실험치에 의해 안락도 및 회전반경별로 매핑시켜 저장된 데이터에서 차량의 주행 시 상기 (b)단계에서 설정된 레벨의 안락도를 갖도록 회전반경별로 매핑된 주행속도를 검색하여 제공되는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.
제10항에 있어서,
상기 (e2)단계는 지도상에서 일정 거리 차이의 두 지점의 운동경로를 수학식 2로 정의되는 경로 곡선화 알고리즘을 이용한 수치해석을 통해서 획득하고, 획득된 운동경로로 주행하기 위한 주행정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.

.........[수학식 2]
여기서, (x_A, y_A)는 i번째 주시점을 사용하여 얻은 목표경로의 좌표값.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 주행정보는
차량의 차선 내 현재위치, 정해진 차선 내에서의 주행경로, 주행속도 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행정보 제공방법.