KR101360440B1 - 차량용 차선 유지 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하는 기준경로 설정단계; 상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하는 주행경로 출력단계; 상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하는 운전자상태 판단단계; 및 상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위 중 적어도 어느 하나 이상을 확대 및 변경하는 제어 설정값 변경단계;를 포함하여 구성되는 차량용 차선 유지 제어방법 및 장치가 소개된다.

Description

차량용 차선 유지 제어방법 및 장치{LANE KEEPING ASSIST METHOD AND APPARATUS FOR VEHICLES}

본 발명은 차선 유지 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차선을 유지하는 시스템에 운전자의 상태를 예측하여 제어하도록 한 차량용 차선 유지 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1과 같이 차선 유지지원 시스템은 센서로 인식된 차선정보를 이용하여 차량을 차선에서 벗어나지 않게 차량의 조향 액추에이터를 제어하도록 조향 요구 토크값을 명령하는 시스템이다.

상기 차선유지지원 시스템에서 액추에이터로 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 사용하는 경우, 지속적인 요구 토크값이 발생하게 되는데, 이때 시스템의 요구 토크값이 운전자의 조향휠에 전달되어 차선 유지 성능을 발휘하게 되고, 이에 운전자는 조향 이질감을 느끼게 된다.

다만, 운전자의 조향 의지가 일정값 이상의 토크값으로 측정되는 경우, 요구 토크값을 줄이거나 혹은 차선 유지모드에서 운전자 운행모드로 변경되어 요구 토크값이 '0'으로 변경되면서 운전자에게 제어권을 넘기게 된다.

또한, 차량이 정해진 제어영역을 벗어나는 속도가 빨라지는 경우에는 제어 영역을 임의적으로 가변하기도 함으로써, 차선 유지 시스템의 신뢰성 및 시스템의 사용성을 높이게 된다.

그러나, 상기한 기존의 차선 유도 시스템은 단순히 운전자의 조향 의지에 따른 토크값과 미리 설정된 기준 토크값을 비교 판단하여 차선을 유지 및 제어하는 것으로써, 운전자의 현 상태나 피로도 등과 같이 안전운전과 밀접한 관련이 있는 다양한 입력 인자들이 고려되지 않아 차선을 유지하는 방법이 극히 수동적인 한계가 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 운전자의 비정상상태를 예측하고 이를 차선 유지 시스템에 접목하여, 운전자의 안전운행을 능동적으로 보조하도록 한 차량용 차선 유지 제어방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하는 기준경로 설정단계; 상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하는 주행경로 출력단계; 상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하는 운전자상태 판단단계; 및 상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위 중 적어도 어느 하나 이상을 확대 및 변경하는 제어 설정값 변경단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 운전자상태 판단단계는, 차량의 주행 시에 측정되는 시간정보 또는 계절정보를 고려하여 운전자의 피로도를 판단하는 피로 판단단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피로 판단단계는, 차량의 주행 시 측정되는 현재 시각에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측하여 운전자가 피로한 것을 판단할 수 있다.

상기 피로 판단단계는, 차량의 주행 시 측정되는 현재 계절정보 및 현재 시간정보에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측하여 운전자가 피로한 것으로 판단할 수 있다.

상기 피로 판단단계는, 차량 운행시간을 계산하여 운전자가 피로한 것을 판단할 수 있다.

상기 차량 운행시간은 해당 운행을 위해 차량을 시동한 후부터 계산할 수 있다.

상기 차량 운행시간이 증가할수록 피로도가 증가한 것으로 계산할 수 있다.

상기 차량 운행시간에서 차량에 설치된 자동주행 시스템에 의해 운전자가 직접적으로 운전에 관여하지 않으면서 주행된 시간은 차량 운행시간에서 빼내어 계산할 수 있다.

상기 차량 운행시간에서 정속주행장치(cruise control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산할 수 있다.

상기 차량 운행시간에서 차간거리 제어시스템(ACC : Adaptive Cruise Control) 또는 지능형 자동 주행시스템(SSC : Smart Cruise Control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산할 수 있다.

상기 차량 운행시간에서 차선유지지원 시스템(LKAS : Lane Keeping Assist System)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산할 수 있다.

상기 시간정보는 차량의 제어부와 연결된 시계 또는 내비게이션에 의해 측정할 수 있다.

상기 계절정보는 차량의 제어부와 연결된 내비게이션의 달력정보 또는 위치정보에 의해 측정할 수 있다.

상기 운전자상태 판단단계는, 차량의 주행 시 운전자의 급격한 조향각 변경을 감지하여 운전자의 비정상상태를 판단할 수 있다.

상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우 차선이탈 경보영역이 정상상태의 차선이탈 경보영역으로부터 차량 측으로 확대될 수 있다.

상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 조향보조제어영역이 정상상태의 조향보조제어영역으로부터 차량 측으로 확대될 수 있다.

상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 조향보조토크량이 정상상태의 조향보조토크량보다 크게 설정될 수 있다.

상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 비정상상태의 유형에 따라 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위를 다르게 설정할 수 있다.

한편, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하며, 상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하고, 상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하며, 상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보영역 또는 조향보조토크량 중 적어도 어느 하나 이상을 확대 및 변경하도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차선 변화에 대비 차량의 지향각도 변화에 대한 위상차를 검출하여 운전자 조향에 의한 위상차가 커지는 경우 이를 운전자의 졸음 상태 또는 부주의 상태를 판단함으로써, 운전자의 운행을 능동적으로 보조할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 시간정보 및/또는 날짜정보를 이용하여 운전자의 피로도를 예측 및 판단하고, 피로도가 높은 것으로 판단 시 차선 유지시스템의 경보 및 조향보조의 범위를 넓게 확장함으로써, 더욱 안전한 차선 유지 제어성능을 발휘하는 한편, 차선 유지 제어시스템의 상품성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 차선 유지 제어시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 차선 유지 제어를 위해 차선 변화에 따라 차량의 지향각도가 변화하면서 주행하는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에서 차선 변화에 따른 차량의 지향각도 변화에 의해 설정된 기준경로 및 주행경로와, 상기 기준경로와 주행경로의 위상차가 커진 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 시간별 졸음확률 통계를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 의한 지역별 및 날짜별 졸음확률 통계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 의한 차량 운행시간과 피로도의 관계를 설명 및 계산한 예시 도면.
도 7은 본 발명에 의한 급격한 조향각 변경시의 조향 변곡상태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 의해 운전자의 비정상상태 판단 시, 차선이탈 경보영역의 변경 예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 의해 운전자의 비정상상태 판단 시, 비정상상태 유형에 따른 차선이탈 경보영역의 변경 예를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명에 의해 운전자의 비정상상태 판단 시, 조향보조제어영역 및 조향보조토크량의 변경 예를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명에 의해 운전자의 비정상상태 판단 시, 비정상상태 유형에 따른 조향보조제어영역 및 조향보조토크량의 변경 예를 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 11을 통해 도시된 본 발명의 차량용 차선 유지 제어방법은, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하는 기준경로 설정단계; 상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하는 주행경로 출력단계; 상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하는 운전자상태 판단단계; 및 상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보영역 또는 조향보조토크량 중 적어도 어느 하나 이상을 변경하는 제어 설정값 변경단계를 포함하여 구성된다.

도 2 및 도 3을 통해 구체적으로 살펴보면, 차로를 따라 차량이 주행하기 이전에, 차량이 차로의 중심을 따라서 주행할 수 있는 기준으로 삼을 수 있도록 기준경로를 미리 설정하게 된다.

상기 기준경로를 설정하기 위해서는 먼저 차량의 현재 위치에서 차량 전방이 지향하는 곳에 위치한 차선의 위치정보를 입력받게 된다. 이때, 차량 전방에 위치한 차선이 차로의 곡률에 의해 곡선진 형태를 띄게 되면, 차량의 전방 지향각과 차선이 이루는 각도가 좁아지거나 혹은 넓어지게 될 것이다. 이에, 차량이 차로를 벗어나지 않고 추종하면서 차선과 일정한 간격을 두고 주행할 수 있도록 차량의 전방 지향각도를 차선의 휘어진 곡률에 맞추어 가변시키게 된다.

즉, 상기 차량의 전방 지향각도는 차선을 추종하면서 무수한 점 형태로 가변되면서 나타나게 됨으로써, 결국 무수한 점 형태로 나타나는 차량의 전방 지향각도를 잇게 되면 선 형태의 기준경로를 설정할 수 있게 된다.

이때, 상기 차선의 위치정보는 차량에 설치된 카메라나 영상센서 등을 통해 측정될 수 있으며, 이 외에도 다양한 위치측정 또는 확인을 위한 공지의 기술수단에 의해서 측정될 수도 있을 것이다.

아울러, 상기 기준경로가 설정된 차로를 따라 차량을 주행 시에는, 운전자의 조향특성에 의해 주행경로가 설정된다.

구체적으로, 상기 차로를 따라 차량이 주행하게 되면, 차량이 주행하는 현재 위치에서 차량 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받게 된다. 이때, 차량 전방에 위치한 차선이 차로의 곡률에 의해 곡선진 형태를 띄게 되면, 운전자는 스티어링휠을 조향하여 차로의 중심을 따라 차량을 주행하려 하게 되고, 이로 인해 차량이 차로를 추종하면서 차선과 일정한 간격을 두고 주행하게 되면서 차량의 전방 지향각도를 차선의 휘어진 곡률에 맞추어 가변시키게 된다.

즉, 상기 차량의 전방 지향각도는 차량의 주행 중에 차선을 추종하면서 무수한 점 형태로 가변되면서 나타나게 됨으로써, 결국 무수한 점 형태로 나타나는 차량의 전방 지향각도를 잇게 되면 선 형태의 주행경로를 측정할 수 있게 된다.

이에, 상기 차량을 주행하면서 상기 주행경로를 기준경로와 비교하면서, 위상각의 큰 변화 및 주파수 분석을 통해 운전자의 비정상 상태를 판단하게 된다. 즉, 상기 주행경로를 측정하기 위한 지향각도와 기준경로를 설정하기 위한 지향각도의 위상차가 커지게 되면, 이때 운전자가 졸음 또는 운전 부주위와 같이 비정상상태로 판단하게 되는 것이다.

그리고, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하게 되면, 도 8 내지 도 11과 같이 정상범위 내에 있던 차선이탈 경보영역을 변경하여 운전자에게 더 자주 경보를 하거나, 또는 정상범위 내에 있던 조향보조토크량을 변경하여 조향 보조력을 더 크게 설정한다.

따라서, 운전자의 상태가 비정상상태로 판단되면, 운전자의 비정상상태에 대처하도록 차선 유지 시스템의 제어 설정값을 변경함으로써, 운전자의 안전운행을 능동적으로 보조할 수 있게 된다.

한편, 앞서 설명된 기준경로의 설정과, 주행경로의 출력과, 운전자의 비정상상태 판단 및 제어 설정값의 변경 등은 차량에 설치된 제어부를 통해 이루어질 수 있을 것이다.

구체적으로, 상기 제어부는 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 추종하면서 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하며, 상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하고, 상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하며, 상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보영역 또는 조향보조토크량 중 적어도 어느 하나 이상을 변경하도록 구성될 수 있다.

다만, 상기한 제어부의 구성이 하나의 유닛을 통해 통합하여 제어가 이루어지는 것으로 설명하고 있으나, 각 제어기능별로 유닛을 분리하여 제어부를 구성할 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명의 운전자상태 판단단계에서는 차량의 주행 시에 측정되는 시간정보 또는 계절정보를 고려하여 운전자의 피로도를 판단하는 피로 판단단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 피로 판단단계는 차량의 주행 시 측정되는 현재 시각에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측 및 설정하여 해당 시간에 운전시 운전자가 피로한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 도 4는 운전자의 시간별 졸음확율을 예시하여 나타낸 데이터로서, 도시된 바와 같이 늦은 저녁이나, 자정, 그리고 새벽 시간대에는 비단 운전자뿐만 아니라, 대부분의 사람들이 취침하고 있는 시간으로, 해당 시간에 운전을 하는 경우에 운전자가 더욱 높은 피로감과 졸리움을 느끼게 되며, 이로 인해 이 시간대에 운전을 하게 되면 운전자의 피로도가 높은 것으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 오전 12시~ 오전 3시 사이는 통계적으로 약 50%의 운전자가 졸음을 느끼는 것으로 나타나고 있으며, 오전 3시 ~ 오전 5시 사이에는 이보다 더욱 높은 약 80%의 운전자가 졸음을 느끼는 것으로 나타나고 있다. 또한, 점심식사 시간인 오후 12시 ~ 오후 2시 사이는 약 40%의 운전자가 졸음을 느끼는 것으로 나타나고 있다. 따라서, 이 시간대를 운전자가 높은 피로감과 졸리움을 느끼는 시간으로 설정할 수 있으며, 일정 이상의 졸음확률(일례로 약 40%)이 계산 또는 예측되는 경우 이 시간대에 운전을 하게 되면, 제어부에서는 운전자의 상태를 비정상상태로 인식하여 제어 설정값을 변경하도록 한다.

본 발명에서 상기 피로 판단단계는, 차량의 주행 시 측정되는 현재 계절정보 및 현재 시간정보에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측 및 설정하여 운전자가 피로한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 도 5는 운전자가 위치한 지역에서의 각 월별로 운전자의 졸음확율을 예시하여 나타낸 데이터로서, 도시된 바와 같이 동일한 달이라 하더라도 운전자가 위치한 지역별(위도별)로 운전자의 졸음확률은 달라질 수 있게 된다.

구체적으로, 운전자가 위도 60°지역에서 1월에 운전을 하는 경우에는 약 20%의 졸음확률이 예측될 수 있으며, 또한 운전자가 같은 위도 지역에서 6월에 운전을 하는 경우에는 약 70%의 졸음확률이 예측될 수 있다. 반면, 운전자가 위도 20°지역에서 6월에 운전을 하는 경우에는 위도 60°지역과는 확연하게 다르게 약 15%의 졸음확률이 예측될 수 있다.

이에, 도 4 및 도 5에 기재된 데이터를 참고하여, 운전자의 졸음확률을 계산 및 예측해 보면, 운전자가 위도 60°지역에서 1월 오전 12에 운전을 하는 경우에는 계절 및 지역별 졸음확률(위도 60°지역, 1월)인 20%의 졸음확률과 시간별 졸음확률(오전 12시)인 50%의 졸음확률을 서로 곱하여 계절정보 및 시계정보가 반영된 졸음확률을 계산할 수 있게 된다.

따라서, 해당 지역에서 해당 날짜 및 시간대에 운전을 하는 경우에, 미리 정해진 일정 이상의 졸음확률이 계산 및 예측되면, 제어부에서는 운전자의 상태를 비정상상태로 인식하여 제어 설정값을 변경하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에서 상기 피로 판단단계는, 차량 운행시간을 계산하여 운전자가 피로한 것을 판단할 수 있다. 여기서, 상기 차량 운행시간은 해당 운행을 위해 차량을 시동한 후부터 계산하게 된다. 즉, 차량의 운행을 위해 시동을 건 순간부터 차량 운행시간을 측정하는 계산이 시작되며, 차량의 시동을 정지하게 되면 차량 운행시간이 측정이 끝나면서 차량 운행시간의 측정시간이 리셋될 수 있게 된다.

본 발명은, 상기 차량 운행시간이 증가할수록 피로도가 증가한 것으로 계산할 수 있다. 즉, 차량의 시동을 건 후부터의 운전시간이 증가할수록 운전자의 피로도가 비례적으로 증가하는 것으로 판단할 수 있게 된다. 다만, 일정한 차량 운행시간 이 후에는 운전자의 피로도가 서서히 증가하거나 혹은 피로도가 더 이상 증가하지는 않는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명은, 상기 차량 운행시간에서 차량에 설치된 자동주행 시스템에 의해 운전자가 직접적으로 운전에 관여하지 않으면서 주행된 시간은 차량 운행시간에서 빼내어 계산할 수 있다.

구체적으로, 상기 차량 운행시간에서 정속주행장치(cruise control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 피로도가 감소한 것으로 계산할 수 있다.

피로도를 계산하는 일례로, 총 차량 운행시간에 대해 정속주행장치가 사용된 운전시간을 특정 가중치(일례로 0.2)로 곱하여 운행시간을 계산하고, 이 시간을 총 차량 운행시간에서 빼내어 운전시간에 대한 피로도를 계산하게 된다. 즉, 정속주행장치가 사용된 운행시간이 길수록 운전자의 피로도는 감소하는 것으로 판단될 수 있다.

아울러, 상기 차량 운행시간에서 차간거리 제어시스템(ACC : Adaptive Cruise Control) 또는 지능형 자동 주행시스템(SSC : Smart Cruise Control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 피로도가 감소한 것으로 계산할 수 있다.

피로도를 계산하는 일례로, 총 차량 운행시간에 대해 차간거리 제어시스템(ACC : Adaptive Cruise Control) 또는 지능형 자동 주행시스템(SSC : Smart Cruise Control)에 의해 주행된 운전시간을 특정 가중치(일례로 0.3)로 곱하여 운행시간을 계산하고, 이 시간을 총 차량 운행시간에서 빼내어 운전시간에 대한 피로도를 계산하게 된다. 즉, 차간거리 제어시스템 또는 지능형 자동 주행시스템이 사용된 운행시간이 길수록 운전자의 피로도는 감소하는 것으로 판단될 수 있다.

그리고, 상기 차량 운행시간에서 차선유지지원 시스템(LKAS : Lane Keeping Assist System)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 피로도가 감소한 것으로 계산할 수 있다.

피로도를 계산하는 일례로, 총 차량 운행시간에 대해 차선유지지원 시스템(LKAS : Lane Keeping Assist System)에 의해 주행된 운전시간을 특정 가중치(일례로 0.2)로 곱하여 운행시간을 계산하고, 이 시간을 총 차량 운행시간에서 빼내어 운전시간에 대한 피로도를 계산하게 된다. 즉, 차선이탈 방지시스템이 사용된 운행시간이 길수록 운전자의 피로도는 감소하는 것으로 판단될 수 있다.

본 발명에서, 상기 시간정보는 차량에 설치된 시계 또는 내비게이션에 의해 측정할 수 있다. 즉, 상기 시간정보는 차량의 제어부와 전기적으로 연결된 시계를 통해 제공받거나, 또는 차량의 제어부와 전기적으로 연결된 내비게이션 장치를 통해 제공받을 수 있을 것이다.

본 발명에서, 상기 계절정보는 차량의 제어부와 연결된 내비게이션의 달력정보 또는 위치정보에 의해 측정될 수 있다. 즉, 상기 계절정보는 내비게이션에서 제공되는 달력정보에 의해 측정될 수 있으며, 또는 내비게이션의 GPS 등에서 제공받는 위도 및 경도 등의 위치정보에 의해 측정될 수 있다.

본 발명에서 상기 운전자상태 판단단계는, 차량의 주행 시 운전자의 급격한 조향각 변경을 감지하여 운전자의 비정상상태를 판단할 수 있다.

즉, 도 7과 같이 졸음운전을 하거나 부주의상태에서의 운전 중에, 졸음이 깨거나 주의상태로 돌아오는 순간에 운전자가 놀라게 되면서 조향휠을 급격하게 조작할 수 있고, 이로 인해 조향각이 급격하게 변경되면서 급격한 변곡점이 형성된다. 따라서, 운전자 조향력에 의한 조향각의 급격한 변경시 운전자의 상태를 비정상상태로 판단할 수 있게 된다.

여기서, 운전자의 급격한 조향각 변경은 토크센서나 공지된 차량거동센서를 통해 감지할 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우 차선이탈 경보영역이 정상상태의 차선이탈 경보영역으로부터 차량 측으로 확대되도록 설정을 변경할 수 있다.

즉, 도 8과 같이 차선 유지 제어시스템은 정상상태에서는 차선이탈 경보의 오동작과 민감도를 최소화시킬 수 있도록 차선이탈 경보영역이 차선측에 가깝게 설정되어 있으나, 운전자의 상태가 비정상상태로 판단되면, 차선이탈 경보영역이 차선측으로부터 차량측에 가깝게 변경된다. 따라서, 운전자에게 차선이탈 경보를 더욱 자주 제공하게 됨으로써, 안전한 운전을 돕게 된다. 여기서, 차선이탈 경보는 소리, 진동, 시각 등 다양한 유형의 경보일 수 있다.

본 발명의 상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 조향보조제어영역이 정상상태의 조향보조제어영역으로부터 차량 측으로 확대되며, 조향보조토크량이 정상상태의 조향보조토크량보다 크게 설정될 수 있다.

즉, 도 10과 같이 차선 유지 제어시스템은 정상상태에서는 운전자의 조향 이질감을 최소화시킬 수 있도록 조향보조제어영역이 차선측에 가깝게 설정되어 있으면서, 조향보조토크량이 상기한 조향보조제어영역에 적합하게 설정되어 있으나, 운전자의 상태가 비정상상태로 판단되면, 조향보조제어영역이 차선측으로부터 차량측에 가깝게 변경되면서 조향보조토크량 역시 평상시의 조향보조토크량보다 커지도록 변경된다. 따라서, 운전자의 조향력에 관여하는 조향보조작용이 더욱 자주 일어나면서, 조향보조력 역시 평상시보다 큰 힘으로 작용되는바, 비정상상태에서 운전하는 운전자의 안전한 운전을 돕게 된다.

본 발명에서, 상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 비정상상태의 유형에 따라 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위를 다르게 설정할 수 있다.

먼저, 도 9를 통해 차선이탈 경보범위의 설정 예시를 설명하면, 운전자가 정상 상태로 판단되는 경우에는, 차선이탈 경보영역이 차선측에 가깝게 설정되어 있으나, 운전자가 운전 부주의상태로 판단되는 경우에는 차선이탈 경보영역을 정상상태의 차선이탈 경보영역에서 차량 측으로 소정거리만큼 가깝게 설정된다. 그리고, 운전자가 졸음운전 상태로 판단되는 경우에는 차선이탈 경보영역을 운전 부주의상태로 설정된 차선이탈 경보영역에서 차량 측으로 소정거리만큼 더 가깝게 설정할 수 있게 된다.

아울러, 도 11을 통해 조향보조제어범위의 설정 예시를 설명하면, 운전자가 정상 상태로 판단되는 경우에는, 조향보조제어영역이 차선측에 가깝게 설정되어 있으나, 운전자가 운전 부주의상태로 판단되는 경우에는 조향보조제어영역을 정상상태의 조향보조제어영역에서 차량 측으로 소정거리만큼 가깝게 설정된다. 그리고, 운전자가 졸음운전 상태로 판단되는 경우에는 차선이탈 경보영역을 운전 부주의상태로 설정된 조향보조제어영역에서 차량 측으로 소정거리만큼 더 가깝게 설정할 수 있게 된다.

이와 함께, 조향보조제어범위의 다른 설정 예시를 설명하면, 운전자가 정상 상태로 판단되는 경우에는, 조향보조토크량 일정 토크로 설정되어 있으나, 운전자가 운전 부주의상태로 판단되는 경우에는 조향보조토크량을 정상상태의 조향보조토량보다 일례로 약 10% 정도 더 크게 설정할 수 있다. 그리고, 운전자가 졸음운전 상태로 판단되는 경우에는 조향보조토크량을 정상상태의 조향보조토크량보다 일례로 약 20% 정도 더 크게 설정할 수 있다.

다만, 위와 같이 설명된 차선이탈영역과, 조향보조제어영역 및 조향보조토크량 변경을 위한 구체적 수치 및 계산방법들은 튜닝파라미터로 조정 가능한 것으로, 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (19)

1. 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하는 기준경로 설정단계;
   상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하는 주행경로 출력단계;
   상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와, 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하는 운전자상태 판단단계; 및
   상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위 중 적어도 어느 하나 이상을 확대 및 변경하는 제어 설정값 변경단계;를 포함하는 차량용 차선 유지 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 운전자상태 판단단계는, 차량의 주행 시에 측정되는 시간정보 또는 계절정보를 고려하여 운전자의 피로도를 판단하는 피로 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 피로 판단단계는, 차량의 주행 시 측정되는 현재 시각에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측하여 운전자가 피로한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 피로 판단단계는, 차량의 주행 시 측정되는 현재 위치별 계절정보 및 현재 시간정보에 따라 운전자가 졸린 시간을 예측하여 운전자가 피로한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 피로 판단단계는, 차량 운행시간을 계산하여 운전자가 피로한 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 차량 운행시간은 해당 운행을 위해 차량을 시동한 후부터 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 차량 운행시간이 증가할수록 피로도가 증가한 것으로 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 차량 운행시간에서 차량에 설치된 자동주행 시스템에 의해 운전자가 직접적으로 운전에 관여하지 않으면서 주행된 시간은 차량 운행시간에서 빼내어 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 차량 운행시간에서 정속주행장치(Cruise Control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 차량 운행시간에서 차간거리 제어시스템(ACC : Adaptive Cruise Control) 또는 지능형 자동 주행시스템(SSC : Smart Cruise Control)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 차량 운행시간에서 차선유지지원 시스템(LKAS : Lane Keeping Assist System)에 의해 주행된 시간은 상기 차량 운행시간에서 빼내어 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
12. 청구항 2에 있어서,
    상기 시간정보는 차량의 제어부와 연결된 시계 또는 내비게이션에 의해 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
13. 청구항 2에 있어서,
    상기 계절정보는 차량의 제어부와 연결된 내비게이션의 달력정보 또는 위치정보에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자상태 판단단계는, 차량의 주행 시 운전자의 급격한 조향각 변경을 감지하여 운전자의 비정상상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우 차선이탈 경보영역이 정상상태의 차선이탈 경보영역으로부터 차량 측으로 확대되는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 조향보조제어영역이 정상상태의 조향보조제어영역으로부터 차량 측으로 확대되는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 조향보조토크량이 정상상태의 조향보조토크량보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 설정값 변경단계는, 운전자가 비정상상태인 경우, 비정상상태의 유형에 따라 차선이탈 경보범위 또는 조향보조제어범위를 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 차선 유지 제어방법.
19. 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 차량이 차선을 벗어나지 않고 주행할 수 있도록 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 기준경로를 미리 설정하며,
    상기 차선을 따라 차량을 주행 시에, 차량이 지향하는 전방에 위치한 차선의 위치정보를 입력받으며, 상기 전방에 위치한 차선에 대해 차량의 전방 지향각도를 가변하고 이를 적용하여 주행경로를 출력하고,
    상기 기준경로와 주행경로를 비교시, 상기 주행경로를 출력하는 데 적용된 차량의 지향각도와 기준경로를 설정하는 데 적용된 차량의 지향각도를 비교해서 상기 지향각도의 위상차가 커지는 경우, 운전자의 상태를 비정상상태로 판단하며,
    상기 운전자가 비정상상태인 경우, 차선이탈 경보영역 또는 조향보조토크량 중 적어도 어느 하나 이상을 변경하도록 구성된 제어부를 포함하는 차량용 차선 유지 제어장치.

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