KR101362706B1 - 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에 관한것으로서, V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차량의 직진 주행성 확보 방법에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차와 상기 주 차량이 복합 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 전방 복합 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 비교하는 절차와 상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차와 상기 복합 차선으로 주행 시 주 차량이 감속 또는 정지해야하는지 판별하는 절차와 상기 복합 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차 및 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차를 수행하는 것을 포함한다.

Description

차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법{Method for runnability ensuring the vhicle's straight in complex lanes system}
차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 V2X 기술 즉, 차량과 인프라 간 통신(Vehicle to infrastructure, 이하 V2I), 차량과 차량 간 통신(Vehicle to vehicle, 이하 V2V)을 사용하여 복합차선에서 주행 중인 차량의 직진 주행성을 확보하기 위해 복합 차선 통과에 따른 위험 정보를 제공하여 미연에 사고를 방지하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
기존 지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation Systems, 이하 ITS)은 전자, 정보, 통신, 제어 등의 기술을 교통체계에 접목시킨 시스템이다. 영상, 전자기파 등의 기술을 이용해 특정지점에서 차량 통과 시 차량을 물체로 인식하고 해당 차량의 주행정보를 획득하는 수동적인 방식을 사용하며, 차량 내 설치된 단말기와 노변장치(Road Side Equipment)간 통신을 통해 차량의 정보를 추출하기도 하지만, 이러한 방식은 교통정보 및 통계 산출에는 문제가 없더라도 도로상에 발생하는 각종 돌발상황에 대처하기는 어렵다.
반면, V2X 기술은 차량과 인프라 간 통신(V2I) 및 차량과 차량 간 통신(V2V)을 의미하며, 차량이 주행하면서 인프라 및 다른 차량과 지속적으로 정보를 주고 받는다. ITS 기술이 단방향 정보 전달 기술이라면, V2X는 쌍방향 정보 전달 기술이다. 차량 간에는 전방 사고 발생 유무나 충돌 경고를 서로 보내줄 수 있고, 인프라는 실시간 교통 상황을 차량에 알려주거나 신호 대기 시간을 제어하여 교통 흐름을 제어할 수 있다. 또한, 우회로를 설정해 차량 집중에 따른 도로 정체현상을 해소 가능하다.
한편, 출발지에서 목적지로 이어지는 경로를 따라 주행하는 차량은 도로 정체, 도로 공사구역, 사고 발생 지역 등의 도로 상황에 따라 미리 설정된 경로를 벗어나 우회하여 다시 목적지를 향해 주행하게 된다. 여기서 주행 중인 차선을 변경하여 다른 차선으로 진입하여 주행을 지속하려는 운전자의 행동은 자연스러운 운전 행동이다. 이러한 차선 변경 시 가장 고려되어야 할 것은 차선 변경을 원하는 차량과 타 차량의 안전이다.
예컨대, 교차로를 직진으로 통과하는 차량을 살펴보면 현재 차량이 복합 차선 즉, 좌 또는 우 방향으로 회전 가능하고, 동시에 직진 가능한 차선으로 주행하는 경우 전방 차량들의 교차로 통과 시간에 따라 현재 차량의 교차로 통과 시간이 영향을 받는다. 또한, 정체 상황에 따라 현재 주행 속도를 감속 또는 정지 후 대기하다가 다시 가속하여 주행을 진행하는 상황이 빈번하다. 이러한 경우 불필요하게 소비되는 연료와 정체로 인한 물리적 손실이 발생한다. 또한, 무리하게 꼬리 물기를 하여 교차로를 통과하려는 운전자들로 인해 다시 정체 현상이 유발되고 있는 실정이다.
종래의 차선 변경 기술은 차선 변경을 원하는 차량의 운전자를 위한 기술로서 차선 변경 시 진입 위치에 타 차량의 존재 여부, 진입을 위한 차량 제어 기술 등이 있었다.
하지만, 차선 변경 차량뿐만 아니라 상기 자세히 기술된 도로에 차량의 정체 상황에 따라 운전자가 대응할 수 있도록 타 차량과의 물리적 상황에 따른 충돌 가능성 및 충돌 방지하기 위한 정보가 제공되어야 한다.
운전자의 주행 차량과 전방 차량과의 충돌 가능성, 현재 차선에서 벗어나 차선 변경 시도 시 차선 변경을 위한 목표 차선에서 주행 중인 차량들과의 충돌 가능성이 함께 고려되어야 차선 변경에 따른 사고를 미연에 방지할 수 있다. 이는 각 차량의 운전자들의 운전 숙련도와 갑작스런 상황에 대한 상황 대처능력이 상이하기 때문이다. 따라서, 사고를 근원적으로 방지하기 위해서는 상기 기술된 운전자의 차량과 타 차량과의 물리적 상황이 실시간 감지되어야하며, 차선 변경 시 추천 차선 정보 및 타 차량과의 충돌 가능성에 따른 위험 여부를 운전자에게 제공하여야하며, 차선 변경 시 위험 요소로 작용할 수 있는 타 차량들에게도 차선 변경에 따른 충돌 가능성에 따른 위험 여부를 제공해주어 위험을 인지시켜야 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.
JP 2003-025868 A1
본 발명은 복합 차선에서 직진으로 주행 중인 차량 운전자들이 용이하게 복합 차선을 통과할 수 있도록 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법을 제공한다.
또한, 전방 타 차량들의 정체 발생시 운전자가 직진 주행을 유지할 수 있도록 추천 차선을 제공해 주며, 차선 변경 시 차량 운전자들이 인지할 수 없는 타 차량과의 충돌 위험성을 용이하게 인지할 수 있도록 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 차량의 직진 주행성 확보 방법은 V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차량의 직진 주행성 확보 방법에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차와 상기 주 차량이 복합 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 전방 복합 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 비교하는 절차와 상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차와 상기 복합 차선으로 주행 시 주 차량이 감속 또는 정지해야하는지 판별하는 절차와 상기 복합 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차 및 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차를 수행한다.
또한, 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간을 비교하는 절차 전에, 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 절차 및 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 산출하는 절차를 수행한다.
또한, 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 산출하는 절차는,상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 주행 속도가 가속되는 차량을 교차로 통과 중인 차량으로 판별하는 절차와 상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 방향 지시등이 점등되거나 조향 장치가 회전되어 있는 차량을 회전 대기 차량으로 판별하는 절차와 상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 방향 지시등이 점등되지않고, 조향 장치가 회전되지않는 차량을 직진 대기 차량으로 판별하는 절차와 상기 교차로 통과 차량과 상기 회전 대기 차량 및 직진 대기 차량의 각각의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 절차 및 각 차량의 상기 교차로 통과 예상 소요 시간 중 제일 긴 시간을 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간으로 산출하는 절차를 수행한다.
또한, 상기 추천 속도는 상기 주 차량이 직진 주행 시 상기 복합 차선에서 주행 중인 전방 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 주 차량이 상기 복합 차선을 지나 교차로 통과 시 상기 주 차량이 정지하지 않고 직진 주행할 수 있는 속도를 갖는 것을 포함한다.
또한, 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 비교하는 절차에서 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간이 큰 경우 상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차를 추가로 수행한다.
또한, 상기 복합 차선으로 주행 시 주 차량이 감속 또는 정지해야하는지 판별하는 절차에서, 상기 주 차량이 정지해야 하는 경우 상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차를 추가로 수행한다.
또한, 상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차는, 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차와 상기 주 차량의 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 차량 정보 데이터와 상기 타 차량 정보 데이터들을 바탕으로 목표 차선으로 진입할 수 있는 진입 가능성을 산출하는 절차와 상기 목표 차선으로 진입 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차 및 상기 진입 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차를 수행한다.
또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차 전에, 상기 주 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차 및 상기 주 차량이 차량 정보를 주기적으로 생성하는 절차를 추가로 수행한다.
또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차는, 상기 주 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득하고, 상기 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하는 단계 및 상기 위치 정보 데이터를 상기 주 차량에 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑하는 단계를 포함하는 절차를 수행한다.
또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량의 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차는, 상기 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향, 조향 장치의 회전 방향을 검출하여 상기 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차를 수행한다.
또한, 상기 진입 가능성을 산출하는 절차는, 상기 주 차량의 예상 위치 및 상기 타 차량의 예상 위치를 산출하는 단계와 상기 주 차량의 예상 위치와 상기 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터를 산출하는 단계와 상기 주 차량의 예상 위치와 상기 타 차량의 예상 위치 간의 안전 거리 데이터를 산출하는 단계와 상기 산출된 거리 데이터와 상기 안전 거리 데이터를 비교하여 판단하는 단계와 상기 산출된 거리 데이터가 상기 안전 거리 데이터보다 작은 경우 진입 불가 데이터를 생성하는 단계 및 상기 산출된 거리 데이터가 상기 안전 거리 데이터 이상의 값을 갖는 경우 상기 주 차량과 상기 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차를 더 포함하는 절차를 수행한다.
또한, 상기 주 차량의 예상 위치는 상기 주 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주 차량의 주행 시간) +(가감속 계수 × 주 차량의 주행 시간2))로 산출되고, 상기 타 차량의 예상 위치는 상기 타 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 타 차량의 주행 시간) +(가감속 계수 × 타 차량의 주행 시간2))로 산출된다.
또한, 상기 안전 거리 데이터를 산출하는 단계는, 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출된다.
또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량과 상기 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차는, 상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차와 상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차 및 상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차를 더 포함하여 수행한다.
또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 충돌 가능성 산출 절차는, 상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하는 단계와 상기 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 미만일 경우는 진입 불가 데이터를 생성하는 단계와 상기 산출된 충돌 예측 시간이 상기 소정의 진입 불가 시간 이상이고 소정의 위험 시간 이하일 경우 위험 데이터를 생성하는 단계 및 상기 산출된 충돌 예측 시간이 상기 소정의 위험 시간 초과일 경우는 차선 변경 허용 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하여 수행한다.
또한, 상기 추천 속도는 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량의 주행 속도 이상의 속도를 갖고, 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량이 주행 속도 감속 시 상기 전방 차량의 주행 속도 이하의 속도를 갖는 것을 포함한다.
또한, 상기 운전자 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 차량의 직진 주행성 확보 시스템은 V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차량의 직진 주행성 확보 를 수행하는 시스템에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 주 차량의 위치 정보 데이터를 수신하는 위치정보 수신부와 무선통신을 통하여 상기 타 차량들과 연결되고, 상기 타 차량들이 주기적으로 전송하는 타 차량들의 차량 정보 데이터들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부와 정밀 지도가 내장된 정밀 지도 DB와 상기 주 차량 정보 데이터를 주기적 생성하는 차량 정보 생성부와 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 상기 타 차량들에게 주기적으로 송신하는 차량 정보 송신부와 상기 타 차량 정보 데이터들과 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 바탕으로 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터를 산출하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달받은 상기 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터에 따라 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 경보하는 표시부를 포함한다.
또한, 상기 주 차량 및 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터는 차량의 ID(identification) 데이터, 시간 데이터, 차량 위치 데이터, 차량 운행 데이터, 차량 제어 데이터, 차량 크기 데이터, 차량의 급제동 데이터, 제어상실 데이터, 차량의 경로 기록 데이터, 차량의 예상 경로 데이터, GPS(Global Positioning system)을 사용한 상대 위치 데이터를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 주 차량의 위치 정보 데이터와 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터를 상기 정밀 지도와 매핑하여 상기 주 차량과 상기 타 차량들의 위치 정보 데이터를 보정하는 것은 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 주 차량이 복합 차선 내에 위치하고, 상기 주차량 전방에 타차량들이 존재하고, 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간이 작은 경우 또는 상기 주 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향, 조향 장치의 회전 방향을 검출하여 일치하면, 상기 충돌 가능성 데이터 및 상기 추천 속도 데이터를 산출하는 것을 포함한다.
또한, 상기 충돌 가능성 데이터는 상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 예측 시간에 따라 진입 불가 데이터, 위험 데이터, 차선 변경 허용 데이터, 안전 거리 데이터를 생성하는 것을 포함한다.
또한, 상기 추천 속도 데이터는 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량의 주행 속도 이상의 속도 데이터로 산출되고, 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량이 주행 속도 감속 시 상기 전방 차량의 주행 속도 이하의 속도 데이터로 산출되는 것을 포함한다.
또한, 상기 안전 거리 데이터는 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출되는 것을 포함한다.
또한, 상기 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 포함한다.
본 발명 실시 예들에 따르면, 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법은 주행 중인 운전자에게 복합 차선 통과 시 주행 속도에 따른 충돌 위험 정보를 제공하여 차선 변경을 용이하게 할 수 있도록 한다.
또한, 전방 타 차량들의 정체 발생시 운전자가 직진 주행을 유지할 수 있도록 추천 차선 정보 및 차선 변경 시 차량 운전자들이 인지할 수 없는 타 차량과의 충돌 가능성을 용이하게 인지할 수 있도록 충돌 사고의 위험성을 표시 및 알람으로 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량의 직진 주행성 확보 처리 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 타 차량의 교차로 통과 시 총 예상 소요 시간 정보 처리 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 진입 가능성 처리 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 진입 가능 여부 정보 처리 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입하는 타 차량과의 충돌 가능성(a), 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성(b), 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성(c)이 표현된 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 진입 불가 표시(a), 중 위험 차선 변경 가능 표시(b), 소 위험 차선 변경 가능 표시(c), 무 위험 차선 변경 가능 표시(d)가 표현된 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 차량 소 위험이 포함된 차선 변경 가능 표시(a), 전방 차량 소 위험이 포함된 차선 변경 가능 표시(b), 전방 차량 소 위험이 포함된 타 차량의 차선 변경 표시(c)가 표현된 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 가능 정보와 가속 추천 속도 정보가 함께 표시(a), 차선 변경 가능 정보와 감속 추천 속도 정보가 함께 표시(b)가 표현된 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따라 제공되는 차량의 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법은 V2X 통신 즉, 차량과 인프라 간 통신(V2I)을 지원하는 노변 장치, 차량과 차량간 V2V 통신을 지원하는 차량을 포함하는 차량의 차선 변경 시 위험 알림 시스템을 예를 들어 설명한다.
또한, V2X 통신 지원 노변 장치, 차량이 각각 적어도 하나 이상으로 구성되는 시스템이라면 본 발명에 적용됨에 제한이 없을 것이다. 여기서 사용되는 V2X의 통신 기술은 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
또한, 하기에서 기술되는 본 발명에서 노변 장치와 차량 간 통신은 V2I 통신, 차량과 차량 간 통신은 V2V 통신을 의미한다. V2I와 V2V 통신은 차량 정보 즉, 기본 차량 상태 메시지를 노변 장치와 차량 간, 차량과 차량간 송수신한다. 기본 차량 상태 메시지로는 차량의 ID(identification) 데이터, 데이터 순열, 시간 데이터, 차량 위치 데이터, 차량 운행 데이터, 차량 제어 데이터, 차량 크기 데이터가 필수적으로 포함된다. 또한, 차량의 급제동 데이터, 차량 제어상실 데이터 등의 이벤트 정보, 차량의 경로 기록 데이터, 차량의 예상 경로 데이터, GPS(Global Positioning system)를 사용한 상대 위치 데이터 등을 송수신한다. 여기서 GPS를 이용한 상대 위치 정보를 통해 차량의 주행 중인 위치와 차선 정보를 획득할 수 있다.
또한, V2X 통신을 지원하는 차량의 통신은 데이터 송수신을 위한 별도의 통신 설정 절차가 필요없이 V2X 통신 범위 내에서 차량과 차량 간의 V2V 통신, 차량과 노변 장치 간의 V2I 통신이 수행된다. 여기서 V2X 통신에서 데이터 송수신이 출발지와 목적지가 설정된 이동 경로를 따라 주행 중인 차량을 전제로 개발된 기술이기 때문이다.
또한, 본 발명에 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에서 사용되는 용어에 대해 설명한다.
"주 차량(Master Vehicle)"이란 운전자가 주행 중인 차량을 의미하며, 본 발명의 실시 예에서는 복합차선에서 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법을 사용하여 복합차선과 교차로를 통과하려는 차량을 의미한다.
"추천 차선(Recommended Lane)"이란 상기 주 차량이 전방 타 차량들의 정체로 인해 정지한 후 다시 직진 주행 재기해야하는 경우가 예상될 때 주 차량의 직진 성을 유지하기 위해 차선 변경을 해야한다. 따라서 현재 주행 차선을 제외한 인접 차선 중 직진 주행이 가능한 차선을 의미한다.
"목표 차선(Objective Lane)"이란 상기 주 차량이 차선 변경을 위해 진입을 시도하는 차선을 의미한다.
"예상 위치(Expected location)"란 상기 주 차량이 차선 변경 시 상기 목표 차선으로 이동하여 주행하게 되는 위치를 의미한다.
"복합 차선(Complex Way Lane)"이란 한 차선에서 두 가지 진행 방향으로 주행 가능한 차선을 의미한다. 예컨대, 좌회전 및 직진 가능 차선, 우회전 및 직진 가능 차선, 비보호 좌회전 차선, 비보호 유턴 차선 등이 있다.
"단일 차선(One Way Lane)" 이란 한 차선에서 한 가지 진행 방향으로 주행 가능한 차선을 의미한다. 예컨대, 좌회전 또는 우회전 또는 직진 가능 차선 등이 있다.
"타 차량(Others Vehicle)"이란 주차량을 제외한 주변 차량을 의미하며, 주 차량의 주행 차선을 기준으로 다음과 같이 분류된다.
주 차량이 복합 차선으로 주행하는 경우 타 차량들은 주차량의 전방에 위치하며, 같은 차선에 위치하는 차량들이고, 복합차선을 통과하고 있는 차량, 복합차선에서 좌 또는 우 회전 주행을 위해 대기하고 있는 차량, 복합 차선에서 직진 주행을 위해 대기하는 차량으로 분류된다.
또한, 주 차량이 직진 차선으로 차선 변경을 시도하며 주행하는 경우 목표 차선에서 주행 중이며 주 차량 기준으로 전방에서 주행 중인 차량과 후방에서 주행 중인 차량으로 분류된다.
상기 타 차량의 용어는 주 차량의 차선 위치에 따라 상기 설명된 각 차량들을 의미한다.
하기에 설명되는 복합차선에서 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 순서에 의해 자세히 설명된다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 차량이 현재 주행 차선을 인식하는 방법에 대하여 설명한다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 처리 시스템에 대하여 설명한다.
3. 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성에 대하여 설명한다.
4. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량의 직진 주행성 확보 처리에 대하여 설명한다.
5. 본 발명의 실시 예에 따른 복합차선에서 타 차량의 교차로 통과 시 총 예상소요 시간 처리에 대하여 설명한다.
6. 본 발명의 실시 예에 따른 차량에서의 차량의 차선 변경 시 진입 가능성 처리에 대하여 설명한다.
7. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
8. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
9. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
10. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량이 목표 차선 진입 시 타 차량과의 충돌 가능성에 대하여 설명한다.
11. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 타 차량간의 단일 충돌 가능성에 따른 진입 가능성 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
12. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 타 차량들간의 복합 충돌 가능성에 따른 진입 가능성 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
13. 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 가능성과 추천 속도 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 차량이 현재 주행 차선을 인식하는 방법에 대하여 설명한다.
종래의 GPS를 사용하여 위치 정보를 획득 방법은 복수 개의 위성과 GPS 모듈 간의 삼각측량 방법으로 위치 정보를 획득하는 데 10미터의 오차 범위를 갖는다. 대한민국의 도로인 경우 도로교통법에서 지정된 도로의 폭은 고속도로의 경우 3.5미터 이상, 일반도로의 경우 도로 주행 속도에 따라 3미터 내지 3.5미터 이상인 것을 감안하면, 10미터의 오차 범위로는 정확한 주행 차선을 인식하기 어렵다.
본 발명에 실시 예에 따른 차량은 V2X 기술이 적용된 차량을 대상으로 하며, V2X 차량 정보 데이터 중 GPS(Global Positioning system)를 사용한 상대 위치 데이터를 활용하면, 현재 주행 중인 차선을 인식 가능하다. 여기서 사용되는 GPS 기술은 DGPS(Differential Global Positioning system) 기술을 사용하여 차량에 구비된 GPS 모듈과 다수의 위성 간 삼각측량 실행하여 차량 위치 정보 데이터를 획득하고, 차량 위치 정보 데이터의 오차 범위를 줄이기 위하여 실측을 통해 지표면 위에 설치된 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 차량 위치 데이터 간의 측위 오차 분석을 실행한다. 여기서 측위 오차 분석 시 기반 데이터로 해상교통안전에 사용되는 GPS 데이터를 사용한다. 보정된 차량의 현재 위치 데이터는 1미터 이내의 오차 범위를 갖는다. 이는 상기 자세히 설명된 도로 폭의 범위 내의 오차이므로 현재 차량의 주행 차선 인식이 가능하다.
또한, 보정된 차량의 위치 데이터와 차량에 구비된 정밀 지도 데이터를 매핑하여 현재 주행 중인 차선과 현재 차량의 위치를 인식할 수 있다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 처리 시스템에 대하여 설명한다.
종래의 차선 변경에 따른 차량 간 충돌 사고 예방기술은 주행 중 차량의 운전자가 차선 변경을 시도할 때, 진입 가능 여부 즉, 목표 차선에 해당 차량이 이동할 수 있는 충분한 공간이 확보 여부를 판단하여 사고를 예방하는 기술과 변경 목표 차선에 위치하며 후방에서 주행중인 차량과의 충돌 가능성을 경고하여 사고를 예방하는 기술 등이 있었다.
한편, 주 차량과 복합 차선에서 주행 중인 전방 차량들과 충돌 위험성, 복합 차선에 위치하는 전방 차량들의 정체 현상으로 인해 주 차량이 정지 후 다시 가속하여 복합 차선 및 교차로를 통과해야 하는 경우에 불필요한 연료 소비가 발생한다.
또한, 정지 후 다시 가속하여 교차로를 무리하게 통과하다가 전방 차량들의 정체로 인해 교차로 중간에 정차하게 되어 제 2의 정체 현상을 유발하기도 한다. 상기 설명된 어려움을 종래의 차선 변경에 따른 차량 간 충돌 사고 기술 및 기존 지능형 교통 시스템으로 해결하기는 힘들다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 처리 시스템 및 그 방법은 두 가지 주행 방향을 제공하는 복합 차선에서 주행 중인 주 차량을 대상으로 직진 주행성을 확보한다. 예컨대, 주 차량이 직진을 유지하여 복합 차선과 교차로를 통과하여 경로를 따라 주행을 진행할 때 타 차량들과 주 차량 간의 충돌 가능성을 고려하여 주 차량의 직진 주행성을 확보하는 기술이다.
예를 들어, 다음과 같은 타 차량들이 고려되어야 한다.
주 차량이 복합 차선에서 직진 주행을 유지하는 경우는 전방의 위치한 차량과 주차량 간의 충돌 위험, 주 차량이 복합 차선을 벗어나 차선 변경을 시도하는 경우 주 차량과 목표 차선으로 차선 변경을 시도하는 차량 간의 충돌 위험, 차선을 변경하는 주 차량과 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량 간의 충돌 위험, 차선을 변경하는 주 차량과 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량 간의 충돌 위험이 고려되어야한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 처리 시스템 및 그 방법은 복합 차선에서 주행 중인 운전자가 현재 차선에서 어느 속도를 유지하며 직진하여 교차로까지 통과하여야하는지를 전방 차량과의 사고 가능성 및 추천 감속 속도를 제공하여 준다.
또한, 복합 차선 내에 전방 차량들의 정체 현상으로 인해 주차량이 정지해야하는 경우는 대부분 운전자는 차선 변경을 실행하고, 다시 직진 주행하여 교차로를 통과한다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 처리 시스템 및 그 방법은 복합 차선의 운전자가 현재 차선을 유지해야 하는지 차선 변경을 하여 직진 주행을 유지해야 하는지 판단을 용이하게 할 수 있도록 정보를 제공한다.
또한, 운전자가 차선 변경을 시도하는 경우는 운전자의 차량과 주변 차량 간의 충돌 가능성과 차선 변경 시 어느 정도로 감속 또는 가속해야하는지 추천 속도정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 안전하게 차선 변경을 완료할 수 있도록 한다.
3. 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성도이다.
차선 변경시 위험 알림 시스템에서 차량(100)은 V2X 통신을 지원하는 차량으로서 주행 중 주 차량의 위치 정보를 위치 정보 수신부(103)를 통해 실시간 수신받고, 정밀 지도 DB(104)에 내장된 정밀 지도와 매핑시켜 주 차량이 현재 주행 중인 차선을 실시간 인식한다. 또한, 타 차량과의 V2V 통신을 통해 타 차량들의 차량 정보들을 실시간 획득하고, 획득된 타 차량 정보 중에 타 차량들의 위치 정보들을 정밀 지도와 매핑시켜 타 차량들의 현재 주행 중인 차선을 실시간 인식한다. 따라서 주 차량 기준으로 전방에 정체 현상 발생 시 인식 가능하며, 전방의 정체 구역을 벗어나 직진 주행하기 위해 주 차량이 차선 변경 시도 시 상기 획득한 타 차량들의 차량 정보들과 주 차량의 차량 정보를 산출하여 충돌 가능성과 충돌 가능성을 회피할 수 있는 추천 속도 데이터를 함께 운전자에게 제공하여 주 차량과 타 차량과의 충돌 사고를 미연에 방지한다. 여기서 주 차량과 타 차량들은 기본적으로 V2X 통신 가능한 차량들이며, 실시간으로 차량에 구비된 차량 정보 생성부(105)를 통해 실시간 차량 정보 데이터를 생성하고, 차량 정보 송신부(106)을 통해 주변 차량들 및 노변 장치에 전송한다.
차량(100)은 차량의 위치 인식 정보 산출을 위해 GPS 신호를 수신하는 위치정보 수신부(103), 타 차량들이 전송하는 차량 정보 신호들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부(102), 주 차량 및 타 차량의 위치 정보를 보정 시 사용되는 정밀 지도 DB(104), 차량 정보를 생성하는 차량 정보 생성부(105), 차량의 차량 정보를 주변 차량들 및 노변 장치에 전송하는 차량 정보 송신부(106), 주변 차량 정보 수신부(102)로부터 전달받은 타 차량들의 차량 정보들과 차량 정보 생성부(105)에서 생성되어 전달받은 주 차량의 차량 정보를 비교 산출하여, 충돌 가능성 데이터와 추천 속도 데이터를 생성하는 제어부(101), 제어부(101)로부터 충돌 가능성과 추천 속도 데이터를 전달받아 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 표시 및 알림을 수행하는 표시부(107)를 포함한다.
위치 정보 수신부(103)는 주 차량의 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호를 기반으로 주 차량의 위치를 산출한다. 여기서 주 차량의 위치 정보는 현재 주행 중인 주행 차선, 주행 차선에서의 주 차량의 위치, 주 차량의 주행 중인 도로의 총 차선의 개수, 각 차선의 위치 정보를 포함한다. 예컨대, 위치 정보를 수신하여 주 차량의 위치를 산출하는 방법으로는 상기 자세히 설명된 종래의 GPS를 사용하여 위치 정보를 획득 방법, V2X 차량 정보 데이터 중 GPS를 사용한 상대 위치 데이터를 활용하여, 현재 주행 중인 주 차량의 위치를 인식하는 방법, V2V 통신을 사용하는 차량간 상대적 위치를 산출하여 주 차량의 위치를 인식하는 방법 등이 사용될 수 있다.
주변 차량 정보 수신부(102)는 주변의 타 차량들로부터 차량 정보 데이터들을 수신받는다. 여기서 차량 정보 데이터들을 구성하는 각 데이터에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 V2X 통신을 사용하는 차량의 차량 정보 설명과 동일하므로 생략한다. 예컨대, 주 차량은 V2V 통신 범위 내에 위치한 주변에 노변 장치 및 타 차량들과 별로의 통신 연결 설정 없이 차량과 차량 간 V2V 통신, 차량과 노변 장치 간 V2I 통신을 사용하여 데이터 송수신이 가능하다.
차량 정보 생성부(105)는 주 차량의 차량 정보를 생성한다. 예컨대, 차량 정보는 차량에 구비된 V2X 단말 장치가 전자제어장치 ECU(Electronic Control Unit)로부터 전달받은 차량 전자 장치 데이터와 상기 위치 정보 수신부(103)로부터 전달받은 위치 정보를 기반으로 상기 자세히 설명된 차량 정보 데이터들을 생성한다.
제어부(101)는 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성과 추천 속도 데이터를 생성한다.
주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성은 다음과 같은 두 가지 경우로 분류된다.
첫 번째는 복합 차선에 위치한 주 차량이 현재 차선을 유지하여 주행을 진행할 시 주 차량이 정지 없이 복합 차선 및 교차로를 통과할 수 있는 경우로서 주 차량 기준으로 전방에 위치한 차량과의 물리적인 환경 즉, 차량간 거리, 주차량과 전방 차량의 주행 속도 등이 고려된 충돌 가능성과 추천 속도가 산출되어야 한다. 예컨대, 현재 주 차량의 위치 정보와 전방 차량의 위치 정보를 기반으로 차량 간 거리를 산출하고, 주 차량이 현재 주행 속도로 주행 시 전방 차량과 충돌할 수 있는 충돌 가능성을 산출한 뒤 주 차량이 전방 차량과 충돌없이 복합 차선 및 교차로를 통과할 수 있는 속도를 계산한다. 여기서 추천 속도는 주차량의 현재 주행 속도와 주차량이 전방 차량과 충격 없이 복합 차선 및 교차로를 통과할 수 있는 속도를 비교하여 산출된다.
두 번째는 복합 차선 내에 위치한 전방 차량들의 정체 현상으로 정지를 하고 다시 주행을 개시하여 통과해야할 때 복합 차선 인접 차선 중 직진 가능 차선으로 운전자가 차선 변경을 하여 직진 주행을 진행하려는 경우로서 주 차량 운전자의 차선 변경 의도 유무를 먼저 판단하고, 차선 변경 시도 시 주 차량의 진입 가능성을 산출하며, 동시에 주 차량과 타 차량과의 충돌 가능성이 산출되어야 한다. 예컨대, 상기 진입 가능성 및 충돌 가능성 산출에 기반이 되는 데이터로는 주 차량이 목표 차선 진입 시 위치하게 되는 예상 위치, 타 차량의 예상 위치, 주 차량과 타 차량 간의 거리, 타 차량의 목표 차선으로의 진입 신호 유무, 주 차량이 목표 차선 진입 시 타 차량과의 충돌 가능성 등이 포함된다. 여기서 충돌 가능성은 주 차량의 차량 정보와 동일 차선 진입 시도 차량, 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량 및 후방 차량의 차량 정보들을 기반으로 산출된다.
또한, 추천 속도 데이터는 현재 주 차량의 주행 속도와 상기 충돌 가능성에서 산출된 타 차량들의 주행 속도를 기반으로 충돌 예측 시간을 산출하고, 충돌 위험 예측 시간 값이 소정의 기준 시간 값 이상의 값을 만족할 시 운전자에게 제공된다. 여기서, 소정의 기준 시간 값은 운전자가 시각으로 위험 정보를 인지하고 인지 반응할 수 있는 시간을 의미한다. 통상적으로 2 내지 2.5초의 시간이 운전자의 인지 반응에 걸리는 시간이므로 상기 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 운전자의 운전 숙련도에 따라 2.5초로 이상의 시간으로도 설정 가능하다.
표시부(107)는 상기 제어부(101)로부터 생성된 충돌 가능성 데이터와 추천 속도 데이터를 전달받아 운전자에게 화면 표시 및 알람을 통해 위험 정보, 추천 속도 정보를 제공한다. 예컨대, 차량에 구비된 화면 표시장치, 소리 출력장치, 실내등 밝기 제어 등을 사용하여 위험을 경고한다. 화면 표시장치의 경우 화면에 옅은 색부터 진한 색으로 차선 변경 방향에 따른 위험 정도를 표시하여 위험 메시지를 출력하거나 타 차량과 충돌 가능성이 있는 위험 방향을 좌우 삼각형 모양으로 위험의 정도에 따라 색을 달리하여 점등시키며 위험을 고지할 수 있다.
또한, 소리 출력 장치의 경우 소리의 크기 정도의 변화를 주며 위험 정보를 음성으로 출력하여 위험을 경고할 수 있다. 예컨대, " 위험! 차선 변경 불가! 타 차량 2미터 이내로 동시 진입 중"과 같이 차선 변경 시 주 차량과 충돌 가능성을 타 차량과의 남은 거리 차를 음성으로 출력할 수 있다.
또한, 차선 변경 시 추천 속도 정보를 제공하며, 차량 화면 표시장치에 가속 30 km가 필요한 경우 "30+", 감속이 필요한 경우 "30-"등으로 표시할 수 있고, 소리 출력 장치의 경우 "30km 가/감속하여 차선 변경을 진행하세요."와 같이 차선 변경 시 추천 속도를 주 차량 및 타 차량들의 주행 속도를 기반하여 음성으로 출력할 수 있다.
또한, 실내등 밝기 제어의 경우 실내등의 색의 변화를 주거나 실내등의 발광이 점등을 반복하는 디밍(dimming) 변화를 주어 운전자에게 충돌 가능성을 경고할 수 있다.
차량 정보 송신부(106)는 기본적으로 주 차량의 차량 정보를 타 차량 및 노변 장치에 주기적으로 전송하며, 차선 변경 시 차선 변경 신호를 타 차량 및 노변 장치에 송신한다.
4. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량의 직진 주행성 확보 처리에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량의 직진 주행성 확보 처리 순서도이다.
먼저, 주 차량은 위치 정보를 수신하는 절차를 수행한다(S100). 여기서 위치 정보는 차량에 구비된 위치 정보 수신부로부터 주 차량의 현재 위치 데이터를 실시간 수신받고, 주변차량 차량 정보 수신부로부터 실시간 수신받은 타 차량의 차량 정보들로부터 타 차량들의 현재 위치 정보 데이터들을 추출한 뒤, 상기 주차량 현재 위치 데이터와 타 차량들의 현재 위치 정보 데이터들을 차량에 구비된 정밀 지도 DB에 내장된 정밀 지도 데이터와 맵핑하여 오차를 보정하는 단계를 진행하여 주 차량이 주행중인 차선 위치와 타 차량이 주행중인 주행 차선을 인식 가능하다. 따라서 주 차량은 주 차량의 현재 위치뿐만 아니라 주 차량의 주변 타 차량들의 현재 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.
여기서 차량은 V2X로 통신하는 주 차량과 타 차량을 의미하며 각 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 주기적으로 차량의 위치정보를 수신받는다. 예컨대, 각 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득한다.
또한, 획득한 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하여 오차를 줄인 위치 정보 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 산출된 위치 정보 데이터를 차량의 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑 시켜 현재 차량의 위치를 알 수 있다.
그 후, 주 차량은 주 차량 정보를 생성하여 주기적으로 주변 타 차량 및 노변 장치로 송신한다(S101). 예컨대, 차량에 구비된 차량 정보 생성부를 통해 주 차량의 차량 정보를 주기적으로 생성한다. 여기서 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보의 설명과 동일하므로 생략한다.
또한, 주 차량에서 주기적으로 생성된 차량 정보 또한 주기적으로 주변의 타 차량들에게 송신된다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.
그 후, 주 차량은 주변 차량들의 타 차량 정보들을 주기적으로 수신하는 절차를 수행한다(S102). 예컨대, V2X로 통신하는 차량들은 주기적으로 차량 정보를 생성하고, 타 차량과 차량 정보를 주기적으로 송수신한다. 여기서, 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보 데이터에 대한 설명과 동일하므로 생략한다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.
그 후, 주 차량이 복합 차선으로 진입했는지를 판단한다(S103). 여기서 복합 차선은 두 가지 주행 방향으로 진행 가능한 차선을 의미한다. 대한민국의 경우 통상적으로 복합 차선으로 지정되는 차선의 위치는 차량의 주행 방향을 기준으로 제일 좌측에 위치한 차선과 제일 우측에 위치한 차선일 가능성이 크다. 제일 좌측의 차선의 경우 좌회전 또는 유턴과 직진이 가능하며, 제일 우측의 차선의 경우 우회전과 직진이 가능하다. 복합 차선의 주행 가능한 방향은 각 국가의 도로교통법에 의해 정하여진다. 또한, 대부분의 복합차선의 경우 교차로 진입 이전의 차선에 설치되는 경우가 대부분이다. 차량에 구비된 정밀 지도 DB를 통해 보정된 주 차량의 위치 정보를 바탕으로 현재 주 차량이 복합 차선에 진입하여 진행하고 있는지 아니면 단일 차선으로 주행하고 있는지 판단 가능하다. 주 차량이 단일 차선으로 주행 중인 경우는 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동하며, 주 차량이 복합 차선으로 진입하는 경우 다음 절차로 이동한다.
그 후, 주 차량의 현재 위치를 기준으로 전방 복합 차선 내에 타 차량이 있는지 판단하는 절차가 수행된다(S104). 여기서 전방에 타 차량이 존재하지 않고, 교차로의 신호가 정지 신호가 아닌 경우 운전자는 직진 주행이 가능하다. 따라서 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다. 또한, 전방에 타 차량이 존재하는 경우는 다음 절차가 수행된다.
그 후, 타 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간 산출 루틴이 수행된다(S105). 여기서 타 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간 산출 루틴의 설명은 하기 도 3을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 타 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간 산출 루틴을 통해 주 차량은 전방 차량들의 각 차량 위치로부터 복합 차선을 지나 교차로를 통과하기까지 소요되는 예상 시간을 산출한다.
그 후, 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간 산출 절차(S106)가 수행된다. 예컨대, 주 차량의 현재 위치 데이터와 주행 속도 데이터를 바탕으로 교차로 이탈 지점까지 통과하는데 걸리는 시간을 다음과 같은 연산식을 통해 산출할 수 있다.
예상 소요 시간 = 현재 위치에서부터 교차로 일탈 지점까지의 거리 / 현재 차량의 주행 속도
여기서 산출된 예상 소요 시간은 시간이 지남에 따라 변화한다. 따라서 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.
그 후, 주 차량 교차로 통과 예상 소요 시간과 타 차량들의 교차로 통과 예측 총 소요 시간과 비교하는 절차가 수행된다(S107). 여기서 타 차량들의 교차로 통과 예측 총 소요 시간은 주 차량이 주행 중인 복합 차선 내에서 주 차량 전방에 위치하는 차량들의 교차로 통과 예측 소요 시간들을 S105 루틴을 통해 각각 산출하고 산출된 각각의 데이터 중 가장 긴 소요 시간을 의미한다. 예컨대, 통상적으로 주 차량 바로 앞에 위치한 전방 차량의 교차로 통과 예측 시간이 될 것이다.
하지만 전방 차량들이 통과 중 감속 또는 정지하는 경우도 발생할 수 있으며, 신호 대기, 교차로 통과 중 충돌 사고 등 변수가 발생할 수 있으므로 본 발명의 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에서는 주 차량의 바로 앞 차량뿐만 아니라 전방에 위치한 차량들은 다음과 같이 분류하여 실시간 모니터링 한다. 복합 차선을 지나 교차로를 통과 중인 차량, 복합 차선 내에 위치하며 좌 회전 또는 우회전을 시도하려는 회전 차량, 복합 차선 내에 위치하며 직진 주행하려는 직진 차량으로 구분하여 각 차량의 교차로 통과 예정 시간을 산출한다.
따라서, 주 차량 교차로 통과 예상 소요 시간보다 타 차량들의 교차로 통과 예측 총 소요 시간이 큰 경우는 전방 차량들이 상기 설명된 변수로 인해 정체 현상이 발생하는 경우이므로 주 차량의 차선 변경을 하여 직진 주행을 계속하기 위한 주 차량 진입 가능성 처리 루틴이 수행된다(S108).
주 차량 교차로 통과 예상 소요 시간보다 타 차량들의 교차로 통과 예측 총 소요 시간이 작은 경우는 주차량이 현재 주행 중이 차선을 변경 없이 교차로를 통과 가능하다는 의미이므로 다음 절차가 진행된다.
그 후, 주 차량과 타 차량 간의 거리를 산출한다(S109). 여기서 차량 간 거리는 실시간 갱신되는 주 차량의 현재 위치와 타 차량의 현재 위치 간의 거리로서각 차량의 현재 위치, 주행 속도, 전장 등을 바탕으로 실시간 산출된다.
그 후, 주 차량이 직진 주행 시 타 차량과 충돌 가능성을 산출한다(S110). 여기서 타 차량은 주 차량 전방에 위치한 차량을 의미하며, 전방 차량과 주 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치, 전방 차량의 감속 정도를 바탕으로 충돌 가능성이 산출된다. 하기의 도 8을 참조하여 설명되는 전방 차량과의 충돌 가능성 산출절차의 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
그 후, 충돌 방지를 위해 주 차량이 감속해야하는지 정지해야 하는지 판별하는 절차가 수행된다(S111). 여기서 판단 기준으로는 S110 절차에서 산출된 충돌 가능성 정도가 높은 경우는 충돌을 피하기 위하여 정지를 해야하는 경우는 주 차량은 복합 차선 내에서 정지 후 다시 직진 주행을 재개해야한다. 따라서 충돌 위험을 회피하며, 연료 소비를 절약하기 위한 방법으로 주 차량의 차선 변경을 하여 직진 주행을 계속하기 위한 주 차량 진입 가능성 처리 루틴이 수행된다(S108).
주 차량이 전방 차량과 충돌을 피하기 위하여 감속을 해야하는 경우는 다음 절차가 진행된다.
그 후, 추천 속도 산출이 진행된다(S112). 여기서 산출된 추천 속도는 운전자가 추천 속도 정보를 참고하여 직진 주행을 수행하면 현재 주행 속도로 주행할 때보다 더 안전하게 직진 주행을 수행할 수 있는 속도를 의미한다. 예컨대, 추천 속도는 주 차량이 차선 직진 주행 시 전방 차량의 급감속 및 후방 차량의 급가속에 대응하여 감속 또는 가속하면서 차선 변경을 수행해야 주 차량의 안전을 확보할 수 있기 때문이다. 통상적으로 복합 차선을 지나 교차로를 통과하는 경우 감속하므로 해당 절차에서 추천 속도로 현재 주행 속도보다 감속된 속도 데이터를 생성한다.
그 후, 운전자에게 충돌 가능성 및 추천 속도를 표시 및 알람을 통해 경보하는 절차를 수행한다(S113). 상기 주 차량과 전방 차량의 충돌 가능성 산출 절차에서 산출된 결과의 정도에 따라 생성된 충돌 가능성 데이터에 대응하는 표시 및 알람을 경보하여 운전자가 용이하게 복합 차선을 지나 교차로를 통과할 수 있도록 충돌 가능성 및 추천 속도를 제공한다.
또한, 주 차량이 다음과 같은 경우에 복합 차선에서 직진 주행 가능 차선으로 차선 변경을 하여 교차로를 통과해야한다.
첫째는 복합 차선 내에 주행 중인 주 차량이 전방 차량들의 정체 구역을 회피하여 직진 주행을 진행해야하는 상황이다. 즉, 현재 주차량의 주행 속도로 교차로 통과 지점까지 소요되는 시간보다 전방 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 소요시간이 더 큰 경우 잦은 감속과 가속이 예상되어 연료 소비 및 교통 흐름을 정체시키는 원인으로 작용하는 상황이다.
둘째는 복합 차선 내에서 주 차량이 복합 차선을 지나 교차로를 직진으로 주행할 때 주 차량이 정지 후 다시 주행을 개시해야 하는 상황이다.
상기 설명된 두 가지 상황이 인지되면 주 차량은 차선 변경이 용이하게 진행 되도록 운전자에게 진입 가능성 정보와 추천 속도 정보를 함께 표시 및 알람을 통해 운전자에게 제공될 수 있다. 여기서 표시 및 알람 방법은 상기 표시부의 설명과 동일하므로 생략한다.
그 후, 주 차량은 교차로 통과 진행 중에 타 차량에게 주 차량이 교차로를 통과 중이라는 교차로 통과 신호를 생성하여 송신한다(S114). 예컨대, 타 차량의 운전자가 주 차량의 존재를 인지하지 못하여도 차량 간 통신을 통해 주 차량이 교차로 통과 중임을 타 차량이 인식하여 운전자에게 제공하여준다. 이러한 기능의 이점은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법이 적용된 차량 간 교차로 통과 예상 소요 시간 산출 절차에서 해당 데이터가 사용되며, 본 발명이 적용되지 않은 V2X 차량의 경우도 본 차량이 교차로 통과 중임을 인지할 수 있도록 교차로 통과 신호를 송신하여 교차로 통과 중에 발생할 수 있는 충돌 및 접촉 사고 등을 미리 예방할 수 있다.
그 후, 주 차량이 교차로를 통과 완료하면, 다시 설정된 주행 경로를 따라 운전자의 조작에 의해 주행이 재개된다. 여기서 주 차량은 위치 정보를 수신하는 절차(S100)로 이동한다.
5. 본 발명의 실시 예에 따른 복합차선에서 타 차량의 교차로 통과 시 총 예상소요 시간 처리에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 타 차량의 교차로 통과 총 소요 시간 정보 처리 순서도이다.
먼저, 타 차량의 차량 정보를 재수신하여 데이터를 갱신한다(S200). 예컨대 차량에 구비된 주변 차량의 차량 정보 수신부를 통해 주기적으로 수신되는 타 차량 정보 데이터를 정밀 지도 DB에 내장된 정밀 지도와 매핑하여 타 차량들의 현재 위치를 인지할 수 있다. 주 차량에서는 인지된 타 차량들의 위치를 기반으로 복합 차선 내에 위치하는 차량들을 세 가지 상태로 인식하고, 각 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하기 위한 절차가 독립적으로 수행된다.
첫 번째로는 교차로를 통과 중인 차량 추출 절차가 진행된다(S201). 예컨대, 복합 차선 내에 차량을 대상으로 두 가지 상황으로 교차로 통과 중인 차량을 판단 가능하다. 조향 장치가 회전되었고 차량이 가속되어 진행 중 차량은 회전 주행으로 교차로를 통과하는 차량이며, 조향 장치가 회전 없이 차량이 가속되어 진행 중 차량은 직진 주행으로 교차로를 통과하는 차량으로 판단한다.
그 후, 교차로를 통과 중인 차량이 존재하면, 교차로 통과 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출한다(S202). 예컨대, 현재 차량의 위치, 주행속도,정밀 지도상의 복합 차선을 지나 교차로가 끝나는 지점까지 남은 거리 등을 바탕으로 산출된다. 또한, 교통 신호등의 신호 상태, 도로 정체 상황 등도 변수로 포함되어 계산될 수 있다.
한편, 교차로를 통과 중인 차량이 없으면 종료된다.
두 번째로는 회전 주행 대기 차량 추출 절차가 진행된다(S203). 예컨대, 좌 또는 우 회전 주행하여 교차로를 통과하기 위해 복합 차선 내에 대기중인 차량을 추출하기 위해 차량의 방향 지시등의 점등 유무 또는 조향 장치가 복합 차선에서 회전 주행 가능한 방향으로 회전되었는지를 판단한다. 예컨대, 대부분의 운전자들은 방향 지시등을 먼저 회전 주행 방향으로 점등시키고 조향 장치를 회전하여 주행을 한다. 하지만 일부 운전자들은 방향 지시들을 점등하지 않고 조향 장치만 회전하여 주행을 한다. 따라서 상기 두 가지 조건 중 하나만 만족하여도 회전 주행을 위해 대기하는 차량으로 인식한다.
그 후, 회전 대기 차량이 존재하면, 회전 대기 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출한다(S204). 여기서 회전 대기 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 방법은 상기 설명된 S202 절차 설명과 동일하다. 또한, 해당 차량 전방에 교차로 통과 차량이 존재한다면, 상기 S202 절차에서 산출된 교차로 통과 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 더 작은 값을 가질 수 없다.
한편, 회전 대기 차량이 없으면 종료된다.
세 번째로는 직진 주행 대기 차량 추출 절차가 진행된다(S205). 예컨대, 직진 주행하여 교차로를 통과하기 위해 복합 차선 내에 대기중인 차량을 추출하기 위해 차량의 방향 지시등의 점등되지 않고, 조향 장치가 복합 차선에서 회전 주행 가능한 방향으로 회전되지 않았을 경우 직진 주행 대기 차량으로 인식한다.
그 후, 직진 대기 차량이 존재하면, 회전 대기 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출한다(S206). 여기서 직진 대기 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 방법은 상기 설명된 S202 절차 설명과 동일하다. 또한, 해당 차량 전방에 교차로 통과 차량 또는 회전 대기 차량이 존재한다면, 상기 S204 절차에서 산출된 교차로 통과 차량 또는 회전 대기 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 더 작은 값을 가질 수 없다.
한편, 직진 대기 차량이 없으면 종료된다.
그 후, 타 차량들의 교차로 통과 총 예정 소요 시간이 산출된다(S207). 상기 설명된 교차로 통과 차량, 회전 대기 차량, 직진 대기 차량의 각 교차로 통과 예정 소요 시간 중 가장 긴 시간을 교차로 총 예정 소요 시간으로 산출한다. 여기서 주차량 바로 앞의 차량의 교차로 통과 예정 소요 시간 데이터를 교차로 통과 총 예정 쇼요 시간 데이터로 바로 대치하지 않는 이유는, 주 차량 전방에 위치하는 차량 중 차량 고장, 접촉 사고, 타 차선의 차량의 끼어들기 등의 돌발 변수가 발생하여 교차로 통과 차량의 순서가 실시간 변경될 수 있기 때문이다.
또한, 상기 설명된 각 차량 상태에 따른 교차로 예정 소요 시간 산출 절차는 실시간으로 독립적으로 수행된다. 즉, 서로 간 시간 순위에 따라 절차가 진행되지 않고 제어부에서 다중 연산방식으로 동시에 진행된다.
6. 본 발명의 실시 예에 따른 차량에서의 차량의 차선 변경 시 진입 가능성 처리에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 진입 가능성 처리 순서도이다.
먼저, 위치 정보를 주기적으로 수신하는 절차를 수행한다(S300). 여기서 차량은 V2X로 통신하는 주 차량과 타 차량을 의미하며 각 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 주기적으로 차량의 위치정보를 수신받는다. 예컨대, 각 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득한다.
또한, 획득한 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하여 오차를 줄인 위치 정보 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 산출된 위치 정보 데이터를 차량의 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑 시켜 현재 차량의 위치를 알 수 있다.
그 후, 주 차량 정보를 주기적으로 생성하는 절차를 수행한다(S301). 예컨대, 차량에 구비된 차량 정보 생성부를 통해 주 차량의 차량 정보를 주기적으로 생성한다. 여기서 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보의 설명과 동일하므로 생략한다.
또한, 주 차량에서 주기적으로 생성된 차량 정보 또한 주기적으로 주변의 타 차량들에게 송신된다.
그 후, 주 차량은 주변 차량들의 타 차량 정보들을 주기적으로 수신하는 절차를 수행한다(S302). 예컨대, V2X로 통신하는 차량들은 주기적으로 차량 정보를 생성하고, 타 차량과 차량 정보를 주기적으로 송수신한다. 여기서, 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보 데이터에 대한 설명과 동일하므로 생략한다.
그 후, 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차를 수행한다(S303). 예컨대, 차선 변경 시 통상적인 운전자는 목표 차선 방향으로 방향 지시등을 점등시키고, 조향 장치를 목표 차선 방향으로 회전시키며 주행 속도를 유지 또는 가속 또는 감속하며 차선 변경을 수행한다. 따라서 주 차량은 운전자의 방향 지시등 점등 여부, 조향 장치의 회전 여부를 검출하고, 방향 지시등이 지시하는 방향과 조향 장치의 회전 방향의 일치 여부를 판단하여 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단한다. 여기서 방향 지시등의 점등과 조향 장치의 회전은 서로 순서에 관계없이 실행된다.
방향 지시등의 방향과 방향 지시등 점등 후 회전되는 조향 장치의 회전 방향이 동일한 경우 다음 절차가 진행된다. 한편, 상기 설명된 조건이 충족되지 않으면 위치 정보를 주기적으로 수신하는 절차를 수행한다(S300).
그 후, 주 차량이 목표 차선으로 진입할 수 있는 진입 가능성 여부를 산출하는 루틴으로 이동한다(S304). 여기서 진입 가능성 여부 산출 루틴은 주 차량과 타 차량 간 거리를 산출하는 절차, 산출된 거리가 안전 거리에 충족하는지 판단하는 절차, 타 차량의 진입 시도가 유무를 판단하는 절차, 주 차량과 진입 시도 차량 또는 전압 차량 또는 후방 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차를 포함한다.
즉, 주 차량과 타 차량 간의 안전 거리가 확보 여부와 목표 차선으로 타 차량의 진입 시도가 없다는 조건이 충족되면, 주 차량이 목표 차선으로 진입 시도 시 타 차량과의 충돌 가능성인 차량-차량 간 충돌 가능성을 산출하여 차선 변경 시 안전성을 확보한다. 여기서 차량-차량 간 충돌 가능성을 산출 시 타 차량을 목표 차선으로 진입 시도 차량, 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량, 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과 주 차량의 충돌 가능성을 각각 산출하고, 위험 정도를 산출하여 차선 변경 시 안전성을 확보한다. 여기서 안전 거리 산출에 대해서는 하기 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 하며, 타 차량과의 충돌 가능성 산출에 대해서는 하기 도 6 내지 도 8를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
또한, 진입 가능성 여부 산출은 주 차량과 타 차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하고, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 이하일 경우는 진입 불가 데이터를 생성하고, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 이상이고 소정의 위험 시간 이하일 경우 위험 데이터를 생성하고, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 위험 시간 이상일 경우는 차선 변경 허용 데이터를 생성한다.
또한, 생성된 위험 데이터는 위험 정도에 따라 중 위험, 소 위험으로 구분하여 생성될 수 있다.
그 후, 추천 속도를 산출하는 절차를 수행한다(S305). 여기서 산출된 추천 속도는 운전자가 추천 속도 정보를 참고하여 차선 변경을 수행하면 현재 주행 속도로 차선 변경을 수행할 때보다 더 안전하게 차선 변경을 수행할 수 있는 속도를 의미한다. 예컨대, 추천 속도는 주 차량이 차선 변경시 전방 차량의 급감속 및 후방 차량의 급가속에 대응하여 감속 또는 가속하면서 차선 변경을 수행해야 주 차량의 안전을 확보할 수 있기 때문이다.
그 후, 운전자에게 진입 가능성 및 추천 속도를 표시 및 알람을 통해 경보하는 절차를 수행한다(S306). 상기 주 차량 진입 가능성 산출 절차에서 산출된 결과 즉, 진입 불가 데이터 또는 충돌 가능성 정도에 따라 생성된 진입 가능성 데이터에 대응하는 표시 및 알람을 경보하여 운전자에게 목표 차선으로 진입 가능 여부를 제공한다.
또한, 진입 가능성 정보와 추천 속도 정보를 함께 표시 및 알람을 통해 운전자에게 제공될 수 있다. 여기서 표시 및 알람 방법은 상기 표시부의 설명과 동일하므로 생략한다.
그 후, 목표 차선 진입 진행 중 주변 차량들에게 차선 변경 신호를 송신하는 절차를 수행한다(S307). 목표 차선으로 운전자가 주 차량을 차선 변경을 진행 중일 경우 주 차량은 차선 변경 중이라는 신호를 생성하여 주변 타 차량들에게 전송한다. 타 차량들은 전송된 신호를 바탕으로 주 차량과의 충돌을 미연에 방지할 수 있다.
그 후, 주 차량은 차선 변경을 완료한다(S308). 목표 차선으로 주 차량의 차선 변경이 완료되면, 주 차량은 다시 직진 주행을 유지한다. 그 후, 주 차량은 위치 정보를 수신하는 절차(S300)를 수행한다.
7. 본 발명의 실시 예에 따른 차량에서의 차량의 차선 변경 시 진입 가능 여부 산출 절차에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 진입 가능 여부 정보 처리 순서도이다.
먼저, 주 차량은 차선 변경 시 예상 위치를 산출하는 절차를 수행한다(S400). 여기서 예상 위치는 주 차량의 현재 위치, 주 차량의 현재 주행 속도, 주행 시간, 가감속 계수 등을 바탕으로 산출이 수행된다. 예컨대, 예상 위치는 다음과 같은 연산식으로 산출 가능하다.
주 차량의 예상 위치 = 현재 위치 + ((현재 속도 × 주 차량의 주행 시간) +(가감속 계수 × 주 차량의 주행 시간2))
또한, 주 차량 차선 변경 시 목표 차선으로 진입 완료까지 2초간 시간이 소요되는 것을 변수로 포함하여 산출된다. 2초의 기준은 교통 공학에서 차선 변경에 따른 소용 시간이 2초 이내로 정의하고 있기 때문이다. 즉, 최종적으로 산출되는 주 차량의 예상 위치는 현재 주행 차선에서 목표 차선으로 2초 동안 차선 변경 시 이동되는 위치를 예상하여 산출된 위치이다.
그 후, 타 차량의 예상 위치를 산출하는 절차를 수행한다(S401). 주 차량의 예상 위치와 마찬가지로 타 차량 또한 동일한 주행 속도를 유지하며 주행하는 것이 아니기 때문에 주행 시간과 가감속 계수를 고려하여 타 차량의 예상 위치를 산출하는 절차가 수행된다. 여기서 타 차량의 예상 위치는 타 차량의 주행 시간과 가감속 계수의 데이터는 타 차량에서 주기적으로 전송되는 차량 정보를 주 차량에서 수신하여, 시간 데이터를 추출하고, 차량 운행 데이터와 차량 제어 데이터를 기반으로 가감속 계수를 산출한다. 산출된 가감속 계수와 타 차량 정보를 바탕으로 타 차량의 예상 위치 산출이 수행된다.
그 후, 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리를 산출하는 절차를 수행한다(S402). 여기서 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리는 각 차량의 주행 속도, 전장 등을 바탕으로 산출된다.
그 후, 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리가 안전 거리에 충족하는지 판단하는 절차를 수행한다(S403). 여기서 안전 거리의 산출은 각 차량의 전장, 안전계수 등을 바탕으로 산출된다. 안전 거리는 운전자가 시거 상으로 위험을 감지하여 브레이크를 작동시켜 차량을 정지하는데 까지 필요한 거리이다. 또한, 안전 계수는 각 차량의 무게, 각 차량의 주행 속도, 각 차량의 제동 관련 장치의 성능, 도로의 노면 상태 등을 기반으로 산출된다. 예컨대, 차량 정보 데이터에서 차량에 대한 정보를 획득하고, 현재 차량이 주행 중인 위치를 기준으로 날씨 정보 데이터를 수신받아 도로의 노면 상태 데이터를 산출하고, 차량의 전장, 차량의 무게 및 차량 제동 장치의 성능 등을 바탕으로 산출된다. 다음과 같은 안전 거리 기준 연산식으로 안전 거리 기준은 산출 가능하다.
안전 거리 기준 = 전장 × 안전 계수
주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터는 상기 산출된 안전 거리 데이터와 비교되는 단계를 거친다. 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터가 안전 거리 데이터보다 큰 값을 가지면, 운전자가 차선 변경 중 전방 사고 발생 시 차량을 정지시키기 위한 제동 거리가 충분하게 확보되었다고 판단되어 다음 절차로 이동한다.
한편, 안전 거리 데이터가 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터보다 큰 값을 가지면 운전자가 차선 변경 중 전방 사고 발생 시 차량을 정지시키기 위한 제동 거리가 충분하게 확보되지 못해 2차 충돌 사고가 발생할 수 있으므로 진입 불가 데이터를 생성하는 절차(S404)로 이동한다.
그 후, 주 차량 진입하려는 목표 차선으로 차선 변경 진행 중인 타 차량의 있는지 판단하는 절차를 수행한다(S405). 본 발명의 차선 변경 시 위험 알림 시스템이 적용된 타 차량의 경우 차선 변경 시 차선 변경 신호를 주변 차량들에게 송신하므로, 주 차량은 타 차량의 차선 변경 신호가 수신되면 타 차량이 목표 차선으로 진입 중임을 인지하고, 주 차량은 예상 위치를 산출하는 절차(S400)를 수행한다. 한편, 목표 차선으로 타 차량의 진입 신호가 없으면 다음 절차를 수행한다.
그 후, 주 차량이 목표 차선으로 진입 시 타 차량과 충돌 가능성이 있는지 산출하는 루틴을 수행한다(S406). 여기서 산출되는 충돌 가능성은 차량-차량 간 충돌 가능성 즉, 차선 변경 중에 타 차량과의 충돌 가능성을 산출하는 것이다. 하기에 도 6 내지 도 8을 참조하여 주 차량이 목표 차선으로 진입 시 타 차량과의 충돌 가능성에 대해 자세히 설명한다.
그 후, 산출된 충돌 가능성의 정도에 따라 진입 가능성 데이터를 생성하는 절차를 수행한다(S407). 충돌 가능성은 크게 운전자의 주의를 요구하며 차선 변경을 수행하여야 경우와 충돌 가능성이 소정의 임계값을 충족하여 운전자가 안전하게 차선 변경을 수행할 수 있는 경우로 구분될 수 있다. 이외의 경우는 주 차량과 타 차량의 충돌 가능성이 상기 두 경우보다 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성 상대적으로 높은 경우이다. 여기서 운전자가 주의를 요하며 차선 변경을 해야하는 경우와 안전하게 차선 변경을 수행할 수 있는 경우는 소정의 임계값을 기준으로 구분되는데 하기의 도 6을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
8. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
먼저, 주 차량과 주변 타 차량의 예상 위치를 실시간으로 보정하는 절차를 수행한다(S500). 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치는 상기 설명된 목표 차선에서의 예상 위치가 아닌 차선 변경을 진행하는 중에 모든 예상 위치를 의미한다. 더욱 상세하게는 현재 주행 위치에서 차선 변경을 운전자가 시도할 경우 소요되는 2초간의 예상 위치와 목표 차선에서의 예상 위치를 포함하여 산출된다. 또한, 보정된다는 의미는 주 차량과 주변에 타 차량의 위치와 주행 속도는 실시간으로 변화하기 때문에 타 차량들로부터 주기적으로 송신되는 차량 정보들과 주 차량의 차량 정보의 실시간으로 갱신하여 산출된다는 의미이다. 여기서 예상 위치 산출 방법에 대한 자세한 설명은 상기 설명된 예상 위치 산출 방법과 동일하므로 생략한다.
그 후, 주 차량 주변의 타 차량으로부터 주기적으로 송신되는 차량 정보를 수신받아 주 차량 위치를 기준으로 차량의 위치에 따라 타 차량을 분류한다(S500). 여기서 차량 분류는 주 차량 예상 위치를 기준으로 타 차량들의 예상 위치를 비교하여 다음 세 가지 경우로 분류된다. 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 동일 위치로 진입을 시도할 수 있는 차량, 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 후방 주행 차량 중 주행 속도를 가속할 수 있는 차량, 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 전방 주행 차량 중 주행 속도를 감속할 수 있는 차량으로 분류된다.
또한, 타 차량은 목표 차선의 예상 위치로 진입 시도를 하는 타 차량과 목표 차선에 전방 및 후방 주행 중인 차량들로 제한될 수 있다.
그 후, 주 차량은 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 동일 위치로 진입을 시도할 수 있는 차량을 대상으로 진입 시도 차량이 있는지를 판단하는 절차를 수행한다(S502). 여기서 타 차량의 진입 시도 차량은 상기 설명된 타 차량 진입 시도 의도를 먼저 판단하여 진입 시도 차량이 있는지를 판단할 수 있다. 진입 시도 차량이 없다면 종료되며, 진입 시도 차량이 있으면 다음 절차가 진행된다.
그 후, 주 차량과 동일 차선으로 진입을 시도할 수 있는 차량과의 충돌 가능성을 산출하는 절차를 수행한다(S503). 여기서 충돌 가능성은 실시간으로 산출되는 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치를 바탕으로 두 차량간 충돌까지 걸리는 시간을 산출하여 산출된다.
그 후, 주 차량과 동일 차선으로 진입을 시도할 수 있는 차량과의 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차를 수행한다(S504). 예컨대, 주 차량과 타 차량과의 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.
주 차량과 타 차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하고, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 이하일 경우는 진입 불가 데이터를 생성한다.
또한, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 이상이고 소정의 위험 시간 이하일 경우 위험 데이터를 생성한다.
또한, 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 위험 시간 이상일 경우는 차선 변경 허용 데이터를 생성한다.
여기서, 충돌 예측 시간과 소정의 임계치 값을 바탕으로 진입 불가 데이터, 위험 데이터, 차선 변경 허용 데이터를 산출한다. 여기서 충돌 예측 시간은 주 차량과 타 차량이 서로 충돌하는데 까지 소요되는 시간이 산출된 충돌 예측 시간을 의미한다.
또한, 소정의 임계치 값은 소정의 진입 불가 시간과 소정의 위험 시간을 포함한다. 예컨대, 소정의 진입 불가 시간은 교통 공학상 운전자의 인지 반응 시간인 2.5초 미만의 시간으로 설정되고, 소정의 위험 시간은 운전자가 용이하게 차선 변경을 수행할 수 있는 5초의 시간으로 설정가능하다.
충돌 예측 시간이 소정의 위험 시간을 초과하는 경우는 운전자가 용이하게 차선 변경을 수행할 수 있는 시간으로 차선 변경 허용 데이터로 분류될 수 있다.
또한, 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 이상이고 소정의 위험 시간 이하일 경우는 운전자가 주변의 타 차량을 주의하면서 차선 변경을 수행할 수 있는 시간이며 잠재적 위험이 많이 존재하는 것으로 위험 데이터로 분류될 수 있다.
또한, 충돌 예측 시간이 진입 불가 시간 미만일 경우는 차선 변경 시 위험한 상태로 진입 불가 데이터로 분류되고, 진입 불가 데이터를 생성하는 절차(S505)로 이동되어, 진입 불가 데이터의 생성이 완료하고, 위치 정보 수신 절차(S506)로 이동한다.
또한, 본 발명에서는 소정의 임계치 값을 2.5초와 5초를 기준으로 분류하였지만, 이에 국한되지 않으며 차량을 운전하는 운전자에 따라 차량 제어 능력과 위험을 예측하는 개인차가 존재하므로 소정의 임계치 값의 설정은 운전자 개개인의 능력에 따라 변경 가능하다.
그 후, 충돌 가능성 정도 데이터를 생성하는 절차를 수행한다(S507). 예컨대, 상기 설명된 진입 불가 데이터, 위험 데이터, 차선 허용 데이터를 포함하는 충돌 가능 정도 데이터가 생성된다. 여기서 충돌 가능성 정도 데이터는 주 차량과 타 차량의 충돌 가능성을 운전자에게 표시 및 알람을 통해 인지시키기 위한 바탕이 되는 데이터로서, 상기 설명된 경우에 대응하는 표시 및 알람을 운전자에게 경보하기 위한 바탕 데이터이다.
9. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
하기에서 설명되는 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도는 상기 도 6을 참조하여 자세히 설명된 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도의 설명과 주 차량과 후방 차량 간의 위험도를 산출하는 절차만 상이하고 그 외 절차를 동일하므로 동일한 절차에 대한 설명은 생략한다.
먼저, 주 차량과 주변 타 차량의 예상 위치를 실시간으로 보정하는 절차를 수행한다(S600).
그 후, 주 차량 주변의 타 차량으로부터 주기적으로 송신되는 차량 정보를 수신받아 주 차량 위치를 기준으로 차량의 위치에 따라 타 차량을 분류한다(S601). 여기서 차량 분류는 주 차량 예상 위치를 기준으로 타 차량들의 예상 위치를 비교하여 분류된 세 가지 경우 중 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 후방 주행 차량 중 주행 속도를 가속할 수 있는 차량으로 분류된다.
그 후, 주 차량은 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 목표 차선 내의 후방 차량의 가속 정도를 판단하는 절차를 수행한다(S602). 여기서 후방 차량의 가속 정도의 판단 기준은 상기 설명된 주 차량의 예상 위치와 후방 차량 가속에 따른 후방 차량 예상 위치 간의 거리가 안전 거리에 충족하는지 판단하는 것이다. 예컨대, 주 차량이 차선 변경하여 예상 위치로 이동할 때 요구되는 후방 차량과의 안전 거리와 후방 차량의 차량 정보에서 추출된 차량 주행 데이터, 차량 제어 데이터를 바탕으로 후방 차량의 현재 주행 속도에서 가속이 허용되는 한계 속도 즉, 기준 속도를 산출할 수 있다. 여기서 후방 차량의 가속 정도는 적어도 도로공학상의 인지반응 시간인 2.5초 이상이 지난 후에 후방 차량의 속도까지 예측하여 판단될 수 있다. 예컨대, V2X 차량의 경우 타 차량의 차량 정보를 주기적으로 수신받지만 정보가 갱신되는 시간 사이에 후방 차량의 가속으로 인한 주 차량의 안전을 확보하기 위함이다. 보통의 운전자는 주행 차선에 전방 차량이 없거나 전방 차량과 거리가 시거를 벗어나는 경우 현재 주행 속도보다 가속하는 경우가 빈번하기 때문이다. 후방 차량의 가속 정도가 기준 속도 이하인 경우는 다음 절차로 이동한다. 후방 차량의 가속 정도가 기준 속도 이상인 경우는 진입 불가 데이터를 생성하는 절차(S606)로 이동되어, 진입 불가 데이터가 생성되고, 위치 정보 수신 절차(S606)로 이동한다.
그 후, 충돌 가능성 산출 절차가 수행된다(S603). 여기서 충돌 가능성은 실시간으로 산출되는 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치를 바탕으로 두 차량간 충돌까지 걸리는 시간을 산출하여 산출된다.
그 후, 주 차량과 목표 차선 내의 후방 차량과의 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차를 수행한다(S604). 여기서 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차에 대한 설명은 그 대상이 주 차량과 후방 차량이라는 점만 다르고, 나머지는 상기 설명된 도 6의 S504 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
그 후, 충돌 가능성 정도 데이터를 생성하는 절차를 수행한다(S607). 여기서 충돌 가능성 정도 데이터 생성에 대한 설명은 상기 설명된 도 6의 S507 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
10. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량 차선 변경 시 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도이다.
하기에서 설명되는 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도는 상기 도 6을 참조하여 자세히 설명된 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 정보 처리 순서도의 설명과 주 차량과 전방 차량 간의 위험도를 산출하는 절차만 상이하고 그 외 절차를 동일하므로 동일한 절차에 대한 설명은 생략한다.
먼저, 주 차량과 주변 타 차량의 예상 위치를 실시간으로 보정하는 절차를 수행한다(S700).
그 후, 주 차량 주변의 타 차량으로부터 주기적으로 송신되는 차량 정보를 수신받아 주 차량 위치를 기준으로 차량의 위치에 따라 타 차량을 분류한다(S701). 여기서 차량 분류는 주 차량 예상 위치를 기준으로 타 차량들의 예상 위치를 비교하여 분류된 세 가지 경우 중 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 전방 주행 차량 중 주행 속도를 감속할 수 있는 차량으로 분류된다.
그 후, 주 차량은 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 목표 차선 내의 전방 차량의 감속 정도를 판단하는 절차를 수행한다(S702). 여기서 전방 차량의 감속 정도의 판단 기준은 상기 설명된 주 차량의 예상 위치와 전방 차량 가속에 따른 전방 차량 예상 위치 간의 거리가 안전 거리에 충족하는지 판단하는 것이다. 예컨대, 주 차량이 차선 변경하여 예상 위치로 이동할 때 요구되는 전방 차량과의 안전 거리와 전방 차량의 차량 정보에서 추출된 차량 주행 데이터, 차량 제어 데이터를 바탕으로 전방 차량의 현재 주행 속도에서 감속이 허용되는 한계 속도 즉, 기준 속도를 산출할 수 있다. 여기서 전방 차량의 감속 정도는 적어도 도로공학상의 인지반응 시간인 2.5초 이상이 지난 후에 전방 차량의 속도까지 예측하여 판단될 수 있다. 예컨대, V2X 차량의 경우 타 차량의 차량 정보를 주기적으로 수신받지만 정보가 갱신되는 시간 사이에 전방 차량의 감속으로 인한 주 차량의 안전을 확보하기 위함이다. 보통의 운전자는 주행 차선에 전방 차량들이 도로 혼잡으로 정체해 있거나, 전방에 신호등의 변화, 횡단 보도, 어린이 보호 구역 등 주변 환경에 따라 현재 주행 속도보다 감속하거나 정지하는 경우가 빈번하기 때문이다.
전방 차량의 감속 정도가 기준 속도 이하인 경우는 다음 절차로 이동한다. 전방 차량의 감속 정도가 기준 속도 이상인 경우는 진입 불가 데이터를 생성하는 절차(S705)로 이동되어, 진입 불가 데이터가 생성되고, 위치 정보 수신 절차(S706)로 이동한다.
그 후, 충돌 가능성 산출 절차가 수행된다(S703). 여기서 충돌 가능성은 실시간으로 산출되는 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치를 바탕으로 두 차량간 충돌까지 걸리는 시간을 산출하여 산출된다.
그 후, 주 차량과 목표 차선 내의 전방 차량과의 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차를 수행한다(S704). 여기서 충돌 가능성이 소정의 임계치 값이 허용하는 범위인지를 판단하는 절차에 대한 설명은 그 대상이 주 차량과 전방 차량이라는 점만 다르고, 나머지는 상기 설명된 도 6의 S504 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
그 후, 충돌 가능성 정도 데이터를 생성하는 절차를 수행한다(S707). 여기서 충돌 가능성 정도 데이터 생성에 대한 설명은 상기 설명된 도 6의 S507 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
11. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량이 목표 차선 진입 시 타 차량과의 충돌 가능성에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 동일 목표 차선으로 진입하는 타 차량과의 충돌 가능성(a), 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성(b), 주 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성(c)이 표현된 평면도이다.
본 발명에 실시 예에 따른 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성의 경우는 다음 세 가지 경우로 분류할 수 있다. 예컨대, (a)에 표현된 바와 같이 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 동일 위치로 진입을 시도하는 차량과 발생할 수 있는 충돌 가능성, (b)에 표현된 바와 같이 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 후방 주행 차량 중 주행 속도를 가속하는 차량과 발생할 수 있는 충돌 가능성, (c)에 표현된 바와 같이 주 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 전방 주행 차량 중 주행 속도를 감속하는 차량과의 충돌 가능성으로 분류할 수 있다.
상기 설명된 세 가지 경우는 본 발명의 실시 예에 따른 대표적인 경우로서 단일 충돌 가능성으로 발생할 수 있으며, 상호 복합적으로 발생할 수 있다. 예컨대, 도 9의 (a), (b), (c)가 서로 조합되어 동시에 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에서는 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성은 독립된 하나의 경우만 산출되지 않고, 주변에 타 차량과의 물리적 환경을 고려하여 동시에 각 경우를 산출하여 운전자에게 표시 및 알람을 통해 진입 가능성 정보를 제공한다.
12. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 타 차량간의 단일 충돌 가능성에 따른 진입 가능성 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 감속하여 직진 주행 가능 표시(a), 정지 예상 및 차선 변경 불가 표시(b), 정지 예상 및 가속하여 차선 변경 가능 표시(c)가 표현된 평면도이다.
(a)는 주행 중에 복합 차선 내에서 교차로를 통과하기 위해서는 현재 차량의 주행 속도를 제공되는 추천 속도로 참고하여 직진 주행하면 주 차량의 정지 없이 용이하게 통과할 수 있다는 정보가 표현되었다.
(b)는 위험 데이터 중 잠재적 위험성이 많은 경우로 복합 차선 내에 주 차량의 주행 속도를 기준으로 전방 차량 간의 충돌이 예상될 때 "정지"하라는 표시 표현되었으며, 전방 차량들의 정체 현상으로 "정지"하라는 표시가 표현될 수 있다. 해당 그림에서는 차선 변경도 할 수 없다는 표시가 표현되었다. 이는 인접 차선에 차량이 존재하거나 주 차량이 차선 변경을 진행하면 타 차량과의 충돌 사고가 발생할 위험성이 높은 경우이다.
(c) 위험 데이터 중 잠재적 위험성이 많은 경우로 복합 차선 내에 주 차량의 주행 속도를 기준으로 전방 차량 간의 충돌이 예상될 때 "정지"하라는 표시 표현되었으며, 주 차량이 복합 차선에서 직진 주행을 확보하지 못하는 경우로 인식하여 복합 차선과 인접한 차선 중 직진 가능 차선을 검색하고, 운전자가 차선 변경을 용이하게 할 수 있도록 목표 차선 내에서 주행 중인 타 차량 및 목표 차선으로 진입 중 또는 진입 시도중인 타차량과의 충돌 가능성 및 추천 속도를 제공해 준다. 따라서 운전자는 추천 속도를 참고하여 차선 변경을 진행하고 직진 진행을 재개할 수 있다.
또한, 상기 표시된 도면에서 주 차량과 전방 차량 간의 거리 차에 따라 색상의 변화로 표현될 수 있다. 예컨대 (a)처럼 전방 차량과 주 차량간의 안전 거리는 파란색 계열로 표시하고, 안전 거리 이하의 거리는 붉은 계열로 표시할 수 있다. 또한, 차량의 구비된 표시부를 통해 운전자 눈이 위치하는 높이의 차량 유리창에 해당 정보를 투영하는 방식을 사용하고, 음성 메시지를 동시에 출력하여 경보 가능하다.
또한, 위험 정도를 음성으로 화면 표시와 함께 출력 가능하다. 운전자에게 충돌 가능성, 추천 속도를 경보하는 방법은 상기 설명된 표시부 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
13. 본 발명의 실시 예에 따른 주 차량과 타 차량들간의 복합 충돌 가능성에 따른 진입 가능성 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 차량 소 위험이 포함된 차선 변경 가능 표시(a), 전방 차량 소 위험이 포함된 차선 변경 가능 표시(b), 전방 차량 소 위험이 포함된 타 차량의 차선 변경 표시(c)가 표현된 평면도이다.
도 11은 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성 중 복합적인 경우가 운전자에게 표시되었다. 예컨대. 운전자에게 제공되는 충돌 가능성 정보 중 적어도 어느 하나가 중 위험 정도로 분류된 충돌 가능성 데이터라면 복합적인 경우의 정보가 제공되지 않고 진입 불가 표시를 출력할 수 있다.
또한, 운전자의 운전 숙련도에 따라 복합적인 경우의 정보가 중 위험 정도를 포함하여 제공 되도록 변경 가능하다.
바람직하게는 복합적인 충돌 가능성이 산출된 경우 사고 발생 시 운전자의 안전을 보장하기 위하여 소 위험 정도를 포함하는 복합적인 경우의 정보를 제공한다.
(a)는 목표 차선 진입 시 후방 차량의 가속을 주의하면서 차선 변경이 가능하다는 표시이며, (b)는 목표 차선 진입 시 전방 차량의 감속을 주의하면서 차선 변경할 수 있다는 표시이며, (c)는 전방 차량의 감속과 우측에 주행 중인 타 차량이 주 차량이 주행 중인 차선 방향인 좌측 방향으로 차선 변경 중이므로 주의하라는 표시가 표현되었다. 여기서 운전자에게 진입 가능성을 경보하는 방법은 도 8의 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 차량 101: 제어부
102: 주변 차량 정보 수신부 103: 위치 정보 수신부
104: 정밀 지도 DB 105: 차량 정보 생성부
106: 차량 정보 송신부 107: 표시부

Claims (25)

  1. V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차량의 직진 주행성 확보 방법에 있어서,
    상기 주 차량은,
    상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차;
    상기 주 차량이 복합 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차;
    상기 주 차량의 전방 복합 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차;
    상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 비교하는 절차;
    상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차;
    상기 복합 차선으로 주행 시 주 차량이 감속 또는 정지해야하는지 판별하는 절차;
    상기 복합 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차; 및
    상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 소요 시간을 비교하는 절차 전에,
    상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 절차; 및
    상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 산출하는 절차;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 산출하는 절차는,
    상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 주행 속도가 가속되는 차량을 교차로 통과 중인 차량으로 판별하는 절차;
    상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 방향 지시등이 점등되거나 조향 장치가 회전되어 있는 차량을 회전 대기 차량으로 판별하는 절차;
    상기 복합 차선 내에 차량들을 대상으로 방향 지시등이 점등되지않고, 조향 장치가 회전되지않는 차량을 직진 대기 차량으로 판별하는 절차;
    상기 교차로 통과 차량과 상기 회전 대기 차량 및 직진 대기 차량의 각각의 교차로 통과 예상 소요 시간을 산출하는 절차; 및
    각 차량의 상기 교차로 통과 예상 소요 시간 중 제일 긴 시간을 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간으로 산출하는 절차;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 추천 속도는 상기 주 차량이 직진 주행 시 상기 복합 차선에서 주행 중인 전방 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 주 차량이 상기 복합 차선을 지나 교차로 통과 시 상기 주 차량이 정지하지 않고 직진 주행할 수 있는 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간과 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간을 비교하는 절차에서
    상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간이 큰 경우 상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합 차선으로 주행 시 주 차량이 감속 또는 정지해야하는지 판별하는 절차에서,
    상기 주 차량이 정지해야 하는 경우 상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 주 차량의 진입 가능성 처리 절차는,
    상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차;
    상기 주 차량의 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차;
    상기 주 차량의 차량 정보 데이터와 상기 타 차량 정보 데이터들을 바탕으로 목표 차선으로 진입할 수 있는 진입 가능성을 산출하는 절차;
    상기 목표 차선으로 진입 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차; 및
    상기 진입 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차;
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주 차량이 수행하는 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차 전에,
    상기 주 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신 받는 절차; 및
    상기 주 차량이 차량 정보를 주기적으로 생성하는 절차를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차는,
    상기 주 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득하고, 상기 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하는 단계; 및
    상기 위치 정보 데이터를 상기 주 차량에 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑하는 단계를 포함하는 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량의 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차는,
    상기 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향, 조향 장치의 회전 방향을 검출하여 상기 운전자의 차선 변경 의도 유무를 판단하는 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 진입 가능성을 산출하는 절차는,
    상기 주 차량의 예상 위치 및 상기 타 차량의 예상 위치를 산출하는 단계;
    상기 주 차량의 예상 위치와 상기 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터를 산출하는 단계;
    상기 주 차량의 예상 위치와 상기 타 차량의 예상 위치 간의 안전 거리 데이터를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리 데이터와 상기 안전 거리 데이터를 비교하여 판단하는 단계;
    상기 산출된 거리 데이터가 상기 안전 거리 데이터보다 작은 경우 진입 불가 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 산출된 거리 데이터가 상기 안전 거리 데이터 이상의 값을 갖는 경우 상기 주 차량과 상기 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차를 더 포함하는 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 주 차량의 예상 위치는 상기 주 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주 차량의 주행 시간) +(가감속 계수 × 주 차량의 주행 시간2))로 산출되고, 상기 타 차량의 예상 위치는 상기 타 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 타 차량의 주행 시간) +(가감속 계수 × 타 차량의 주행 시간2))로 산출 되는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 안전 거리 데이터를 산출하는 단계는, 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량과 상기 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차는,
    상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선으로 진입을 시도하는 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차;
    상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차; 및
    상기 주 차량 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성 산출 절차를 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량과 상기 타 차량과의 충돌 가능성 산출 절차는,
    상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하는 단계;
    상기 산출된 충돌 예측 시간이 소정의 진입 불가 시간 미만일 경우는 진입 불가 데이터를 생성하는 단계;
    상기 산출된 충돌 예측 시간이 상기 소정의 진입 불가 시간 이상이고 소정의 위험 시간 이하일 경우 위험 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 산출된 충돌 예측 시간이 상기 소정의 위험 시간 초과일 경우는 차선 변경 허용 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  16. 청구항 7에 있어서,
    상기 추천 속도는 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량의 주행 속도 이상의 속도를 갖고, 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량이 주행 속도 감속 시 상기 전방 차량의 주행 속도 이하의 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  17. 청구항 1 또는 청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운전자 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 방법.
  18. V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차량의 직진 주행성 확보 를 수행하는 시스템에 있어서,
    상기 주 차량은,
    상기 주 차량의 위치 정보 데이터를 수신하는 위치정보 수신부;
    무선통신을 통하여 상기 타 차량들과 연결되고, 상기 타 차량들이 주기적으로 전송하는 타 차량들의 차량 정보 데이터들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부;
    정밀 지도가 내장된 정밀 지도 DB;
    주 차량 정보 데이터를 주기적 생성하는 차량 정보 생성부;
    상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 상기 타 차량들에게 주기적으로 송신하는 차량 정보 송신부;
    상기 타 차량 정보 데이터들과 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 바탕으로 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터를 산출하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 전달받은 상기 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터에 따라 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 경보하는 표시부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 주 차량이 복합 차선 내에 위치하고, 상기 주 차량 전방에 타 차량들이 존재하고, 상기 주 차량의 교차로 통과 예상 소요 시간보다 상기 타 차량들의 교차로 통과 예상 총 소요 시간이 작은 경우 또는 상기 주 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향, 조향 장치의 회전 방향을 검출하여 일치하면, 상기 충돌 가능성 데이터 및 상기 추천 속도 데이터를 산출하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 충돌 가능성 데이터는 상기 주 차량과 상기 타 차량 간의 충돌 예측 시간에 따라 진입 불가 데이터, 위험 데이터, 차선 변경 허용 데이터, 안전 거리 데이터를 생성하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템.
  23. 청구항 18에 있어서,
    상기 추천 속도 데이터는 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 후방 차량의 주행 속도 이상의 속도 데이터로 산출되고, 상기 주 차량이 차선 변경 시 차선 변경 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량이 주행 속도 감속 시 상기 전방 차량의 주행 속도 이하의 속도 데이터로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 안전 거리 데이터는 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템.
  25. 청구항 18에 있어서,
    상기 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 차량의 직진 주행성 확보 시스템.
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