KR101481134B1 - 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법 - Google Patents

자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법에 관한 것으로, 비전 센서와 요 레이트 센서와 속도센서로 차량 위치 계산 및 곡률반경을 추정하여 차량 위치 및 주행 상태에 따라 곡률반경을 보정하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 구비하며, 각 센서를 통해 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 차량 및 차선 정보 입력부, 차량 및 차선 정보 입력부의 비전 센서를 통해 곡률반경 측정값과 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받아 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하고 요 레이트 센서와 속도 센서를 통해 곡률반경을 추정하여 차량 위치 및 주행상태와 차선변경신호에 따라 곡률반경의 측정값 또는 추정값으로 곡률반경을 보정하는 곡률반경 추정 및 보정부를 포함하는, 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 그 방법을 제공하여, 긴급 제동 및 지능형 순항 제어를 보다 안정적으로 구현할 수 있게 한다.

Description

자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법{System and method for estimating the curvature radius of autonomous vehicles using sensor fusion}
본 발명은 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비전 센서를 사용하여 차량이 주행중인 차선의 정보를 인식하여 곡률반경을 보정할 수 있도록 함으로써, 안정적이고 정확한 곡률반경의 추정이 가능하도록 한 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 운전자 및 탑승자 보호와 운행 보조 및 승차감의 향상을 위한 다양한 시스템이 탑재되어 있는데, 이러한 시스템들 중에서 자율주행 시스템은 카메라를 이용하여 차선을 인식하고 자동 조향을 행하는 기술로서, 사람과 차량의 안전한 주행을 위해서 차량의 주행 환경 및 공간 인식 기능이 탑재되며, 특히 도로 상의 차선은 주행하는 차량이 도로와 도로, 또는 도로와 인도 사이에서 이탈하지 못하도록 하는 경계선 역할을 하게 되므로, 차선 인식을 통해서 도로의 모양과 도로 상에서 차량의 위치 및 자세를 정확히 파악할 수 있어야 한다.
이러한 자율주행 시스템은 카메라의 이미지 프로세싱을 기반으로 차선 폭, 차선 상의 차량의 횡방향 위치, 양측 차선까지의 거리 및 차선의 형태, 도로의 곡률 반경이 측정되며, 이와 같이 얻어진 차량의 위치와 도로의 정보를 사용하여 차량의 주행 궤적을 추정하고, 추정된 주행 궤적을 따라 차선을 변경할 수 있도록 구성된다.
그러나 상기의 종래 기술에서 측정되는 도로의 곡률 반경은 카메라로부터 얻어지는 이미지 정보에 의존하기 때문에 자율주행 차량이 곡선 주로에서 차선을 변경할 경우 곡률 반경이 차량의 주행 방향에 따라 지속적으로 변화하게 되고, 차량의 위치에 따른 상대 곡률반경이 되어 자율주행 차량의 차선 변경을 위한 주행 제어 시 피드백을 위한 기반데이터로 사용할 수 없는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2010-0005362호에는, 차량의 조향각을 감시하는 조향 센서부, 차량의 전방 도로를 촬영하는 영상촬영부, 촬영된 도로 영상으로부터 변경될 차로를 향하여 가상 차선을 예측하고 예측된 가상 차선의 중심선을 따라 주행시켜 차선을 변경하도록 제어하는 제어부를 포함하여, 곡선 주로에서도 안정적으로 차선을 변경할 수 있는 자율주행 제어시스템에 관한 기술이 공지되어 있다.
이 방법에 의하면, 자율주행 제어시스템의 차선변경 알고리즘에 영상 촬영부로부터 얻어진 곡률 반경을 사용하지 않음으로써, 곡선 주로에서도 안정적으로 차선을 변경할 수 있게 한다고 기재되어 있다.
한편, 종래의 차선 인식 관련 기술은 단일 카메라를 이용하여 근거리와 원거리의 대상물들에 대한 시야각을 확보하는 경우, 카메라의 광각 렌즈의 왜곡 현상, 불균등한 조명에 의한 잡음 등의 인식오류가 발생할 우려가 있어, 여러 대의 카메라로 촬영된 전방 및 측방 등의 영상정보들을 합성하여 하나의 영상정보로 생성한 후, 그 영상을 기반으로 차선을 인식하도록 하였으나, 이런 경우 카메라의 성능 및 설치 방법에 따라서 합성된 영상이 부분적으로 왜곡이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한 자율 주행시 긴급 제동이나 경로 추종을 통한 자율 주행을 구현하기 위해서는 자차량의 주행 경로 상에 있는 선행차량을 명확하게 인식하는 것이 중요하다.
종래의 선행차량 인식 기술은 속도 센서(예컨데, 휠(wheel) 센서)와 회전 각속도(yaw rate) 센서를 사용하여 선행 차량과의 거리와 상대속도를 측정하거나 곡률반경을 계산하여 선행 차량이 자차량의 주행 차로 상에 있는지 판단하고 속도를 제어함으로써 차간 거리를 적정하게 유지하였다.
이와 관련하여, 미국특허출원 US10/733464호(명칭: Curve's radius estimation device)에는, 차량의 실제 속도, 요 레이트(Yaw rate)와 조향 각에 기초하여 도로의 만곡 반경을 추정하는 장치에 관한 기술이 공지되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에서는 요 레이트 센서와 속도 센서를 사용하여 곡률 반경을 계산하는 경우, 두 센서를 사용하여 추종하기 때문에 이에 따른 오차가 크게 발생할 우려가 있어, 주행 차로 상의 선행 차량을 오인식하는 사례가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
특허문헌 KR 10-2010-0005362 A 2010.01.15 공개 특허문헌 US 10/733464 2003.12.12 출원
따라서, 본 발명은 상기 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 비전 센서와 요 레이트 센서와 속도센서로 차량 위치 계산 및 곡률반경을 추정하여 차량 위치 및 주행 상태에 따라 곡률반경을 보정할 수 있도록 하여, 긴급 제동 및 지능형 순항 제어를 보다 안정적으로 구현할 수 있게 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 구비하며, 각 센서를 통해 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 차량 및 차선 정보 입력부, 차량 및 차선 정보 입력부의 비전 센서를 통해 곡률반경 측정값과 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받아 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하고 요 레이트 센서와 속도 센서를 통해 곡률반경을 추정하여 차량 위치 및 주행상태와 차선변경신호에 따라 곡률반경의 측정값 또는 추정값으로 곡률반경을 보정하는 곡률반경 추정 및 보정부를 포함하는, 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템이다.
상기 본 발명 시스템에서, 곡률반경 추정 및 보정부는, 차량 및 차선 정보 입력부에서 비전 센서를 통해서 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받아 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하는 차량 위치 계산부, 차량 및 차선 정보 입력부에서 검출된 요 레이트 센서와 속도 센서를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출하는 곡률반경 추정부, 및, 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 곡률반경 추정부에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 곡률 퍼센트 차이값을 산출하고 차량 위치 계산부에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 산출된 곡률 퍼센트 차이값에 따라 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력된 곡률반경 측정값 또는 곡률반경 추정부에서 산출된 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 곡률반경 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태는, 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 장착한 자율 주행 차량에서의 곡률반경 추정방법에 있어서, 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 통하여 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 차량의 속도 및 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 제1단계, 제1단계에서 비전 센서를 통해서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 이용하여 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하는 제2단계, 제1단계에서 검출된 속도 센서와 요 레이트 센서를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출하는 제3단계, 및 제1단계에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 제3단계에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 곡률 퍼센트 차이값을 산출하고 제2단계에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 곡률 퍼센트 차이값에 따라 곡률반경 측정값 또는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 제4단계를 포함하는, 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법이다.
본 발명에 따르면, 비전 센서를 사용하여 차량이 주행중인 차량 및 차선의 정보 인식 및 곡률반경을 입력받고 요 레이트 센서와 속도센서로 곡률반경을 추정한 후 차량 위치 및 주행 상태에 따라 곡률반경을 보정할 수 있도록 함으로써, 안정적이고 정확한 곡률반경의 보정이 가능하도록 하여 추후 긴급 제동 및 지능형 순항 제어를 보다 안정적으로 구현할 수 있게 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템의 개략적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법에서 차선 상에서의 차량 위치 계산 방법을 설명하기 위하여 예시한 참고 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법의 전체적인 동작 흐름을 개략적으로 예시한 간략 흐름도이다.
도 4는 도 3의 곡률반경 보정단계를 상세하게 예시한 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명에 의한 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템 및 방법의 구성 및 전체적인 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템의 개략적인 구성을 예시한 블록도이고, 도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 시스템 및 방법에서 차선 상에서의 차량 위치 계산 방법을 설명하기 위하여 예시한 참고 도면으로서, 본 발명 시스템은, 차량 및 차선 정보 입력부(10)와 곡률반경 추정 및 보정부(20)를 포함하여 구성되며, 곡률반경 추정 및 보정부(20)는 차량 위치 계산부(21), 곡률반경 추정부(22), 및 곡률반경 보정부(23)를 포함하여 구성된다.
차량 및 차선 정보 입력부(10)는 비전 센서(11)와 요 레이트 센서(12) 및 속도 센서(13)를 구비하여 각 센서를 통해 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받으며, 아울러 차량의 차선변경시 선택되는 차선 변경신호(좌측 점멸등 구동신호 또는 우측 점멸등 구동신호)를 입력받는다. 이때 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받는 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보는, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량이 현재 주행 중인 차로 상에서 바퀴의 왼쪽에 차선이 있는 경우 음의 값(-), 바퀴의 오른쪽에 차선이 있는 경우 양의 값(+)으로 설정하며, 자동차의 중심선이 있는 차로를 현재 주행 중인 차로로 설정한다. 아울러 바퀴의 부호를 판단하는 기준 차선은 현재 바퀴와 가장 가까운 차선으로 한다. 즉, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리를 d1이라 설정하고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리를 d2라 설정한 경우 바퀴의 왼쪽에 차선이 있는 경우 d1, d2는 음의 값을 갖고, 바퀴의 오른쪽에 차선이 있는 경우 d1,d2는 양의 값을 갖게 될 것이다.
여기서, 비전 센서(11)는 차량 전방의 도로를 촬영하여 도로 영상을 획득할 수 있도록 차량의 앞쪽 중앙부, 또는 앞쪽의 좌,우 양측, 또는 세 곳 모두에 설치될 수 있으며, 이러한 비전 센서를 통해 촬영된 도로 영상으로부터 차선 폭, 차선 상의 차량의 횡방향 위치, 양측 차선까지의 거리 및 차선의 형태, 도로의 곡률 반경 등이 측정될 수 있도록 한다. 요 레이트 센서(12)는 차량의 수직축 방향의 회전 각속도를 검출하는 센서로서 4륜 조향 제어와 차체 자세 제어(Electrical stability control)에 사용하기 위해 설치된 센서의 출력을 이용한다. 속도 센서(13)는 차량의 바퀴의 회전 속도를 감지하기 위해 설치된 휠 센서의 출력을 사용한다.
곡률반경 추정 및 보정부(20)는 차량 및 차선 정보 입력부(10)의 비전 센서(11)를 통해 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받아 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하고 요 레이트 센서(12)와 속도 센서(13)를 통해 곡률반경을 추정하여, 차량 위치 및 주행상태와 차선 변경신호에 따라 곡률반경의 측정값 또는 추정값을 사용하여 곡률반경을 보정한다.
차량 위치 계산부(21)는 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 비전 센서(11)를 통해서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 이용하여 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단한다. 즉, 실질적으로 차로에서 차량이 운행되는 상태는 도 2의 (a) 내지 (c)에 예시된 바와 같이, 차량이 차선 내에서 주행하는 경우(도 2의 (a))와 차량이 차선 내에서 주행중 왼쪽으로 차선을 변경하는 경우(도 2의 (b))와 차량이 차선 내에서 주행중 오른쪽 차선으로 변경하는 경우(도 2의 (c))로 각각 구분할 수 있다.
따라서 차량 위치 계산부(21)는 표 1에 예시된 바와 같이 차량(1)의 중심선(x)이 있는 차로 상에서 왼쪽 바퀴와 차선(2)과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태(In-lane 상태)를 유지하고 다른 상태로의 상태 천이가 발생되지 않는 경우 자차선 주행 상태로 판단하고, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)값의 부호가 바뀌는 경우 차선 변경상태로 판단하도록 설정된다.
즉, 차량 위치 계산부(21)는 표 1에 예시된 바와 같이 자동차의 중심선이 있는 차로 상에서 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태(두 바퀴 모두 In-lane 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 양의 값을 갖는 제2상태(왼쪽 바퀴가 왼쪽 차선을 넘어가고 차량의 중심선과 오른쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 음의 값을 갖는 제3상태(왼쪽 바퀴와 차량의 중심선이 왼쪽 차선을 넘어가고 오른쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 왼쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단한다.
또한 차량 위치 계산부(21)는 표 1에 예시된 바와 같이 자동차의 중심선이 있는 차로 상에서 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태(두 바퀴 모두 In-lane 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 음의 값을 갖는 제3상태(오른쪽 바퀴가 오른쪽 차선을 넘어가고 차량의 중심선과 왼쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 양의 값을 갖는 제2상태(오른쪽 바퀴와 차량의 중심선이 오른쪽 차선을 넘어가고 왼쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 오른쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단한다.
상태 하위상태 왼쪽차선으로 변경 오른쪽 차선으로 변경
d1 d2 d1 d2
In-lane 정상주행 - + _ +
change-lane 한바퀴만 차선을 넘어간 상태 + + _ _
change-lane 차량중심선이 차선을 넘어간 상태 - - + +
In-lane 차선 변경 완료상태 - + _ +
곡률반경 추정부(22)는 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 검출된 요 레이트 센서(12)와 속도 센서(13)를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출한다. 이때 곡률반경 추정부(22)는, 요 레이트 센서(12)의 검출값이 0(rad/sec)이 아닌 경우를 전제조건으로 하여, 차량의 주행속도를 회전 각속도(yaw rate)로 나누어 곡률반경 추정값을 산출한다.
곡률반경 보정부(23)는 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 곡률반경 추정부(22)에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 곡률 퍼센트 차이값을 산출한다. 이때 곡률반경 보정부(23)는 상기 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받은 곡률반경 측정값의 절대치와 상기 곡률반경 추정부(22)에서 산출된 곡률반경 추정값의 절대치의 차이를 다시 곡률반경 측정값의 절대치로 나누어 연산하고, 그 연산 결과에 대한 퍼센트값으로 곡률 퍼센트 차이값(R)을 산출한다.
즉, 곡률 퍼센트 차이값(R)은,
R = {(|곡률반경측정값|-|곡률반경추정값|)*100}/|곡률반경측정값|
의 수식을 통해 산출된다.
또한, 곡률반경 보정부(23)는 차량 위치 계산부(21)에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 상기 산출된 곡률 퍼센트 차이값(R)에 따라 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력된 곡률반경 측정값 또는 곡률반경 추정부(22)에서 산출된 곡률반경 추정값을 사용하여 최종 곡률반경을 보정한다. 이때 곡률반경 보정부(23)는 차량 위치 및 주행상태 판단결과 자차선 주행 상태인 경우 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제1기준치와 비교하여, 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제1기준치보다 작거나 같은 경우 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 곡률 퍼센트 차이값이 제1기준치를 초과하는 경우 곡률반경 추정부(22)에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정한다.
또한, 곡률반경 보정부(23)는 차량 위치 및 주행상태 판단결과 차선 변경 상태인 경우 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제2기준치와 비교하여, 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치보다 작거나 같은 경우 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 다시 판단하여 그 판단 결과에 따라 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받은 곡률반경 측정값 또는 곡률반경 추정부(22)에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치를 초과하는 경우 곡률반경 추정부(22)에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정한다. 이때 곡률반경 보정부(23)는 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치보다 작거나 같은 경우, 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 판단한 결과, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하는 경우 차량 및 차선 정보 입력부(10)에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하지 않는 경우 곡률반경 추정부(22)에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정한다. 상기 곡률 퍼센트 차이값을 비교하는 제1 기준치 및 제2기준치는 자율 주행 프로그램의 초기 설계시 임의로 설정되어 저장될 수 있거나 또는 필요에 따라 임의로 재설정 가능한 값으로서, 제1 기준치가 제2기준치보다 큰값으로 설정되는 것이 바람직하다.
또한 곡률반경 보정부(23)는 비전 센서의 고장으로 차선이 명확하게 인식되지 않는 경우에는 곡률반경 추정부(22)에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정한다.
도 3은 본 발명에 따른 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법의 전체적인 동작 흐름을 개략적으로 예시한 간략 흐름도로서, 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 장착한 자율 주행 차량에 있어서, 차량 및 차선 정보 입력부(10)와 곡률반경 추정 및 보정부(20)에서 이루어지는 곡률반경 추정방법을 예시하며, 본 발명 방법은 크게 제1단계 내지 제4단계로 구분될 수 있다. 도 4는 도 3의 곡률반경 보정단계(S140)를 상세하게 예시한 동작 흐름도이다.
제1단계는 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 통하여 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 속도 및 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 단계(S110)로서, 입력받는 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보는 차량이 현재 주행 중인 차로 상에서 바퀴의 왼쪽에 차선이 있는 경우 음의 값(-), 바퀴의 오른쪽에 차선이 있는 경우 양의 값(+)으로 설정되며, 자동차의 중심선이 있는 차로를 현재 주행 중인 차로로 설정한다.
제2단계는 상기 제1단계에서 비전 센서를 통해서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 이용하여 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하는 단계(S120)로서, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태를 유지하고 다른 상태로의 상태 천이가 발생되지 않는 경우 자차선 주행 상태로 판단하고, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)값의 부호가 바뀌는 경우 차선 변경상태로 판단한다.
즉, 이러한 제2단계에서는 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태(두 바퀴 모두 In-lane 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 양의 값을 갖는 제2상태(왼쪽 바퀴가 왼쪽 차선을 넘어가고 차량의 중심선(x)과 오른쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 음의 값을 갖는 제3상태(왼쪽 바퀴와 차량의 중심선이 왼쪽 차선을 넘어가고 오른쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 왼쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단한다.
또한 이러한 제2단계에서는 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1)가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 양의 값을 갖는 제1상태(두 바퀴 모두 In-lane 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 음의 값을 갖는 제3상태(오른쪽 바퀴가 오른쪽 차선을 넘어가고 차량의 중심선과 왼쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리(d1) 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리(d2)가 모두 양의 값을 갖는 제2상태(오른쪽 바퀴와 차량의 중심선이 오른쪽 차선을 넘어가고 왼쪽 바퀴는 주행중인 차로 상에 그대로 있는 상태), 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 오른쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단한다.
제3단계는 제1단계(S110)에서 검출된 속도 센서와 요 레이트 센서를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출하는 단계(S130)로서, 상기 요 레이트 센서의 검출값이 0(rad/sec)이 아닌 경우를 전제조건으로 하고, 상기 차량의 주행속도를 회전 각속도(yaw rate)로 나누어 곡률반경 추정값을 산출한다.
제4단계는 제1단계(S110)에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 상기 제3단계(S130)에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)을 산출한다. 즉, 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값의 절대치와 상기 제3단계에서 산출된 곡률반경 추정값의 절대치의 차이를 다시 곡률반경 측정값의 절대치로 나누어 그에 대한 퍼센트값으로 곡률 퍼센트 차이값을 산출하며, 곡률 퍼센트 차이값(R) = {(|곡률반경측정값|-|곡률반경추정값|)*100}/|곡률반경측정값|의 식을 통해 산출한다.
다음으로 제 4단계에서는 상기 제2단계(S120)에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 상기 제3단계(S130)에서 산출된 곡률 퍼센트 차이값(R)에 따라 상기 제1단계(S110)에서 입력된 곡률반경 측정값 또는 상기 제3단계(S130)에서 산출된 곡률반경 추정값을 사용하여 최종 곡률반경을 보정한다.
즉, 이 단계에서는, 도 4의 동작 흐름도에 예시된 바와 같이, 제2단계(S120)에서 계산된 차량 위치 및 주행상태를 체크(S141)하여, 자차선 주행 상태인 경우(S141의 Y분기) 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제1기준치와 비교(S142)하고 차선 변경상태인 경우(S141의 N분기) 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제2기준치와 비교(S145)한다.
상기 차량 위치 및 주행상태 판단(S141)결과, 자차선 주행 상태인 경우(S141의 Y분기)에는 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제1기준치와 비교(S142)하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제1기준치보다 작거나 같은 경우(S142의 Y분기) 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정(S143)하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제1기준치를 초과하는 경우(S142의 N분기) 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정(S144)한다.
상기 차량 위치 및 주행상태 판단(S141)결과 차선 변경 상태인 경우(S141의 N분기)에는 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)을 기설정된 제2기준치와 비교(S145)하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치보다 작거나 같은 경우(S145의 Y분기) 방향 지시등과 차량 주행방향의 일치 여부를 다시 판단(S146)한다. 여기서 방향 지시등과 차량 주행방향의 일치 여부는, 예를 들어 좌측 방향 지시등을 켠 경우 방향 지시등을 켜고 조향했을 때 변경 기간동안 요 레이트 센서의 부호가 (+)로 유지되어야 하고, 반대로 우측 방향 지시등을 켠 경우 방향 지시등을 켜고 조향했을 때 변경 기간동안 요 레이트 센서의 부호가 (-)로 유지되어야 하므로, 이들의 비교를 통해 그 일치여부를 판단할 수 있게 된다. 그 판단 결과에 따라 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값 또는 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치를 초과하는 경우(S145의 N분기) 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정(S148)한다. 이때 상기 곡률 퍼센트 차이값(R)이 제2기준치보다 작거나 같은 경우(S145의 Y분기), 방향 지시등과 차량 주행방향의 일치 여부를 판단(S146)한 결과, 방향 지시등과 차량 주행방향이 일치하는 경우(S146의 Y분기)에는 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정(S147)하고, 방향 지시등과 차량 주행방향이 일치하지 않는 경우(S146의 N분기) 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정(S148)한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 만약 비전 센서의 고장으로 차선이 명확하게 인식되지 않는 경우에는 요 레이트 센서와 속도 센서로부터 추정되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하게 된다.
이로써, 본 발명은 Yaw rate 센서, 휠 센서, 비전 센서를 사용하여 곡률 반경을 추정하고 보정함과 아울러 비전 센서를 사용하여 차량이 주행중인 차선의 정보를 인식하여 곡률반경을 정확하게 보정할 수 있게 되므로, 기존의 yaw rate 센서, 차속 센서를 사용하여 곡률반경을 계산하는 것보다 곡률반경의 추정이 안정적이고 정확하게 이루어질 있게 되어, 긴급 제동이나 지능형 순항 제어보다 안정적이면서도 정확하게 구현할 수 있게 되고, 자율 주행을 위한 선행차량 인식 기술을 확립함으로써 지능형 자동 분야의 기술을 선도할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 차량 및 차선 정보 입력부 11 : 비전 센서
12 : 요 레이트 센서 13 : 속도 센서
20 : 곡률반경 추정 및 보정부 21 : 차량 위치 계산부
22 : 곡률반경 추정부 23 : 곡률반경 보정부

Claims (21)

  1. 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 구비하며, 각 센서를 통해 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 차량 및 차선 정보 입력부; 및
    상기 차량 및 차선 정보 입력부의 비전 센서를 통해 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받아 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하고 요 레이트 센서와 속도 센서를 통해 곡률반경을 추정하여, 차량 위치 및 주행상태와 차선변경신호에 따라 곡률반경의 측정값 또는 추정값을 사용하여 곡률반경을 보정하는 곡률반경 추정 및 보정부;를 포함하고,
    상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받는 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보는, 차량이 현재 주행 중인 차로 상에서 바퀴의 왼쪽에 차선이 있는 경우 음의 값(-), 바퀴의 오른쪽에 차선이 있는 경우 양의 값(+)으로 설정되며, 자동차의 중심선이 있는 차로를 현재 주행 중인 차로로 설정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 곡률반경 추정 및 보정부는
    상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 비전 센서를 통해서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 이용하여 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하는 차량 위치 계산부;
    상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 검출된 요 레이트 센서와 속도 센서를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출하는 곡률반경 추정부;
    상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 상기 곡률반경 추정부에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 곡률 퍼센트 차이값을 산출하고, 상기 차량 위치 계산부에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 상기 산출된 곡률 퍼센트 차이값에 따라 상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력된 곡률반경 측정값 또는 상기 곡률반경 추정부에서 산출된 곡률반경 추정값을 사용하여 최종 곡률반경을 보정하는 곡률반경 보정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 차량 위치 계산부는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태를 유지하고 상태 천이가 발생되지 않는 경우 자차선 주행 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 차량 위치 계산부는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 양의 값을 갖는 제2상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 음의 값을 갖는 제3상태, 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 왼쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 차량 위치 계산부는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 음의 값을 갖는 제3상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 양의 값을 갖는 제2상태, 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 오른쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 곡률반경 추정부는,
    상기 요 레이트 센서의 검출값이 0(rad/sec)이 아닌 경우를 전제조건으로 하고, 상기 차량의 주행속도를 회전 각속도(yaw rate)로 나누어 곡률반경 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 곡률반경 보정부는,
    상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 곡률반경 측정값의 절대치와 상기 곡률반경 추정부에서 산출된 곡률반경 추정값의 절대치의 차이를 다시 곡률반경 측정값의 절대치로 나누어 그에 대한 퍼센트값으로 곡률 퍼센트 차이값을 산출하며,
    곡률 퍼센트 차이값 = {(|곡률반경측정값|-|곡률반경추정값|)*100}/|곡률반경측정값| 인 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 곡률반경 보정부는,
    상기 차량 위치 및 주행상태 판단결과 자차선 주행 상태인 경우 상기 곡률 퍼센트 차이값을 기설정된 제1기준치와 비교하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제1기준치보다 작거나 같은 경우 상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제1기준치를 초과하는 경우 상기 곡률반경 추정부에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 곡률반경 보정부는,
    상기 차량 위치 및 주행상태 판단결과 차선 변경 상태인 경우 상기 곡률 퍼센트 차이값을 기설정된 제2기준치와 비교하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치보다 작거나 같은 경우 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 다시 판단하여 그 판단 결과에 따라 상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 곡률반경 측정값 또는 상기 곡률반경 추정부에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치를 초과하는 경우 상기 곡률반경 추정부에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 곡률반경 보정부는,
    상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치보다 작거나 같은 경우, 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 판단한 결과, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하는 경우 상기 차량 및 차선 정보 입력부에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하지 않는 경우 상기 곡률반경 추정부에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정시스템.
  12. 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 장착한 자율 주행 차량에서의 곡률반경 추정방법에 있어서,
    (a) 비전 센서와 요 레이트 센서 및 속도 센서를 통하여 차량정보 및 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 속도 및 바퀴와 차선 간의 거리정보를 입력받는 제1단계;
    (b) 상기 제1단계에서 비전 센서를 통해서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값, 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보를 이용하여 차선 상에서의 차량 위치 및 주행상태를 판단하는 제2단계;
    (c) 상기 제1단계에서 검출된 속도 센서와 요 레이트 센서를 사용하여 곡률반경 추정값을 산출하는 제3단계;
    (d) 상기 제1단계에서 입력받은 주행중인 차선의 곡률반경 측정값과 상기 제3단계에서 산출한 곡률반경 추정값을 이용하여 곡률 퍼센트 차이값을 산출하고, 상기 제2단계에서 판단된 차량 위치 및 주행상태와 상기 산출된 곡률 퍼센트 차이값에 따라 상기 제1단계에서 입력된 곡률반경 측정값 또는 상기 제3단계에서 산출된 곡률반경 추정값을 사용하여 최종 곡률반경을 보정하는 제4단계;를 포함하고,
    상기 제1단계에서 입력받는 차량의 바퀴와 차선 간의 거리정보는, 차량이 현재 주행 중인 차로 상에서 바퀴의 왼쪽에 차선이 있는 경우 음의 값(-), 바퀴의 오른쪽에 차선이 있는 경우 양의 값(+)으로 설정되며, 자동차의 중심선이 있는 차로를 현재 주행 중인 차로로 설정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2단계는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태를 유지하고 다른 상태로의 상태 천이가 발생되지 않는 경우 자차선 주행 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2단계는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 양의 값을 갖는 제2상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 음의 값을 갖는 제3상태, 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 왼쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제2단계는,
    왼쪽 바퀴와 차선과의 거리가 음의 값을 갖고 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 양의 값을 갖는 제1상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 음의 값을 갖는 제3상태, 왼쪽 바퀴와 차선과의 거리 및 오른쪽 바퀴와 차선과의 거리가 모두 양의 값을 갖는 제2상태, 및 상기 제1상태로의 순차적인 상태 천이가 있는 경우 오른쪽 차선으로의 차선 변경 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 요 레이트 센서의 검출값이 0(rad/sec)이 아닌 경우를 전제조건으로 하고, 상기 차량의 주행속도를 회전 각속도(yaw rate)로 나누어 곡률반경 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값의 절대치와 상기 제3단계에서 산출된 곡률반경 추정값의 절대치의 차이를 다시 곡률반경 측정값의 절대치로 나누어 그에 대한 퍼센트값으로 곡률 퍼센트 차이값을 산출하며,
    곡률 퍼센트 차이값 = {(|곡률반경측정값|-|곡률반경추정값|)*100}/|곡률반경측정값| 인 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 차량 위치 및 주행상태 판단결과 자차선 주행 상태인 경우 상기 곡률 퍼센트 차이값을 기설정된 제1기준치와 비교하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제1기준치보다 작거나 같은 경우 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제1기준치를 초과하는 경우 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 차량 위치 및 주행상태 판단결과 차선 변경 상태인 경우 상기 곡률 퍼센트 차이값을 기설정된 제2기준치와 비교하여, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치보다 작거나 같은 경우 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 다시 판단하여 그 판단 결과에 따라 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값 또는 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치를 초과하는 경우 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 곡률 퍼센트 차이값이 제2기준치보다 작거나 같은 경우, 방향 지시등과 차량 이동방향의 일치 여부를 판단한 결과, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하는 경우 상기 제1단계에서 입력받은 곡률반경 측정값으로 최종 곡률반경을 보정하고, 방향 지시등과 차량 이동방향이 일치하지 않는 경우 상기 제3단계에서 산출되는 곡률반경 추정값으로 최종 곡률반경을 보정하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 차량의 센서융합을 통한 곡률반경 추정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101617345B1 (ko) 2014-12-03 2016-05-02 현대모비스 주식회사 차량의 주행차로 추정 시스템 및 방법
KR101637842B1 (ko) 2015-07-08 2016-07-07 현대자동차주식회사 주차장 내 자율주행 시스템 및 방법
KR101979422B1 (ko) * 2017-02-01 2019-05-16 주식회사 만도 카메라 시스템 및 카메라 시스템의 캘리브레이션정보 조정방법
KR102348120B1 (ko) * 2017-08-24 2022-01-07 현대자동차주식회사 주행 차로 변경 시 경로를 생성하는 시스템 및 방법
KR102375149B1 (ko) * 2017-10-18 2022-03-16 현대자동차주식회사 차량 곡률 반경 추정 장치 및 방법
WO2019088318A1 (ko) * 2017-11-02 2019-05-09 엘지전자 주식회사 주행 시스템 및 차량
KR102474641B1 (ko) * 2020-12-07 2022-12-06 국민대학교산학협력단 주행 차량의 차선 이탈 방지 장치 및 방법
CN117584982B (zh) * 2023-12-28 2024-04-23 上海保隆汽车科技股份有限公司 弯道半径估算方法、系统、介质、电子设备及车机、车辆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820432B1 (ko) * 2006-11-09 2008-04-08 현대자동차주식회사 도로 횡구배를 감안한 도로의 곡률반경 보정방법
KR20130021999A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 현대모비스 주식회사 차량의 차선 유지 지원 시스템 및 그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820432B1 (ko) * 2006-11-09 2008-04-08 현대자동차주식회사 도로 횡구배를 감안한 도로의 곡률반경 보정방법
KR20130021999A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 현대모비스 주식회사 차량의 차선 유지 지원 시스템 및 그 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
신동호, 김창일. 차선유지지원시스템을 위한 차량 횡방향 동역학 기반 차대도로간 트래킹 기법에 관한 연구. 2012년 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회, 2012.11, pp. 1388-1391. *
신동호, 김창일. 차선유지지원시스템을 위한 차량 횡방향 동역학 기반 차대도로간 트래킹 기법에 관한 연구. 2012년 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회, 2012.11, pp. 1388-1391.*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138477A (ko) 2017-06-21 2018-12-31 현대오트론 주식회사 차량에서 물체를 인식하기 위한 장치 및 그것의 방법

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