KR101516439B1 - 운송 수단 운전 보조 장치 - Google Patents

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네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
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Abstract

운송 수단(2)은, 센서 데이터를 수집하는 센서부(10), 센서 데이터를 처리하는 처리부(11)를 포함한다. 운전 보조 정보를 제공하는 방법은, 센서 데이터에 기반하여 가속도 값 쌍의 비용을 결정하는 단계 - 각각의 가속도 값 쌍은 운송 수단의 종단 및 횡단 가속도를 나타냄 -, 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하는 단계, 최저 비용의 가속도 값 쌍을 포함하는 운전 보조 정보를 제공하는 단계를 포함한다. 처리부(10)는 시각적, 청각적 및/또는 촉각적 운전 보조 정보를 운송 수단의 운전자에게 제공할 수 있도록, 및/또는 조향 보조 장치를 제공할 수 있도록 구성될 수 있다.
운전 보조 정보, 운전 보조 정보 제공 시스템, 운송 수단, 횡단 가속도, 종단 가속도, 가속도 값 쌍

Description

운송 수단 운전 보조 장치{Vehicle Driving Assistance}
본 발명은 운송 수단 운전 보조 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 운송 수단을 위한 운전 보조 정보를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
특히 충돌을 회피하고, 주차 또는 기타 운송 수단 조작 시 운전자를 보조하기 위하여 운송 수단 운전 보조 장치를 사용하는 것은 널리 알려져 있다. ABS(Anti-lock Brake System)는 여러 해 동안 사용되며 초보운전자의 운송 수단 제동(braking)을 보조해 왔다. 그러나 ABS는 미끄럼(skidding) 회피 기능을 하지만, 운송 수단의 코스(course)에는 영향을 미치지 못한다.
미국 특허 US 7016783 은 자동 제동 및 조향(steering) 장치를 이용하여 충돌을 회피하는 방법 및 시스템에 대해 개시하고 있다. 상기 공지된 시스템에서, 거리 임계값(distance threshold)은 조향 장치를 제어 시 사용된다. 물체(obstacle)와의 상대적 거리에 따라서, 시스템은 물체 근처에서 제동하거나 조향할 수 있다. 임계값 및 측정된 상대적 거리(measured relative distances)에 기반하여, 상기 공지된 시스템은 본래 예정된 행동들의 집합, 예를 들어 차선 변경을 선택한다. 따라서 상기 공지된 시스템의 유동성은 제한된다. 더욱이, 상기 공지된 시스템은 충돌을 회피하기 위한 방법을 찾을 뿐, 충돌을 피할 수 없는 경우 충돌의 영향을 줄이 지는 못한다. 또한, 상기 공지된 시스템은 제동 및/또는 조향 중에 운전자가 겪을 수 있는 불편함(discomfort)은 무시한다.
본 발명의 목적은 상기 살펴본 선행 기술의 기존 및 그 외 문제점들을 극복하고, 유동적이며 운송 수단의 코스를 고려할 수 있는 운송 수단 운전 보조 장치에 대한 일반적인 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 운전자의 불편함도 고려할 수 있는 운송 수단 운전 보조 장치에 관한 일반적인 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 운송 수단에 관한 운전 보조 정보를 제공하는 장치를 제공하며, 상기 장치는 상기 운송 수단 및 상기 운송 수단의 주변에 관한 센서 데이터를 수집하는 센서부, 및 상기 센서 데이터에 기초하여 가속도 값 쌍의 비용을 결정하고 - 상기 가속도 값 쌍의 각각은 상기 운송 수단의 횡단 가속도 및 종단 가속도를 나타냄 -, 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하고, 상기 최저 비용의 가속도 값 쌍을 포함하는 운전 보조 정보를 제공하는 처리부를 포함한다.
가속도 값 쌍의 비용을 결정하고, 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택함으로써, 모든 환경에서 횡단과 종단 가속도의 최적의 조합이 선택될 수 있다. 센서 데이터는 다른 운송 수단과 같은 물체의 (상대 또는 절대) 속도 및 거리를 나타내는 데이터 및/또는 도로의 넓이 및/또는 물체를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 센서 데이터는 대기 온도 및/또는 도로의 온도를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 센서 데이터라는 용어(term)는 예를 들어 도로 정보 및 운송 수단에 관한 기술 정보와 같이 기억장치로부터 불러 들일 수 있는 데이터를 포함하는 것을 더 의미한다.
본 발명은 임의의 센서 데이터(sensor data)도 고려할 수 있으며, 수동적 및/또는 자동적으로 운송 수단을 제어하기 위해, 특히 충돌 회피, 운송 수단 조작, 도로 제어 및 다른 운송 수단 제어 목적을 위해 사용될 수 있다.
종단 가속도는 양수(진정 가속도), 음수(감속도) 또는 영(속도 변화 없음)이 될 수 있다. 마찬가지로, 횡단 가속도는 양수(예를 들어, 왼쪽 방향), 음수(예를 들어, 오른쪽 방향) 또는 영이 될 수 있으며, 오히려 현재 진행 방향에 관해 측정할 수 있다. 가속도들은, 엔진 파워, 도로 컨디션 및 승객의 인원 수에 따른 운송 수단의 최고 가능한 (양의) 종단 가속도와 같은, 물리적 제약에 의해 전형적으로 제한 받는다. 마찬가지로, 횡단 가속도는 도로 컨디션과 운송 수단 및 타이어의 특성에 따라 제한 받을 것이다.
가속도 값 쌍에 할당된 비용은, 운전자와 승객들이 가지는 불편함의 비용, 충돌 비용 및 기타 비용을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 운송 수단 제어를 위한 일반적인 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 물리적 제약은 비용으로 표현 되고, 물리적으로 불가능한 가속도에는 '무한대의' 비용이 할당된다.
처리부는 가속도 값 쌍의 초기 세트의 비용을 정하고, 주변 쌍의 비용을 결정하고, 최저 비용을 가지는 쌍을 선택하는 것에 의해 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하도록 구성되는 것이 바람직하다. 한 쌍의 비용과 상기 주변 쌍의 비용을 비교하는 절차는 최저 비용 쌍을 찾을 수 있도록 허락해 준다.
이론상으로, 가속도 값 쌍의 수는 무한대이다. 최적의 처리를 위해서, 쌍의 수를 제한하는 것이 바람직하다. 이는 가속도 값이 이산 값(discrete value)을 가질 때 달성될 수 있다. 즉, 중간 값들은 무시하고, 오직 제한된 수의 이산적인 가속도 값만을 고려한다. 따라서, 가속도 값의 그리드(grid)가 사용될 수 있으며, 상기 그리드의 촘촘한 정도는 요구되는 정확성 및 유효 파워를 계산하는 것과 같은 실질적인 고려 사항들에 의해 정해질 수 있다.
처리부는 임의의 가속도 값 쌍을 초기값으로 사용할 수 있다. 그러나, 가속도 값 쌍의 초기 세트를 미리 정하는 것이 바람직하다. 이것이 최저 비용 쌍을 찾기 위한 처리 시 유리한 위치에서 시작하도록 해 준다(This allows the search for the least cost pair to start from an advantageous position).
상기 언급한 바와 같이, 본 발명은 가속도에 비용을 할당한다. 이는 소정의 특정한 가속도 쌍 하에서, 미래의 특정 시점에서 다른 물체와의 거리를 결정하는 것에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어 궤적이 아닌 가속도에 비용을 할당함으로써, 선택된 최저 비용 쌍과 요구되는 운송 수단의 제동, 가속 및/또는 조향의 매우 직접적인 연결이 얻어진다. 더욱이, 상대적으로 간단한 전산 모델이 얻어지기 때문에, 전산 부하를 줄이고 처리 속도를 향상 시킨다. 또한, 운전자가 가지는 안락함(comfort) 또는 불편함(discomfort)이 가속도 쌍으로부터 쉽게 얻어 질 수 있다.
각 가속도 값 쌍의 비용은 여러 가지 방법에 의해 결정될 수 있다. 처리부는 센서 데이터를 평가(weighing)함으로써 가속도 값 쌍의 비용을 결정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 물체와의 거리, 물체의 (상대적인) 속도 및/또는 물체의 크기에 관련된 정보를 나타내는 센서 데이터는, 가속도 값 쌍의 비용을 결정하기 위해 적합하게 고려된다. 따라서, 상기 처리부는, 다른 물체의 위치, 상대 속도, 운전자의 안락함, 충돌의 발생 및/또는 운송 수단의 특성을 포함(involving)하여 한 쌍의 비용을 결정하도록 구성될 수 있다.
선택된 최저 비용의 가속도 값 쌍은 여러 가지 방법에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 처리부는 시각적, 청각적 및/또는 촉각적 운전 보조 정보를 운송 수단의 운전자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 운전 보조 정보는, "충돌 회피를 위한 제동", "충돌 회피를 위한 가속" 및 "물체 회피를 위해 좌측으로 선회"(swerve left to avoid obstacle)와 같은 경고 신호, 제동 방향 및/또는 조향 방향을 포함할 수 있다.
운송 수단의 운전자에게 필수적으로 도움을 주는 정보를 제공하는 것뿐 아니라, 상기 처리부는 조향 보조 장치를 제공하기 위한 조향부와 연결될 수 있다. 추가적으로, 또는 대체하여, 상기 처리부는 제동 보조 장치를 제공하기 위한 제동부 및/또는 엑셀러레이터(accelerator)를 누르거나 풀어주기 위한, 그리고/혹은 기어를 변환(저속기어로 변환)하기 위한 제어부와 연결될 수 있다.
처리부에 의해 생산되는 임의의 운전 보조 정보를 적합한 신호로 변환하기 위한 정보제공부를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 정의한 장치를 포함하는 운송 수단 제어 시스템 및 상기 정의한 장치를 포함하는 운송 수단을 제공할 수 있다. 운송 수단은 승용차, 버스, 트럭, 비행기, 헬리콥터, 선박 및 기타 적합한 모든 운송 수단이 될 수 있다.
본 발명은 운송 수단 및 상기 운송 수단의 주변에 관한 센서 데이터를 수집하는 센서부 및 상기 센서 데이터를 처리하는 처리부를 포함하는 상기 운송 수단을 위한 운전 보조 정보를 제공하는 방법을 제공할 수 있다. 상기 방법은, 상기 센서 데이터에 기초하여 가속도 값 쌍의 비용을 결정하는 단계 - 상기 가속도 값 쌍의 각각은 상기 운송 수단의 횡단 가속도 및 종단 가속도를 나타냄 -, 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하는 단계, 및 상기 최저 비용의 가속도 값 쌍을 포함하는 운전 보조 정보를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법은, 본 발명의 장치와 같은 장점을 갖는다. 가속도 값은 이산 값을 가지며, 그리고/또는 쌍의 초기 값은 미리 정해져 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에 따른 다른 유용한 실시예들이 뒤에서 상세히 설명될 것이다.
본 발명은 추가적으로 상기 정의된 방법을 프로그래밍이 가능한 컴퓨터에서 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 CD 또는 DVD 와 같은, 기록매체에 저장된 실행 가능한 컴퓨터 명령의 집합을 포함할 수 있다. 상기 정의한 방법을 프로그래밍이 가능한 컴퓨터에서 구현할 수 있도록 하는, 상기 실행 가능한 컴퓨터 명령의 집합은, 인터넷을 통한 신호와 같이, 원격 서버로부터 다운로드 받을 수 있다.
본 발명은 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 시스템이 제공된 운송 수단을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의해 제어되는 운송 수단의 궤적과 가속도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 가속도 값의 초기 그리드를 나타내는 도면이다.
도 4는 최저 비용 선택 처리의 첫번째 반복 후의 도 3의 그리드를 나타낸 도면이다.
도 5는 운송 수단의 종단 및 횡단 가속도의 함수에 의해 도출된 비용에 대한 첫 번째 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 운송 수단의 종단 및 횡단 가속도의 함수에 의해 도출된 비용에 대한 두 번째 예시를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 시스템(system)(1)의 일실시예는 운송 수단(vehicle)(2)에 부착(mounted)되어 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 단지 제약 없는 예시로서 도시되어 있는 시스템(1)은 센서부(sensor unit)(10), 메인 또는 처리부(processing unit)(11), 정보제공부(information provision unit)(12), 조향부(steering unit)(13), 제동부(braking unit)(14) 및 엔진 제어부(engine control unit)(15)를 포함한다. 센서부(10), 정보제공부(12), 조향부(13), 제동부(14) 및 엔진 제어부(15)는 유선 또는 무선(예를 들어 블루투스) 링크에 의해 처리부(11)에 연결(coupled)된다.
센서부(10)는 운송 수단의 여러 부분에 부착될 수 있다. 2개 이상의 센서 부(10)가 사용될 수 있으며, 음향 센서, IR(Infra-Red) 센서, (시각적) 빛 센서 및 카메라(예를 들어, 웹캠) 등의 다양한 타입의 센서가 사용될 수 있다. 일부의 센서부는 가속도 센서 및/또는 온도계를 포함한다. 센서부는 (전자기 또는 음향 에너지와 같은) 에너지를 받기만 하는 수동적인 유닛(passive units) 또는 에너지를 전송하고 수신하는 능동적인 유닛(active units) 일 수 있다. 능동적인 센서부는 Radar 유닛 및 능동적 IR 유닛이 있을 수 있다.
예를 들어, 센서부는 다른 물체(object)와의 거리, (거리 또는 도플러 측정방법 등을 이용하여 측정한) 절대적 또는 상대적 속도, 습도, 온도, (가속도 센서를 이용하여 측정한) 가속도, 조향 바퀴의 위치 (각도), 페달(foot pedals)의 위치 (각도), 바퀴의 회전 속도, 운송 수단의 흔들리는 비율(yaw rate of the vehicle), 엔진 토크 및/또는 브레이크의 온도와 관련된 데이터를 제공할 수 있다.
처리부(11)는 프로세서, (휘발성 및 비휘발성 쌍방의)(both volatile and non-volatile) 메모리(memory) 및 또 다른 회로(circuitry)를 포함할 수 있다. 프로세서는 상기 메모리에 저장되어 있는 적합한 소프트웨어 프로그램을 처리할 수 있도록 구성된다 - 상기 소프트웨어 프로그램은 본 발명에 따른 방법을 수행할 수 있는 명령을 포함함 -. 센서부에 의해 생성되는 데이터 (및 기억장치로부터 회수될 수 있는 임의의 추가적인 데이터)는 뒤에서 설명할 방법에 의해 처리부에 의해 처리된다.
실시예에 따라서는, 본 발명의 운전 보조 정보를 제공하는 시스템은 운전자 근처에, 예를 들어 계기판 위 또는 아래, 부착되는 정보제공부(12)를 포함한다. 정 보제공부(12)는 시각적 및/또는 청각적 정보를 운전자에게 제공하도록 구성된다. 시각적 정보는 경고 빛(warning light) 및/또는 출력 텍스트(displayed text)를 포함할 수 있고, 반면에 청각적 정보는 경고음(warning sound) 및/또는 음성 신시사이저에 의해 생성되는 스피치(speech generated by a voice synthesizer)를 포함할 수 있다. 정보제공부(12)를 포함함으로써, 운전 보조 정보를 제공하는 시스템(1)은 수동적인 운전 보조장치를 제공한다.
도 1에 도시되어 있는 시스템(1)은, 능동적인 운전 보조 장치(active driving assistance), 즉, 운전자의 운송 수단 제어를 보완하고, 심지어 우선통제(override)할 수도 있는 운전 보조장치를 위해 조향부(13), 제동부(14) 및 엔진 제어부(15)를 더 포함한다. 조향부(13)는 운송 수단의 조향 기계장치에 연결되고, 제동부(14)는 상기 운송 수단의 제동 시스템에 연결되고, 반면에 엔진 제어부(15)는 엑셀레이터 페달 또는 운송 수단(2)의 상기 엔진에 연결된다. 조향부(13), 제동부(14) 및 엔진 제어부(15)는 처리부(11)로부터 적합한 제어 명령을 받을 수 있다.
능동적인 운전 보조 장치를 위한 추가적인 구성(미도시), 예를 들어 조향 핸들 진동장치 및/또는 파워 조향 개조장치와 같은 촉각적인 정보를 제공하는 구성이 제공될 수 있다.
본 발명의 이론이 도 2에 도시되어 있다.
도 2의 일실시예에서, 첫번째 운송 수단(2)은 초기에 0의 가속도를 갖고, 따 라서 본래의 궤적인 to 상에서 상수값인 속도 v 를 갖는다. 그러나, 두번째 운송 수단(2')은 우측방향으로부터 접근하고 있다. 첫번째 운송 수단(2)와 두번째 운송 수단(2')의 거리는 감소하고 있고, 아무런 조치를 취하지 않을 경우 거리는 0(즉, 충돌(collision))이 될 것이다. 예견된 충돌은 고비용(high cost)을 갖기 때문에, 운송 수단의 가속도는 변화될 것이다. 따라서 종단 가속도(longitudinal acceleration) a- lon 및 횡단 가속도(lateral acceleration) alat가 운송 수단(2)에 발생한다. 종단 가속도 a- lon 은 속도 v 의 반대방향이기 때문에, 첫번째 운송 수단(2)를 감속(deceleration) 시킨다. 도 2의 일실시예에서, 횡단 가속도 alat 은 왼쪽 방향이기 때문에, 도시된 바와 같이 새로운 궤적 tn 을 따라 두번째 운송 수단(2')를 피해간다.
상기 새로운 궤적 tn 은 충돌을 회피하고, 따라서 상기 궤적을 만들어낸 가속도는 본래 궤적인 to 을 만들어낸 가속도에 비해 적은 비용을 갖는다. 그러나, 조작에 의한 운전자 및 승객이 경험할 불편함을 최소화하기 위해서, 횡단 가속도 alat 은, (선택적 안전 마진으로부터 떨어진) 충돌을 회피하는 것이 필요할 정도로 크지 않다(However, the lateral acceleration alat is not larger than necessary to avoid a collision (apart from an optional safety margin) in order to minimize the discomfort experienced by the driver and any passengers due to the manoeuvre). 따라서, 본 발명은 운송 수단의 임의의 가속도와 관련된 비용이 최소화되는 방안을 찾는다 - 상기 비용은 스월빙(swerving) 또는 제동에 의해 운전자에게 야기되는 불편함(discomfort) 및 충돌과 같은 다양한 요소를 포함함 -. 비용 표준(cost criterion)을 사용함에 따라, 운송 수단의 움직임에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요소들이 고려될 수 있다.
본 발명과 관련된 가속도 쌍의 선택이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 운송 수단(2)의 움직임은 수직축 및 수평축을 따라 각각 측정되는, 종단 가속도 a- lon 및 횡단 가속도 alat 에 의해 나타난다. 횡단 가속도 alat 은 음의 값(왼쪽 방향) 및 양의 값(오른쪽 방향) 모두를 가질 수 있다. 도 3 및 도 4의 일실시예에서, 종측 방향에서만 감속(decelerations)이 사용된다. 감속은 음의 가속도이지만, 도 3 및 도 4에서는 혼돈의 염려가 없기 때문에 감속을 양수로 표시하였다.
이론적으로 가속도 쌍 a- lon 및 alat의 수는 무한대이다. 계산을 단순화하기 위해서, 본 발명은 제한된 수의 가속도 값을 사용하는 것을 제안한다. 이는 이산(discrete) 가속도 값의 그리드(grid)(3)를 사용함으로써 얻어진다. 실시예에 따라서는, 가속도 값은 고정된 인터벌 차이(fixed intervals)를 가지나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4에 도시된 전형적인(exemplary) 그리드(3)는 초기에 441 개의 가속도 값 쌍(30 또는 30')(가속도 쌍이라고도 불린다)로 구성된다. 각 쌍은 도 3 및 도 4에서 빈 점(nought)(30) 또는 검은 점(dot)(30')으로 표시된다. 검은 점으로 표시되는 25개의 쌍(30')는 뒤에서 설명할 쌍(30)으로부터 선택된다.
비용 결정(cost determination)은 그리드(3)의 모든 가속도 쌍(30 및 30')를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 최저 비용 쌍의 선택 및 비용 결정은, 적은 수의 가속도 쌍을 포함하여 처리 속도를 절약하는 조직적인 방법으로 수행된다.
따라서, 본 발명은, 도 3에 도시된 초기 쌍(30')의 세트(set of initial pairs)만을 사용하여, 비용 결정 및 쌍 선택 처리를 바람직하게 시작할 수 있다. 상기 세트는 미리 정해질 수 있고, 전형적으로 그리드의 다양한 부분을 포함할 수 있도록 선택된다. 도 3의 일실시예에서, 초기 쌍(30')의 세트는, a- lon =0과 alat =0인 가속도 값 쌍, 최고 가속도 값인 "가장자리" 가속도 값 쌍("edge" pairs at the maximum accelerations) 및 다른 여러 가속도 값 쌍을 포함하는 패턴(pattern)을 형성한다. 도 3에 도시된 초기 쌍(30')의 패턴은 대칭적이며, 고르게 간격을 두고 있다(symmetrical and evenly spaced). 그러나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3에 도시된, 첫 단계로서 시스템의 처리부(11)는, 현재의 실시예인 25개의 초기 쌍(30')에서, 초기 쌍(30') 각각의 비용을 결정한다. 상기 결정이 완료된 후에, 처리부(11)는 센서 데이터(sensor data)를 수집하고 각각의 가속도 값 쌍 와 관련된 상기 비용을 계산한다. 센서 데이터는 전형적으로, 다른 물체와의 상대적인 또는 절대적인 위치(즉, 거리 및 각도)를 결정할 수 있게 한다. 예를 들어, 도 플러 효과(Doppler effect)를 이용하여, 또는 물체의 위치를 반복적으로 결정하여, 속도와 방향의 추측이 가능하다.
각각의 운송 수단의 가속도 값 쌍을 위해, 운송 수단의 속도와 방향이 정해질 수 있다(For each pair of acceleration values of the vehicle, its speed and direction can be determined). 운송 수단 및 다른 물체의 속도 및 방향 추정을 이용하여, 가속도 값 쌍과 연관된 충돌 또는 기타 원하지 않는 조건(undesired conditions)이 검출 될 수 있다. 상기 기타 원하지 않는 조건은 다른 물체에 너무 가깝게 접근하는 것, 너무 빠른 속도를 가지는 것 및/또는 도로의 굴곡 및 기타 조건들을 포함할 수 있다(coming too close to another object, having too high a speed given the condition and/or curvature of the road, and other conditions).
특정한 값 쌍에 대해 충돌이 검출된 경우, 충돌 비용 C Col 은 다음과 같이 할당될 수 있다.
충돌 : C Col = 1.
비충돌 : C Col = 0.
또한, 제동 및 스월빙(swerving)에 의해 야기되는 운전자의 불편함 비용 C Dis 와 같은 다른 비용도 다음과 같이 정해질 수 있다.
Figure 112009049428516-pct00001
여기서, A와 B는 적절하게 선택된 스케일링 인자(scaling factor)이다.
또한, 다른 비용들이 고려되지 않는다면, 총 비용인
Figure 112009049428516-pct00002
은 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112009049428516-pct00003
이 방법으로, 총 비용은 각각의 초기 쌍 에 할당될 수 있다. 모든 초기 쌍 의 비용은 비교되며, 최저 비용의 쌍은 임의적으로 선택된다.
물론 상기 제공된 공식은 본 발명의 일 실시예이며, 보정 또는 치환 될 수 있다. 상기 공식은 충돌 에너지와 운송 수단의 충돌 저항과 같은 운송 수단의 특성 및/또는 도로, 타이어 상태, 습도 등과 같은 기타 요소를 고려할 수 있다.
현재의 일실시예에서, 도 3에 도시된 2개의 쌍(31)은 모두 최저 비용을 가지며, 둘다 일시적으로 '최적의' 가속도 값 쌍으로 선택된다. 첫번째 단계에서 선택된 쌍(31)은 필연적으로 초기의 쌍(30')이 됨을 주목해야 한다.
도 4에 도시된, 두번째 단계로서, 비용은 일시적으로 선택된 쌍(31)를 둘러싼 수 개의 쌍(30')에 의해 결정된다. 보여지는 일실시예에서, 두 세트(set)의 쌍(30')는 각자 첫번째 단계에서 일시적으로 선택된 최저 비용의 쌍(31)을 둘러싸 고 있다. 첫번째 단계에서의 처리 절차는 오직 상기 쌍(30')를 위해 반복되며, 이 단계에서 일시적으로 선택된 최저 비용의 쌍(32)를 가질 수 있다. 두번째 단계에서 선택된 가속도 값 쌍(32)는 필연적으로 초기의 가속도 값 쌍(30')가 아님을 주목해야 한다.
세번째 단계로서(미도시), 두번째 단계에서의 처리 절차가 반복된다. 최저 비용 쌍이 각 단계에서 변하고, 최저 비용이 감소한다면, 세번째 단계는 반복된다. 적은 비용의 쌍이 발견되지 않는다면, 최종적으로 최저 비용을 선택하며, 상기 절차는 종결될 수 있다. 상기 절차는 임의의 단계에서 비용 감소가 예정된 경계 값(predetermined threshold value)보다 적어지는 경우에도 종결될 수 있다.
최종 결과(즉, 변하지 않는 결과)(final (that is, unchanging) result)에 도달하기 위해 얼마나 많은 단계가 필요한지 알 수 없기 때문에, 어느 정도의 시간이 경과한 후에 상기 절차가 종결되도록 하는 것이 선호된다. 즉, 상기 절차의 단계들은 예정되어 있는 시간동안 지속하며 반복된다.
비용 결정 처리의 결과를 도 5 및 도 6에 도시하였다.
도 5에 도시된 삼차원의 그래프를 참조하면, (총)비용 C는 종단 가속도 a- lon 및 횡단 가속도 alat 의 함수이다. 도 5는, 도 2에서 묘사된 상황과 비슷하게, 물체가 오른쪽 방향에서 다가오는 상황을 나타내고 있다. 비용 평면(40)의 차원은 운송 수단이 가지는 물리적 한계(physical limits)에 의해 정의된다. 현재의 일실시예에서, 최고 종단 가속도 a- lon 은 10과 같고, 반면 최고 횡단 가속도 alat 는 7과 같다.
비용 c는 2개의 요소인, 가속도가 증가할수록 증가하는 불편한 비용 C Dis 및 충돌 시의 가속도에 대해서는 1이고, 그 외의 가속도에 대해서는 0인 충돌 비용 C Col 의 조합임을 도 5로부터 알 수 있다. 로컬 미니멈(local minimum)(41)에서 충돌은 회피되지 않지만(C Col =1), 운송 수단의 초기 가속도가 0이기 때문에, 스월빙에 의한 불편함 비용은 0이다(C Dis =0). 본 발명은 상기 로컬 미니멈(41)을 회피하는 것을 목적으로 함이 분명해질 것이다. 또한, 비용의 스케일링은 대부분 임의적이며, 단지 상대적인 비용을 결정하기 위해 제공되는 것임을 또한 이해하게 될 것이다.
도 5의 예시에서, 약 5(m/s2) 보다 큰 값인 종단 가속도 a- lon은, 약 1.5(오른쪽으로 조향)보다 큰 횡단 가속도 또는 약 -4 보다 더 작은(즉, 더욱 음수인 값) 횡단 가속도가 그러하듯이, 충돌을 회피할 수 있다. 비용 평면(40)은 불편함 비용 C Dis 가 증가하기 때문에, 가속도 값이 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 로컬 미니멈(43)은 운전자에게 최저의 불편함을 주며 충돌이 회피되는 alat= -4 이고, a- lon=0 인 지점에 발생한다. 글로벌 미니멈(global minimum)(42)은 alat =+1.5 이고, a- lon =0 인 지점에 발생한다. 따라서, 본 발명은 글로벌 미니멈(42)을 선택하며, 선택된 가속도 값에 관한 운전 보조 정보를 생성한다. 이러한 선택은 도 3 및 도 4에 도시된 선택 처리절차를 이용하여 바람직하게 이루어진다.
도 5에 도시된 비용 평면(40)의 모든 가속도 쌍이 도로 및/또는 타이어 컨디션 때문에 항상 선택 가능한 것은 아님을 주의해야 한다. 상기 가속도 쌍은, 바람직하게 높은 비용을 할당함으로써 제외될 수 있다. 도면의 명확화를 위해 도 5에 도시하지는 않았다.
실시예에 따라서는, 본 발명의 시스템은 시각적 및/또는 청각적 정보, 예를 들어, 오른쪽으로 조향하라는 충고를 운전자에게 제공한다. 다른 실시예에 따라서는, 시스템이 적극적으로 운송 수단을 오른쪽으로 조향한다. 운전자가 제동을 하는 경우, 충돌을 피하기 위해서는 조향이 적게 필요함을 알 수 있다. 따라서 제동 센서는, 운전자의 행위에 대응하여 자동 조향을 조정(adjust)하기 위해서, 및 자동 제동 동안 상기 시스템에 피드백을 제공하기 위해서 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 방법 및 시스템은 운송 수단의 가속도를 최적화하고 최저 비용을 가지는 가속도 값에 대응하도록 하는 방법으로 운송 수단의 움직임을 조정할 것이다. 더욱이, 본 발명은 가능한 작은 조정 및 제어로서 바람직하게 조정할 수 있다.
도 6의 일실시예에서, 물체는 오른쪽으로부터 다가오며, 충돌은 거의 회피할 수 없는 상황이다. 로컬 미니멈(41)은 a- lon =0 이고, alat =0인 지점에서 발견되며, 반면에 글로벌 미니멈(42)은 a- lon =0이고, alat =7인 지점에서 발견된다. 오른쪽으로 조향하는 것은 충돌을 회피하게 하는 반면, 왼쪽으로 조향하는 것은 불가피하게 약 1.5의 상대적으로 높은 비용으로 충돌을 가져옴을 알 수 있다.
본 발명은 최적의 (최저 비용을 가지는) 운송 수단 경로를 가리키는 운전 정보를 제공한다. 상기 최적의 경로는 수학적으로 결정된 가속도에 의해 정의된다. 센서 데이터는 가속도가 필요한지를 결정하는데 사용된다. 본 발명은 ADA시스템에서 유용하게 사용될 수 있다.
비록 본 발명이 차량 운송 수단(road vehicle)을 참고하여 묘사하여 왔지만, 도로를 이용하는 탈 것에 제한되지 않으며 선박(ship) 및 비행기(airplane)와 같이 다른 종류의 운송 수단에도 동등하게 적용될 수 있다. 별도의 발명 활동 없이도 그러한 기술 분야에서 적합하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 선박의 경우 제동은 역 기어(reverse gear)를 입력함으로써 효과를 얻을 수 있고, 비행기의 경우 보조 날개(flaps)를 이용하여 제동할 수 있다. 헬리콥터 또는 비행기의 경우, 수직 가속도 추가적으로 고려될 수 있다.
따라서, 본 발명은 운송 수단, 선박, 비행기, 로켓 등과 같은 모든 종류의 운송수단을 위해 운전 보조 정보를 제공하는 시스템 및 방법일 수 있다. 운송 수단은 승용차 또는 트럭에 한정되지 않고, 버스, 포크레인(forklift truck) 및 로보트 운송 수단(robot vehicle)도 포함할 수 있다. 심지어 전철, 기차 및 자기부상열차와 같은 레일을 가지는 운송수단에도 본 발명의 시스템 및 장치는 적용될 수 있다.
본 발명은, 일반적인 운송 수단 운전 보조 장치 및 시스템은 가속도 값에 기반하기 때문에, 그러한 값이 운송 수단의 궤적을 정의할 수 있다는 사실에 대한 통 찰력에서 비롯되었다. 또한, 본 발명은 비용 기준은 가속도 값의 최적 세트를 선택하는 것에 매우 적합하다는 통찰력에서 이익을 얻고 있다(The present invention is based upon the insight that a generic vehicle driving assistance method and system is advantageously based upon acceleration values, as such values define the trajectory of the vehicle. The present invention benefits from the further insight that cost criteria are very suitable for selecting an optimal set of acceleration values).
이 문서에서 사용되는 어떠한 용어도 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것에 주의해야 한다. 특히, "구성하다"와 "구성되는"이란 단어는 명확하게 기술되어 있지 않은 임의의 요소를 배제한다는 의미가 아니다. 단일 (우회(circuit)) 요소는 다양한 (우회(circuit)) 요소들 또는 균등물과 치환될 수 있다(It is noted that any terms used in this document should not be construed so as to limit the scope of the present invention. In particular, the words "comprise(s)" and "comprising" are not meant to exclude any elements not specifically stated. Single (circuit) elements may be substituted with multiple (circuit) elements or with their equivalents).
상기 기술분야에서의 그러한 기술들에 의해, 본 발명은 상기 기술한 실시예들에 한정되지 않고, 변경사항 및 추가사항이, 첨부된 청구항에서 정의되는 발명의 범주로부터 떨어지지 않고 만들어질 수 있음을 이해할 것이다(It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments illustrated above and that many modifications and additions may be made without departing from the scope of the invention as defined in the appending claims).

Claims (15)

  1. 운송 수단에 운전 보조 정보를 제공하는 시스템에 있어서,
    상기 운송 수단 및 상기 운송 수단의 주변에 관한 센서 데이터를 수집하는 센서부; 및
    상기 센서 데이터에 기초하여 가속도 값 쌍의 비용을 결정하고 - 상기 가속도 값 쌍의 각각은, 가속도 값의 이산 그리드(discrete grid) 상의 상기 운송 수단의 횡단 가속도 및 종단 가속도를 나타냄 -, 상기 이산 그리드로부터 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하고, 상기 선택된 최저 비용의 가속도 값 쌍을 포함하는 운전 보조 정보를 제공하는 처리부
    를 포함하는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 가속도 값 쌍의 초기 세트의 비용을 결정하고, 주변 쌍의 비용을 결정하고, 최저 비용을 가지는 쌍을 선택함으로써, 상기 최저 비용의 가속도 값 쌍을 결정하도록 구성되는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가속도 값 쌍의 초기 세트는 미리 정해진 운전 보조 정보 제공 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가속도 값은 이산 값인 운전 보조 정보 제공 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 센서 데이터를 평가함으로써 상기 쌍의 비용을 결정하도록 구성되는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 다른 물체의 위치 및 상대 속도, 운전자의 안락함, 충돌의 발생 및 상기 운송 수단의 특성을 포함하여, 상기 쌍의 비용을 결정하는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 시각적, 청각적 및 촉각적 운전 보조 정보를 상기 운송 수단의 운전자에게 제공하도록 구성되는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 조향 보조를 제공하기 위한 조향부와 연결되는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 제동 보조를 제공하기 위한 제동부와 연결되는 운전 보조 정보 제공 시스템.
  10. 제1항의 운전 보조 정보 제공 시스템에서 사용되는 처리부.
  11. 제 1항의 운전 보조 정보 제공 시스템을 포함하는 운송 수단.
  12. 운송 수단 및 상기 운송 수단의 주변에 관한 센서 데이터를 수집하는 센서부 및 상기 센서 데이터를 처리하는 처리부를 포함하는 상기 운송 수단을 위한 운전 보조 정보를 제공하는 방법에 있어서,
    상기 센서 데이터에 기초하여 가속도 값 쌍의 비용을 결정하는 단계 - 상기 가속도 값 쌍의 각각은, 가속도 값의 이산 그리드 상의 상기 운송 수단의 횡단 가속도 및 종단 가속도를 나타냄 -;
    상기 이산 그리드로부터 최저 비용의 가속도 값 쌍을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 최저 비용의 가속도 값 쌍을 포함하는 운전 보조 정보를 제공하는 단계
    를 포함하는 운전 보조 정보 제공 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가속도 값은 이산 값인 운전 보조 정보 제공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가속도 값 쌍의 초기 세트는 미리 정해진 운전 보조 정보 제공 방법.
  15. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 있어서, 프로그램 가능한 컴퓨터에 의하여 수행되었을 때, 상기 프로그램 가능한 컴퓨터가 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 설정된 프로그램 명령어로 구성된 컴퓨터 프로그램 제품이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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