KR101622028B1 - 차량 통신을 이용한 차량 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 통신을 이용한 차량 제어 기술에 관한 것으로, 타차량 또는 인프라 장치로부터 타차량 관점의 차선정보 또는 인프라 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보 또는 인프라 주변정보를 수신한 후 그를 기반으로 자신 차량 기준의 차선정보를 연산한 후, 변환된 자신 차량 중심의 차선정보를 이용하여 차선변경 보조 또는 차선 변경 제어 등의 차량 제어를 수행하는 기술에 관한 것이다.

Description

차량 통신을 이용한 차량 제어 장치 및 제어 방법{Apparatus and Method for controlling Vehicle using Vehicle Communication}
본 발명은 차량 통신을 이용한 차량 제어 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신한 후 그를 기반으로 자신 차량 기준의 차선정보로 변환한 후, 변환된 차선정보를 이용하여 차선변경 보조 또는 차선 변경 제어 등의 차량 제어를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 차량간 통신(Vehicle-to-Vehicle Communication; V2V) 또는 차량-인프라간 통신(Vehicle-to-Infrastructure Communication; V2I)가 이 개발되면서, 차량 과 차량 사이 또는 차량과 인프라 시설 사이에서 각종 정보를 송수신하고, 그 정보들을 이용하여 차량의 주행 등에 이용하는 여러 기술 들이 제안되고 있다.
이러한, 차량간 통신 또는 차량-인프라간 통신을 통신하여 V2X(Vehicle-to-Everything Communication) 통신이라고 표현하기도 하며, 향후 모든 차량은 이러한 V2X 통신 기능을 보유하는 시점이 도래할 것으로 예상된다.
한편, 최근 차량은 카메라 등의 이미징 장치와 레이다 등과 같은 근접 센서 등을 보유하는 차량이 많아지고 있으며, 이미징 장치 등을 이용해서 주위 관심물체 의 이미지를 인식한 후 충돌방지 기능을 수행하거나, 차선 이미지를 촬영한 후 차량이 차선을 벗어나지 않도록 자동으로 조향 등의 제어를 능동적으로 수행하여 자율주행이 가능하도록 하는 차선 유지 보조 제어(Lane Keeping Assist; LKA)를 수행하거나, 차선을 변경하려 하는 경우 좌우 방향지시등을 자동으로 점멸하게 하여 주위 차량에 경고하는 차선 변경 보조 제어(Lane Change Assist; LCA) 등을 수행할 수 있다.
또한, 레이다 등의 근접 센서를 이용하여 측후방 대상체를 감지하고, 그를 기초로 장애물 경고, 충돌방지, 사각 경고(Blind Spot Warning) 기능 등을 수행하기도 한다.
그러나, 이러한 차량 이미징 장치나 레이다 센서 등은 비교적 가격이 바싸기 때문에 고급 차량 등에만 구비되어 있는 실정이므로, 이러한 차량 이미징 장치 또는 레이다 센서가 구비되지 않은 차량에서는 이러한 장치를 기반으로 하는 각종 운전 보조 시스템(Driving Assistance System)을 사용할 수 없다는 문제가 있었다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 차량의 V2X 통신을 이용하여 타차량으로부터 정보를 수신한 후, 그 타차량 정보와 자신 차량의 측정 정보를 이용하여 차선 관련 제어 등과 같은 차량 주행 제어를 수행하는 시스템 또는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 차량의 V2X 통신을 이용하여 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신한 후 자신 차량 기준의 차선정보로 변환한 후, 변환된 차선정보를 이용하여 차선변경 보조 또는 차선 변경 제어 등의 차량 제어를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신을 통해 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신하는 통신부와, 자신 차량의 차량 정보를 측정하는 측정부와, 상기 수신한 타차량 주변정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 상기 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환부와, 상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부를 포함하는 차량 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 무선 통신을 통해 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신하는 타차량 주변 정보 수신 단계와, 자신 차량의 차량 정보를 측정하는 자신 차량 정보 측정 단계와, 상기 수신한 타차량 주변정보와 측정된 상기 자신 차량 정보를 이용하여 상기 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보를 변환하는 차선정보 변환단계와, 상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어 단계를 포함하는 차량 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 무선 통신을 통해 차량 주변의 인프라 장치로부터 인프라 관점의 차선정보를 포함하는 인프라 주변 정보를 수신하는 통신부와, 자신 차량의 차량 정보를 측정하는 측정부와, 상기 수신한 인프라 주변 정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 상기 인프라 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환부와, 상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부를 포함하는 차량 제어 장치를 제공할 수 있다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 기능별 블록 구성도이다.
도 2는 제1차선정보와 제2차선정보와의 관계 및 차선변환부의 변환 원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용되는 여러 좌표계를 예시하는 것이다.
도 4는 본 발명에 차량 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 기능별 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치(100)는 차량 내부에 구현되는 것으로서, 크게 V2X 통신부(110)와, 자신 차량 정보 측정부(120)와, 차선정보 변환부(130) 및 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 명세서에서는 제어 대상이 되는 차량을 "자신 차량(Subject Vehicle)"이라 표현하고, 자신 차량에게 제1 차선정보를 생성하여 전송하는 차량을 "타차량(Object Vehicle)"로 표현하기로 하지만, 이러한 용어에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예에서의 차량 제어 장치는 타차량으로부터 타차량 관점의 차선 정보를 포함하는 타차량 주변정보를 수신하거나, 주변의 인프라 설비장치로부터 인프라 관점의 차선 정보를 포함하는 인프라 주변정보를 수신한 후, 타차량 관점 또는 인프라 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 구성을 모두 포함한다. 즉, 제1차선정보는 타차량 또는 인프라 설비 모두로부터 전송될 수 있다는 것이다.
하지만, 아래 설명에서는 설명의 편의를 위하여 제1차선정보가 타차량으로부터 수신되는 것을 대표적으로 설명하며, 이러한 설명은 제1차선정보가 인프라 설비로부터 전송되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있을 것이다.
본 명세서에서의 인프라 설비장치는 도로 주변에 배치되어 교통상황확인 또는 차량단속, 정보제공 등을 수행하는 모든 장치가 될 수 있으며, 예를 들면, 무선 비컨(Beacon), 교통상황 촬영장치, 단속장비 등이 가능하지만 그에 한정되는 것은 아니다.
아래에서는, 도 1과 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 장치(100)의 각 블록의 세부 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
V2X 통신부(110)는 무선 통신을 통해 타차량 또는 주변 인프라 설비장치로부터 타차량 관점의 차선정보 또는 인프라 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보 또는 인프라 주변 정보를 수신하는 기능을 수행한다.
V2X 통신부(110)는 타차량 또는 인프라 시설에 장착된 무선통신부로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 주변 정보를 수신하며, 통신 방식으로는 멀티 홉 네트워크(Multi Hop Network) 형식으로서, 5.9Ghz 통신 주파수를 사용하는 웨이브(WAVE:Wireless Access in Vehicular Environment) 통신 방식일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 이용되는 타차량 주변 정보에는 타차량 관점에서의 차선 정보 이외에, 타차량과 자신 차량의 상대거리 정보 또는 상대 위치 정보와, 타차량의 헤딩각도 정보 또는 타차량과 자신 차량의 상대 헤딩각도 정보 등이 될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 이 때 타차량 입장에 볼 때 자신 차량은 타차량의 주변에 있는 대상물체가 될 수 있다.
타차량 관점의 차선정보는 본 명세서에서는 제1차선정보로 표현되며, 타차량(중심)의 위치를 기준점 또는 원점으로 하였을 때, 주변 차선의 좌표값을 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 타차량 중심을 원점으로 하고, 타차량의 헤딩방향 또는 요(Yaw)방향을 좌표축의 하나(예를 들면, Y축)로 하였을 때, 차선의 선형형태를 x, y값의 함수로 나타내는 수학식 f(x,y)으로 표현될 수 있을 것이다.
즉, 타차량(Object Vehicle)은 장착된 이미징 장치는 주위의 차선을 촬영하고, 자신의 현재 위치 및 헤딩방향을 측정한 후, 타차량 중심의 좌표계에서 차선을 표시하는 함수값을 생성하여 그를 주위에 있는 자신 차량(Subject Vehicle)으로 전송할 수 있다.
다음으로, 자신 차량 정보 측정부(120)는 자신 차량의 각종 정보, 주행속도, 헤딩각도 정보(Yaw각도 정보) 등을 측정하는 것으로서, 특히 헤딩각도정보는 지자기 센서 등과 같은 요(Yaw) 센서 또는 요레이트(Yaw Rate)센서 등을 이용하여 구해질 수 있다. 또한, GPS 등과 같은 측위 장치가 있는 경우 자신 차량의 현재 위치값을 측정할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 자신 차량 정보 측정부(120)는 속도센서, 지자기 센서(요 센서), 측위 센서 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 타차량으로부터 수신한 제1차선정보를 자신 차량 중심의 제2차선정보로 변환하는데 사용되는 모든 정보가 포함될 수 있을 것이다.
차선정보 변환부(130)는 수신한 타차량 주변정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 상기 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 기능을 한다.
더 구체적으로, 차선정보 변환(130)부는 타차량과 자신 차량의 상대거리 정보(또는 상대위치 정보) 및 헤딩각도 정보를 이용하여 타차량의 중심인 제1기준점(x0, y0)을 자신 차량의 중심인 제2기준점(xr, yr)으로 변환하는 기준점 변환부(132)와, 제1기준점을 원점으로 하는 제1좌표계 상에서의 상기 제1차선정보를 기초로 상기 제2기준점을 원점으로 하고 상대적인 헤딩각도(θr)에 의하여 회전된 제2좌표계 상에서의 제2차선정보를 연산하는 하는 차선정보 연산부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 차선정보 변환부(130)의 구체적인 원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 제1차선정보와 제2차선정보와의 관계 및 차선변환부의 변환 원리를 나타내는 도면이다.
또한, 도 3은 본 발명의 실시예에서 사용되는 여러 좌표계를 예시하는 것이다.
도 2에서 타차량(220)의 중심이 제1기준점 또는 제1원점인 O가 되고, 타차량에 대한 자신 차량(210)의 상대 위치값 (xr, yr)이 제2기준점 또는 제2원점인 O'가 된다. 즉, 타차량 중심의 제1좌표계 상에서 좌표값 (xr, yr)으로 표시되는 자신 차량의 위치값이 바로 자신 차량 중심의 제2좌표계의 제2기준점 또는 제2원점 O'가 되는 것이다.
한편, 타차량(220)으로부터 송신되는 타차량 주변 정보에는 타차량(220)과 자신 차량(210) 사이의 상대거리 정보 d값이 포함되며, 추가적으로 상대 각도 정보θ 또는 상대적인 좌표값 정보 (xr, yr)와 같은 상대 위치 정보가 더 포함될 수 있다.
우선, 차선정보 변환부(130)의 기준점 변환부(132)는 수신한 타차량 주변정보에 포함된 타차량(220)과 자신 차량(210) 사이의 상대거리 정보(d) 또는 상대 위치정보(즉, 상대 각도 정보 및 상대적인 좌표값 정보) 등을 이용하여 타차량(220)의 중심이 제1기준점 또는 제1원점(O)을 자신 차량(210)을 중심으로 하는 제2기준점 또는 제2원점(O')로 변환한다.
다음으로, 차선정보 변환부(130)의 차선정보 연산부(134)는 타차량 중심의 제1좌표계에서 정의되는 제1차선함수값 f(x.y)을 자신차량 중심의 제2좌표계에서의 제2차선함수값인 f'(x", y")로 변환한다.
편의상, 도 3과 같이 타차량 중심의 제1좌표계(즉, 제1기준점 O를 원점으로 하고, 타차량의 헤딩방향을 Y축으로 하는 좌표계)를 x-y 좌표계로 표현하고, 기준점 변환부에 의하여 기준점(원점)만 제1기준점에서 제2기준점으로 이동한 중간 좌표계를 x'-y' 좌표계로 표현하며, 상대적인 헤딩각도(θr)만큼 중간좌표계를 회전한 최종 제2좌표계를 x"-y" 좌표계로 표현한다.
즉, 도 2에서와 같이, 타차량(220)이 전송하는 주변정보에 포함되는 제1차선정보는 아래 수학식과 같이 f(x,y)으로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014067077512-pat00001
물론, 차선의 곡선을 나타내는 함수는 위와 같이 x의 세제곱 함수가 아닌 x의 제곱 함수 등으로 나타낼 수도 있을 것이며, 경우에 따라서는 로그함수, 쌍곡선 함수 등으로 나타낼 수도 있을 것이다.
이 상태에서, 제1기준점(O)에서 제2기준점(O')으로 이동하는 좌표계 이동을 수행하기 위해서는 아래 수학식 2와 같은 좌표계 이동 관계식이 이용될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014067077512-pat00002
즉, 원점이 제1기준점(O)에서 제2기준점(O')인 (xr, yr)로 이동한 중간좌표계(x'-y' 좌표계)에서 함수값은 제1좌표계에서의 함수값에서 x, y를 각각 (x-xr, y-yr)로 나타낸 것과 같게 된다.
한편, 중간좌표계를 타차량(220)과 자신 차량(210)의 헤딩각도 차이, 즉 상대 헤딩각도(θr)만큼 회전하여 자신 차량(210) 중심의 제2좌표계로 변환하는 좌표계 회전 변환 관계는 아래 수학식 3으로 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014067077512-pat00003
결과적으로, 차선정보 변환부(130)의 차선정보 연산부(134)가 타차량 중심의 제1좌표계에서 정의되는 제1차선 함수값 f(x.y)을 자신차량 중심의 제2좌표계에서의 제2차선함수값인 f'(x", y")로 변환하는 것은 아래 수학식 4로 정리될 수 있을 것이다.
[수학식 4]
Figure 112014067077512-pat00004
Figure 112014067077512-pat00005
이상과 같이 차선정보 변환부(130)가 타차량 중심의 제1차선정보로부터 자신 차량 중심의 제2차선정보로 변환하는 방식은 전술한 수학식 1 내지 4에 한정되는 것은 아니며, 타차량으로부터 전송되는 타차량 중심의 차선정보를 자신 차량 중심의 차선정보로 변환할 수 있는 한 다른 방식도 가능할 것이다.
한편, 상대적인 헤딩각도(θr) 정보는 타차량이 직접 산출하여 자신 차량으로 전송할 수도 있으나, 타차량은 자신의 헤딩각도 정보만을 전송하고, 자신 차량이 그 수신한 정보와 자신이 측정한 자신 차량의 헤딩각도를 비교/감산함으로써 상대적인 헤딩각도(θr) 정보가 산출될 수도 있을 것이다.
또한, 제2기준점인 자신 차량의 위치값 (xr, yr)은 타차량이 직접 측정/연산하여 자신 차량으로 전송할 수도 있으나, 타차량 및 자신 차량이 절대 측위값을 측정할 수 있다면 타차량은 자신의 위치정보 (x, y)만을 전송하고, 자신 차량은 자신의 현재 위치를 측정한 후 그 상대적인 위치값인 (xr, yr)을 산출할 수도 있을 것이다.
또한, 타차량(220)은 레이더 센서 등을 이용하여 측정대상인 자신 차량(210)까지의 상대거리(d) 및/또는 자신 차량(210)으로의 각도정보(도 2의 θ)를 측정한 후 그를 자신 차량(210)으로 전송하고, 자신 차량(210)에서 수신한 상대거리(d)와 각도정보(도 2의 θ)를 이용하여 상대적인 위치값인 (xr, yr)을 연산할 수도 있을 것이다.
이상과 같이, 본 실시예에서 타차량 관점의 차선정보, 즉 제1차선정보는 타차량(220)에 설치된 이미징 장치에 의하여 촬영된 차선 포함 이미지로부터 도출되는 정보일 수 있으며, 타차량 위치를 원점으로 하는 직교 좌표계에서 차선을 선형으로 나타내는 선형방정식일 수 있다.
또한, 타차량이 전송하는 타차량 주변정보는 타차량(220)에 설치된 무선 근접 센서(레이더, 초음파 센서 등)로부터 측정된 타차량과 자신 차량 사이의 상대거리 정보, 상대 위치정보, 타차량의 헤딩각도정보, 타차량과 자신 차량의 상대적인 헤딩각도정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다는 것이다.
이상과 같이, 차선정보 변환부(130)에 의하여 제2차선정보가 연산되면 자신 차량(210) 기준으로 주변 차선의 위치 및 형상에 대한 확인이 가능해지며, 그에 따라 자신 차량(210)의 차량 제어부(140)는 파악된 차선 정보를 이용하여 차선과 관련된 차량 제어를 수행한다.
차량 제어부(140)가 수행하는 차선 관련 제어는 차선 유지 보조(Lane Keeping Assistance; LKA), 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning; LDW) 및 차선 변경 보조(Lane Change Assistance; LCA) 중 하나 이상일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, V2X 통신을 통해 타차량 또는 인프라 설비로부터 수신한 차선정보로부터 자신 차량 중심의 제2차선정보를 확인한 후 그를 이용하는 모든 형태의 차량 제어를 포함할 수 있다.
차량 제어부(140)가 수행하는 차선 유지 보조(Lane Keeping Assistance; LKA) 기능을 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 차선정보 변환부(130)에 의하여 변환된 제2차선정보를 기초로 자신 차량(210)이 현재 차선 내부에서 주행하도록 조향 시스템을 능동적으로 제어하여 자율주행하도록 하거나, 차선을 벗어나려는 경우 조향 시스템을 강제 구동하여 차선 이탈을 방지해 주는 기능 등을 의미한다.
차량 제어부(140)가 수행하는 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning) 기능은 제2차선정보를 기초로 자신 차량이 현재 주행 차선을 이탈할 가능성이 있는 경우 차량 내부에서 음향, 화상 또는 진동 등의 수단으로 운전자에게 경고하는 기능을 의미한다.
한편, 차량 제어부(140)가 수행하는 차선 변경 보조(Lane Change Assistance) 기능은 변환된 제2차선정보를 기초로 자신 차량이 현재 주행 차선의 변경이 예상되는 경우 주위의 타차량에게 차선 변경을 나타내는 차선 변경 표시신호를 출력하는 기능을 의미할 수 있다. 이 때, 차선 변경 표시 신호는 차선 변경 예상 방향의 방향 지시등의 점멸 신호일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
즉, 차선 변경 보조(Lane Change Assistance) 기능은 차량 거동 변화상 차선 변경이 예상되는데도 운전자가 방향 지시등을 동작하지 않는 경우, 타차량 운전자가 인지할 수 있는 방향 지시등과 같은 차선 변경 표시 신호를 강제로 출력하는 것이다.
한편, 이상의 실시예에서는 타차량이 전송하는 타차량 주변 정보를 대상으로 설명하였으나, 본 발명은 타차량 대신 인프라 설비장치가 전송하는 인프라 주변 정보를 이용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는, 무선 통신을 통해 차량 주변의 인프라 장치로부터 인프라 관점의 차선정보를 포함하는 인프라 주변 정보를 수신하는 통신부와, 자신 차량의 차량 정보를 측정하는 측정부와, 수신한 인프라 주변 정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 인프라 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환부와, 상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부를 포함하는 차량 제어장치가 제공될 수 있다.
이 때, 통신부, 측정부, 차선정보 변환부 및 차량 제어부는 이미 앞서 설명한 도 1에 의한 차량 제어 장치의 각 구성요소의 기능과 대등하게 동작할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명에 의한 차량 제어 장치는 타차량 또는 인프라 설비로부터 수신한 제1차선정보를 자신 차량 중심의 제2차선정보로 변환한 후, 그를 자신 차량 내부에서 사용되는 지도 정보에 반영하고, 그를 표시 장치 등에 표시할 수도 있을 것이다.
예를 들면, 자신 차량은 내비게이션 등과 같이 지도 정보를 포함한 장비를 구비할 수 있고, 앞선 설명에 의하여 변환된 제2차선정보를 지도정보에 반영하여 동적으로 맵 정보를 생성하거나 업데이트 할 수 있고, 타차량의 존재 및 위치 등을 내비게이션 또는 기타 다른 표시장치에 표시할 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 차량 제어 방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량 제어방법은, V2X 무선 통신을 통해 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신하는 타차량 주변 정보 수신 단계(S410)와, 자신 차량의 차량 정보를 측정하는 자신 차량 정보 측정 단계(S420)와, 수신한 타차량 주변정보와 측정된 자신 차량 정보를 이용하여 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보를 변환하는 차선정보 변환단계(S430)와, 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어 단계(S440)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 흐름에서 S410의 타차량 주변 정보 수신 단계와 S420의 자신 차량 정보 측정 단계는 순서가 바뀌어도 무방하다.
전술한, 타차량 주변 정보 수신단계(S410)에서 수신하는 타차량 관점의 차선정보는 타차량에 설치된 이미징 장치에 의하여 촬영된 차선 포함 이미지로부터 도출되는 정보로서, 더 구체적으로는 타차량의 위치를 원점으로 하고, 타차량의 헤딩방향을 하나의 직교축으로 하는 직교좌표계에서, 차선의 선형 형상을 나타내는 선형방정식일 수 있다.
또한, 타차량 주변정보에 포함되는 정보로는, 타차량에 설치된 무선 근접 센서로부터 측정된 상기 타차량과 자신 차량 사이의 상대거리 정보, 상대위치 정보, 상기 타차량의 헤딩각도정보, 상기 타차량과 상기 자신 차량의 상대적인 헤딩각도정보 등이 될 수 있다.
차선정보 변환단계(S430)에서는 상대거리 정보, 상대위치 정보, 상기 타차량의 헤딩각도정보, 상기 타차량과 상기 자신 차량의 상대적인 헤딩각도정보 등을 이용하여, 타차량의 중심인 제1기준점(x0, y0)을 상기 자신 차량의 중심인 제2기준점(xr, yr)으로 변환하고, 제1기준점을 원점으로 하는 제1좌표계 상에서의 제1차선정보를 기초로 상기 제2기준점을 원점으로 하고 상기 상대적인 헤딩각도(θr)에 의하여 회전된 제2좌표계 상에서의 제2차선정보를 연산하는 과정일 수 있으며, 이 때에는 전술한 수학식 4에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 차량 제어단계(S440)에서의 차량 제어는 변환된 제2차선정보를 기초로 하되 차선과 관련된 모든 제어를 포함하는 것으로서, 더 구체적으로는 자신 차량이 현재 차선 내부에서 주행하도록 조향 시스템을 능동 제어하는 차선 유지 보조(Lane Keeping Assistance) 기능과, 자신 차량이 현재 주행 차선을 이탈할 가능성이 있는 경우 경고하는 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning) 기능과, 자신 차량이 현재 주행 차선의 변경이 예상되는 경우 주위의 타차량에게 차선 변경을 나타내는 차선 변경 표시신호를 출력하는 차선 변경 보조(Lane Change Assistance) 기능 등일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 차량 제어 기술에 의하면, 특정한 차량이 이미징 장치 및/또는 무선 근접 센서(레이다 센서 등)를 구비하지 않아서 차선 및 주변 정보를 획득할 수 없는 차량이라도, 타차량 또는 주변 인프라 설비로부터 필요한 정보를 수신하고 그를 자신 차량 중심의 차선정보를 생성하여 이용할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 이미징 장치 및 레이더 센서 등을 구비하지 않는 차량이라도 V2X 통신이 가능하다면, 타차량 또는 인프라 설비로부터 송신된 정보를 이용하여 차선 형태/위치를 확인한 후, 차선 유지 보조, 차선 이탈 방지, 차선 변경 보조 기능 등 차선과 관련된 차량 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 통신을 통해 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신하는 통신부;
    자신 차량의 차량 정보를 측정하는 측정부;
    상기 수신한 타차량 주변정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 상기 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환부; 및,
    상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부를 포함하되,
    상기 제1차선정보는, 상기 타차량의 위치를 원점으로 할 때의 주변 차선에 대한 좌표값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타차량 관점의 차선정보는 상기 타차량에 설치된 이미징 장치에 의하여 촬영된 차선 포함 이미지로부터 도출되는 정보인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타차량 관점의 차선정보인 제1차선정보는, 상기 타차량의 위치를 원점으로 하고, 타차량의 헤딩방향을 하나의 직교축으로 하는 직교좌표계에서, 차선의 선형 형상을 나타내는 방정식인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타차량 주변정보는 상기 타차량에 설치된 무선 근접 센서로부터 측정된 상기 타차량과 자신 차량 사이의 상대거리 정보, 상대위치 정보, 상기 타차량의 헤딩각도정보, 상기 타차량과 상기 자신 차량의 상대적인 헤딩각도정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차선정보 변환부는 상기 상대거리 정보, 상대위치 정보, 상기 타차량의 헤딩각도정보, 상기 타차량과 상기 자신 차량의 상대적인 헤딩각도정보 중 하나 이상을 이용하여 상기 타차량의 중심인 제1기준점(x0, y0)을 상기 자신 차량의 중심인 제2기준점(xr, yr)으로 변환하는 기준점 변환부와, 상기 제1기준점을 원점으로 하는 제1좌표계 상에서의 상기 제1차선정보를 기초로 상기 제2기준점을 원점으로 하고 상기 상대적인 헤딩각도(θr)에 의하여 회전된 제2좌표계 상에서의 제2차선정보를 연산하는 차선정보 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부는 상기 제2차선정보를 기초로 상기 자신 차량이 현재 차선 내부에서 주행하도록 조향 시스템을 능동 제어하는 차선 유지 보조(Lane Keeping Assistance) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부는 상기 제2차선정보를 기초로 상기 자신 차량이 현재 주행 차선을 이탈할 가능성이 있는 경우 경고하는 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부는 상기 제2차선정보를 기초로 상기 자신 차량이 현재 주행 차선의 변경이 예상되는 경우 주위의 타차량에게 차선 변경을 나타내는 차선 변경 표시신호를 출력하는 차선 변경 보조(Lane Change Assistance) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  9. 무선 통신을 통해 타차량으로부터 타차량 관점의 차선정보를 포함하는 타차량 주변 정보를 수신하는 타차량 주변 정보 수신 단계;
    자신 차량의 차량 정보를 측정하는 자신 차량 정보 측정 단계;
    상기 수신한 타차량 주변정보와 측정된 상기 자신 차량 정보를 이용하여 상기 타차량 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환단계; 및
    상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 상기 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어 단계를 포함하되,
    상기 제1차선정보는, 상기 타차량의 위치를 원점으로 할 때의 주변 차선에 대한 좌표값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  10. 무선 통신을 통해 차량 주변의 인프라 장치로부터 인프라 관점의 차선정보를 포함하는 인프라 주변 정보를 수신하는 통신부;
    자신 차량의 차량 정보를 측정하는 측정부;
    상기 수신한 인프라 주변 정보와 상기 측정부에서 측정된 차량정보를 이용하여 상기 인프라 관점의 제1차선정보를 자신 차량 관점의 제2차선정보로 변환하는 차선정보 변환부; 및,
    상기 변환된 제2차선정보를 이용하여 차선과 관련된 자신 차량의 동작을 제어하는 차량 제어부를 포함하되,
    상기 제1차선정보는, 상기 인프라 장치의 위치를 원점으로 할 때의 주변 차선에 대한 좌표값 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
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