KR101762805B1 - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 상기 차량의 주행 정보 및 상기 차량의 외부 환경 정보를 획득하는 적어도 하나의 센서; 제1 군집의 주행 정보를 수신하되, 상기 제1 군집에 가입된 차량들은 복수의 차로들을 포함하는 도로 내에서 주행 중이고, 상기 차량의 주행 정보, 상기 외부 환경 정보 및 상기 제1 군집의 주행 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 제1 군집에 대한 상기 차량의 목표 위치를 결정하며, 상기 목표 위치에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 실행하도록 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 차량 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자율주행 모드에서 군집 주행하는 차량 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
차량이란, 차륜을 구동시켜 사람이나 화물 등을 어느 장소로부터 다른 장소로 운송하는 장치를 말한다. 예컨대, 오토바이와 같은 2륜차, 세단과 같은 4륜차는 물론 기차 등이 차량에 속한다.
차량을 이용하는 사용자의 안전 및 편의를 증대하기 위해, 각종 센서와 전자 장치 등을 차량에 접목하기 위한 기술 개발이 가속화되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 개발된 다양한 기능(예, smart cruise control, lane keeping assistance)을 제공하는 시스템이 차량에 탑재되고 있다. 이에 따라, 운전자의 조작 없이도, 차량이 스스로 외부 환경을 고려하여, 도로를 주행하는 이른바 자율주행(autonomous driving)이 가능하게 되었다.
또한, 차량과 관련된 종래기술로서, 군집 주행의 개념이 제안된 바 있다. 군집 주행이란, 하나의 그룹으로 묶인 복수의 차량들이, 상호 간에 주행 정보를 공유하고 외부 환경을 고려하면서, 도로를 주행하는 것을 의미한다.
하나의 군집에는 리더 차량 및 팔로워 차량이 포함된다. 리더 차량은 군집의 가장 선두에서 군집을 이끄는 차량이고, 팔로워 차량은 리더 차량을 추종하는 차량이다.
군집의 팔로워 차량은 차량 간 통신 방식 등을 통해, 전송되는 리더 차량의 주행 정보(예, GPS 좌표, 속도, 경로, 방향, 브레이크 밟는 정보)를 이용하여, 리더 차량에 대한 추종을 유지할 수 있다. 이에 따라, 팔로워 차량의 운전자는 실내에서 운전 외의 다른 행동(예, 스마트폰 조작, 취침)을 자유롭게 행할 수 있다. 이러한 군집 주행에 의해 운전자의 편의가 증대되고, 수송의 효율성이 높아질 수 있다.
하지만, 지금까지 소개된 군집 주행 기술은, 군집 내 모든 차량이 오로지 일렬로 정렬되어 주행해야 한다는 한계가 있다. 예컨대, 도로에 비어 있는 차로가 있더라도, 군집의 팔로워 차량은 리더 차량과 동일한 차로 내에서만 리더 차량을 추종해야 한다.
또한, 타차량이 군집 내로 끼어드는 경우, 해당 타차량 후방의 팔로워 차량은 리더 차량을 제대로 추종할 수 없게된다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 복수개의 차로를 포함하는 도로 내에서 군집 주행 시, 리더 차량과는 다른 차로 내에서도 리더 차량에 대한 추종을 유지할 수 있는 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 군집 탈퇴가 필요한 경우, 군집으로부터 탈퇴하기 전, 탈퇴에 적합한 위치를 판단하고, 판단된 위치로 이동하는 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 가입 가능한 복수개의 군집들 중, 차량의 주행 상태에 가장 적합한 어느 한 군집을 용이하게 선택하고, 선택된 군집에 대한 차량의 위치를 결정하는 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 어느 한 군집 내에서 주행 중, 주변에 더 적합한 군집이 탐색된 경우, 군집을 자동 변경하는 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 주행 정보 및 상기 차량의 외부 환경 정보를 획득하는 적어도 하나의 센서; 제1 군집의 주행 정보를 수신하되, 상기 제1 군집에 가입된 차량들은 복수의 차로들을 포함하는 도로 내에서 주행 중이고, 상기 차량의 주행 정보, 상기 외부 환경 정보 및 상기 제1 군집의 주행 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 제1 군집에 대한 상기 차량의 목표 위치를 결정하며, 상기 목표 위치에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 실행하도록 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량이 제공된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 차량 및 그 동작 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 차량이 복수개의 차로를 포함하는 도로 내에서 군집 주행 시, 군집의 리더 차량과는 다른 차로 내에서도 리더 차량에 대한 추종을 유지할 수 있다. 이로써, 리더 차량과의 거리를 최소화하여, 도로의 효율성이 증대될 수 있다. 또한, 군집 내 타차량이 끼어들더라도, 리더 차량을 놓칠 가능성을 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 군집으로부터의 탈퇴가 필요한 경우, 군집으로부터 탈퇴하기 전, 탈퇴에 적합한 위치를 판단하고, 판단된 위치로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가입 가능한 복수개의 군집들 중, 차량의 주행 상태에 가장 적합한 어느 한 군집을 용이하게 선택하고, 선택된 군집에 대한 적절한 위치를 자동적으로 결정하며, 결정된 위치로 차량을 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 어느 한 군집 내에서 주행 중, 주변에 더 적합한 군집이 탐색된 경우, 군집을 자동 변경할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 블록 다이어그램을 보여준다.
도 2는 도 1을 참조하여 전술한 차량의 일 예를 보여준다.
도 3은 도 1을 참조하여 전술한 차량의 일 예를 보여준다.
도 4는 도 3에 도시된 복수의 카메라들에 의해 생성되는 영상들의 일 예를 보여준다.
도 5는 도 1에 도시된 제어부의 내부 블록 다이어그램을 보여준다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 제어부의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 9는 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 10은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 11은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12c는 도 12b에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13c는 도 13a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14c는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14d는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14e는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 16은 도 15에 도시된 단계 S1510과 관련된 제어방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 17은 도 15에 도시된 단계 S1510과 관련된 제어방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 18a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 18b는 도 18a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 19a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 19b는 도 19a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 21는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 22a 내지 도 22c는 도 21에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 23은 도 21에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "제어"한다는 것은, 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 직접적으로 제어하는 것은 물론, 제3의 구성요소의 중개를 통해 제어하는 것까지 포괄하는 의미로 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 정보 내지 신호를 "제공"한다는 것은, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 제공하는 것은 물론, 제3의 구성요소의 중개를 통해 제공하는 것까지 포괄하는 의미로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(1)의 블록 다이어그램을 보여준다.
차량(1)은 통신부(110), 입력부(120), 메모리(130), 출력부(140), 차량 구동부(150), 센싱부(160), 제어부(170), 인터페이스부(180) 및 전원부(190)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 차량(1)과 외부 기기(예, 휴대 단말, 외부 서버, 타차량)과의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 차량(1)을 하나 이상의 망(network)에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 무선 인터넷 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치 정보 모듈(114) 및 광통신 모듈(115)을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송은 라디오 방송 또는 TV 방송을 포함한다.
무선 인터넷 모듈(112)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량(1)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(112)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는 예를 들면, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(112)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다. 예를 들면, 무선 인터넷 모듈(112)은 외부 서버와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 인터넷 모듈(112)은 외부 서버로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))정보를 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈(113)은 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(1)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(113)은 탑승자의 휴대 단말과 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(113)은 휴대 단말이나 외부 서버로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(1)에 탑승한 경우, 사용자의 휴대 단말과 차량(1)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.
위치 정보 모듈(114)은 차량(1)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다.
광통신 모듈(115)은 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다.
광수신부는 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 수신할 수 있다. 광수신부는 광을 수신하기 위한 포토 다이오드(PD, Photo Diode)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 빛을 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광수신부는 전방 차량에 포함된 광원에서 방출되는 광을 통해, 전방 차량의 정보를 수신할 수 있다.
광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하기 위한 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 여기서, 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode)인 것이 바람직하다. 광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하여, 외부에 발신한다. 예를 들면, 광 발신부는 소정 주파수에 대응하는 발광소자의 점멸을 통해, 광신호를 외부에 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 복수의 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 차량(1)에 구비된 램프와 일체화될 수 있다. 예를 들면, 광발신부는 전조등, 후미등, 제동등, 방향 지시등 및 차폭등 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 광통신 모듈(115)은 광 통신을 통해 타차량과 데이터를 교환할 수 있다.
입력부(120)는 운전 조작 수단(121), 마이크로 폰(123) 및 사용자 입력부(124)를 포함할 수 있다.
운전 조작 수단(121)은 차량(1) 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. 운전 조작 수단(121)은 조향 입력 수단(121a), 쉬프트 입력 수단(121b), 가속 입력 수단(121c), 브레이크 입력 수단(121d)을 포함할 수 있다.
조향 입력 수단(121a)은 사용자로부터 차량(1)의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 수단(121a)은 스티어링 휠을 포함할수 있다. 실시예에 따라, 조향 입력 수단(121a)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
쉬프트 입력 수단(121b)은 사용자로부터 차량(1)의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 수단(121b)은 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 수단(121b)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
가속 입력 수단(121c)은 사용자로부터 차량(1)의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 수단(121d)은 사용자로부터 차량(1)의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 수단(121c) 및 브레이크 입력 수단(121d)은 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 수단(121c) 또는 브레이크 입력 수단(121d)은 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.
마이크로 폰(123)은 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량(1)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(123)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(170)에 전달될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 카메라(122) 또는 마이크로폰(123)는 입력부(120)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(160)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
사용자 입력부(124)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(124)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(170)는 입력된 정보에 대응되도록 차량(1)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(124)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(124)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(124)를 조작할 수 있다.
입력부(120)는 복수의 버튼 또는 터치 센서를 구비할 수 있다. 복수의 버튼 또는 터치 센서를 통해, 다양한 입력 동작을 수행하는 것도 가능하다.
센싱부(160)는 차량(1)의 주행 등과 관련한 신호를 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(160)는 충돌 센서, 스티어링 센서(steering sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더, 라이다 등을 포함할 수 있다.
이에 의해, 센싱부(160)는 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 차량(1)에 구비된 카메라, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더 및 라이다 중 적어도 어느 하나에 의해 획득된 외부 환경 정보를 기초로, 차량(1)의 가속, 감속, 방향 전환 등을 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서, 외부 환경 정보란, 주행 중인 차량(1)으로부터 소정 거리 범위 내에 위치하는 각종 오브젝트와 관련된 정보일 수 있다. 예를 들어, 외부 환경 정보에는, 차량(1)으로부터 100m 내의 거리에 위치하는 장애물의 수, 장애물까지의 거리, 장애물의 크기, 장애물의 유형 등에 관한 정보가 포함될 수 있다.
한편, 센싱부(160)는 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS) 등을 더 포함할 수 있다.
센싱부(160)는 생체 인식 정보 감지부를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 감지하여 획득한다. 생체 인식 정보는 지문 인식(Fingerprint) 정보, 홍채 인식(Iris-scan) 정보, 망막 인식(Retina-scan) 정보, 손모양(Hand geo-metry) 정보, 안면 인식(Facial recognition) 정보, 음성 인식(Voice recognition) 정보를 포함할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 탑승자의 생체 인식 정보를 센싱하는 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 카메라(162) 및 마이크로 폰(123)이 센서로 동작할 수 있다. 생체 인식 정보 감지부는 카메라(162)를 통해, 손모양 정보, 안면 인식 정보를 획득할 수 있다.
센싱부(160)는 차량(2)의 외부를 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라(161)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(160)는 차량 외관의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 카메라(161)들을 포함할 수 있다. 이러한 카메라(161)는 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라(161)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 제어부(170)에 전달할 수 있다.
센싱부(160)는 차량(1)의 실내를 촬영하는 적어도 하나 이상의 카메라(162)를 포함할 수 있다. 예컨대, 카메라(162)는 차량(1)의 탑승자를 포함하는 이미지를 생성한 후, 제어부(170)에 제공할 수 있다.
카메라(161, 162)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 카메라(161, 162)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공할 수 있다. 또한, 카메라(161, 162)는 신호등, 교통 표지판, 보행자, 타차량 및 노면 중 적어도 하나를 포함하는 영상을 획득할 수 있다.
출력부(140)는 제어부(170)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이부(141), 음향 출력부(142) 및 햅틱 출력부(143)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(141)는 제어부(170)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이부(141)는 차량 관련 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 또한, 차량 관련 정보는, 현재 차량의 상태를 알려주는 차량 상태 정보 또는 차량의 운행과 관련되는 차량 운행 정보를 포함할 수 있다.
디스플레이부(141)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(141)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은 차량(1)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(124)로써 기능함과 동시에, 차량(1)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이부(141)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(141)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(141)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(170)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 디스플레이부(141)는 운전자가 운전을 함과 동시에 차량 상태 정보 또는 차량 운행 정보를 확인할 수 있도록 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 클러스터는 대시보드 위에 위치할 수 있다. 이경우, 운전자는 시선을 차량 전방에 유지한채로 클러스터에 표시되는 정보를 확인할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이부(141)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이부(141)가 HUD로 구현되는 경우, 윈드 쉴드에 구비되는 투명 디스플레이를 통해 정보를 출력할 수 있다. 또는, 디스플레이부(141)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
음향 출력부(142)는 제어부(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(142)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(142)는, 사용자 입력부(124) 동작에 대응하는 사운드를 출력하는 것도 가능하다.
햅틱 출력부(143)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(143)는 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
차량 구동부(150)는 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(150)는 동력원 구동부(151), 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153), 램프 구동부(154), 공조 구동부(155), 윈도우 구동부(156), 에어백 구동부(157), 썬루프 구동부(158) 및 와이퍼 구동부(159) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
동력원 구동부(151)는 차량(1) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 동력원 구동부(151)는 차량(1)의 속도를 증가시키는 가속 장치 및 차량(1)의 속도를 감소시키는 감속 장치를 포함할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(151)가 엔진인 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.
조향 구동부(152)는 조향 장치(steering apparatus)를 포함할 수 있다. 이에, 조향 구동부(152)는 차량(1) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 조향 구동부(152)에는 조향토크센서, 조향각센서 및 조향모터가 구비될 수 있고, 운전자가 스티어링 휠(12)에 가하는 조향토크는 조향토크센서에 의해 감지될 수 있다. 조향 구동부(152)는 차량(1)의 속도 및 조향토크 등을 기초로, 조향모터에 인가되는 전류의 크기와 방향을 변경함으로써, 조향력과 조향각을 제어할 수 있다. 또한, 조향 구동부(152)는 조향각센서에 의해 획득된 조향각 정보를 기초로, 차량(1)의 주행방향이 제대로 조절되고 있는 상태인지 판단할 수 있다. 이에 의해, 차량의 주행 방향을 변경할 수 있다. 또한, 조향 구동부(152)는 차량(1)이 저속 주행 시에는 조향모터의 조향력을 증가시켜 스티어링 휠(12)의 무게감을 낮추고, 차량(1)이 고속 주행 시에는 조향모터의 조향력을 감소시켜 스티어링 휠(12)의 무게감을 높일 수 있다. 또한, 차량(1)의 자율 주행 기능이 실행된 경우, 조향 구동부(152)는 운전자가 스티어링 휠(12)을 조작하는 상황(예, 조향토크가 감지되지 않는 상황)에서도, 센싱부(160)가 출력하는 센싱 신호 또는 제어부(170)가 제공하는 제어신호 등을 기초로, 조향모터가 적절한 조향력을 발생시키도록 제어할 수도 있다.
브레이크 구동부(153)는 차량(1) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(1)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(1)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.
램프 구동부(154)는 차량 내, 외부에 배치되는 적어도 하나 이상의 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 램프 구동부(154)는 조명 장치를 포함할 수 있다. 또한, 램프 구동부(154)는 조명 장치에 포함된 램프 각각이 출력하는 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 방향 지시 램프, 헤드램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(155)는 차량(1) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(156)는 차량(1) 내의 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
에어백 구동부(157)는 차량(1) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.
썬루프 구동부(158)는 차량(1) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
와이퍼 구동부(159)는 차량(1)에 구비된 와이퍼(14a, 14b)에 대한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 와이퍼 구동부(159)는 사용자 입력부(124)를 통해 와이퍼를 구동할 것을 명령하는 사용자 입력을 수신 시, 사용자 입력에 따라 와이퍼(14a, 14b)의 구동 횟수, 구동 속도 등에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 다른 예를 들어, 와이퍼 구동부(159)는 센싱부(160)에 포함된 레인센서(rain sensor)의 센싱 신호를 기초로, 빗물의 양 또는 세기를 판단하여, 사용자 입력없이도 와이퍼(14a, 14b)를 자동적으로 구동할 수 있다.
한편, 차량 구동부(150)는 서스펜션 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 서스펜션 구동부는 차량(1) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(1)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
메모리(130)는 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(130)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(130)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(1) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
인터페이스부(180)는 차량(1)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(180)는 휴대 단말과 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 휴대 단말과 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(180)는 휴대 단말과 데이터를 교환할 수 있다.
인터페이스부(180)는 턴 시그널 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 턴 시그널 정보는 사용자에 의해 입력된 좌회전 또는 우회전을 위한 방향 지시등의 턴 온(turn on) 시그널일 수 있다. 차량의 사용자 입력부(도 6의 724)를 통해, 좌측 또는 우측 방향 지시등 턴 온 입력이 수신되는 경우, 인터페이스부(180)는 좌측 또는 우측 방향 턴 시그널 정보를 수신할 수 있다.
인터페이스부(180)는 차량 속도 정보, 스티어링 휠의 회전 각도 정보 또는 기어 쉬프트 정보를 수신할 수 있다. 인터페이스부(180)는 차량의 센싱부(160)를 통해 센싱된 차량 속도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 정보, 또는 기어 쉬프트 정보를 수신할 수 있다. 또는, 인터페이스부(180)는 차량의 제어부(170)로부터 차량 속도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 정보 또는 기어 쉬프트 정보를 수신할 수 있다. 한편, 여기서, 기어 쉬프트 정보는, 차량의 변속 레버가 어느 상태에 있는지에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 기어 쉬프트 정보는 변속 레버가 주차(P), 후진(R), 중립(N), 주행(D), 1 내지 다단 기어 상태 중 어느 하나 중 어느 상태에 있는지에 대한 정보일 수 있다.
인터페이스부(180)는 차량(1)의 사용자 입력부(124)를 통해 수신되는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 인터페이스부(180)는 사용자 입력을 차량(1)의 입력부(120)로부터 수신하거나, 제어부(170)를 거쳐 수신할 수 있다.
인터페이스부(180)는 외부 기기로부터 획득된 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 차량(1)의 통신부(110)를 통해 외부 서버로부터 신호등 변경 정보가 수신되는 경우, 인터페이스부(180)는 상기 신호등 변경 정보를 제어부(170)로부터 수신할 수 있다.
제어부(170)는, 차량(1) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.
제어부(170)는 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어부(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 제어부(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
전원부(190)는 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(190)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
AVN(Audio Video Navigation) 장치(400)는 제어부(170)와 데이터를 교환할 수 있다. 제어부(170)는 AVN 장치 또는 별도의 내비게이션 장치(미도시)로부터 내비게이션 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 내비게이션 정보는 설정된 목적지 정보, 상기 목적지에 따른 경로 정보, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보 또는 차량 위치 정보를 포함할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 구성요소들 중 일부는 차량(1)를 구현하는데 있어서 필수적인 것이 아닐 수 있다. 따라서, 본 명세서 상에서 설명되는 차량(1)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
도 2는 도 1을 참조하여 전술한 차량(1)의 일 예를 보여준다. 설명의 편의를 위해, 차량(1)은 4륜 자동차인 것으로 가정한다.
도 2를 참조하면, 차량(1)은 적어도 하나 이상의 레이더(201), 라이다(202) 및 초음파 센서(203)를 포함할 수 있다.
레이더(201)는 차량(1)의 일측에 장착되어, 차량(1)의 주변을 향하여 전자기파를 발사하고, 차량(1)의 주변에 존재하는 각종 오브젝트에서 반사되는 전자기파를 수신할 수 있다. 예를 들어, 레이더(201)는 어느 한 오브젝트에 의해 반사되어 돌아온 전자기파의 시간을 측정하여, 해당 오브젝트의 거리, 방향, 고도 등과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
라이다(202)는 차량(1)의 일측에 장착되어, 차량(1)의 주변을 향하여 레이저를 발사한다. 라이다(202)에 의해 발사된 레이저는 산란되거나 반사되어 차량(1)으로 되돌아올 수 있고, 라이다(202)는 레이저가 되돌아오는 시간, 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화를 기초로, 차량(1)의 주변에 위치하는 타겟의 거리, 속도, 형상 등의 물리적 특성에 대한 정보를 획득할 수 있다.
초음파 센서(203)는 차량(1)의 일측에 장착되어, 차량(1)의 주변을 향하여 초음파를 발생시킨다. 초음파 센서(203)에 의해 발생되는 초음파는 주파수(약, 20KHz 이상)가 높고 파장이 짧은 특성을 가진다. 이러한 초음파 센서(203)는 주로 차량(1)과 근접한 장애물 등을 인식하는 데에 이용될 수 있다.
도 2에 도시된 레이더(201), 라이다(202) 및 초음파 센서(203)은 도 1에 도시된 센싱부(160)에 포함되는 센서들일 수 있다.
도 3은 도 1을 참조하여 전술한 차량(1)의 다른 예를 보여준다. 설명의 편의를 위해, 차량(1)은 4륜 자동차인 것으로 가정한다.
도 3을 참조하면, 차량(1) 외관의 서로 다른 위치에는 4개의 카메라들(301, 302, 303, 304)이 장착될 수 있다.
복수의 카메라들(301, 302, 303, 304)는 각각 차량(1)의 전방, 좌측, 우측 및 후방에 배치될 수 있다. 복수의 카메라들(301, 302, 303, 304) 각각은 도 1에 도시된 카메라(161)일 수 있다.
전방 카메라(301)는 윈드 쉴드 부근, 앰블럼 부근 또는 라디에이터 그릴 부근에 배치될 수 있다.
좌측 카메라(302)는 좌측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스 내에 배치될 수 있다. 또는, 좌측 카메라(302)는 좌측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스 외부에 배치될 수 있다. 또는, 좌측 카메라(302)는 좌측 프런트 도어, 좌측 리어 도어 또는 좌측 휀더(fender) 외측 일 영역에 배치될 수 있다.
우측 카메라(303)는 우측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스 내에 배치될 수 있다. 또는 우측 카메라(303)는, 우측 사이드 미러를 둘러싸는 케이스 외부에 배치될 수 있다. 또는, 우측 카메라(303)는 우측 프런트 도어, 우측 리어 도어 또는 우측 펜터(fendere) 외측 일 영역에 배치될 수 있다.
한편, 후방 카메라(304)는 후방 번호판 또는 트렁크 스위치 부근에 배치될 수 있다.
복수의 카메라(301, 302, 303, 304)에서 촬영된 각각의 이미지는 제어부(170)에 전달되고, 제어부(170)는 상기 각각의 이미지를 합성하여, 차량 주변 영상을 생성할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 복수의 카메라들(301, 302, 303, 304) 각각은 도 1에 도시된 센싱부(160)의 카메라(161)와 동일할 수 있다.
또한, 도 3에서는 차량(1) 외관에 4대의 카메라들이 장착되는 것으로 도시하였지만, 본 발명은 카메라의 개수에 한정되지 않으며, 더 적거나 많은 수의 카메라가 도 3에 도시된 위치와는 다른 위치에 장착될 수도 있음을 명시한다.
도 4는 도 3에 도시된 복수의 카메라들(301, 302, 303, 304)에 의해 생성되는 영상들의 일 예를 보여준다.
도 4를 참조하면, 합성 영상(400)은 전방 카메라(301)에 의해 촬영된 제1 이미지 영역(401), 좌측 카메라(302)에 의해 촬영된 제2 이미지 영역(402), 우측 카메라(303)에 의해 촬영된 제3 이미지 영역(403) 및 후방 카메라(304)에 의해 촬영된 제4 이미지 영역(404)을 포함할 수 있다. 합성 영상(400)은 어라운드 뷰 모니터링(around view monitoring) 영상으로 명명될 수 있다.
한편, 합성 영상(400) 생성 시, 합성 영상(400)에 포함된 어느 두 영상 간에는 경계선(411, 412, 413, 414)이 발생한다. 이러한 경계 부분은 이미지 블렌딩(blending) 처리하여 자연스럽게 표시될 수 있다.
한편, 복수의 영상들 간의 경계에는 경계선(411, 412, 413, 414)이 표시될 수 있다. 또한, 합성 영상(400)의 중앙에는 차량(1)을 가리키는 것으로 기 설정된 이미지가 포함될 수 있다.
또한, 합성 영상(400)은 차량(1)의 실내에 장착된 디스플레이 장치 상에 표시될 수 있다.
제어부(170)는 도 1에 도시된 카메라들(161, 162)로부터 수신되는 이미지를, 컴퓨터 비젼(computer vision) 기반을 바탕으로 신호 처리하여, 차량 관련 정보를 생성할 수 있다. 여기서 차량 관련 정보는 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 카메라(161, 162)는 모노 카메라 또는 스테레오 카메라일 수 있다.
메모리(130)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 및 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 오브젝트 확인을 위한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(130)는 카메라(161, 162)를 통해 획득된 영상에서, 소정 오브젝트가 검출되는 경우, 소정 알고리즘에 의해, 상기 오브젝트가 무엇에 해당하는지 확인하기 위한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(130)는 교통 정보에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(130)는 카메라(161, 162)를 통해 획득된 영상에서, 소정의 교통 정보가 검출되는 경우, 소정 알고리즘에 의해, 상기 교통 정보가 무엇에 해당하는지 확인하기 위한 데이터를 저장할 수 있다.
한편, 메모리(130)는 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.
제어부(170)는 카메라(161, 162)에 의해 획득된 차량 전방 영상 또는 차량 주변 영상을 처리할 수 있다. 특히, 제어부(170)는 컴퓨터 비전 (computer vision) 기반의 신호 처리를 수행한다. 이에 따라, 제어부(170)는 카메라(161, 162)로부터 차량 전방 또는 차량 주변에 대한 이미지를 획득하고, 이미지에 기초하여, 오브젝트 검출 및 오브젝트 트래킹을 수행할 수 있다. 특히, 제어부(170)는, 오브젝트 검출시, 차선 검출(Lane Detection, LD), 주변 차량 검출(Vehicle Detection, VD), 보행자 검출(Pedestrian Detection,PD), 불빛 검출(Brightspot Detection, BD), 교통 신호 검출(Traffic Sign Recognition, TSR), 도로면 검출 등을 수행할 수 있다.
한편, 교통 신호(Traffic Sign)는 차량(1)의 운전자에게 전달 될 수 있는 소정의 정보를 의미할 수 있다. 교통 신호는 신호등, 교통 표지판 또는 노면을 통해 운전자에게 전달 될 수 있다. 예를 들면, 교통 신호는 신호등에서 출력되는 차량 또는 보행자의 고(Go) 또는 스탑(Stop) 신호일 수 있다. 예를 들면, 교통 신호는 교통 표지판에 표시된 각종 도안 또는 텍스트일 수 있다. 예를 들면, 교통 신호는 노면에 표시된 각종 도안 또는 텍스트일 수 있다.
제어부(170)는 카메라(161, 162)에 의해 생성된 차량 주변 영상에서 정보를 검출할 수 있다.
정보는 차량 주행 상황에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 정보는 차량이 주행하는 도로 정보, 교통 법규 정보, 주변 차량 정보, 차량 또는 보행자 신호등 정보, 공사 정보, 교통 상황 정보, 주차장 정보, 차선 정보 등을 포함하는 개념일 수 있다.
정보는 교통 정보일 수 있다. 제어부(170)는 카메라(161, 162)에 의해 획득된 영상에 포함된, 신호등, 교통 표지판 및 노면 중 어느 하나로부터 교통 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는 영상에 포함된 신호등으로부터 차량 또는 보행자의 고(Go) 또는 스탑(Stop) 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는 영상에 포함된 교통 표지판으로부터 각종 도안 또는 텍스트를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는 영상에 포함된 노면으로부터 각종 도안 또는 텍스트를 검출할 수 있다.
제어부(170)는 검출된 정보를 메모리(130)에 저장된 정보와 비교하여, 정보를 확인할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 오브젝트에서 램프웨이를 표시하는 도안 또는 텍스트를 검출한다. 여기서, 오브젝트는 교통 표지판 또는 노면일 수 있다. 도안 또는 텍스트를 검출한다. 제어부(170)는 메모리(130)에 저장된 교통 정보와 검출된 도안 또는 텍스트를 비교하여, 램프웨이 정보를 확인할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 오브젝트에서 차량 또는 보행자 스탑(stop)을 표시하는 도안 또는 텍스트를 검출한다. 여기서, 오브젝트는 교통 표지판 또는 노면일 수 있다. 제어부(170)는 메모리(130)에 저장된 교통 정보와 검출된 도안 또는 텍스트를 비교하여, 스탑 정보를 확인할 수 있다. 또는, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 노면으로부터 정지선을 검출한다. 제어부(170)는 메모리(130)에 저장된 교통 정보와 정지선을 비교하여, 스탑 정보를 확인할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 오브젝트에서 차선 유무를 검출할 수 있다. 여기서, 오브젝트는 노면일 수 있다. 제어부(170)는 검출된 차선의 색을 확인할 수 있다. 제어부(170)는 검출된 차선이 주행 차선인지 대기 차선인지 확인할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 오브젝트에서 차량의 고(Go) 또는 스탑(Stop) 정보를 검출할 수 있다. 여기서, 오브젝트는 차량 신호등일 수 있다. 여기서, 차량의 고(Go) 정보는 차량이 직진, 좌회전 또는 우회전하도록 지시하는 신호일 수 있다. 차량의 스탑(Stop) 정보는 차량이 정지하도록 지시하는 신호일 수 있다. 차량의 고(Go) 정보는 초록색으로 표시될 수 있고, 차량의 스탑(Stop) 정보는 빨간색으로 표시될 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는 획득된 영상에 포함된 오브젝트에서 보행자의 고(Go) 또는 스탑(Stop) 정보를 검출할 수 있다. 여기서, 오브젝트는 보행자 신호등일 수 있다. 여기서, 보행자의 고(Go) 정보는 횡단보도에서 보행자가 차로를 횡단하도록 지시하는 신호일 수 있다. 보행자의 스탑(Stop) 정보는 횡단보도에서 보행자가 정지하도록 지시하는 신호일 수 있다.
한편, 제어부(170)는 카메라(161, 162)의 줌(Zoom)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는 오브젝트 검출 결과에 따라 카메라(161, 162)의 줌을 제어할 수 있다. 가령, 교통 표지판은 검출되지만, 교통 표지판에 표시된 내용이 검출되지 않는 경우, 제어부(170)는 카메라(161, 162)가 줌인(Zoom-in)되도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 통신부(110)를 통해, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 스테레오 이미지를 기반으로 파악한, 차량 주변 교통 상황 정보를, 실시간 또는 주기적으로 파악할 수도 있다.
한편, 제어부(170)는 인터페이스부(180)를 통해, AVN 장치 또는 별도의 내비게이션 장치로부터 내비게이션 정보 등을 수신할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 인터페이스부(180)를 통해, 제어부(170) 또는 센싱부(160)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 센서 정보는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 인터페이스부(180)를 통해, 제어부(170), AVN 장치 또는 별도의 내비게이션 장치로부터 내비게이션 정보를 수신할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어부(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 제어부(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
디스플레이부(141)는 제어부(170)에서 처리된 각종 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이부(141)는 차량(1)의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 디스플레이부(141)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이부(141)가 HUD 인 경우, 차량(1)의 전면 유리에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다.
전원부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(190)는, 차량(1) 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 제어부(170)의 내부 블록 다이어그램의 일 예를 보여준다.
도 5를 참조하면, 제어부(170)는, 영상 전처리부(510), 디스패러티 연산부(520), 오브젝트 검출부(534), 오브젝트 트래킹부(540), 및 어플리케이션부(550)를 포함할 수 있다.
영상 전처리부(image preprocessor)(510)는 도 1에 도시된 카메라들(161, 162)로부터 제공되는 이미지를 수신하여, 전처리(preprocessing)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 영상 전처리부(510)는 이미지에 대한, 노이즈 리덕션(noise reduction), 렉티피케이션(rectification), 캘리브레이션(calibration), 색상 강화(color enhancement), 색상 공간 변환(color space conversion;CSC), 인터폴레이션(interpolation), 카메라 게인 컨트롤(camera gain control) 등을 수행할 수 있다. 이에 따라, 카메라(161, 162)에서 촬영된 스테레오 이미지 보다 선명한 이미지를 획득할 수 있다.
디스패러티 연산부(disparity calculator)(520)는 영상 전처리부(510)에서 신호 처리된, 이미지를 수신하고, 수신된 이미지들에 대한 스테레오 매칭(stereo matching)을 수행하며, 스테레오 매칭에 따른, 디스패러티 맵(dispartiy map)을 획득할 수 있다. 즉, 차량 전방에 대한, 스테레오 이미지에 대한 디스패러티 정보를 획득할 수 있다.
이때, 스테레오 매칭은, 스테레오 이미지들의 픽셀 단위로 또는 소정 블록 단위로 수행될 수 있다. 한편, 디스패러티 맵은, 스테레오 이미지, 즉 좌,우 이미지의 시차(時差) 정보(binocular parallax information)를 수치로 나타낸 맵을 의미할 수 있다.
세그멘테이션부(segmentation unit)(532)는 디스패러티 연산부(520)로부터의 디스페러티 정보에 기초하여, 이미지 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트(segment) 및 클러스터링(clustering)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 세그멘테이션부(532)는 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 이미지 중 적어도 하나에 대해, 배경(background)과 전경(foreground)을 분리할 수 있다.
예를 들면, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이하인 영역을, 배경으로 연산하고, 해당 부분을 제외시킬 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 전경이 분리될 수 있다.
다른 예로, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이상인 영역을, 전경으로 연산하고, 해당 부분을 추출할 수 있다. 이에 의해, 전경이 분리될 수 있다.
이와 같이, 스테레오 이미지에 기반하여 추출된 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 전경과 배경을 분리함으로써, 이후의, 오브젝트 검출시, 신호 처리 속도, 신호 처리 양 등을 단축할 수 있게 된다.
다음, 오브젝트 검출부(object detector)(534)는 세그멘테이션부(532)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하여, 오브젝트를 검출할 수 있다.
즉, 오브젝트 검출부(534)는 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 검출부(534)는 이미지 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 예를 들면, 이미지 세그먼트에 의해 분리된 전경으로부터 오브젝트를 검출할 수 있다.
다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(536)는 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인할 수 있다(verify).
이를 위해, 오브젝트 확인부(536)는 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.
한편, 오브젝트 확인부(536)는 메모리(130)에 저장된 오브젝트들과, 검출된 오브젝트를 비교하여, 오브젝트를 확인할 수 있다.
예를 들면, 오브젝트 확인부(536)는 차량 주변에 위치하는 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 확인할 수 있다.
오브젝트 트래킹부(object tracking unit)(540)는 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다. 예를 들면, 순차적으로, 획득되는 스테레오 이미지들에 내의, 오브젝트를 확인하고, 확인된 오브젝트의 움직임 또는 움직임 벡터를 연산하며, 연산된 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 트래킹할 수 있게 된다.
다음, 어플리케이션부(550)는 차량(1) 주변에, 위치하는 다양한 오브젝트들(예, 타차량, 차선, 도로면, 표지판 등)에 기초하여, 차량(1)의 위험도 등을 연산할 수 있다. 또한, 앞차와의 추돌 가능성, 차량의 슬립 여부 등을 연산할 수 있다.
그리고, 어플리케이션부(550)는 연산된 위험도, 추돌 가능성, 또는 슬립 여부 등에 기초하여, 사용자에게, 이러한 정보를 알려주기 위한, 메시지 등을, 차량 운전 보조 정보로서, 출력할 수 있다. 또는, 차량(1)의 자세 제어 또는 주행 제어를 위한 제어 신호를, 차량 제어 정보로서, 생성할 수도 있다.
한편, 실시예에 따라, 제어부(170)는 영상 전처리부(510), 디스페러티 연산부(520), 세그먼테이션부(532), 오브젝트 검출부(534), 오브젝트 확인부(536), 오브젝트 트래킹부(540) 및 어플리케이션부(550) 중 일부만을 포함할 수 있다. 가령, 카메라(161, 162)가 2차원 영상만을 제공하는 카메라인 경우, 디스패러티 연산부(520)는 제외될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 제어부(170)의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 6a와 도 6b는 제1 및 제2 프레임 구간에서 각각 획득된 스테레오 이미지를 기반으로 하여, 도 5의 제어부(170)의 동작 방법 설명을 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 카메라(161)가 스테레오 카메라인 경우, 카메라(161)는 제1 프레임 구간 동안, 스테레오 이미지를 획득한다.
제어부(170) 내의 디스패러티 연산부(520)는 영상 전처리부(510)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR1a, FR1b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR1a, FR1b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(620)을 획득한다.
디스패러티 맵(dispartiy map)(620)은 스테레오 이미지(FR1a, FR1b) 사이의 시차를 레벨화한 것으로서, 디스패러티 레벨이 클수록, 차량과의 거리가 가깝고, 디스패러티 레벨이 작을수록, 차량과의 거리가 먼 것으로 연산할 수 있다.
한편, 이러한 디스패러티 맵을 디스플레이 하는 경우, 디스패러티 레벨이 클수록, 높은 휘도를 가지고, 디스패러티 레벨이 작을수록 낮은 휘도를 가지도록 표시할 수도 있다.
도면에서는, 디스패러티 맵(620) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(628a, 628b, 628c, 628d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(622), 제1 전방 차량(624), 제2 전방 차량(626)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(532)와, 오브젝트 검출부(534), 오브젝트 확인부(536)는 디스패러티 맵(620)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR1a, FR1b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(620)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR1b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(630) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(638a, 638b, 638c, 638d), 공사 지역(632), 제1 전방 차량(634), 제2 전방 차량(636)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.
다음, 도 6b를 참조하면, 제2 프레임 구간 동안, 스테레오 카메라(161)는, 스테레오 이미지를 획득한다.
제어부(170) 내의 디스패러티 연산부(520)는 영상 전처리부(510)에서 신호 처리된, 스테레오 이미지(FR2a, FR2b)를 수신하고, 수신된 스테레오 이미지(FR2a, FR2b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(640)을 획득한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(640) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(648a,6 48b, 648c, 648d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(642), 제1 전방 차량(644), 제2 전방 차량(646)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.
세그멘테이션부(532)와 오브젝트 검출부(534), 오브젝트 확인부(536)는, 디스패러티 맵(640)에 기초하여, 스테레오 이미지(FR2a, FR2b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.
도면에서는, 디스패러티 맵(640)을 사용하여, 제2 스테레오 이미지(FR2b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.
즉, 이미지(650) 내에 제1 차선 내지 제4 차선(658a, 658b, 658c, 658d), 공사 지역(652), 제1 전방 차량(654), 제2 전방 차량(656)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.
한편, 오브젝트 트래킹부(540)는 도 6a와 도 6b를 비교하여, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다.
구체적으로, 오브젝트 트래킹부(540)는 도 6a와 도 6b에서 확인된, 각 오브젝트들의 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 차선, 공사 지역, 제1 전방 차량, 제2 전방 차량 등에 대한 트래킹을 수행할 수 있게 된다.
후술할 본 발명의 실시예들에 따른 차량(1)은 수동주행 모드 및 자율주행 모드 중 어느 하나에서 주행할 수 있다. 또한, 자율주행 모드에서, 차량(1)은 단독으로 주행하거나, 군집에 가입되어 군집의 리더 차량을 추종할 수 있다. 이러한 군집은 복수의 차로들을 포함하는 도로를 주행할 수 있다. 일 예로, 군집에 포함된 모든 차량들은 상기 도로에 포함된 어느 한 차로 내에서 앞뒤로 주행 중일 수 있다. 다른 예로, 군집에 포함된 일부 차량들은 상기 도로에 포함된 어느 한 차로 내에서 주행 중이고, 나머지 차량들은 상기 도로에 포함된 다른 차로 내에서 주행 중일 수 있다. 리더 차량을 비롯한 군집의 모든 차량들은 자신의 주행 정보를 군집 내 다른 차량들과 공유할 수 있다. 또한, 리더 차량을 제외한 군집의 모든 차량들은 공유되는 주행 정보 및 외부 환경 정보을 기초로, 상호 간의 종방향 안전 거리 및 횡방향 안전 거리를 확보하면서, 운전자의 개입없이 도로를 주행할 수 있다.
또한, 군집에 가입된 어느 한 차량은 군집으로부터 탈퇴할 수 있으며, 새로운 차량이 군집에 가입할 수도 있다. 군집에 가입되었던 차량이 군집으로부터 탈퇴하거나, 군집에 새로운 차량이 가입하는 경우, 즉 군집의 크기(즉, 군집에 포함된 차량의 수)가 변하는 경우, 리더 차량에 의해 군집의 속도 또는 위치가 변화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법(S700)의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 7에서 설명되는 차량은 도 1을 참조하여 설명한 차량(1)일 수 있다. 또한, 도 7에 따른 제어방법(S700)은 복수의 단계들을 포함하며, 각각의 단계는 도 1에 도시된 구성 요소들 중 적어도 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 또한, 도 7에서 설명되는 차량은 군집에 가입되어 있을 수 있다. 이러한 군집은 적어도 리더 차량 및 상기 차량을 포함한다.
단계 S710에서, 제어부(170)는 군집에 가입된 차량의 주행 정보 및 외부 환경 정보를 수신한다. 여기서, 차량의 주행 정보에는 차량의 현 위치, 현 속도, 현 차로 및 현 방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 차량의 주행 정보는 도 1에서 설명된 센싱부에 포함된 적어도 하나 이상의 센서에 의해 획득된 후, 제어부(170)로 제공되는 것일 수 있다.
또한, 차량의 외부 환경 정보에는 차량 주변(예, 차량으로부터 10m 이내의 영역)에 존재하는 적어도 하나 이상의 장애물에 대한 정보가 포함된다. 상기 장애물은 타차량일 수 있고, 이러한 타차량은 상기 군집에 가입 또는 미가입된 차량일 수 있다. 만약, 장애물이 타차량인 경우, 외부 환경 정보에는 타차량의 주행 정보가 포함될 수 있다. 타차량의 주행 정보에는 타차량의 현 위치, 현 속도, 현 차로 및 현 방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 외부 환경 정보는 도 1에서 설명된 센싱부에 포함된 적어도 하나 이상의 센서에 의해 획득된 후, 제어부(170)로 제공되는 것일 수 있다.
단계 S720에서, 제어부(170)는 군집의 주행 정보를 수신한다. 군집의 주행 정보는, 군집의 리더 차량의 주행 정보를 포함한다. 군집의 주행 정보는, 군집에 가입된 적어도 하나의 타차량(이하, '팔로워 차량'이라고 칭함)의 주행 정보를 더 포함할 수 있다. 리더 차량의 주행 정보는 리더 차량의 현 위치, 현 속도, 현 차로 및 현 방향 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 또한, 리더 차량의 주행 정보는 리더 차량의 경로를 더 포함할 수 있다. 여기서, 리더 차량의 경로란, 리더 차량의 목적지에 대하여 기 탐색된 경로일 수 있다. 팔로워 차량의 주행 정보는, 팔로워 차량의 현 위치, 현 속도, 현 차로 및 현 방향 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
군집의 주행 정보는 차량 간 통신을 통해 군집에 가입된 리더 차량 또는 팔로워 차량으로부터 차량으로 전송될 수 있다. 일 예로, 통신부는 군집의 리더 차량으로부터 전송되는 군집의 주행 정보를 수신한 후, 제어부(170)에 제공할 수 있다.
한편, 단계 S710과 단계 S720은 도 7에 도시된 것처럼 병렬적으로 수행되거나, 어느 하나가 다른 하나에 선행할 수도 있다.
단계 S730에서, 제어부(170)는 차량의 주행 정보, 외부 환경 정보 및 군집의 주행 정보 중 적어도 하나를 기초로, 군집에 대한 차량의 목표 위치를 결정한다. 여기서, 차량의 목표 위치는 도로에 포함된 복수의 차로들 중 어느 하나의 영역 내일 수 있다. 또는, 차량의 목표 위치는 군집의 리더 차량으로부터 소정 거리 내의 일 지점일 수 있다. 단계 S730에 대하여는 도 8 내지 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
단계 S740에서, 제어부(170)는 목표 위치에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 실행하도록, 차량을 제어할 수 있다. 일 예로, 차량의 현 위치와 목표 위치가 동일한 경우, 제어부(170)는 차량이 현 속도 및 현 방향을 유지하도록 차량을 제어할 수 있다. 다른 예로, 차량의 현 위치와 목표 위치가 다른 경우, 제어부(170)는 차량을 현 위치로부터 목표 위치로 이동시키기 위해, 가속, 감속, 방향 변경 및 차로 변경 중 적어도 어느 하나의 동작을 실행하도록, 차량을 제어할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법(S800)의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
단계 S810에서, 제어부(170)는 단계 S710을 통해 수신한 차량의 주행 정보를 기초로, 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단한다.
단계 S820에서, 제어부(170)는 단계 S720을 통해 수신한 군집의 주행 정보를 기초로, 리더 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단한다.
단계 S830에서, 제어부(170)는 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리를 판단한다. 일 예로, 제어부(170)는 차량의 현 종방향 위치와 리더 차량의 현 종방향 위치 간의 차이를 기초로, 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리를 판단할 수 있다.
단계 S840에서, 제어부(170)는 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리가 임계값 이상인지 판단한다. 임계값은 메모리에 기 저장된 값일 수 있다.
만약, 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리가 임계값 이상인 것으로 판단 시, 제어부(170)는 단계 S850을 실행한다. 반면, 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리가 임계값 미만인 것으로 판단 시, 제어부(170)는 제어방법(S800)의 실행을 종료할 수 있다.
단계 S850에서, 제어부(170)는 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한지 판단한다. 일 예로, 제어부(170)는 차량의 현 횡방향 위치와 리더 차량의 현 횡방향 위치 간의 차이를 기초로, 차량과 리더 차량이 동일한 차로 내에서 주행 중인지 판단할 수 있다.
만약, 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한 것으로 판단 시, 제어부(170)는 단계 S860을 실행한다. 반면, 차량이 리더 차량과는 다른 차로 내에서 주행 중인 것으로 판단 시, 제어부(170)는 제어방법(S800)의 실행은 종료될 수 있다.
단계 S860에서, 제어부(170)는 차량의 현 차로와는 다른 차로의 영역 내에서, 군집에 대한 차량의 목표 위치를 결정한다. 일 예로, 제어부(170)는 도로에 포함된 복수의 차로들 중, 차량의 현 차로 외의 차로를 선택하고, 선택된 차로의 영역 내 일 지점을 목표 위치로 결정할 수 있다
도 9는 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법(S900)의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
단계 S910에서, 제어부(170)는 단계 S710을 통해 수신한 차량의 주행 정보를 기초로, 차량의 현 차로를 판단한다.
단계 S920에서, 제어부(170)는 단계 S720을 통해 수신한 군집의 주행 정보를 기초로, 리더 차량의 현 차로를 판단한다.
단계 S930에서, 제어부(170)는 단계 S710을 통해 수신한 외부 환경 정보를 기초로, 차량 전방의 타차량을 검출한다. 단계 S930에서의 타차량은, 군집에 미가입된 차량일 수 있다.
단계 S940에서, 제어부(170)는 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한지 판단한다. 즉, 제어부(170)는 차량과 리더 차량이 동일한 차로 내에서 주행 중인지를 판단할 수 있다.
만약, 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한 것으로 판단 시, 제어부(170)는 단계 S950을 실행한다. 반면, 차량이 리더 차량과는 다른 차로 내에서 주행 중인 것으로 판단 시 판단 시, 제어부(170)는 제어방법(S900)의 실행을 종료할 수 있다.
단계 S950에서, 제어부(170)는 차량과 리더 차량 사이에 타차량이 위치하는지 판단한다. 즉, 제어부(170)는 단계 S930에서 검출된 타차량의 위치가 차량의 전방이면서 리더 차량의 후방인지 판단할 수 있다. 일 예로, 단계 S930에서 검출된 타차량은, 차량의 전방으로 갑작스럽게 끼어드는 타차량일 수 있다. 또는, 단계 S930에서 검출된 타차량은, 군집에 가입된 팔로워 차량일 수 있다.
만약, 차량과 리더 차량 사이에 타차량이 위치하는 것으로 판단 시, 제어부(170)는 단계 S960을 실행한다. 반면, 타차량이 차량과 리더 차량 사이에 위치하지 않는 것으로 판단 시, 제어부(170)는 제어방법(S900)의 실행을 종료할 수 있다.
단계 S960에서, 제어부(170)는 차량의 현 차로와는 다른 차로의 영역 내에서, 군집에 대한 차량의 목표 위치를 결정한다. 일 예로, 제어부(170)는 도로에 포함된 복수의 차로들 중, 차량의 현 차로 외의 차로를 선택하고, 선택된 차로의 영역 내 일 지점을 목표 위치로 결정할 수 있다.
도 10은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법(S1000)의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
단계 S1010에서, 제어부(170)는 단계 S710을 통해 수신한 차량의 주행 정보를 기초로, 차량의 현 차로를 판단한다.
단계 S1020에서, 제어부(170)는 단계 S720을 통해 수신한 군집의 주행 정보를 기초로, 리더 차량의 현 차로를 판단한다.
단계 S1030에서, 제어부(170)는 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한지 판단한다. 즉, 제어부(170)는 차량과 리더 차량이 동일한 차로 내에서 주행 중인지를 판단할 수 있다.
만약, 차량의 현 차로와 리더 차량의 현 차로가 동일한 것으로 판단 시, 제어부(170)는 단계 S1040을 실행한다. 반면, 차량이 리더 차량과는 다른 차로 내에서 주행 중인 것으로 판단 시, 제어부(170)는 제어방법(S1000)의 실행을 종료할 수 있다.
단계 S1040에서, 제어부(170)는 외부 환경 정보를 기초로, 도로에 포함된 복수의 차로들 중, 비어 있는 차로를 검출한다. 비어 있는 차로란, 차량으로부터 소정 거리 내에 위치하는 어떠한 장애물(예, 타차량)도 없는 차로를 의미할 수 있다.
단계 S1050에서, 제어부(170)는 단계 S1040에서 검출된 비어 있는 차로의 영역 내에서, 군집에 대한 차량의 목표 위치를 결정한다. 일 예로, 제어부(170)는 비어 있는 차로의 전체 영역 중, 리더 차량으로부터 소정 거리(예, 10m) 내에 속하는 영역의 일 지점을, 차량의 목표 위치로 결정할 수 있다.
도 11은 도 7에 도시된 단계 S730과 관련된 제어방법(S1100)의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다. 도 11에서 설명되는 군집에는 복수의 팔로워 차량이 포함되는 것으로 가정한다.
단계 S1110에서, 제어부(170)는 단계 S710을 통해 수신한 차량의 주행 정보를 기초로, 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단한다.
단계 S1120에서, 제어부(170)는 단계 S720을 통해 수신한 군집의 주행 정보를 기초로, 리더 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단한다.
단계 S1130에서, 제어부(170)는 단계 S720을 통해 수신한 군집의 주행 정보를 기초로, 복수의 팔로워 차량들 각각의 현 위치 및 현 차로를 판단한다. 이때, 복수의 팔로워 차량들은 모두 차량에 앞서서 주행 중일 수 있다. 일 예로, 군집에 제1 팔로워 차량 및 제2 팔로워 차량이 가입된 경우, 제어부(170)는 제1 팔로워 차량의 주행 정보를 기초로, 제1 팔로워 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단하고, 제2 팔로워 차량의 주행 정보를 기초로, 제2 팔로워 차량의 현 위치 및 현 차로를 판단할 수 있다. 이때, 제1 팔로워 차량의 현 차로와 제2 팔로워 차량의 현 차로는 서로 같거나 다를 수 있다.
단계 S1140에서, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들 중 어느 하나를 선택한다. 구체적으로, 제어부(170)는 기 설정된 규칙에 따라, 복수의 팔로워 차량들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 여기서, 규칙은 속도, 거리, 연비, 차로 및 경로 중 적어도 어느 하나와 관련된 것일 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들 중, 리더 차량의 속도에 가장 근접한 속도를 가지는 어느 한 팔로워 차량을 선택할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들 중, 리더 차량과의 종방향 거리가 가장 짧은 팔로워 차량을 선택할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들 중, 연비가 가장 우수한 팔로워 차량을 선택할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들 중, 차량의 경로와 가장 유사한 팔로워 차량을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해, 복수의 팔로워 차량들 각각의 목적지 및 경유지를 수신하고, 이를 차량의 목적지 및 경유지와 비교하여, 공통 경로가 가장 긴 팔로워 차량을 선택할 수 있다. 전술한 규칙은 메모리에 저장된 것일 수 있고, 차량의 운전자의 명령에 따라 변경될 수 있다.
또는, 제어부(170)는 차량의 운전자의 명령(예, 음성, 터치, 제스처)에 따라, 복수의 팔로워 차량들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 복수의 팔로워 차량들을 가리키는 인디케이터들을 차량 실내의 터치 스크린에 디스플레이하고, 차량의 운전자가 어느 한 인디케이터를 터치하면, 터치된 인디케이터에 대응하는 팔로워 차량을 선택할 수 있다.
단계 S1150에서, 제어부(170)는 단계 S1140에서 선택된 팔로워 차량의 차로의 영역 내에서, 군집에 대한 차량의 목표 위치를 결정한다. 일 예로, 제어부(170)에 의해 결정되는 차량의 목표 위치는, 선택된 팔로워 차량으로부터 소정 거리 후방일 수 있다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12a는, 4개의 차로들(1201, 1202, 1203, 1204)을 포함하는 도로 내에서 군집(1210)이 주행 중인 상황의 탑뷰(1200)를 예시한다. 차량(1)은 군집(1210)에 가입되어 있다. 군집(1210)의 모든 차량들(1211, 1212, 1213, 1214, 1)은 차량 간 통신을 통해 서로의 주행 정보를 공유하면서, 도로의 어느 한 동일 차로(1202) 내에서 +y방향을 따라 일렬로 주행 중이다. 또한, 군집(1210)에 미가입된 타차량(1215)은 군집(1210)과는 다른 차로(1201)에서 +y방향을 따라 주행 중이다. 또한, 군집(1210)의 가장 앞에는 리더 차량(1211)이 위치하고, 차량은 군집(1210)의 후미에 위치하며, 리더 차량(1211)과 차량 사이에는 3대의 팔로워 차량(1212, 1213, 1214)이 위치하고 있다.
차량(1)은 자율주행 모드 내에서, 군집(1210) 내 리더 차량(1211)과 팔로워 차량들(1212, 1213, 1214) 각각의 주행 상태를 확인할 수 있다. 주행 상태란 현 위치, 현 속도, 현 차로, 차량 간 거리 등을 의미할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 차량(1)의 주행 정보 및 군집(1210)의 주행 정보를 기초로, 리더 차량(1211)과 팔로워 차량(1212) 간의 거리(G1), 팔로워 차량(1212)과 팔로워 차량(1213) 간의 거리(G2), 팔로워 차량(1213)과 팔로워 차량(1214) 간의 거리(G3), 팔로워 차량(1214)과 차량(1) 간의 거리(G4)를 산출할 수 있다. 이때, 차량 간 거리들(G1, G2, G3, G4)은 모두 군집 주행 시의 차량 간 충돌을 방지하기 위해 기 설정된 안전 거리와 같거나 더 큰 값일 수 있다.
제어부(170)는 차량(1)의 주행 정보 및 리더 차량(1211)의 주행 정보를 기초로, 차량(1)과 리더 차량(1211) 간의 종방향 거리(L1)를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 차량과 리더 차량 간의 종방향 거리(L1)가 임계값(T1) 이상인지 판단할 수 있다. 도 12a에서 임계값(T1)은 군집(1210) 내에서 차량(1)과 리더 차량(1211)가 서로 지나치게 멀어지는 상황을 막기위해 설정되는 거리(예, 100m)일 수 있다. 예를 들어, 차량(1)이 리더 차량(1211)으로부터 너무 먼 곳에 위치할 경우, 차량(1)이 리더 차량(1211)을 추종하는 것이 어렵게 되는바, 임계값(T1)을 설정하여 차량(1)과 리더 차량(1211)이 적절한 범위 내에서 함께 주행할 수 있도록 할 수 있다.
도 12b는 도 12a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12b는 도 12a와 같이 차량(1)과 리더 차량(1211) 간의 종방향 거리(L1)가 임계값(T1)을 초과하는 경우, 차량(1)의 제어부(170)에 의해 결정되는 목표 위치를 설명하기 위한 탑뷰(1230)를 예시한다.
제어부(170)는 영상 내에서 비어 있는 차로를 검출할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 차량(1)의 카메라(161)로부터 제공되는 영상 내에서, 비어 있는 차로(1203, 1204)을 검출할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 센싱부(160)에 포함된 적어도 하나 이상의 센서(예, 레이더, 라이다)로부터 제공되는 센싱 신호를 기초로, 차량(1)의 현 차로(1202)의 좌측 차로(1201) 또는 우측 차로(1203)가 비어있는지 즉, 타차량이 없는 상태인지 판단할 수 있다.
만약, 비어 있는 차로가 둘 이상 검출되는 경우, 제어부(170)는 둘 이상의 비어 있는 차로들 중, 리더 차량(1211)에 더 가까운 차로를 선택할 수 있다. 예를 들어, 차로(1215)는 타차량(1215)가 주행 중인바, 제어부(170)는 현 차로(1202)의 우측의 두 차로들(1203, 1204)을 비어 있는 차로로 판단할 수 있고, 두 차로들(1203, 1204) 중 리더 차량(1203)에 더 가까운 차로(1203)를 선택할 수 있다.
제어부(170)는 선택된 차로(1203)의 영역 내에서 목표 위치를 결정할 수 있다. 도 12b를 참조하면, 선택된 차로(1203)의 전체 영역 중, 리더 차량(1211)으로부터 임계값(T1)까지에 대응하는 영역 내의 일 지점(1240)을, 차량(1)의 목표 위치로 결정할 수 있다.
도 12c는 도 12b에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12c는 도 12b에 도시된 목표 위치(1240)에 대응하는 동작을 설명하기 위한 탑뷰(1250)를 예시한다.
제어부(170)는 목표 위치의 결정이 완료된 경우, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1240)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작을 생성할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1240)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 가속, 감속, 방향 변경 및 차로 변경 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
도 12b와 도 12c를 함께 참조하면, 차량(1)의 현 위치는 차로(1202) 내이고, 목표 위치(1240)는 차로(1203) 내이므로, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1240)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 차로(1202)로부터 차로(1203)로의 차로 변경이 포함된다. 또한, 적어도 하나 이상의 동작은, 차량(1)은 차로(1203) 내로 이동한 후, 전방의 목표 위치(1240)까지의 가속 동작을 포함할 수 있다.
도 12a 내지 도 12b에 따르면, 차량(1)이 리더 차량(1211)으로부터 과도하게 멀어지는 경우, 차량(1)은 리더 차량(1211)의 현 차로와는 다른 차로에서 리더 차량(1211)에 대한 추종을 계속할 수 있다. 이 경우, 군집(1210) 내에서 차량(1)과 리더 차량(1211)은 서로 다른 차로 내에 위치하는 바, 차량 간 안전거리를 확보할 필요가 없고, 군집(1210)의 총 길이를 줄일 수 있다.
또한, 적어도 하나 이상의 팔로워 차량들(1212, 1213, 1214)들이 차량(1)과 리더 차량(1211) 사이에 위치할 경우, 팔로워 차량들(1212, 1213, 1214)과는 다른 차로에서 리더 차량(1211)에 대한 추종을 유지할 수 있다. 결과적으로, 군집(1210) 내에서 차량(1)이 리더 차량(1211)을 놓칠 가능성을 저감하고, 도로 운용의 효율성을 증해할 수 있다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13a는, 3개의 차로들(1301, 1302, 1303)을 포함하는 도로 내에서 군집(1310)이 주행 중인 상황의 탑뷰(1300)를 예시한다. 차량(1)은 군집(1310)에 가입되어 있다. 설명의 편의를 위해, 군집(1310)에 가입된 팔로워 차량은 없는 것으로 가정한다. 차량(1)과 리더 차량(1311)은 차량 간 통신을 통해 서로의 주행 정보를 주기적 또는 실시간으로 공유할 수 있다.
군집(1310)의 리더 차량(1311)과 차량(1)은 도로의 동일 차로(1302) 내에서 +y방향을 따라 일렬로 주행 중이다. 이때, 군집(1310)에 미가입된 타차량(1321)은 군집(1310)과는 다른 차로(1303)에서 주행하다가 차로 변경을 통해 리더 차량(1311)과 차량(1)의 사이로 끼어들 수 있다.
제어부(170)는 센싱부로부터 제공되는 영상이나 센싱 신호를 기초로, 차량(1)과 동일 차로의 전방의 타차량(1321)을 검출할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 리더 차량(1311)과 차량(1) 사이에, 군집(1310)에 미가입된 타차량이 위치하는지 판단할 수 있다.
도 13b는 도 13a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13b는 도 13a와 같이 차량(1)과 리더 차량(1311) 사이에 타차량(1321)이 위치하는 경우, 차량(1)의 제어부(170)에 의해 결정되는 목표 위치(1340)를 설명하기 위한 탑뷰(1330)를 예시한다.
제어부(170)는 영상 내에서 비어 있는 차로를 검출할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 차량(1)의 카메라(161)로부터 제공되는 영상 내에서, 비어 있는 차로(1301, 1303)을 검출할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 센싱부(160)에 포함된 적어도 하나 이상의 센서(예, 레이더, 라이다)로부터 제공되는 센싱 신호를 기초로, 차량(1)의 현 차로(1302)의 좌측 차로(1301) 또는 우측 차로(1303)가 비어있는지 즉, 타차량이 없는 상태인지 판단할 수 있다.
만약, 비어 있는 차로가 둘 이상 검출되는 경우, 제어부(170)는 차량(1)의 운전석 위치를 기준으로, 둘 이상의 비어 있는 차로들 중, 어느 한 차로만을 선택할 수 있다. 일 예로, 차량(1)의 운전석이 좌측인 경우, 제어부(170)는 둘 이상의 비어 있는 차로들(1301, 1303) 중 가장 좌측의 차로(1301)를 선택할 수 있다.
제어부(170)는 선택된 차로(1301)의 영역 내에서 목표 위치를 결정할 수 있다. 도 13b를 참조하면, 선택된 차로(1301)의 전체 영역 중, 리더 차량(1311)으로부터 소정 거리 영역 내의 일 지점(1340)을, 차량(1)의 목표 위치로 결정할 수 있다.
제어부(170)는 목표 위치(1340)의 결정이 완료된 경우, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1340)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작을 생성할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1340)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 가속, 감속, 방향 변경 및 차로 변경 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
도 13a와 도 13b를 함께 참조하면, 차량(1)의 현 위치는 차로(1302) 내이고, 목표 위치(1340)는 차로(1301) 내이므로, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1340)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 차로(1302)로부터 차로(1301)로의 차로 변경이 포함된다. 또한, 적어도 하나 이상의 동작은, 차로(1303) 내로 이동한 후, 전방의 목표 위치(1340)까지의 가속 동작을 포함할 수 있다.
도 13c는 도 13a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13c는 도 13a와 같이 차량(1)과 리더 차량(1311) 사이에 타차량(1321)이 위치하는 경우, 차량(1)의 제어부(170)에 의해 결정되는 목표 위치(1360)를 설명하기 위한 탑뷰(1350)를 예시한다.
도 13c를 참조하면, 도 13b와는 달리, 제어부(170)는 차량(1)의 현 차로(1302)의 영역 내에서 목표 위치를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170)는 리더 차량(1311)과 타차량(1321) 간의 거리(d)를 산출하고, 거리(d)가 임계값(T2) 이상인지 판단할 수 있다. 도시된 바와 같이, 거리(d)가 임계값(T2) 이상 경우, 제어부(170)는, 리더 차량(1311)과 타차량(1321) 사이의 일 지점(1360)을 차량(1)의 목표 위치로 결정할 수 있다.
제어부(170)는 목표 위치(1360)의 결정이 완료된 경우, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1360)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작을 생성할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1360)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 가속, 감속, 방향 변경 및 차로 변경 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
도 13a와 도 13b를 함께 참조하면, 차량(1)의 현 위치와 목표 위치(1360)은 모두 차로(1302) 내이고, 목표 위치(1360)는 리더 차량(1311)과 타차량(1321) 사이이므로, 차량(1)의 현 위치로부터 목표 위치(1360)까지 이동하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 동작에는, 타차량(1321)을 추월하는 동작이 포함된다. 구체적으로, 타차량(1321)을 추월하는 동작은, 연속적인 두 번의 차로 변경이 포함된다. 즉, 차로(1302)로부터 차로(1301)로의 차로 변경 후, 차로(1301)로부터 차로(1302)로의 차로 변경이 필요하다. 또한, 타차량(1321)을 추월하는 동작은, 리더 차량(1311)의 속도에 맞춰 차량(1)의 감속 또는 가속 동작을 포함할 수 있다.
도 13a 내지 도 13c에 따르면, 군집(1310)과는 무관한 타차량(1321)이 차량(1)이 리더 차량(1311) 사이에 위치하는 경우, 차량(1)은 차로 변경을 통해, 타차량(1321)에 방해받지 않고 리더 차량(1311)에 대한 추종을 계속할 수 있다.
한편, 군집(1310)과는 무관한 타차량(1321)이 차량(1)이 리더 차량(1311) 사이에 위치하는 경우, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해 경보 알림을 타차량(1321)에 전송할 수 있다. 타차량(1321)의 운전자는 경보 알림에 따라, 다른 차로로 타차량(1321)을 이동시킬 수 있다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14a는, 3개의 차로들(1401, 1402, 1403)을 포함하는 도로 내에서 군집(1410)이 주행 중인 상황의 탑뷰(1400)를 예시한다. 군집(1410)에는 리더 차량(1411) 및 두 대의 팔로워 차량(1412, 1413)이 포함된 것으로 가정한다. 리더 차량(1411) 및 팔로워 차량(1413)은 중앙의 차로(1402) 내에서 주행 중이고, 팔로워 차량(1413)은 우측 차로(1403) 내에서 주행 중이며, 차량(1)은 좌측 차로(1401) 내에서 주행 중이다.
군집(1410)의 모든 차량들(1411, 1412, 1413)은 차량 간 통신을 통해 서로의 주행 정보를 주기적 또는 실시간으로 공유할 수 있다.
차량(1)의 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해 군집(1410)으로의 가입 요청을 리더 차량(1411)에게 전송하고, 리더 차량(1411)은 차량(1)의 가입을 승인한 상태인 것으로 가정한다.
제어부(170)는 미리 정의된 규칙에 따라, 군집(1410)에 대한 차량(1)의 목표 위치를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 군집(1410) 내 차량(1)의 목표 위치를 실시간 또는 주기적으로 갱신할 수 있다. 여기서, 군집(1410)에 대한 차량(1)의 목표 위치를 결정하는 데에 적용되는 규칙은, 전술한 바와 같이, 속도, 거리, 연비, 차로, 경로 등과 관련된 것일 수 있다.
또는, 제어부(170)는 차량(1)의 운전자의 명령에 따라, 군집(1410)에 대한 차량(1)의 목표 위치를 결정할 수 있다.
도 14b는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14b는 리더 차량(1411)과 동일한 차로(1402)의 영역 내에서 목표 위치를 결정하도록 정의된 제1 규칙을 적용하는 경우의 탑뷰(1420)를 예시한다.
제어부(170)는 리더 차량(1411), 팔로워 차량(1412), 팔로워 차량(1413) 및 차량(1) 각각의 현 위치 및 현 차로를 확인할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 차량(1)의 현 차로(1401)의 우측 차로(1402) 내에서, 리더 차량(1411) 및 팔로워 차량(1413)이 주행 중임을 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 제1 규칙에 따라, 리더 차량(1411)의 현 차로(1402)의 영역 내 일 지점(1430)을 목표 위치로 결정할 수 있다. 일 예로, 목표 위치(1430)는 팔로워 차량(1413)의 후방일 수 있다.
이어, 제어부(170)는 목표 위치(1430)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 결정할 수 있다. 목표 위치(1430)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작에는 차량(1)의 현 차로(1401)로부터 목표 위치(1430)가 속한 차로(1402)로의 차로 변경이 포함된다.
도 14c는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14c는 군집(1410)의 팔로워 차량들(1412, 1413) 중, 리더 차량(1411)과 가장 가까운 팔로워 차량의 차로 내에서 목표 위치를 결정하도록 정의된 제2 규칙을 적용하는 경우의 탑뷰(1440)를 예시한다.
제어부(170)는 리더 차량(1411), 팔로워 차량(1412), 팔로워 차량(1413) 및 차량(1) 각각의 현 위치 및 현 차로를 확인할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 군집(1410)의 팔로워 차량들(1412, 1413) 중, 팔로워 차량(1412)이 리더 차량(1411)과 가장 가깝다는 것을 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 제2 규칙에 따라, 팔로워 차량(1412)의 현 차로(1403)의 영역 내 일 지점(1450)을 목표 위치로 결정할 수 있다. 일 예로, 목표 위치(1450)는 도시된 바와 같이 팔로워 차량(1412)의 후방일 수 있다.
이어, 제어부(170)는 목표 위치(1450)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 결정할 수 있다. 목표 위치(1450)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작에는 차량(1)의 현 차로(1401)로부터 목표 위치(1450)가 속한 차로(1403)까지의 두 번의 차로 변경이 포함된다. 예컨대, 차량(1)의 현 차로(1401)로부터 중앙의 차로(1402)까지의 첫번째 차로 변경 후, 중앙의 차로(1402)로부터 우측의 차로(1403)까지의 두번째 차로 변경이 포함될 수 있다. 또한, 제어부(170)는 차량(1)이 우측의 차로(1403) 내에 진입 후, 목표 위치(1450)에 도달할 때까지 가속 동작을 실행하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
도 14d는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14d는 차량(1)의 현 차로 내에서 군집(1410)에 대한 목표 위치를 결정하도록 정의된 제3 규칙을 적용하는 경우의 탑뷰(1460)를 예시한다.
제어부(170)는 리더 차량(1411), 팔로워 차량(1412), 팔로워 차량(1413) 및 차량(1) 각각의 현 위치 및 현 차로를 확인할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 또한, 제어부(170)는 제2 규칙에 따라, 차량(1)의 현 차로(1401)의 전체 영역 중, 리더 차량(1411)으로부터 소정 거리 내의 일 지점을 목표 위치(1470)로 결정할 수 있다.
이어, 제어부(170)는 목표 위치(1470)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 결정할 수 있다. 제3 규칙이 적용되는 경우, 적어도 하나 이상의 동작에는 차로 유지(lane keeping) 동작이 포함되고, 차로 변경이 포함되지 않는다. 또한, 제어부(170)는 차량(1)이 현 시점부터 목표 위치(1470)에 도달할 때까지 가속 동작을 실행하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
도 14d에 따르면, 차량(1)은 현 차로(1401)를 유지하면서 군집(1410) 내에서 리더 차량(1411)을 계속 추종할 수 있으므로, 차로 변경 시에 따르는 위험성(예, 타차량과의 충돌)을 저감할 수 있다.
도 14e는 도 14a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14e는 도 14a에 도시된 상황(1400)에서 차량(1)의 운전자에게 제공되는 안내 화면(1480)을 예시한다. 일 예로, 안내 화면(1480)은 디스플레이부에 포함된 어느 한 디스플레이 상에 표시될 수 있다.
안내 화면(1480)은 군집(1410)의 리더 차량(1411)을 가리키는 인디케이터(1481), 팔로워 차량(1412)을 가리키는 인디케이터(1482), 팔로워 차량(1413)을 가리키는 인디케이터(1483) 및 차량(1)을 가리키는 인디케이터(1484)를 포함할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 리더 차량(1411)을 가리키는 인디케이터(1481)는 팔로워 차량(1412, 1413)를 가리키는 인디케이터(1482, 1483)와는 색상, 형상, 크기, 굵기 등이 다르게 표시될 수 있다.
또한, 안내 화면(1480)은 제1 규칙에 대응하는 목표 위치(1430)를 가리키는 인디케이터(1491), 제2 규칙에 대응하는 목표 위치(1450)를 가리키는 인디케이터(1492) 및 제3 규칙에 대응하는 목표 위치(1470)를 가리키는 인디케이터(1493)를 포함할 수 있다.
만약, 안내 화면(1480)이 터치 스크린 상에 표시되는 경우, 운전자는 목표 위치(1430, 1450, 1470) 각각을 가리키는 인디케이터들(1491, 1492, 1493) 중 어느 하나를 터치를 통해 선택할 수 있다. 제어부(170)는 인디케이터들(1491, 1492, 1493) 중 운전자에 의해 선택된 어느 한 인디케이터가 가리키는 목표 위치를 차량의 목표 위치로 결정할 수 있다. 예를 들어, 운전자가 인디케이터들(1491)를 선택한 경우, 제어부(170)는 현 차로(1401)로부터 다른 차로(1402)로 차선 변경하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법(S1500)의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 15에서 설명되는 차량은 도 1을 참조하여 설명한 차량(1)일 수 있다. 또한, 도 15에 따른 제어방법(S1500)은 도 7에 도시된 제어방법(S700)에 포함된 복수의 단계들 중 적어도 어느 하나와 병렬적으로 수행되는 것일 수 있다.
또한, 도 15에 따른 제어방법(S1500)은 복수의 단계들을 포함하며, 각각의 단계는 도 1에 도시된 구성 요소들 중 적어도 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 또한, 도 15에서 설명되는 차량은 군집에 가입되어 있을 수 있다. 이러한 군집은 리더 차량 및 상기 차량을 포함한다. 이러한 군집은 복수의 차로들을 포함하는 도로를 주행 중일 수 있다. 일 예로, 군집에 포함된 모든 차량들은 상기 도로에 포함된 어느 한 차로 내에서 주행 중일 수 있다. 다른 예로, 군집에 포함된 일부 차량들은 상기 도로에 포함된 어느 한 차로 내에서 주행 중이고, 나머지 차량들은 상기 도로에 포함된 다른 차로 내에서 주행 중일 수 있다.
단계 S1510에서, 제어부(170)는 차량의 주행 정보, 외부 환경 정보 및 군집의 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 기초로, 군집에 대한 차량의 탈퇴 위치를 결정한다. 일 예로, 도 7 내지 도 11을 참조하여 전술한 어느 한 단계를 수행하던 중, 차량이 군집의 리더 차량을 더 이상 추종할 수 없는 상황 발생 시, 단계 S1510가 수행될 수 있다. 차량이 군집의 리더 차량을 더 이상 추종할 수 없는 상황에는, 연료 부족, 차량 고장, 군집의 경로와는 다른 경로 탐색 등을 들 수 있다.
단계 S1510에 대하여는 도 16 내지 도 18을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
단계 S1520에서, 제어부(170)는 차량의 탈퇴 위치에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 실행하도록, 차량을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 탈퇴 위치를 안내하는 알림을 제공할 수 있다. 이 경우, 알림은 차량이 탈퇴 위치에 도달하기 전(예, 탈퇴 위치로부터 1km 후방)에 제공될 수 있다. 또한, 알림은 차량의 운전자가 탈퇴 위치에 도달하기 전에 취해야 하는 적어도 하나 이상의 행동(예, 스티어링 휠 잡기, 전방 주시, 경로 확인)을 알리는 메시지를 포함할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 차량이 탈퇴 위치에 도달하기 전에, 군집의 리더 차량에 탈퇴 요청을 전송할 수 있다. 이때, 탈퇴 요청은, 차량의 운전자가 탈퇴 위치에 도달하기 전에 취해야 하는 적어도 하나 이상의 행동을 모두 완수한 경우에 한하여, 군집의 리더 차량에 전송될 ㅅ 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 탈퇴 위치에 도달 시, 차량을 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 탈퇴 위치의 주변에 존재하는 다른 군집을 탐색할 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 단계 S1510과 관련된 제어방법(S1600)의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
단계 S1610에서, 제어부(170)는 차량의 연비 및 연료량을 기초로, 주행 가능 거리를 산출한다. 이때, 차량의 현 속도, 소정 시간동안의 평균 속도 및 도로의 상태(예, 기울기) 중 적어도 어느 하나를 더 기초로, 주행 가능 거리를 산출할 수 있다.
단계 S1620에서, 제어부(170)는 리더 차량의 탐색 경로 중 남은 경로의 길이보다 주행 가능 거리가 더 짧은지 판단할 수 있다. 일 예로, 군집의 리더 차량의 목적지와 차량의 목적지가 동일한 경우, 제어부(170)는 차량의 현 위치로부터 목적지까지의 남은 거리를 산출하고, 산출된 남은 거리를 단계 S1610을 통해 산출한 주행 가능 거리와 비교하여, 현재의 연료량이 목적지까지 도달하는 데에 필요한 연료량보다 적은지 판단할 수 있다. 만약, 군집의 탐색 경로 중 남은 경로의 길이보다 주행 가능 거리가 더 짧은지
단계 S1630에서, 제어부(170)는 주행 가능 거리를 기초로, 군집에 대한 차량의 탈퇴 위치를 결정할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 차량의 현 위치로부터 주행 가능 거리의 8/10만큼 앞선 위치를 차량의 탈퇴 위치로 결정할 수 있다. 다른 예로, 제어부(170)는 통신부로부터 주행 가능 거리 내에 존재하는 주유소의 위치를 수신하고, 주유소 주변의 일 지점을 차량의 탈퇴 위치로 결정할 수 있다.
도 17은 도 15에 도시된 단계 S1510과 관련된 제어방법(S1700)의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
단계 S1710에서, 제어부(170)는 리더 차량의 탐색 경로와 차량의 탐색 경로 간의 공통 경로를 확인할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해, 리더 차량의 탐색 경로를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 차량에 구비된 내비게이션 시스템으로부터 차량의 탐색 경로를 수신할 수 있다. 일 예로, 리더 차량의 탐색 경로가 '현 위치 → 위치 A → 위치 B → 위치 C'이고, 차량의 탐색 경로가 '현 위치 → 위치 A → 위치 B → 위치 D'인 경우, '현 위치 → 위치 A → 위치 B'가 공통 경로인 것으로 확인될 수 있다.
단계 S1720에서, 제어부(170)는 공통 경로를 기초로, 군집에 대한 차량의 탈퇴 위치를 결정한다. 단계 S1710와 관련하여 전술한 예에서, 제어부(170)는 공통 경로의 종료 위치인 위치 B를, 군집에 대한 차량의 탈퇴 위치로 결정할 수 있다.
도 18a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 18a는 3개의 차로들(1801, 1802, 1803)을 포함하는 도로 내에서 군집(1810)이 주행 중인 상황의 탑뷰(1800)를 예시한다. 차량(1)은 군집(1810)에 가입되어 있다. 군집(1810)은 모두 동일한 차로(1802) 내에서 +y방향을 따라 일렬로 주행 중이다. 또한, 군집(1810)의 가장 앞에는 리더 차량(1811)이 위치하고, 차량(1)은 군집(1810)의 가장 후미에 위치하며, 리더 차량(1811)과 차량(1) 사이에는 팔로워 차량(1812)이 위치하고 있다.
제어부(170)는 차량(1)의 속도(예, 순간 속도, 평균 속도), 연비 및 남은 연료량을 기초로, 주행 가능 거리(L2)를 산출하고, 주행 가능 거리(L2) 내에 있는 주유소(1820)를 탐색할 수 있다. 주유소(1820)는 우측 차로(1803)에 근접하고 있다.
이 경우, 제어부(170)는 차량(1)의 현 위치와 주유소(1820)의 위치 사이에서, 차량(1)의 탈퇴 위치(1830)를 결정할 수 있다. 예컨대, 탈퇴 위치(1830)는 주유소(1820)의 위치로부터 -y방향으로 소정 거리(T3) 후방일 수 있다. 제어부(170)는 탈퇴 위치(1830)를 포함하는 탈퇴 요청을 리더 차량(1811)에 전송할 수 있다.
도 18b는 도 18a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 18b는 도 18a에 도시된 상황(1800)에서 차량(1)의 운전자에게 제공되는 안내 화면(1850)을 예시한다. 일 예로, 안내 화면(1850)은 디스플레이부에 포함된 어느 한 디스플레이 상에 표시될 수 있다.
안내 화면(1850)은 차량(1)이 탈퇴 위치(1820)에 도달하기 전에, 탈퇴 위치(1820)를 안내하는 알림을 제공한다.
구체적으로, 안내 화면(1850)은 리더 차량(1811)을 가리키는 인디케이터(1851), 팔로워 차량(1812)을 가리키는 인디케이터(1852) 및 차량(1)을 가리키는 인디케이터(1853)를 포함할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 리더 차량(1811)을 가리키는 인디케이터(1851)는 팔로워 차량(1812)을 가리키는 인디케이터(1852)와는 색상, 형상, 크기, 굵기 등이 다르게 표시될 수 있다. 또한, 안내 화면(1850)은 주유소(1820)를 가리키는 인디케이터(1860) 및 목표 위치(1830)를 가리키는 인디케이터(1870)를 포함할 수 있다.
한편, 안내 화면(1850)의 제공 시점 전후로, 제어부(170)는 차량(1)이 현 차로(1802)로부터 탈퇴 위치(1830)가 속하는 차로(1803)로 차로 변경을 수행하도록, 차량(1)을 제어할 수 있다. 차로 변경 후, 차량(1)이 탈퇴 위치(1830)에 도달하면, 군집(1810)으로부터 탈퇴하게 된다. 즉, 리더 차량(1811)과의 차량 간 통신이 해제된다. 군집(1810)으로부터 탈퇴한 직후, 제어부(170)는 차량(1)을 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 수 있다.
도 19a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 19a는 3개의 차로들(1901, 1902, 1903)을 포함하는 도로 내에서 군집(1910)이 주행 중인 상황의 탑뷰(1900)를 예시한다. 3개의 차로들(1901, 1902, 1903)은 모두 +y방향이고, 가장 우측의 차로(1903)는 -x방향의 차로(1904)와 연결되어 있다.
차량(1)은 군집(1910)의 리더 차량(1911)의 후방에서, 리더 차량(1911)과 함께 동일 차로(1902) 내에서 주행 중이다.
제어부(170)는 차량(1)의 탐색 경로 및 리더 차량(1911)의 탐색 경로를 비교하여, 둘 사이의 공통 경로를 추출할 수 있다.
만약, 차량(1)의 탐색 경로가 차로(1904) 진입을 포함하는 반면, 리더 차량(1911)의 탐색 경로는 차로(1904) 진입을 포함하지 않는 경우, 둘 사이의 공통 경로는 차로(1904)까지의 경로에 해당한다.
이 경우, 제어부(170)는 차량(1)의 현 위치와 차로(1904)의 시작 위치 사이에서, 차량(1)의 탈퇴 위치(1930)를 결정할 수 있다. 일 예로, 탈퇴 위치(1930)는 공통 경로의 종료 위치일 수 있다. 또한, 제어부(170)는 차량(1)의 현 위치와 탈퇴 위치(1930) 사이에서, 차량(1)의 목표 위치(1920)를 결정할 수 있다.
제어부(170)는 탈퇴 위치(1930)를 포함하는 탈퇴 요청을 리더 차량(1911)에 전송할 수 있다.
도 19b는 도 19a에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 19b는 도 19a에 도시된 상황(1900)에서 차량(1)의 운전자에게 제공되는 안내 화면(1950)을 예시한다. 일 예로, 안내 화면(1950)은 디스플레이부에 포함된 어느 한 디스플레이 상에 표시될 수 있다.
안내 화면(1950)은 차량(1)이 탈퇴 위치(1930)에 도달하기 전에, 탈퇴 위치(1930)를 안내하는 알림을 제공한다.
구체적으로, 안내 화면(1950)은 리더 차량(1911)을 가리키는 인디케이터(1951), 차량(1)을 가리키는 인디케이터(1953), 목표 위치(1920)을 가리키는 인디케이터(1960), 탈퇴 위치(1930)을 가리키는 인디케이터(1970) 및 탈퇴 위치(1930)로부터의 경로를 안내하는 인디케이터(1980)를 포함할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 리더 차량(1911)을 가리키는 인디케이터(1951)는 팔로워 차량(1912)을 가리키는 인디케이터(1952)와는 색상, 형상, 크기, 굵기 등이 다르게 표시될 수 있다.
한편, 안내 화면(1950)의 제공 시점 전후로, 제어부(170)는 탈퇴 위치(1930)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작을 실행하도록 차량(1)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 탈퇴 위치(1930)에 대응하는 적어도 하나 이상의 동작은 차량(1)이 현 차로(1902)로부터 목표 위치(1920)가 차로(1903)로의 차로 변경 동작을 목표 위치(1920)로부터 탈퇴 위치(1930)까지의 차로 유지 동작을 포함할 수 있다. 차로 변경 후, 차량(1)이 탈퇴 위치(1930)에 도달하면, 군집(1910)으로부터 탈퇴하게 된다. 즉, 리더 차량(1911)과의 차량 간 통신이 해제된다. 차량(1)이 탈퇴 위치(1930)에 도달 시, 제어부(170)는 차량(1)을 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 수 있다.
도 19a 및 도 19b에서 설명한 실시예에 따르면, 제어부(170)는 차량(1)이 군집(1910)으로부터 탈퇴하기 전까지, 리더 차량(1911)과는 다른 차선(1903) 내에서 리더 차량(1911)을 추종하도록 차량(1)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 차량(1)이 리더 차량(1911)의 차로(1902)에서 리더 차량(1911)을 추종하는 경우에 비하여, 더 용이하게 -x 방향의 차로(1904)에 진입할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 차량(1)이 목표 위치(1920)를 거쳐 탈퇴 위치(1930)까지 이동하도록 차량(1)을 제어함으로써, 차량(1)의 운전자가 수동주행에 필요한 행동(예, 스티어링 휠 잡기, 전방 주시, 경로 확인)을 준비하는 데에 도움을 줄 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법(S2000)의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 20에서 설명되는 차량은 도 1을 참조하여 설명한 차량(1)일 수 있다. 또한, 도 20에 따른 제어방법(S2000)은 도 7에 도시된 제어방법(S700) 또는 도 15에 도시된 제어방법(S1500)에 포함된 복수의 단계들 중 적어도 어느 하나와 병렬적으로 수행되는 것일 수 있다.
또한, 도 20에 따른 제어방법(S2000)은 복수의 단계들을 포함하며, 각각의 단계는 도 1에 도시된 구성 요소들 중 적어도 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 또한, 도 20에서 설명되는 차량은 자율주행 모드에서 어느 한 군집에 가입된 상태이거나, 수동주행 모드에서 운전자의 조작에 따라 주행 중일 수 있다.
단계 S2010에서, 제어부(170)는 차량 주변의 군집을 탐색한다. 일 예로, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해, 차량의 현 위치로부터 소정 범위 내에 존재하는 군집에 의해 전송되는 메시지를 수신하고, 수신된 메시지를 기초로, 차량 주변의 군집을 탐색할 수 있다. 군집에 의해 전송되는 메시지는, 군집의 ID 및 군집의 주행 정보를 포함할 수 있다. 군집의 주행 정보는 군집의 위치, 군집의 속도, 군집의 경로, 군집의 연비, 군집의 크기, 군집의 운전자 상태 등을 포함할 수 있다.
한편, 단계 S2010은 기 정의된 조건이 발생한 경우에 한하여 실행될 수 있다. 일 예로, 단계 차량 주변의 군집 탐색을 요청하는 운전자의 명령이 수신되는 경우 단계 S2010이 실행될 수 있다. 다른 예로, 도 15에 도시된 단계 S1510에 의해 차량의 탈퇴 위치가 결정된 경우, 단계 S2010이 실행될 수 있다.
단계 S2020에서, 제어부(170)는 단계 S2010에서 탐색된 군집이 존재하는지 판단할 수 있다. 만약, 단 하나의 군집도 탐색되지 않은 경우, 제어부(170)는 단계 S2010로 회귀할 수 있다.
단계 S2030에서, 제어부(170)는 단계 S2010에서 탐색된 군집이 복수개인지 판단할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해 수신한 메시지들에 포함된 군집의 ID를 기초로, 단계 S2010에서 탐색된 군집이 하나인지 아니면 복수개인지 판단할 수 있다. 단계 S2010에서 탐색된 군집이 하나인 경우 단계 S2040이 실행된다. 만약, 단계 S2010에서 탐색된 군집이 복수개인 경우 단계 S2050이 실행한다.
단계 S2040에서, 제어부(170)는 탐색된 군집에 가입한다. 구체적으로, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해, 탐색된 군집으로 가입 요청을 전송한다. 이후, 탐색된 군집으로부터 가입 요청에 대한 승인 메시지를 수신 시, 제어부(170)는 해당 군집에 가입할 수 있다.
단계 S2050에서, 제어부(170)는 복수개의 군집들 중 어느 하나를 선택한다. 구체적으로, 제어부(170)는 차량의 운전자의 명령에 따라, 복수개의 군집들 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
또는, 제어부(170)는 기 정의된 규칙을 이용하여, 복수개의 군집들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 규칙은 군집의 위치, 속도, 경로, 연비, 크기 및 운전자 상태 중 적어도 어느 하나와 관련된 것일 수 있다. 또한, 규칙은 차량의 운전자에 의해 설정 및 변경될 수 있다. 구체적으로, 복수의 군집들 각각의 주행 정보를 기 정의된 규칙에 적용하여, 복수의 군집들 중 어느 한 군집을 선택할 수 있다. 즉, 복수의 군집들 중, 기 정의된 규칙에 가장 부합하는 어느 한 군집이 선택될 수 있다.
단계 S2060에서, 제어부(170)는 단계 S2050에서 선택된 군집에 가입한다. 구체적으로, 제어부(170)는 차량 간 통신을 통해, 선택된 군집으로 가입 요청을 전송한다. 이후, 선택된 군집으로부터 가입 요청에 대한 승인 메시지를 수신 시, 제어부(170)는 해당 군집에 가입할 수 있다.
도 21는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 차량(1)은 현재 자율주행 모드인 것으로 가정한다.
도 21는, 4개의 차로들(2101, 2102, 2103, 2104)을 포함하는 도로의 탑뷰(2100)를 예시한다. 도로 내에는 서로 다른 3개의 군집들(2110, 2120, 2130) 및 차량(1)이 +y 방향으로 주행 중이다. 구체적으로, 군집(2110)에 가입된 4대의 차량들은 첫번째 차로(2101) 및 두번째 차로(2102) 내에서 주행 중이고, 군집(2120)에 가입된 3대의 차량들은 모두 두번째 차로(2102) 내에서 주행 중이며, 군집(2130)에 가입된 5대의 차량은 세번째 차로(2103) 및 네번째 차로(2104) 내에서 주행 중이다.
차량(1)의 통신부는 차량 간 통신을 통해, 군집들(2110, 2120, 2130) 각각으로부터 군집의 ID 및 군집의 주행 정보를 포함하는 군집 알림 메시지를 수신한다. 제어부(170)는 통신부로부터 상기 군집 알림 메시지를 제공받아, 차량(1) 주변에 3개의 군집들(2110, 2120, 2130)이 존재한다는 것을 확인할 수 있다.
도 22a 내지 도 22c는 도 21에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 22a는 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 주행 정보에 제1 규칙을 적용하여, 군집들(2110, 2120, 2130) 중 어느 하나를 선택하는 상황(2210)을 예시한다. 제1 규칙은 차량(1)과 가장 가까운 군집을 선택하도록 정의된 것일 수 있다. 도 21에서 군집(2120)이 나머지 두 군집들(2110, 2120)보다 차량(1)에 가까이 위치하므로, 제어부(170)는 군집(2120)을 선택할 수 있다. 제어부(170)는 선택된 군집(2120)에 가입 요청을 전송하고, 군집(2120)의 리더 차량에 의한 승인을 받아 차량(1)을 군집(2120)에 가입시킬 수 있다. 이 경우, 도시된 바와 같이, 차량(1)은 차로 변경에 의해 군집(2120)의 가장 후미로 이동하여, 군집(2120) 내에서의 주행을 개시할 수 있다.
도 22b는 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 주행 정보에 제2 규칙을 적용하여, 군집들(2110, 2120, 2130) 중 어느 하나를 선택하는 상황(2220)을 예시한다. 제2 규칙은 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 리더 차량의 운전자의 상태가 가장 안정적인 군집을 선택하도록 정의된 것일 수 있다. 예를 들어, 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 리더 차량은 실내에 구비된 카메라가 제공하는 운전자 영상을 기초로, 운전자가 졸음 운전 중인지 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 리더 차량은 운전자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 운전자의 생체 정보를 수신하고, 생체 정보를 기초로 운전자가 안정한 상태인지 불안정한 상태인지 판단할 수 있다. 리더 차량 각각에 의해 판단된 운전자 상태에 대한 정보는 전술한 군집 알림 메시지에 포함되어, 차량(1)으로 전송될 수 있다.
3개의 군집들(2110, 2120, 2130) 중, 2개의 군집들(2120, 2130)의 리더 차량의 운전자가 졸음 운전 중이라고 가정할때, 제어부(170)는 제2 규칙에 따라, 군집(2110)을 선택할 수 있다. 제어부(170)는 선택된 군집(2110)에 가입 요청을 전송하고, 군집(2110)의 리더 차량에 의한 승인을 받아 차량(1)을 군집(2110)에 가입시킬 수 있다. 이 경우, 도시된 바와 같이, 차량(1)은 현 차로(2103)으로부터 두번째 차로(2102)로 차로 변경 후, 두번째 차로(2102)로부터 첫번째 차로(2101)로 차로 변경을 수행할 수 있다. 이에 따라, 차량(1)은 군집(2110)의 가장 후미로 이동하여, 군집(2110) 내에서의 주행을 개시할 수 있다.
도 22c는 군집들(2110, 2120, 2130) 각각의 주행 정보에 제3 규칙을 적용하여, 군집들(2110, 2120, 2130) 중 어느 하나를 선택하는 상황(2220)을 예시한다. 제3 규칙은 복수개의 군집들 중 가장 높은 연비(예, 순간 연비, 평균 연비)를 가지는 군집을 선택하도록 정의된 것일 수 있다.
군집(2110)의 연비는 17km/l이고, 군집(2120)의 연비는 13km/l이며, 군집(2130)의 연비는 18km/l인 가정할때, 제어부(170)는 제3 규칙에 따라, 군집(2130)을 선택할 수 있다. 제어부(170)는 선택된 군집(2130)에 가입 요청을 전송하고, 군집(2130)의 리더 차량에 의한 승인을 받아 차량(1)을 군집(2130)에 가입시킬 수 있다. 이 경우, 도시된 바와 같이, 차량(1)은 차로 변경없이 가속에 의해 군집(2130)의 가장 후미로 이동하여, 군집(2130) 내에서의 주행을 개시할 수 있다.
한편, 도 22a 내지 도 22b에서는 제1 내지 제3 규칙에 따른 군집 선택 동작을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 군집의 속도, 크기 등과 관련된 다양한 규칙이 군집 선택 시에 적용될 수 있다.
도 23은 도 21에 도시된 상황과 관련된 차량의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 23에 따르면, 도 21에 도시된 상황(2300)에서, 안내 화면(2310)이 차량(1)의 운전자에게 제공될 수 있다. 일 예로, 안내 화면(2310)은 디스플레이부에 포함된 어느 한 디스플레이 상에 표시될 수 있다.
안내 화면(2310)은 차량(1)이 탈퇴 위치(2330)에 도달하기 전에, 탈퇴 위치(2330)를 안내하는 알림을 제공한다.
구체적으로, 안내 화면(2310)은 차량(1)을 가리키는 인디케이터(2311), 제1 군집(2110)을 가리키는 인디케이터(2321), 제2 군집(2120)을 가리키는 인디케이터(2322) 및 제3 군집(2130)을 가리키는 인디케이터(2323)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인디케이터(2321), 인디케이터(2322) 및 인디케이터(2323)는 서로 다른 색상, 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 인디케이터(2321)는 사각형으로 표시되고, 인디케이터(2322)는 원형으로 표시되며, 인디케이터(2323)는 삼각형으로 표시될 수 있다. 이에 따라, 차량(1)의 운전자가 군집들을 용이하게 구별할 수 있다.
또한, 안내 화면(2310)은 제1 군집(2110)의 주행 정보를 안내하는 메뉴(2351), 제2 군집(2120)의 주행 정보를 안내하는 메뉴(2352) 및 제3 군집(2130)의 주행 정보를 안내하는 메뉴(2353) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
안내 화면(2310)을 출력하는 디스플레이가 터치 스크린인 경우, 운전자는 터치 스크린에 대한 터치 입력을 가하여, 메뉴들(2351, 2352, 2353) 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
예컨대, 차량(1)의 운전자가 메뉴(2351)를 터치하는 경우, 제어부(170)는 제1 군집(2110)을 선택할 수 있다. 이 경우, 도 22b에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 차량(1)이 첫번째 차로(2101) 내로 이동하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
다른 예로, 차량(1)의 운전자가 메뉴(2352)를 터치하는 경우, 제어부(170)는 제2 군집(2120)을 선택할 수 있다. 이 경우, 도 22a에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 차량(1)이 두번째 차로(2102) 내로 이동하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
다른 예로, 차량(1)의 운전자가 메뉴(2353)를 터치하는 경우, 제어부(170)는 제3 군집(2130)을 선택할 수 있다. 이 경우, 도 22c에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 차량(1)이 제3 군집(2130) 후미의 일 위치까지 가속하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
1: 차량

Claims (20)

  1. 차량에 있어서,
    상기 차량의 주행 정보 및 상기 차량의 외부 환경 정보를 획득하는 적어도 하나의 센서; 및
    복수의 차로를 사용하여 군집 주행을 수행하는 제1 군집의 주행 정보를 수신하고,
    상기 차량이 상기 제1 군집에 가입되어 주행하는 경우,
    상기 차량의 주행 정보, 상기 외부 환경 정보, 운전자의 선택 입력 및 상기 제1 군집의 주행 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 복수의 차로 중 상기 차량이 주행할 차로를 선택하고, 상기 차량이 상기 선택된 차로로 주행하도록 상기 차량을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 군집의 주행 정보 및 상기 차량의 주행 정보를 기초로, 상기 제1 군집의 리더 차량과 상기 차량 간의 거리를 판단하고,
    상기 리더 차량과 상기 차량 간의 거리가 임계값 이상인 경우, 현재 차로와 다른 차로를, 상기 차량이 주행할 차로로 선택하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 차로 내에서 상기 차량의 목표 위치를 결정하고,
    상기 차량이 상기 목표 위치에 대응하여 주행하도록, 상기 차량을 제어하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 환경 정보를 기초로, 상기 제1 군집에 가입되지 않은 타차량이 상기 차량의 전방에 끼어드는지 판단하고,
    상기 타차량이 상기 차량의 전방에 끼어든 것으로 판단 시, 상기 차량의 현 차로와는 다른 차로의 영역 내에서, 상기 목표 위치를 결정하는, 차량.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외부 환경 정보를 기초로, 상기 복수의 차로 중 비어 있는 차로를 검출하고,
    상기 비어있는 차로의 영역 내에서, 상기 목표 위치를 결정하는, 차량.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 군집의 주행 정보를 기초로, 상기 제1 군집에 적어도 하나 이상의 팔로워 차량이 가입된 상태인지 판단하고,
    상기 제1 군집에 적어도 하나 이상의 팔로워 차량이 가입된 상태인 것으로 판단 시, 상기 적어도 하나 이상의 팔로워 차량들 중 어느 하나의 차로의 영역 내에서, 상기 목표 위치를 결정하는, 차량.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 군집에 가입된 복수의 팔로워 차량이 둘 이상의 차로 내에서 주행 중인 경우,
    상기 복수의 팔로워 차량 중 어느 하나의 차로의 영역 내에서, 상기 목표 위치를 결정하는, 차량.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 현 차로와 상기 목표 위치가 속하는 차로가 불일치하는 경우, 상기 차량의 현 차로로부터 상기 목표 위치가 속하는 차로 내로 이동하도록 상기 차량을 제어하는, 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 주행 정보, 상기 외부 환경 정보 및 상기 제1 군집의 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 기초로, 상기 제1 군집으로부터의 탈퇴 위치를 결정하는, 차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리더 차량의 경로와 상기 차량의 경로 간의 공통 경로를 추출하고,
    상기 공통 경로 내에서, 상기 탈퇴 위치를 결정하는, 차량.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 상기 탈퇴 위치에 도달하기 전에, 상기 탈퇴 위치를 안내하는 알림을 제공하는, 차량.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 알림은,
    상기 차량의 운전자가 상기 탈퇴 위치에 도달하기 전에 취해야 하는 적어도 하나 이상의 행동을 알리는 메시지를 포함하는, 차량.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 상기 탈퇴 위치에 도달하기 전에, 상기 탈퇴 위치를 포함하는 탈퇴 요청을 상기 제1 군집의 리더 차량에게 전송하는, 차량.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 탈퇴 위치에 도달 시, 상기 차량을 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환하는, 차량.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 군집으로부터의 탈퇴 위치를 결정한 후, 다른 군집을 탐색하는, 차량.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 주행 정보, 상기 외부 환경 정보, 운전자의 선택 입력 및 상기 제1 군집의 주행 정보 중 적어도 하나를 기초로,
    다른 군집을 탐색하는, 차량.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다른 군집이 탐색되었는지 여부를 안내하는 알림을 제공하는, 차량.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 군집이 탐색된 경우, 상기 복수의 군집 각각을 가리키는 인디케이터들을 표시하는, 차량.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 군집이 탐색된 경우, 상기 차량의 운전자의 입력을 기초로, 상기 복수의 군집 중 어느 한 군집을 선택하고,
    상기 선택된 군집으로 가입 요청을 전송하는, 차량.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 군집이 탐색된 경우, 상기 복수의 군집 각각의 주행 정보를 기 정의된 규칙에 적용하여, 상기 복수의 군집 중 어느 하나를 선택하고,
    상기 선택된 군집으로 가입 요청을 전송하는, 차량.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 군집의 주행 정보는,
    상기 복수의 군집 각각의 위치, 속도, 경로, 연비, 크기 및 운전자 상태 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량.
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