KR101836810B1

KR101836810B1 - 차로 판단 장치

Info

Publication number: KR101836810B1
Application number: KR1020150188706A
Authority: KR
Inventors: 송봉섭
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2018-03-09
Also published as: KR20170078323A

Abstract

본 발명의 차로 판단 장치는 차량에 설치되고 상기 차량의 외부 환경을 감지하는 센서부; 상기 센서부의 출력값을 이용해 상기 차량이 주행하는 차로의 상태를 판단하는 판단부;를 포함하고, 상기 센서부는 비전 센서와 레이더 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

차로 판단 장치{APPARATUS FOR DETECTING CARRIAGEWAY}

본 발명은 차량이 주행하는 차로가 총 몇 차로인지 판단/파악하거나 차량이 몇 번째 차로를 주행 중인지 판단/파악하는 장치에 관한 것이다.

운전자 지원 시스템이 빠르게 진화되고 있으며, 궁극적으로 자율 주행 자동차의 상용화를 위하여 자동차의 주행 차로 수준의 횡방향 측위 정보가 요구된다.

주행 차로 수준의 횡방향 측위 정보를 획득하기 위해 3차원 라이더(Lidar)와 같은 고가 장비가 이용될 수 있으나, 아직 개발 단계이며 비용 문제로 인해 상용화가 곤란하다.

설령, 비용 문제가 해소된다 하더라도, 3차원 라이더가 탑재된 새로운 차량이 제조되어야 하므로, 기존 차량에서는 횡방향 측위 정보의 획득이 어려운 문제가 있다.

따라서, 기존 차량에 적용 가능한 횡방향 측위 정보를 획득하고, 위 정보를 이용해 도로의 상태, 예를 들어 최대 차로수를 파악하거나 판단하는 기술이 요구된다.

한국공개특허공보 제2015-0042414호에는 선행 차량의 주행 차로 변경을 파악하는 기술이 개시되고 있으나, 자차량이 주행 중인 차로의 측위 정보(즉, 전체 차로 중 현재 주행 차로의 위치)를 파악하는 내용은 나타나지 않고 있다.

한국공개특허공보 제2015-0042414호

본 발명은 차량이 주행하는 차로의 횡방향 측위 정보를 정확히 획득하고 파악하는 차로 판단 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 차로 판단 장치는 차량에 설치되고 상기 차량의 외부 환경을 감지하는 센서부; 상기 센서부의 출력값을 이용해 상기 차량이 주행하는 차로의 상태를 판단하는 판단부;를 포함할 수 있다.

센서부는 영상 촬영을 통해 상기 차량의 전방을 감시하는 비전 센서를 포함하고, 상기 판단부는 상기 비전 센서의 출력값을 이용해 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 파악하며, 상기 주행 차로의 변경이 감지되면 상기 도로의 최대 차로수를 업데이트할 수 있다.

센서부는 반사 신호를 이용해 상기 차량의 후방을 감시하는 레이더 센서를 포함하고, 상기 판단부는 상기 레이더 센서의 출력값을 이용해 현재 주행 중인 차로 등의 차로 상태를 판단할 수 있다.

본 발명의 차로 판단 장치는 이미 많은 차량에 설치되고 있는 비전 센서와 레이더 센서를 이용해서, 차량이 주행 중인 도로의 상태(도로의 최대 차로수 및 현재 주행 차로수 등)를 자동으로 파악하거나 판단할 수 있다.

구체적으로, 널리 보급된 상용화 센서만을 이용해서 차량이 몇 번째 차로에서 주행하고 있는지를 파악할 수 있다.

본 발명의 차로 판단 장치는 현재 상용화되고 있는 운전자 지원 시스템, 예를 들어 적응형 순항 시스템(Smart Cruise Control), 차로 변경 지원 시스템(Lane Change Assist)에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 차로 판단 장치는 차량에 설치된 네비게이션과 연동해서 상세한 주행 정보를 제공할 수 있다.

본 발명의 차로 판단 장치는 최대 차로수 예측, 가드레일 인지를 통한 차량의 주행 차로 예측, 측방 타차량의 상대적 차로 위치 인지를 통한 자차량의 주행 차로 추측이 가능하다.

도 1은 본 발명의 차로 판단 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 차로 판단 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 차로 판단 장치가 최대 차로수를 판단하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 차로 판단 장치가 최대 차로수를 판단하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 차로 판단 장치가 차량의 현재 주행 차로를 판단하는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 차로 판단 장치에서 차량의 주행 차로를 판단하는 동작을 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 차로 판단 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 차로 판단 장치(100)는 센서부(110) 및 판단부(130)를 포함할 수 있다.

센서부(110)는 차량에 설치되고 차량의 외부 환경을 감지할 수 있다. 이때의 외부 환경은 차로(10)의 표면에 그려진 선에 해당되는 레인 마크(lane mark), 해당 차로를 주행 중인 타차량, 해당 차로의 가장 자리에 마련된 가드레일 등을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 기술된 차로는 도로에 병렬로 그려진 2개의 차선 사이를 지칭할 수 있다.

판단부(130)는 센서부(110)의 출력값을 이용해 차량이 주행하는 차로의 상태를 파악하거나 판단할 수 있다. 판단부(130)는 센서부(110)가 마련된 차량에 설치되거나, 차량과 별개로 위치한 서버에 마련될 수 있다.

판단부(130)가 서버에 마련된 경우, 차량에는 센서부(110)의 출력값을 서버로 전달하는 통신부(미도시)가 추가로 마련될 수 있다.

판단부(130)는 차로 표면에 그려진 레인 마크, 타차량, 가드레일, 차량 내부 정보를 이용해서 도로의 최대 차로수 또는 차량이 현재 몇 번째 차로를 주행 중인지 판단할 수 있다.

차로 표면에 그려진 레인 마크 정보를 판단부(130)로 제공하기 위해 센서부(110)는 영상 촬영을 통해 차량의 전방을 감시하는 비전 센서(111)(Front vision)를 포함할 수 있다. 이때의 비전 센서(111)는 전방 충돌을 방지하기 위해 기존 차량에 설비된 상태일 수 있다.

타차량 정보 또는 가드레일 정보를 판단부(130)로 제공하기 위해 센서부(110)는 반사 신호를 이용해 차량의 후방을 감시하는 레이더 센서(113)(Rear radar)를 포함할 수 있다. 레이더 센서(113) 역시 비전 센서(111)와 마찬가지로 후방 충돌을 방지하기 위해 기존 차량에 설비된 상태일 수 있다. 비전 센서(111)와 레이더 센서(113)는 차량에 새롭게 설치되어도 무방하다.

차량의 속도, 요레이트(yaw rate) 및 조향각 값 등의 차량 내부 정보를 판단부(130)로 제공하기 위해 센서부(110)는 내부 센서(115)(In-vehicle sensor)를 포함할 수 있다.

판단부(130)는 최대 차로수 모듈(Maximum Lane Number), 현재 주행 차로 모듈(Current Lane Position), 가드레일 파악 모듈(Guardrail Detection), 타차량 파악 모듈(Recognition of Surrounding Vehicles), 차로 변경 파악 모듈(Decision of Lane Change)을 포함할 수 있다.

최대 차로수 모듈(Maximum Lane Number)은 차량이 주행 중인 도로의 최대 차로수를 예측하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 최대 차로수 모듈은 네비게이션(200)(Navigation) 등에 탑재된 GPS와 맵을 연동하는 방식이 아니라 센서부(110)의 출력값만을 이용해서 최대 차로수를 예측할 수 있다. 최대 차로수 모듈에 의해 예측된 최대 차로수는 네비게이션(200)으로 제공될 수 있다.

현재 주행 차로 모듈(Current Lane Position)은 차량이 현재 주행 중인 차로를 예측하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서부(110)에 인지되는 주행 환경에 따라 주행 차로가 업데이트될 수 있다. 주행 차로 모듈은 차량에 설비된 네비게이션(200)과 연동될 수 있다.

일 예로, 주행 차로 모듈에서 파악된 주행 차로는 네비게이션(200)으로 제공될 수 있다. 주행 차로 모듈은 경우에 따라 네비게이션(200)에서 파악된 주행 차로 정보를 제공받아 현재 파악된 주행 차로를 업데이트할 수 있다.

또한, 주행 차로 모듈에서 파악된 주행 차로 등의 각종 도로 정보는 무선 통신 모듈을 이용해서 외부의 서버 등으로 전송될 수 있다.

네비게이션(200)은 차량에 설치되고 교통 정보를 제공하는 요소로, 인공 위성을 이용해서 시각과 위치를 매우 정밀하게 파악할 수 있다. 그러나, 현실적으로 인공 위성으로부터 전파되는 신호가 건물 등의 지형지물에 난반사되므로, 네비게이션(200)에서 파악된 위치에는 오차가 존재할 수밖에 없다. 이렇게 오차가 존재하는 네비게이션(200)의 정보를 이용해서 차량의 자동 주행 시스템이 구현되면 안전에 큰 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 차로 판단 장치에서 파악된 차로 정보 등이 제공되면, 네비게이션(200)은 차로 판단 장치로부터 제공된 차로 정보를 이용해서 오차를 보정할 수 있다. 이를 위해 판단부(130)는 센서부(110)의 출력값을 이용하여 판단한 차로의 측위 정보를 네비게이션(200)으로 제공할 수 있다.

가드레일 파악 모듈(Guardrail Detection)은 차량의 좌측 또는 우측에 가드레일이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 레이더 센서는 레이더 신호를 발사하고, 가드레일 등의 반사물에 반사되어 돌아온 반사 신호를 이용해서 반사물을 파악할 수 있다. 가드레일 파악 모듈은 레이더 센서를 통해 파악된 반사물이 자차량으로부터 일정 거리 또는 일정 위치에 존재하고, 연속적으로 감지되면 해당 반사물을 가드레일로 판단할 수 있다.

타차량 파악 모듈(Recognition of Surrounding Vehicles)은 자차량의 후방에 위치하는 타차량이 자차로(in-lane), 좌측 차로(left lane), 우측 차로(right lane) 중 어느 차로에 있는지 구분할 수 있다. 타차량 파악 모듈 역시 레이더 센서의 출력값을 분석해서 타차량을 파악할 수 있다. 가드레일과 비교하여 타차량은 자차량과의 거리가 수시로 가변되는 성질을 갖고 있다. 따라서, 타차량 파악 모듈은 레이더 센서에서 감지된 반사물과 자차량 간의 거리가 자주 변하면 해당 반사물을 타차량으로 인식할 수 있다.

차로 변경 파악 모듈(Decision of Lane Change)은 차량의 차로 변경 여부를 판단할 수 있다. 판단부(130)에서 차로 변경 여부를 파악하기 위해 센서부(110)로부터 레인 마크 정보가 입수되어야 한다.

도 2는 본 발명의 차로 판단 장치의 동작을 나타낸 개략도이다.

레인 마크의 파악(Lane mark detection)과 차로 변경(Lane change)은 비전 센서(111)에 의해 감지될 수 있다.

반면, 가드레일(Guardrail detection)과 타차량(Surrounding vehicles)은 레이더 센서(113)에 의해 감지될 수 있다.

판단부(130)는 센서부(110)에서 감지된 값을 이용해서 도로의 최대 차로수를 파악하거나 현재 주행 중인 차로를 파악해서 업데이트할 수 있다(Update lane position).

차량에 설치된 비전 센서(111)와 레이더 센서(113)는 해당 차량의 충돌을 방지하기 위한 것으로 커버리지 범위가 매우 협소할 수 있다. 다시 말해, 비전 센서(111)와 레이더 센서(113)의 감시 가능 거리는 수 m 정도로 제한적일 수 있다. 이 정도의 커버리지 범위로는 도로의 전체 폭을 감시하기 어려울 수 있다.

판단부(130)는 비전 센서(111)의 출력값을 이용해 차로의 표면에 그려진 레인 마크를 파악하고, 차량의 현재 주행 차로를 파악할 수 있다. 즉, 판단부(130)는 비전 센서(111)의 커버리지 범위를 고려해서, 차량이 현재 주행중인 1개의 주행 차로를 형성하는 양쪽 레인 마크만을 확실하게 파악할 수 있다.

판단부(130)는 비전 센서(111)의 출력값을 이용해 차량의 현재 주행 차로를 파악하고, 주행 차로의 변경이 감지되면 도로의 최대 차로수를 업데이트할 수 있다.

판단부(130)는 레이더 센서(113)의 출력값을 이용해 차로의 가드레일을 파악하며, 가드레일의 감지 여부에 따라 도로의 최대 차로수를 업데이트할 수 있다. 판단부(130)는 레이더 센서(113)의 커버리지 범위를 감안해서, 차량이 현재 주행중인 1개의 주행 차로의 정보와 해당 주행 차로의 양측 차로의 정보만을 도로의 상태 파악에 이용할 수 있다.

판단부(130)는 차로의 좌측 가드레일과 우측 가드레일이 모두 파악되면(Both guardrail), 도로의 최대 차로수 또는 차량의 현재 주행 차로를 확정(Confirm)할 수 있다.

또한, 판단부(130)는 레이더 센서(113)의 출력값을 이용해 차량의 현재 주행 차로의 좌측 또는 우측에 있는 타차량을 파악할 수 있다. 그리고, 타차량의 감지 여부에 따라 도로의 최대 차로수 등을 업데이트할 수 있다.

도 3은 본 발명의 차로 판단 장치에서 도로의 최대 차로수를 판단하는 동작을 나타낸 흐름도이다.

센서부(110)에서 차로를 주행하는 차량의 외부 환경이 감지될 수 있다(Sensor measurement). 구체적으로 센서부(110)는 차량의 현재 주행 차로를 감시하고, 차량의 후방을 주행 차로의 폭보다 넓은 범위로 감시할 수 있다. 센서부(110)에 의해 차량의 후방은 주행 차로보다 넓게 감시되므로, 차량의 후방에서 주행 차로의 좌측 또는 우측에 위치하는 가드레일 또는 타차량이 감지될 수 있다.

판단부(130)는 레인 마크 인지(Lane mark detection), 가드레일 인지(Guardrail detection), 주변 차량 인지(Surrounding vehicles detection), 차로 변경(Lane change) 정보를 통해 최대 차로수를 예측 및 저장부(150)(memory)에 업데이트할 수 있다. 또한, 판단부(130)는 양측 가드레일이 인지되는지 여부에 따라 저장부에 저장된 최대 차로수를 확정할 수 있다.

먼저, 판단부(130)는 레인 마크의 인지를 통해 차량이 레인 마크가 형성된 도로를 주행하고 있는지 파악할 수 있다.

판단부(130)는 가드레일을 파악하고, 가드레일의 파악 여부에 따라 최대 차로수를 확정할지 예측 단계로 진행할지 결정할 수 있다.

판단부(130)는 주변의 타차량이 인지되면 타차량이 후방 좌측에 위치하는지 후방 우측에 위치하는지 구분해서 파악하고, 타차량을 이용해서 최대 차로수를 예측할 수 있다. 예를 들어, 후방 좌측 또는 우측에 1개의 타차량이 존재하면 판단부(130)는 해당 차로를 적어도 2차로 도로로 예측할 수 있다. 만약, 후방 좌측 및 후방 우측에 타차량이 모두 존재하면 해당 차로를 3차로 도로로 예측할 수 있다.

판단부(130)는 입수된 레인마크의 변화를 실시간으로 파악하고, 차량이 차로를 변경한 회수, 차로 변경 방향을 파악하고 파악된 정보를 이용해 최대 차로수를 업데이트할 수 있다.

그리고, 판단부(130)는 양측 가드레일이 모두 감지되면, 기업데이트된 최대 차로수를 현재 도로의 실제 총 차로수로 확정할 수 있다.

구체적으로, 판단부(130)는 차로를 블록화 또는 심볼화하고, 각 블록을 이용해서 도로의 최대 차로수를 파악하거나 판단할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 차로 판단 장치에서 도로의 최대 차로수를 판단하는 동작을 나타낸 개략도이다.

판단부(130)는 차로(10)의 블록을 생성할 수 있다. 이때, 블록은 복수로 생성될 수 있으며, 횡방향으로 각 블록은 1개의 차로를 나타낼 수 있다.

판단부(130)는 센서부(110)의 출력값을 이용해서 블록을 실시간으로 업데이트하고, 업데이트된 블록을 이용해서 도로의 최대 차로수를 판단하거나, 차량(90)의 현재 주행 차로가 몇 번째 차로인지 판단할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 차량(90)에 설치된 비전 센서(111)의 감시 범위 ⓥ와 레이더 센서(113)의 감시 범위 ⓡ은 10m 내외 정도로 짧을 수 있다.

감시 범위가 짧은 센서부(110)를 이용해서 차로의 상태, 예를 들어 차로의 개수 또는 몇 번째 차로인지를 정확하게 판단하기 위해 판단부(130)는 차로의 상태를 1개 차로씩 단계적으로 파악할 수 있다.

도 4는 편도 2차로 도로에서 최대 차로수를 예측하는 과정을 나타낸다.

도 4의 (a)와 같이 차량이 주행을 시작하고, 양쪽의 레인 마크 ⓜ이 인지되면 판단부(130)는 최대 차로수를 적어도 1개로 예측할 수 있다. 왼쪽 레인 마크 ⓜ이 잘 인지되지 못했지만 후방 좌측 가드레일(30)이 인지되면 판단부(130)는 최대 차로수를 적어도 1개로 예측할 수 있다.

판단부(130)는 레인 마크 ⓜ 또는 가드레일(30)의 감지를 통해 차량이 현재 주행 차로에 위치한 상태를 나타내는 자차 블록 ①을 생성할 수 있다.

또한, 판단부(130)는 자차 블록 ①의 후방에 후방 블록 ②를 생성할 수 있다.

또한, 판단부(130)는 후방 블록 ②의 측방에 가드레일(30)이 존재하는 것으로 파악되면, 후방 블록 ②의 측방에 말단 블록 LG(Left Guardrail) 또는 RG(Right Guardrail)를 생성할 수 있다. 말단 블록 LG는 주행 차로 좌측의 가드레일이 심볼화된 것일 수 있고, 말단 블록 RG는 주행 차로 우측의 가드레일을 의미할 수 있다.

도 4의 (b)에서 세로선은 레인 마크 ⓜ의 인지 유무를 나타낼 수 있다. 실선은 레인 마크 ⓜ이 인지된 경우이며, 점선은 레인 마크 ⓜ을 인지하지 못한 경우를 나타낼 수 있다.

차량이 도 4의 (c)와 같이 차로를 변경하면, 판단부(130)는 기존 자차 블록의 측방에 새로운 자차 블록 ①을 생성할 수 있다. 판단부(130)는 부가적으로 새롭게 생성된 자차 블록 ①의 후방에 새로운 후방 블록 ②를 생성할 수 있다.

판단부(130)는 자차 블록의 총 개수를 도로의 최대 차로수로 예측할 수 있다. 도 4의 (c)의 경우 판단부(130)는 최대 차로수를 2개로 예측할 수 있다.

판단부(130)는 후방 우측의 가드레일이 파악되면, 말단 블록 RG를 후방 블록 ②의 우측에 생성할 수 있다.

판단부(130)는 실시간으로 업데이트되는 블록을 분석하고 해당 블록에 좌측의 말단 블록 LG와 우측의 말단 블록 RG가 생성된 상태이면, 횡방향으로 말단 블록 LG와 RG의 사이에 위치하는 블록의 개수를 도로의 최대 차로수로 확정할 수 있다. 일 예로, 도 4의 (d)의 경우 최대 차로수는 2개로 확정될 수 있다.

도 5의 (a)와 (b)는 3차로 도로를 주행 중인 차량의 차로 판단 장치가 도 4의 과정을 거쳐 최대 차로수가 3개인 것이 확정된 상태를 나타낸다. 이때, 판단부(130)에 의해 업데이트된 블록은 도 5의 (b)와 같을 수 있다.

3차로 도로가 도 5의 (c)와 같이 2차로 도로로 좁아지는 경우, 판단부(130)는 우측 가드레일을 인식하고, 도 5의 (d)와 같이 최대 차로수를 3개에서 2개로 줄일 수 있다.

판단부(130)는 주행 차로의 측방에 타차량(80)이 존재하는 것으로 파악되면, 후방 블록 ②의 측방에 타차 블록 LV(Left Vehicle) 또는 RV(Right Vehicle)를 생성할 수 있다. 또한, 판단부(130)는 타차 블록 LV, RV의 전방에 주행 블록 ③을 생성할 수 있다. 타차 블록에 위치하는 타차량은 특정 차로를 타고 주행 중인 상태이므로, 타차 블록 전방에 생성된 주행 블록 ③은 도로에 형성된 차로를 의미할 수 있다.

따라서, 판단부(130)는 자차 블록 ①과 주행 블록 ③의 개수로 도로의 최대 차로수를 판단하거나, 차량의 현재 주행 차로가 몇 번째 차로인지 판단할 수 있다.

LV는 후방 좌측 타차량을 의미하고, RV는 후방 우측 타차량을 의미한다.

일 예로, 도 6은 편도 3차로 도로에서 자차량(90)이 좌측 가드레일과 후방 우측 타차량(80)을 인식한 경우를 나타낸다.

판단부(130)는 후방 우측에서 타차량(90)이 감지되면, 도 6의 (b)와 같이 자차 블록 ①의 후방에 위치한 후방 블록 ②의 측방에 타차 블록 RV를 생성할 수 있다. 또한, 타차 블록 RV의 전방에 주행 블록 ③을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 주행 블록 ③은 자차 블록 ①의 측방에 붙어서 위치할 수 있다.

판단부(130)는 자차 블록 ①과 주행 블록 ③의 개수인 2를 최대 차로수로 예측할 수 있다.

차량이 도 6의 (c)와 같이 차로 변경을 한 후 후방 우측 차량이 인지되면, 도 6의 (d)와 같이 자차 블록 2개, 주행 블록 1개가 마련되므로 판단부(130)는 최대 차로수를 3개로 업데이트할 수 있다.

차량이 도 6의 (e)와 같이 다시 한번 우측으로 차로 변경을 하고 후방 우측 가드레일이 감지되면, 판단부(130)는 양측 가드레일(LG, RG)을 모두 인식하였기 때문에 최대 차로수를 3개로 확정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 차로 판단 장치가 차량의 현재 주행 차로를 판단하는 동작을 나타낸 흐름도이다.

판단부(130)는 가드레일 인지(Guardrail detection), 타차량 인지(Surrounding detection), 차로 변경(Lane change)을 통해 차량의 주행 차로를 판단하고, 판단 결과를 저장부에 업데이트할 수 있다(Update current lane position).

먼저, 판단부(130)는 차량의 좌측 또는 우측에 위치하는 가드레일의 존재 여부를 판단할 수 있다. 판단부(130)는 센서부(110)에서 좌측 가드레일이 인지되면 좌측 가드레일을 기준으로 차량의 주행 차로를 판단할 수 있다. 주행 차로의 판단 기준은 국가별로 다를 수 있다.

판단부(130)는 타차량이 인지되면 횡방향으로 타차량과의 상대 위치를 이용해 본 차량의 주행 차로를 예측할 수 있다.

판단부(130)는 차로 변경이 인지되면, 차로 변경의 방향에 따라 주행 차로를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 일예로, 맨좌측 차로가 1차로로 설정된 도로에서 차량이 우측으로 차로를 변경하면 판단부(130)는 주행 차로의 번호 등을 증가시킬 수 있다. 만약, 차량이 좌측으로 차로를 변경하면 판단부(130)는 주행 차로의 번호 등을 감소시킬 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 차로 판단 장치에서 차량의 주행 차로를 판단하는 동작을 나타낸 개략도이다.

도 8에는 가드레일 인식 및 차로 변경의 인지를 통해 주행 차로를 판단하는 실시예가 개시된다. 도 8은 편도 4차로 도로에서 주행 차로를 판단하는 실시예이다.

도 8의 (a)와 같이 차량이 1차로를 주행 중인 경우, 판단부(130)는 도 8의 (b)와 같이 블록을 생성할 수 있다. 자차 블록 ①의 좌측에 말단 블록 LG가 존재하므로, 판단부(130)는 차량의 현재 주행 차로를 1차로로 판단할 수 있다.

차량이 도 8의 (c)와 같이 우측으로 차로를 변경하면, 판단부(130)는 도 8의 (d)의 블록을 생성하고 분석해서 말단 블록 LG로부터 2번째 떨어진 블록에 차량이 위치하는 것으로 파악하고, 해당 차량이 현재 2차로를 주행 중인 것으로 판단할 수 있다. 2차로 주행 사실 또는 판단부(130)에서 생성된 블록은 저장부에 새롭게 저장되거나 기존 내용을 덮어씌우는 형식으로 업데이트될 수 있다.

이와 같은 방식으로 차량이 도 8의 (e), (g)와 같이 차로를 순차적으로 변경한 경우, 판단부(130)는 해당 차량이 각각 3차로와 4차로를 주행 중인 것으로 판단할 수 있다.

차량이 도 8의 (g)와 같이 4차로를 주행 중인 경우 우측의 가드레일이 인지되고, 블록부는 말단 블록 RG를 생성하고 업데이트할 수 있다. 업데이트된 블록에는 말단 블록 LG와 말단 블록 RG가 모두 포함되므로, 판단부(130)는 최대 차로수를 확정할 수 있으며, 차량의 현재 주행 차로를 확실하게 파악할 수 있다.

도 9 및 도 10은 타차량의 인지를 통해 주행 차로를 판단하는 실시예이다.

먼저, 도 9는 편도 3차로 도로에서 주행 차로를 판단하는 과정을 나타낸다.

도 9의 (a)와 같이 차량이 2차로에서 주행을 시작한 경우, 센서부(110)는 가드레일과 타차량을 감지하지 못하고, 오로지 레인 마크 ⓜ만 감지할 수 있다. 따라서, 판단부(130)는 현재 차로에 대해 자차 블록 ①과 후방 블록 ②를 생성하게 된다.

이때, 판단부(130)는 횡방향으로 1개의 자차 블록만 존재하므로 해당 도로의 차로수가 적어도 1개인 것으로 예측하고, 해당 차량이 현재 1차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

판단부(130)는 도 9의 (c)와 같이 후방 좌측에 타차량이 인지되면, 도 9의 (d)와 같이 자차 블록 ①의 좌측에 타차 블록 LV 및 주행 블록 ③을 생성할 수 있다.

판단부(130)는 자차 블록과 좌측 타차 블록이 한개씩 파악되므로, 본 차량이 적어도 차로수가 2인 도로에서 2차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

만약, 도 9의 (e)와 같이 후방 좌측 및 우측에 타차량이 인지되면, 판단부(130)는 도 9의 (f)와 같이 자차 블록 ①의 좌우측에 각각 주행 블록 ③을 생성할 수 있다. 물론, 자차 블록 ①의 후방에 위치한 후방 블록 ②의 측방에 타차 블록 LV 및 RV도 생성될 수 있다.

판단부(130)는 자차 블록 1개, 주행 블록 2개를 파악하고, 적어도 차로수를 3으로 예측하며, 해당 차량이 현재 2차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

도 10은 차로의 합류 구간을 나타낸다.

도 10의 (a)와 같이 차량이 1차로 합류 도로를 주행 중인 경우, 판단부(130)는 양측 가드레일의 감지를 통해 말단 블록 LG와 말단 블록 RG를 자차 블록 ①의 양측에 각각 생성할 수 있다.

해당 차량이 도 10의 (c)와 같이 넓은 도로에 진입한 경우, 판단부(130)는 우측의 가드레일을 인지하고, 좌측의 가드레일을 인지하지 못할 수 있다. 이때, 판단부(130)는 자차 블록 ①의 우측(구체적으로 후방 블록 ②의 우측)에 말단 블록 RG를 생성하고, 좌측의 말단 블록 LG를 삭제할 수 있다.

그리고, 판단부(130)는 해당 차량이 현재 적어도 1개의 차로수를 갖는 도로의 1차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

이후, 도 10의 (c)와 같이 후방 좌측에 타차량이 감지되면, 판단부(130)는 도 10의 (d)와 같이 후방 블록 ②의 좌측에 타차 블록 LV를 생성하고, LV의 전방에 주행 블록 ③을 생성할 수 있다. 그리고, 판단부(130)는 자차 블록과 주행 블록의 개수에 해당되는 2개를 최대 차로수로 예측하고, 해당 차량이 현재 2차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

도 10의 (e)와 같이 차량이 좌측으로 차로를 변경하고 후방 좌측에 타차량이 감지된 경우, 판단부(130)는 도 10의 (f)와 같이 자차 블록 ①을 총 2개 생성하고, 새로운 자차 블록의 좌측에 주행 블록 ③을 생성할 수 있다. 그리고, 판단부(130)는 자차 블록 2개, 주행 블록 1개를 합한 3개를 도로의 최대 차로수로 예측할 수 있다. 또한, 해당 차량이 현재 2차로를 주행 중인 것으로 예측할 수 있다.

만약, 차량이 도 10의 (g)와 같이 좌측으로 차로를 변경해서 좌측 가드레일이 감지되면, 판단부(130)는 도 10의 (h)와 같이 기존의 주행 블록 ③을 자차 블록 ①로 덮을 수 있다. 그리고, 후방 좌측에서 감지된 좌측 가드레일의 말단 블록 LG를 생성하고, LG와 RG 사이에 위치하는 자차 블록 3개를 도로의 최대 차로수로 확정할 수 있다. 또한, 해당 차량이 현재 1차로를 주행 중인 것으로 확정할 수 있다. 이때, 확정된 1차로는 차로의 기준이 되는 좌측 가드레일을 기초로 한 것이므로, 예측 수준을 넘어서 사실로 확정될 수 있다.

이상에서 설명된 차로 판단 장치는 제한된 인식 범위를 갖는 비전 센서(111) 및 레이더 센서(113)를 이용해서 차량이 주행 중인 도로의 최대 차로수 또는 현재 주행 중인 주행 차로를 판단할 수 있다.

본 발명의 차로 판단 장치는 제한된 감지 범위를 갖는 센서부가 확실하게 인지할 수 있는 1개 차로씩 분석해가며 도로의 최대 차로수 및 자차량의 현재 주행 차로를 파악할 수 있다. 따라서, 제한된 커버리지를 갖는 기존의 센서부(110)를 이용해서 안전과 직결된 차로의 상태를 확실하고 정확하게 파악할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...차로 30...가드레일
80...타차량 90...(자)차량
110...센서부 111...비전 센서
113...레이더 센서 115...내부 센서
130...판단부 150...저장부
200...네비게이션

Claims

차량에 설치되고 상기 차량의 외부 환경을 감지하는 센서부;
상기 센서부의 출력값을 이용해 상기 차량이 주행하는 차로의 상태를 판단하는 판단부;를 포함하고,
상기 센서부는 비전 센서와 레이더 센서 중 적어도 하나를 포함하는 차로 판단 장치로서,
상기 센서부는 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 감시하고, 상기 차량의 후방을 상기 주행 차로보다 넓은 범위로 감시하며,
상기 판단부는 주행 차로에서 상기 차량이 위치한 자차 블록 및 상기 자차 블록 후방의 후방 블록을 생성하고,
상기 판단부는 상기 주행 차로의 측후방에 타차량이 존재하는 것으로 파악되면, 상기 후방 블록의 측방에 타차 블록을 생성하며, 상기 타차 블록의 전방에 주행 블록을 생성하고,
상기 판단부는 상기 자차 블록과 상기 주행 블록의 개수로 도로의 최대 차로수를 판단하거나, 상기 차량의 현재 주행 차로가 몇 번째 차로인지 판단하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 영상 촬영을 통해 상기 차량의 전방을 감시하는 상기 비전 센서를 포함하고,
상기 판단부는 상기 비전 센서의 출력값을 이용해 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 파악하며, 상기 주행 차로의 변경이 감지되면 도로의 최대 차로수를 업데이트하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 반사 신호를 이용해 상기 차량의 후방을 감시하는 상기 레이더 센서를 포함하고,
상기 판단부는 상기 레이더 센서의 출력값을 이용해 상기 차로의 가드레일을 파악하며, 상기 가드레일의 감지 여부에 따라 도로의 최대 차로수를 업데이트하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 반사 신호를 이용해 상기 차량의 후방을 감시하는 상기 레이더 센서를 포함하고,
상기 판단부는 상기 레이더 센서의 출력값을 이용해 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로의 좌측 또는 우측의 타차량을 파악하며, 상기 타차량의 감지 여부에 따라 도로의 최대 차로수를 업데이트하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 감시하고, 상기 차량의 후방을 상기 주행 차로보다 넓은 범위로 감시하며,
상기 판단부는 상기 차로의 블록을 생성하고, 상기 센서부의 출력값을 이용해서 상기 블록을 업데이트하며,
상기 판단부는 업데이트된 상기 블록을 이용해서 도로의 최대 차로수를 판단하거나, 상기 차량의 현재 주행 차로가 몇 번째 차로인지 판단하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 감시하고, 상기 차량의 후방을 상기 주행 차로보다 넓은 범위로 감시하며,
상기 판단부는 상기 주행 차로에서 상기 차량이 위치한 자차 블록 및 상기 자차 블록 후방의 후방 블록을 생성하고, 상기 차량이 차로를 변경하면, 상기 자차 블록의 측방에 새로운 자차 블록을 생성하는 차로 판단 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 차량이 현재 주행 중인 주행 차로를 감시하고, 상기 차량의 후방을 상기 주행 차로보다 넓은 범위로 감시하며,
상기 판단부는 상기 주행 차로에서 상기 차량이 위치한 자차 블록 및 상기 자차 블록 후방의 후방 블록을 생성하고,
상기 판단부는 상기 후방 블록의 측방에 가드레일이 존재하는 것으로 파악되면, 상기 후방 블록의 측방에 말단 블록을 생성하는 차로 판단 장치.
제7항에 있어서,
상기 판단부는 좌측의 말단 블록과 우측의 말단 블록이 생성되면 도로의 최대 차로수를 확정하는 차로 판단 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 차량에 설치되고 교통 정보를 제공하는 네비게이션;을 포함하고,
상기 판단부는 상기 센서부의 출력값을 이용하여 판단된 상기 차로의 상태를 상기 네비게이션으로 제공하는 차로 판단 장치.