KR101937595B1 - 자율주행차량 주행 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율주행차량 주행 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템은 운전자에 의해 운행되는 마스터차량(10), 마스터차량(10)의 후방에 연결되어 견인되면서 자율주행하는 슬레이브차량(20), 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 분리 가능하게 서로 연결하는 견인부(30), 마스터차량(10)에 장착되어 자율주행에 필요한 주행정보를 수집하는 센서부(40), 및 수집된 주행정보를 슬레이브차량(20)에 송신하는 통신부(50)를 포함한다.

Description

자율주행차량 주행 시스템{DRIVING SYSTEM FOR AUTONOMOUS VEHICLE}

본 발명은 자율주행차량 주행 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자에 의해 운행되는 차량에 페어링되어 수집된 주행 정보를 참고로 그 차량에 견인되는 방식으로 자율주행하는 피견인차량의 주행 시스템에 관한 것이다.

도시의 대표적인 대중교통수단으로 지하철과 버스가 있다. 지하철은 한번에 많은 승객을 수송할 수 있지만, 과다한 건설비와 운용비가 소요되므로 경제성에 문제가 있다. 이에 반해, 버스는 접근성 및 시스템 구축이 용이하다. 그러나 지하철에 비해 수송량이 떨어지는 단점이 있다. 이에 지하철과 버스의 단점을 보완하여 도시의 대량교통수요를 감당할 목적으로, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 굴절버스가 개발되었다.

굴절버스는 2량 이상의 차량이 굴절부에 의해 연결되어 1편성으로 운행되는 버스로, 버스와 같은 외관에 지하철과 같은 운용시스템이 적용된 교통수단이다. 이러한 굴절버스는 회전할 때에 굴절부가 좌우 방향으로 굴절되는 구조를 가지는데, 일반적인 굴절부 메커니즘에 따르면 설계 특성상 54도 이상 굴절되지 않는 한계가 있다. 이로 인해 굴절버스의 선회 반경에 제약이 생기고, 전도 방지를 위해서 차량의 폭도 커지므로, 폭이 좁고 굴절이 많은 복잡한 도시 도로 여건에서는 운행이 곤란하다. 또한, 경사가 심한 오르막길을 운행하는 경우에, 오르막길에 우선 진입한 전방 차량의 상방으로 굴절되는 각도가 제한될 수도 있다. 나아가 승객의 승·하차를 위해 정거장에 정차하는 경우, 출·퇴근 시간을 제외한 시간대에는 승객 수송량이 많지 않음에도, 차량 자체의 길이가 길기 때문에 정거장의 많은 영역을 차지하여 다른 버스의 운행을 지연시키는 원인이 된다.

이에 종래 도시 대중교통수단의 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.

KR 10-0892715 B1

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 운전자에 의해 운행되는 마스터차량에 견인되되, 마스터차량에서 수집된 주행정보를 기반으로 마스터차량에 페어링되어 슬레이브차량이 복잡한 도심 도로에서 자율주행하는 자율주행차량 주행 시스템을 제공하고자 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 주행 경로에 따른 시간대별 승객 수송량을 반영하여 자율주행 슬레이브차량이 마스터차량에서 분리되거나, 또는 다수의 슬레이브차량이 연결되어 운행되는 자율주행차량 주행 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템은 운전자에 의해 운행되는 마스터차량; 상기 마스터차량의 후방에 연결되어 견인되면서 자율주행하는 슬레이브차량; 상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량을 분리 가능하게 서로 연결하는 견인부; 상기 마스터차량에 장착되어 자율주행에 필요한 주행정보를 수집하는 센서부; 및 수집된 상기 주행정보를 상기 슬레이브차량에 송신하는 통신부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 마스터차량 및 상기 슬레이브차량은 버스 형태로 형성되고, 상기 마스터차량은 다수 개로, 각각 서로 다른 주행 경로를 따라 운행되며, 상기 슬레이브차량은 다수 개의 상기 마스터차량 중 어느 하나인 제1 마스터차량에 연결되어 운행되다가, 서로 분리되어 다른 하나인 제2 마스터차량에 연결되어 운행된다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량 사이에, 승객이 이동할 수 있도록 형성된 통로부;를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 슬레이브차량은 다수 개로, 분리 가능하게 서로 연결된다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 수신된 상기 주행정보를 이용하여 상기 슬레이브차량의 자율주행을 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 마스터차량이 직진할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 중심부에 배열되도록 제어하며, 상기 마스터차량이 우회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 우측에 배열되도록 제어하고, 상기 마스터차량의 우회전이 종료되고 상기 슬레이브차량이 우회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 좌측에 배열되도록 제어하며, 상기 마스터차량이 좌회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 좌측에 배열되도록 제어한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 마스터차량이 회전할 때에, 상기 견인부를 제어하여, 상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량을 서로 분리시킨다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 견인부는 전자석; 및 상기 전자석에 전류를 공급하거나, 또는 차단하는 견인 제어부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 견인부는 다수 개의 링크가 서로 힌지결합되어 형성되는 링크부;를 포함하여, 상기 마스터차량이 회전할 때에 굴곡된다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 견인부는 외면에, 오목하게 함몰되되, 일단에서부터 타단으로 갈수록 만곡되는 슬라이딩홈이 구비된 결합홈부재; 및 상기 슬라이딩홈에 삽입되어 슬라이딩되는 돌기가 형성된 결합돌기부재;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 견인부는 어느 하나에 다른 하나가 삽입되는 다수 개의 연결부재;를 포함하여, 상기 마스터차량이 회전할 때에 길이가 신장되고, 상기 마스터차량이 직진할 때에 길이가 수축된다.

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 있어서, 상기 슬레이브차량에 장착되고, 후방의 도로 정보를 수집하여, 상기 통신부를 통해, 상기 운전자에게 상기 도로 정보를 전송하는 후방센서부;를 더 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 견인부에 의해 마스터차량에 견인되는 슬레이브차량이 마스터차량에서 수집된 주행정보를 바탕으로 자율주행하고, 견인부의 구성에 따라 좌우·상하 굴절각도에 영향을 받지 않고 주행이 가능하므로, 폭이 좁은 도로, 교차로, 오르막길을 용이하게 주행할 수 있다.

또한, 마스터차량과 슬레이브차량, 및 다수의 슬레이브차량끼리 서로 분리·연결될 수 있으므로, 주행 경로에 따른 시간대별 승객수를 고려하여 수송량에 따라 차량을 운행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행차량 주행 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 의해 주행되는 차량을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량 주행 시스템을 도시한 측면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 1 내지 5에 도시된 견인부의 실시예를 도시한 평면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행차량 주행 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에 의해 주행되는 차량을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템은 운전자에 의해 운행되는 마스터차량(10), 마스터차량(10)의 후방에 연결되어 견인되면서 자율주행하는 슬레이브차량(20), 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 분리 가능하게 서로 연결하는 견인부(30), 마스터차량(10)에 장착되어 자율주행에 필요한 주행정보를 수집하는 센서부(40), 및 수집된 주행정보를 슬레이브차량(20)에 송신하는 통신부(50)를 포함한다.

본 발명은 운전자에 의해 운행되는 차량에 페어링되어 수집된 주행 정보를 참고로 그 차량에 견인되는 방식으로 자율주행하는 피견인차량의 주행 시스템에 관한 것으로, 도시의 대량교통수요를 감당할 수 있는 대중교통수단에 관한 것이다.

과다한 건설비와 운용비가 소요되는 지하철의 단점과 수송량이 떨어지는 버스의 단점을 보완하기 위해, 2량 이상의 차량이 연결된 굴절버스가 도입되었으나, 설계상 굴절각도에 제한이 있고, 전도 방지를 위해 차량이 폭이 커짐에 따라, 폭이 좁은 복잡한 도시 도로 여건에 적용이 어렵고, 승객 수송량이 감소하는 시간대에도 차량이 분리되지 않아 다른 버스의 운행에 차질을 야기하는바, 이에 대한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템이 안출되었다.

구체적으로, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템은 마스터차량(10), 슬레이브차량(20), 견인부(30), 센서부(40), 및 통신부(50)를 포함한다.

마스터차량(10)은 도로 위에서 주행하는 운송기계로서, 운전자에 의해 운행된다. 마스터차량(10)은 독립적인 동력장치, 조향장치 등으로 구성되어 도로상에서 운전될 수 있는 기계이면 특별한 제한이 없다. 따라서, 운전자만 탑승할 수 있는 형태로 구현되거나, 또는 운전자 이외에 승객을 수송할 수 있는 버스 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게는 도시의 교통수요를 충족할 수 있는 버스 형태인 것이 적합하다. 여기서, 버스 형태는 다수의 승객을 한꺼번에 수송할 수 있는 차량의 형태이면 족하고, 탑승 정원에 의해 구별되는 것은 아니며, 이하에서도 동일한 의미로 사용된다. 또한, 마스터차량(10)은 다양한 연료로부터 동력을 얻을 수 있는바, 경유, 휘발유, 천연가스 등의 화석연료뿐만 아니라 전기를 사용해 운행될 수 있는 구조로 구현될 수 있다.

슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)의 후방에 연결되어 견인되는 운송기계이다. 여기서, 슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)에 고정적으로 연결되는 것이 아니라, 후술할 견인부(30)에 의해 분리 가능하게 서로 연결된다. 따라서, 마스터차량(10)과의 연결 및 분리가 자유롭다.

한편, 슬레이브차량(20)은 다수의 승객을 한꺼번에 수송할 수 있도록 버스 형태로 형성된다. 또한, 마스터차량(10)에 의해 견인되는 형식으로 운행되지만, 반드시 마스터차량(10)의 동력을 전달받아 운행되어야 하는 것은 아니고, 별도의 동력장치를 구비할 수 있다. 따라서, 슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)의 견인력에 의해 추진력을 얻거나, 또는 자체의 동력을 이용해 구동할 수 있다. 이때, 동력원은 전기를 비롯한 다양한 연료일 수 있지만, 바람직하게는 최근에 화석연료의 고갈 및 환경문제를 고려하여 전기 버스의 보급이 논의되고 있는바, 마스터차량(10) 및 슬레이브차량(20)은 전기 버스 형태가 적합하다.

이러한 슬레이브차량(20)은 운전자에 의해 조작되지 않고, 스스로 이동할 수 있는 자율주행기능을 구비한다. 자율주행을 위해서, 슬레이브차량(20)의 바퀴의 회전축방향을 변경하여 진행방향을 바꿀 수 있는 독립적인 조향장치가 슬레이브차량(20)에 장착된다. 한편, 자율주행에 필요한 주행정보는 후술할 센서부(40)로부터 얻는다. 여기서, 슬레이브차량(20)의 자율주행을 제어하는 제어부(60)가 더 포함되어, 센서부(40)로부터 송신된 주행정보를 이용하여 슬레이브차량(20)의 주행을 제어할 수 있다. 제어부(60)는 인공지능, 빅데이터를 활용할 수 있고, 나아가 마스터차량(10)의 네비게이션 등과 결합되는 방식 등으로 운영되어 자율주행시 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수도 있다.

한편, 견인부(30)는 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 서로 연결하는 장치 구성이다. 이러한 견인부(30)는 전자석식으로 구성될 수 있다. 즉, 전류가 흐르면 자기화되고, 전류를 차단하면 자기화되지 않은 원래 상태로 회복되는 전자석을 이용해, 자기력으로 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 서로 연결하고, 분리한다. 이때, 전류를 공급하거나, 또는 차단하기 위해 견인 제어부가 장착될 수 있다. 따라서, 운전자 등은 필요에 따라 견인 제어부를 작동시켜, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 연결하거나, 분리할 수 있다.

여기서, 전자석은 마스터차량(10) 및 슬레이브차량(20) 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 다른 하나에는 전자석에 의해 생성된 자기장 내에서 자화되어 전자석에 달라붙는 자성체가 배치될 수 있다. 이때, 전자석 및 자성체는 서로 대향하는 계면이 서로를 향해 볼록하게 만곡된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 형태로 구현된 경우, 마스터차량(10)이 회전할 때에, 전자석의 만곡된 외면을 따라 좌우 방향, 그리고 전자석과 가까워지고 멀어지는 전후 방향으로 자성체가 미끄러지면서, 슬레이브차량(20)이 이동하게 된다. 다만, 전자석 및 자성체의 배치, 및 그 형태는 다양하게 변경 가능한바, 전술한 배열이나 형태에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않는다.

또한, 견인부(30)가 반드시 전자석식으로 구성되어야 하는 것은 아니고, 다양한 물리적 방식으로 구현될 수 있는데, 이에 대한 실시예는 도 6 내지 도 8를 참고로 별도로 기술한다.

한편, 센서부(40)는 슬레이브차량(20)의 자율주행에 필요한 주행정보를 탐지하여 수집한다. 따라서, 센서부(40)는 카메라, 레이더(radar), 라이다(ridar) 등으로 구현될 수 있다. 이러한 센서부(40)는 마스터차량(10)에 장착되어, 마스터차량(10)이 주행하는 도로의 원거리·근거리 정보를 수집하는데, 여기서 수집된 정보가 마스터차량(10)을 뒤따르는 슬레이브차량(20)의 주행정보로 활용된다.

통신부(50)는 센서부(40)에서 수집된 주행정보를 슬레이브차량(20)에 송신하도록 구성된다. 이때, 통신부(50)는 주행정보를 송신하는 송신기, 송신기에서 송신된 주행정보를 수신하는 수신기, 및 송수신 무선 안테나 등으로 구현될 수 있다. 여기서, 송신기는 마스터차량(10)에, 수신기는 슬레이브차량(20)에 각각 배치될 수 있다. 다만, 통신부(50)의 구성은 주행정보를 슬레이브차량(20)에 전송할 수 있는 한, 특별히 한정되는 것은 아니므로, 유선 통신 장치로도 구현 가능하고, 나아가 모든 공지의 통신 수단을 사용할 수도 있다.

전술한 내용을 바탕으로, 본 발명에 따르면, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 견인부(30)에 의해 서로 연결되되, 분리가 자유로우므로, 시간대별 승객수를 고려하여, 수송량이 증가하는 출퇴근 시간대에는 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 연결된 채로 운행되고, 그 시간 이외에는 마스터차량(10)만으로 운행될 수 있다. 이때, 슬레이브차량(20)이 전기 버스 형태인 경우에는, 마스터차량(10)과 분리되어 운행되지 않는 시간에 차고지에서 충전될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 마스터차량(10)은 반드시 1대로 운행되는 것은 아니고, 다수 개로, 각각 서로 다른 주행 경로를 따라 운행될 수 있다. 이때, 슬레이브차량(20)은 다수 개의 마스터차량(10) 중 어느 하나인 제1 마스터차량(10)에 연결되어 제1 주행 경로를 따라 운행되다가, 서로 분리되어 다른 하나인 제2 마스터차량(10)에 연결되어 제2 주행 경로를 따라 운행될 수 있다. 이는 도심 버스 운영시스템을 개선할 수 있는 요소가 된다. 예를 들어, 출발지에서는 제1 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 연결한 상태로 운행하다가, 경유지의 환승센터에서 슬레이브차량(20)을 분리하여 제1 마스터차량(10)만으로 도착지까지 운행하고, 분리된 슬레이브차량(20)을 그 환승센터에 진입한 제2 마스터차량(10)에 연결하여 제2 마스터차량(10)의 도착지까지 운행할 수 있다. 따라서, 도심 시간대 및 주행 경로를 종합적으로 고려하여 탄력적으로 대중교통을 운영할 수 있다.

나아가, 도 2에 도시된 것처럼, 견인부(30)가 전자석으로 형성되어 전자석 방식의 물리적 페어링이 되는 경우에, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20) 사이의 굴절각도가 제한받지 않으므로, 좁은 도로나 좁은 교차로가 많은 도심 도로에서도 편리하게 운행될 수 있다(도 2의 (a) 참조). 또한, 경사가 심한 오르막길에서도 견인부(30)의 파손이나, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)의 접촉에 의한 훼손 없이 원활하게 운행이 가능하다(도 2의 (c) 참조).

또한, 본 발명에 따른 자율주행차량 시스템은 후방센서부(70)를 더 포함할 수 있다. 후방센서부(70)는 카메라, 레이더(radar), 라이다(ridar) 등으로 구성되고, 슬레이브차량(20)에 장착되어, 슬레이브차량(20)의 후방 도로 정보를 수집한다. 이렇게 수집된 후방 도로 정보는 전술한 통신부(50)를 통해 운전자에게 전송되므로, 그 정보를 바탕으로 운전자는 마스터차량(10)을 용이하게 후진 주행할 수 있다.

이하에서는 슬레이브차량(20)이 자율주행되는 방식에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템에서, 슬레이브차량(20)은 굴곡이 있는 도로에서 자율주행기능에 의해 주행되는데, 이때 회전 반경에 의한 제한을 최소화하기 위한 방식으로 제어된다. 여기서, 슬레이브차량(20)의 제어는 전술한 제어부(60)에서 담당한다.

구체적으로, 도 3을 참고로, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 일렬로 직진하다가, 굴곡 도로에 진입하여, 마스터차량(10)이 우회전하기 시작할 때에, 슬레이브차량(20)의 전방 중심부가 마스터차량(10)의 후방 우측에 배열되도록 제어될 수 있다. 여기서, 마스터차량(10)의 후방 우측은 슬레이브차량(20)에서 마스터차량(10)의 후방을 바라볼 때에, 즉 진행 방향을 따라 바라볼 때에, 마스터차량(10)의 중심부를 기준으로 오른쪽으로 편향된 방향을 의미한다.

한편, 마스터차량(10)의 우회전이 종료되고, 슬레이브차량(20)이 우회전하기 시작할 때에, 슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)의 후방 좌측에 배열될 수 있다. 따라서, 우회전시, 마스터차량(10)의 후면 우측과 슬레이브차량(20)의 전면 우측이 충돌하는 것을 피하고, 회전 반경을 최대화할 수 있다.

같은 원리를 적용하여, 좌회전하는 경우, 마스터차량(10)이 좌회전하기 시작할 때에는 슬레이브차량(20)이 마스터차량(10)의 후방 좌측에 배열될 수 있다. 또한, 마스터차량(10)의 좌회전이 종료되고 슬레이브차량(20)이 우회전하기 시작하면, 슬레이브차량(20)이 마스터차량(10)의 후방 우측에 배열될 수 있다. 이는 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 일렬로 정렬된 상태에서 마스터차량(10)이 좌회전하는 경우에 적용될 수 있고, 마스터차량(10)이 우회전한 후, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 일렬로 배열되지 않고, 바로 마스터차량(10)이 좌회전하는 경우에는, 마스터차량(10)이 좌회전하기 시작할 때에 그 즉시 마스터차량(10)의 후방 우측에 슬레이브차량(20)이 배열될 수도 있다. 여기서, 마스터차량(10)의 후방 좌측은 슬레이브차량(20)에서 마스터차량(10)의 후방을 바라볼 때에, 마스터차량(10)의 중심부를 기준으로 왼쪽으로 편향된 방향을 의미한다.

한편, 굴곡 도로를 벗어나 직진 주행 구간에 진입하면, 슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)의 후방 중심부에 배열될 수 있다.

또한, 도 4와 같이, 제어부(60)는 마스터차량(10)이 회전할 때에, 견인부(30)를 제어함으로써, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)을 서로 분리시킬 수도 있다. 이때, 슬레이브차량(20)은 마스터차량(10)에 영향을 받지 않고, 자율주행기능에 따라 스스로 회전하면서 운행된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량 주행 시스템을 도시한 측면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자율주행차량 주행 시스템은 다수 개의 슬레이브차량(20)이 각각 자율주행할 수 있다. 여기서, 다수 개의 슬레이브차량(20)은 분리 가능하게 서로 연결되어, 주행 경로에 따른 시간대별 수송량에 따라 서로 연결되고, 분리된다. 이때, 슬레이브차량(20)은 전술한 견인부(30)에 의해 서로 연결될 수 있다.

또한, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20) 사이에는 승객이 이동할 수 있도록, 통로부(80)가 형성될 수 있다. 이때, 마스터차량(10)의 후면과 슬레이브차량(20)의 전면에 각각 개구부가 형성되고, 그 개구부를 연결하는 중공통 형태로 통로부(80)가 구현될 수 있다. 여기서, 각각의 개구부는 출입구 역할을 수행한다. 이 경우에, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20) 사이를 승객이 자유롭게 옮겨다닐 수 있으므로, 차량의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 나아가 이러한 통로부(80)는 다수 개의 슬레이브차량(20) 사이에 형성될 수도 있다.

이하에서는 전술한 전자석 방식의 견인부(30) 이외에, 다른 형태로 구현되는 견인부(30)에 대해 설명한다. 도 6 내지 도 8은 도 1 내지 5에 도시된 견인부의 실시예를 도시한 평면도이다.

여기서, 견인부(30)는 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20), 그리고 어느 하나의 슬레이브차량(20)과 다른 하나의 슬레이브차량(20)을 연결하는 데 사용될 수 있다.

먼저, 도 6을 참고로, 제1 실시예에 따른 견인부(30)는 굴절식으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 견인부(30)는 링크부(33a)를 포함할 수 있는데, 여기서 링크부(33a)는 다수 개의 링크(31a)가 서로 힌지결합되어 이루어진다. 어느 하나의 링크(31a)는 그 양단이 다른 링크(31a)의 일단이나, 마스터차량(10) 또는 슬레이브차량(20)으로부터 연장되는 고정부재와 핀으로 연결되는바, 링크(31a)는 그 핀을 중심으로 회동할 수 있다. 따라서, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)이 회전하는 동안, 링크부(33a)가 굴곡되므로, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20) 사이, 및/또는 슬레이브차량(20)과 다른 슬레이브차량(20) 사이의 회전각 차이를 보정하면서 결속을 유지할 수 있다.

제2 실시예에 따른 견인부(30)는 활강식으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 도 7과 같이, 본 실시예에 따른 견인부(30)는 결합홈부재(31b), 및 결합돌기부재(33b)를 포함할 수 있다. 여기서, 결합홈부재(31b), 및 결합돌기부재(33b) 중 어느 하나는 마스터차량(10)의 후방에, 다른 하나는 슬레이브차량(20)의 전방에 각각 장착된다. 다수 개의 슬레이브차량(20)이 연결되는 경우에는, 그 중 어느 하나는 어느 하나의 슬레이브차량(20)의 후방에, 다른 하나는 또 다른 슬레이브차량(20)의 전방에 각각 장착된다.

결합홈부재(31b)의 외면에는 오목하게 함몰된 슬라이딩홈(S)이 형성된다. 그 슬라이딩홈(S)은 일단에서부터 타단으로 갈수록 활(bow) 형태로 만곡된 형상을 가지는데, 결합홈부재(31b)가 장착되는 차량의 외측 방향으로 볼록하게 배열된다.

결합돌기부재(33b)는 일단이 마스터차량(10) 또는 슬레이브차량(20)에 연결되는 연결대(L)와 그 연결대(L)의 타단에 돌출 연장되어 슬라이딩홈(S)에 삽입된 상태로 슬라이딩되는 돌기(P)로 형성될 수 있다. 따라서, 마스터차량(10)이나 전방에 배치되는 슬레이브차량(20)이 회전할 때에 돌기(P)가 슬라이딩홈(S)을 따라 미끄러지면서 차량의 회전 각도를 보정하게 된다. 여기서, 연결대(L)의 일단이 마스터차량(10) 또는 슬레이브차량(20)에 힌지결합되어, 연결대(L)가 회동 가능하게 구비될 수 있다.

또한, 슬라이딩홈(S) 내에서의 돌기(P)의 위치를 강제적으로 조정하여, 견인되는 슬레이브차량(20)의 주행 위치를 조절할 수도 있다. 이는, 회전 모터(35b)가 결합홈부재(31b)에 장착되고, 그 회전 모터(35b)의 회전 샤프트와 결합돌기부재(33b)의 돌기(P)를, 실린더와 피스톤으로 구성된 액추에이터(37b)가 연결함으로써 구현 가능하다. 여기서, 회전 모터(35b)가 회전하고 액추에이터(37b)의 길이가 신장·수축하면서, 돌기(P)를 슬라이딩시키는 방식으로, 돌기(P)의 위치를 조정하게 된다.

도 8을 참고로, 제3 실시예에 따른 견인부(30)는 연장식으로 구성될 수 있다. 연장식 견인부(30)는 어느 하나에 다른 하나가 삽입되는 방식으로 연결되는 다수의 연결부재(31c)를 포함하여, 길이가 가변적인 형태로 구현된다. 이때, 견인부(30)의 일단 및 타단 중 어느 하나는 마스터차량(10)에, 다른 하나는 슬레이브차량(20)에 힌지결합되어, 견인부(30)가 회동할 수 있다. 여기서, 견인부(30)의 길이는, 마스터차량(10)이 회전할 때에 신장되고, 마스터차량(10)이 직진할 때에는 수축된다. 따라서, 마스터차량(10)이 회전하는 동안에 견인부(30)의 길이가 신장되어, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20) 사이에 충분한 공간을 확보할 수 있으므로, 회전 반경에 제약을 받지 않게 된다. 여기서, 마스터차량(10)과 슬레이브차량(20)과의 관계에서 견인부(30)를 설명했는데, 다수 개의 슬레이브차량(20)을 연결하는 경우에는 전방에 배치되는 제1 슬레이브차량은 전술한 마스터차량(10)에, 후방에 배치되어 견인되는 제2 슬레이브차량은 전술한 슬레이브차량(20)에 대응되는 것으로 본 발명의 내용을 용이하게 파악할 수 있다.

여기서, 다수의 연결부재(31c)로 형성되는 견인부(30)는 외부 연결부재에 삽입된 내부 연결부재가 전후진할 수 있는 엑추에이터 형태로 구현될 수 있는데, 그 일례로, 유압실린더를 들 수 있다.

한편, 회전하는 마스터차량(10)의 후면과 슬레이브차량(20)의 전면이 충돌하는 것을 피하기 위해서, 충돌 가능한 영역에 완충부재(도시되지 않음)가 배치될 수 있다. 완충부재는 탄성을 갖는 부재로서, 예를 들어 스프링, 고무블록 등을 이용할 수 있다. 이러한 완충부재는 마스터차량(10)이 회전 가능한 반경 이상으로 회전하는 경우에 슬레이브차량(20)에 충격을 가하는 것을 방지하여 슬레이브차량(20)을 보호한다. 이러한 완충부재는 슬레이브차량(20)이 서로 연결되는 경우에도 동일한 방식으로 배치될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 마스터차량 20: 슬레이브차량
30: 견인부 40: 센서부
50: 통신부 60: 제어부
70: 후방센서부 80: 통로부

Claims (12)

1. 운전자에 의해 운행되는 마스터차량;
   상기 마스터차량의 후방에 연결되어 견인되면서 운전자의 조작없이 바퀴의 회전축방향을 변경하여 진행방향을 바꾸는 독립적인 조향장치와 자체 동력을 이용하여 자율주행하는 슬레이브차량;
   상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량을 분리 가능하게 서로 연결하는 견인부;
   상기 마스터차량에 장착되어 상기 슬레이브 차량의 자율주행에 필요한 주행정보를 수집하는 센서부;
   상기 슬레이브차량에 장착되어 상기 슬레이브차량의 후방 도로정보를 수집하는 후방센서부;
   상기 마스터차량에 배치되어 상기 센서부에서 수집된 상기 주행정보를 상기 슬레이브차량에 송신하는 송신기와, 상기 슬레이브차량에 배치되어 상기 송신기가 송신한 주행정보를 수신하는 수신기를 포함하는 통신부; 및
   상기 수신기를 통해 수신된 주행정보를 이용하여 상기 슬레이브차량의 자율주행을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 센서부가 수집하는 상기 주행정보는 상기 마스터차량이 주행하는 도로의 원거리 및 근거리 정보를 포함하고,
   상기 통신부는 상기 후방센서부가 수집한 상기 후방 도로정보를 상기 운전자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 주행 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 마스터차량 및 상기 슬레이브차량은 버스 형태로 형성되고,
   상기 마스터차량은 다수 개로, 각각 서로 다른 주행 경로를 따라 운행되며,
   상기 슬레이브차량은 다수 개의 상기 마스터차량 중 어느 하나인 제1 마스터차량에 연결되어 운행되다가, 서로 분리되어 다른 하나인 제2 마스터차량에 연결되어 운행되는 자율주행차량 주행 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량 사이에, 승객이 이동할 수 있도록 형성된 통로부;
   를 더 포함하는 자율주행차량 주행 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬레이브차량은 다수 개로, 분리 가능하게 서로 연결되는 자율주행차량 주행 시스템.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 마스터차량이 직진할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 중심부에 배열되도록 제어하며,
   상기 마스터차량이 우회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 우측에 배열되도록 제어하고,
   상기 마스터차량의 우회전이 종료되고 상기 슬레이브차량이 우회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 좌측에 배열되도록 제어하며,
   상기 마스터차량이 좌회전하기 시작할 때에, 상기 슬레이브차량이 상기 마스터차량의 후방 좌측에 배열되도록 제어하는 자율주행차량 주행 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 마스터차량이 회전할 때에, 상기 견인부를 제어하여, 상기 마스터차량과 상기 슬레이브차량을 서로 분리시키는 자율주행차량 주행 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 견인부는
   전자석; 및
   상기 전자석에 전류를 공급하거나, 또는 차단하는 견인 제어부;
   를 포함하는 자율주행차량 주행 시스템.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 견인부는
   다수 개의 링크가 서로 힌지결합되어 형성되는 링크부;
   를 포함하여, 상기 마스터차량이 회전할 때에 굴곡되는 자율주행차량 주행 시스템.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 견인부는
    외면에, 오목하게 함몰되되, 일단에서부터 타단으로 갈수록 만곡되는 슬라이딩홈이 구비된 결합홈부재; 및
    상기 슬라이딩홈에 삽입되어 슬라이딩되는 돌기가 형성된 결합돌기부재;
    를 포함하는 자율주행차량 주행 시스템.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 견인부는
    어느 하나에 다른 하나가 삽입되는 다수 개의 연결부재;
    를 포함하여, 상기 마스터차량이 회전할 때에 길이가 신장되고, 상기 마스터차량이 직진할 때에 길이가 수축되는 자율주행차량 주행 시스템.
    
12. 삭제

Images