KR101997430B1 - 차량의 ｓｃｃ 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

차량의 ｓｃｃ 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

차량의 SCC 시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 SCC 시스템은 교차로의 교통 제어기로부터 송출되는 교통정보를 수신하는 정보 수신부; 운행도로의 규정속도와 차량과 교차로까지의 거리를 산출하여 송신하는 네비게이션부; 정보 수신부와 네비게이션부로부터 수신되는 정보를 이용하여 차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 통과가능 판단부; 및 통과가능 판단부로부터 수신된 정보에 따라 차량을 속도를 결정하는 SCC 제어부;를 포함한다.

Description

차량의 ＳＣＣ 시스템 및 그 제어방법{SCC system for car and method of control the same}
본 발명은 차량의 SCC 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 SCC가 작동중인 차량의 교차로 통과 여부를 판단하고 제어할 수 있는 SCC 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 기능이 고급화되면서, 차량의 안전을 도모하는 SCC(Smart Cruise Control) 시스템이나 ESC(Electronic stability Control) 시스템 등이 장착되고 있는 추세이다. SCC 시스템은 주행 중 차간 거리 제어장치로 일컬어지는 구성으로서, 차량 앞에 장착된 레이더 센서로 전방을 감지하여 전방 차량과 사전에 설정된 일정한 간격을 유지하면서 운전자가 설정한 속도로 자동 운행할 수 있도록 하는 크루즈 기능을 제공하거나, 운전자가 설정한 속도를 초과하지 않도록 차량 속도를 제어하는 속도 제한 기능을 제공한다.
이러한 SCC 시스템은 운전자가 차량 운행 속도를 조절하기 위하여 엑셀을 계속적으로 조작하지 않아도 된다는 편리함이 있고, 설정 속도 이상으로 차량이 주행하는 것을 방지하여 안전 운전을 지향할 수 있기 때문에, 운전자들에게 선호되고 있는 기능이다.
종래 대한민국 공개특허 제10-2012-0065781호 등에서는 SCC 차량의 교차로 통행과 관련하여 직진 시 통과 차량에게 남은 시간 알림 등의 기법 제안되었고, 더 나아가 통과 예정 차량이 엠블런스, 소방차 등과 같이 우선 통과가 필요한 경우, 진행 방향의 통과 남은 시간을 추가로 제공하는 기법 등이 제안되었다.
그러나 기존 제안 기법들은 교차로 제한속도, 정체상황 등을 고려하지 않고 진행방향으로의 통과신호 남은 시간에만 의존하여 속도를 증가시킴으로써 규정 속도 위반으로 인한 경찰 단속 및 사고 발생 등이 문제될 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 정체 여부, 신호 정보 등 교차로의 통과상황과, 운행 도로의 규정 속도 등을 종합적으로 고려하여 SCC 속도 변경 및 해지를 고려하는 기법을 갖는 SCC 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 교차로의 교통 제어기로부터 송출되는 교통정보를 수신하는 정보 수신부; 운행도로의 규정속도와 차량과 교차로까지의 거리를 산출하여 송신하는 네비게이션부; 상기 정보 수신부와 상기 네비게이션부로부터 수신되는 정보를 이용하여 차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 통과가능 판단부; 및 상기 통과가능 판단부로부터 수신된 정보에 따라 차량을 속도를 결정하는 SCC 제어부;를 포함하는 차량의 SCC 시스템이 제공된다.
상기 교통정보는 상기 차량의 진행방향의 진입신호의 남은 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 SCC 시스템.
상기 통과가능 판단부는, 설정 속도로 교차로 통과가 가능한 경우 설정속도로 교차로를 통과하고, 제한 속도 내에서 증속하여 교차로 통과가 가능한 경우 증속하여 통과하도록 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 교통정보는 상기 차량의 진행방향의 차량 정체상황을 더 포함할 수 있다.
상기 통과가능 판단부는, 수신된 차량의 진행방향의 차량 정체상황으로부터 차량의 최대 주행속도를 산출하고, 상기 차량의 최대 주행속도가 도로의 제한속도보다 작은 경우 차량의 증속 가능속도를 상기 차량의 최대 주행속도로 한정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 교차로의 교통 제어기로부터 송출되는 교차로 진행방향의 진입신호의 남은 시간과 교차로의 정체상황에 관한 교통정보를 수신하는 단계; 운행도로의 규정속도와 차량과 교차로까지의 거리를 네비게이션으로부터 수신하는 단계; 상기 교통 제어기로부터 수신되는 교통정보와 상기 네비게이션으로부터 수신되는 정보를 이용하여 차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 단계; 및 상기 교차로 통과 판단부로부터 수신된 정보에 따라 교차로를 통과하기 위한 차량을 속도를 결정하는 단계;를 포함하는 SCC 시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 차량 진행방향의 교차로 통과 가능 여부를 판단하는 단계는, 설정 속도로 교차로 통과가 가능한 경우 설정속도로 교차로를 통과하고, 제한속도 내에서 증속하여 교차로 통과가 가능한 경우 증속하여 통과하고, 제한속도로 교차로 통과가 불가능한 경우 정지하도록 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 교차로 통과가능 여부를 차량이 판단하고 제어할 수 있어 SCC의 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 운전자가 시각적으로 알 수 없는 남은 통과 가능 시간, 운전자가 짧은 시간에 판단하기 어려운 통과 가능 여부 및 차량 증속 필요 여부를 차량이 자체적으로 판단하고 제어하여 SCC 적용 차량의 운전자 편의성이 향상될 수 있다.
도 1은 SCC 장치가 동작중인 차량이 교차로를 통과하는 상황을 도시한 개략도이다.
도 2는 교차로에 설치되는 교차로 교통 제어기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SCC 시스템이 구성을 나타낸 블록도이다.
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. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.
도 1은 SCC 장치가 동작중인 차량이 교차로를 통과하는 상황을 도시한 개략도이고, 도 2는 교차로에 설치되는 교차로 교통 제어기의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SCC 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
SCC(Smart Cruise Control) 장치가 작동중인 차량은 전술한 바와 같이 차량(10) 앞에 장착된 레이더 센서(미도시)로 전방을 감지하여 전방 차량과 사전에 설정된 일정한 간격을 유지하면서 운전자가 설정한 속도로 자동 운행할 수 있도록 하는 크루즈(Cruise) 기능을 제공한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 SCC 시스템은 교차로의 교통 제어기(20)로부터 송출되는 교통정보를 수신하는 정보 수신부(11)와, 운행도로의 규정속도와 차량과 교차로까지의 거리를 산출하여 송신하는 네비게이션부(12)와, 정보 수신부(11)와 네비게이션부(12)로부터 수신되는 정보를 이용하여 교차로 통과 가능 여부를 판단하는 통과가능 판단부(13)와, 통과가능 판단부(13)로부터 수신된 정보에 따라 차량의 속도를 결정하는 SCC 제어부(14)를 포함한다.
교차로 통과 예정차량(10)이 교통 제어기(20)로부터 교통정보를 수신할 수 있는 수신가능 영역에 도달하면 교통 제어기(20)로부터 무선으로 교통정보를 수신한다.
교통 제어기(20)는 교차로 정체상황 정보를 수집하는 정체상황 인지부(21)와, 교차로의 신호등을 제어하는 교통신호 제어부(22)와, 정보 송신부(23)를 포함할 수 있다.
정체상황 인지부(21)는 교통정보 서버로서도 기능하는 것으로, 각종 지역도로 정보나 교통 관련 정보를 수집하여 교통 상황 정보판이나 교통방송 등을 통하여 교통 상황, 교통 규제, 교통 사고 현황 등의 정보를 제공한다.
이러한 정체상황 인지부(21)는 도로면이나 교차로상에 설치한 인덕티브 루프 검지기(Inductive Loop Detector), 자장 검지기(Magnetive Detector), 초음파 검지기(Ultra Sonic Detector), 초단파 검지기(Microwave Detector), 화상 처리 검지기(Image Processing Detector), 적외선 검지기(Infrared Detector) 등의 각종 검지기, 각종 도로에 설치된 CCTV 카메라의 CCTV영상 정보(CCTV, 웹카메라, 네트워크 카메라영상), VMS영상정보(도로전광표지) 및 순찰차나 시민들의 제보를 이용하여 각종 교통 상황 정보를 수집 및 저장할 수 있다.
교통신호 제어부(22)는 교차로의 신호등의 변환순서와 신호변환주기 및 남은시간, 교차로 위치정보를 제공한다.
정보 송신부(23)는 정체상황 인지부(21)와 교통신호 제어부(22)를 통해서 제공되는 교통정보를 무선 데이터 송신장치에 의해 교차로에 접근하는 차량들에 제공한다. 교통 제어기(20)는 교차로 접근 차량을 대상으로 단방향 통신을 수행하는데, 그 예로서 교차로를 중심으로 방사형으로 데이터를 전송하는 방식과 지향성 안테나를 이용하여 특정 방향으로만 데이터를 전송하는 방식 등을 이용하여 차량들과 통신을 수행할 수 있다.
교통 제어기(20)를 통해서 송신되는 정보는 SCC 시스템의 정보 수신부(11)에서 수신된다.
정보 수신부(11)는 수신한 교통정보 중 차량의 운행 방향에 필요한 신호 정보 및 정체상황 정보를 추출하여 통과가능 판단부(13)로 전달한다.
차량의 운행 방향에 필요한 신호정보는 현재 교통신호등의 상태와 남은시간을 말한다.
교차로의 정체상황은 교차로 진입단의 정체상황뿐만 아니라 교차로 통과 후의 정체상황을 포함하는 정보이다. 정체상황 정보로부터 교차로 통과 차량의 평균적인 진행속도를 산출할 수 있다. 통과예정차량이 교차로 통과를 위하여 증속하는 경우에도 정체상황 정보로부터 산출되는 교차로 통과 차량의 평균속도를 넘을 수는 없다.
한편, 네비게이션부(12)는 현재 차량의 위치와 교통 제어기(20)를 통해서 수신되는 교차로 위치정보를 이용하여 교차로 진입 전 남은 거리(X1)와 교차로 통과 거리(X2)로부터 현재 차량위치에서 교차로를 완전히 통과하는 지점까지의 거리(X1+X2, 이하 '교차로 통과거리')를 산출하고, 운행 중인 도로의 최대 허용 속도 정보를 통과가능 판단부(13)에 전송한다.
통과가능 판단부(13)는 정보 수신부(11)로부터 전달되는 교차로 신호정보와 진행방향별 정체상황과, 네비게이션부(12)로부터 수신되는 교차로 통과거리(X1+X2) 및 규정속도 정보를 이용하여 교차로 통과 예정 차량(10)의 교차로 통과가 가능한 지 여부를 판단한다.
또한, 교차로 통과가 가능하다면 현재 속도로 통과가 가능한지 여부와, 증속이 필요한지 여부를 판단하여 SCC 제어부(14)에 전달한다.
SCC 제어부(14)는 교차로를 통과하기 위한 차량의 속도를 증가시키거나 차량을 정지시킨다. 즉, 통과가능 판단부(13)에서 증속 요청이 있는 경우 해당 동작을 수행하고, 통과가능 판단부(13)로부터의 아무런 정보가 없는 경우 기존 레이더 기반 SCC 동작을 계속하여 수행한다.
이러한 교차로 교통 제어기(20)를 통한 무선통신 방식은 기존의 차량 탑재 레이더의 검지 범위가 100m~200m로 제한되는 검지 못하는 영역이 존재할 경우 이를 보완하는 역할을 하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 교차로 통과가능 여부를 판단하는 시스템 동작 흐름도이다. 도 4를 참조하여 SCC 시스템을 이용한 SCC 동작 차량의 교차로 통과 방법을 설명한다.
교차로 통과 예정차량의 진행 방향이 직진이며, 교통신호는 해당 방향으로 통과가 가능한 초록색 신호가 들어와 있는 경우를 가정한다. 그리고 이하 설명에서 사용되는 기호는 다음과 같이 정의한다.
X1: 교차로 진입 전 남은 거리,
X2: 교차로 진입에서 통과하기까지의 거리,
V_설정속도: 운전자가 설정한 SCC 동작 속도,
V_제한속도: 운행 도로의 최고 허용 속도,
t_남은시간: 진행 방향 별 통과 신호 남은 시간
도 4에 도시된 바와 같이, SCC가 작동중인 차량은 주행 중 전방에 교차로가 존재하는지 판단한다(S11). 교차로의 존재 여부는 교차로의 교통 제어기(20)를 통해 전송되어 오는 교통제어 신호가 감지되는지 여부로 판단한다.
검사 결과, 교통제어 신호가 감지되지 않은 경우에 피드백하여 교통제어 신호의 감지 여부를 파악하면서 SCC 작동에 의한 주행을 계속한다.
S11 단계의 검사 결과, 교차로 제어 신호가 감지되는 경우 교차로 통과 가능 여부를 판단하는데 필요한 정보를 취합하는 단계가 수행된다(S12).
즉, 정보 수신부(11)는 현 교차로의 신호 정보와 현재 교차로 진입신호의 잔여 시간 및 교차로 진행방향별 정체상황을 교통 제어기(20)로부터 수신받아 통과가능 판단부(13)에 전달한다.
또한, 네비게이션부(12)는 통과 예정인 교차로의 최대 허용 속도와 차량과 교차로 통과 지점까지의 거리를 산출하여 통과가능 판단부(13)에 송부한다.
만일, 진행방향의 정체로 통과가 불가능한 경우로 판단되는 경우(S13), 교차로 진입전 차량을 정지시키는 단계(S17)가 수행된다.
통과가능 판단부(13)는 교통 제어기(20)와 네비게이션부(12)로부터 수신되는 정보를 이용하여 최대 허용속도로 통과 가능한지 여부를 판단한다(S14).
이때 교차로 통과 예정차량의 최대 허용속도는 해당 교차로의 제한속도이고, 교통정체가 있는 경우 사용자가 설정한 앞차와의 간격이 유지될 수 있는 상태에서 교차로 통과 차량들의 평균 속도로 계산될 수 있다.
교통신호의 남은 시간과 교차로 통과거리를 비교하였을 때 현재 설정속도로 교차로 통과가 가능하다면 SCC 작동에 의한 사용자 설정속도로 교차로를 통과하게 된다.
즉, t_남은시간 ≥ (X1 + X2) / V_설정속도, 와 같은 식이 성립하는 경우이다.
만일, 설정 속도로는 통과하지 못하나 최대 허용속도로는 교차로 통과가 가능한 경우, 설정속도 상향 조정이 필요한지 여부를 판단(S15)하여, 최대 허용속도 내에서 교차로 통과 후까지 일시적으로 설정 속도를 증속하여 교차로 통과한다(S16).
즉, (X1 + X2) / V_허용속도 ≤ t_남은시간 < (X1 + X2) / V_설정속도, 와 같은 식이 성립하는 경우이다.
이때 최대 허용 속도까지 설정 속도를 올릴 수 있으나 통과 가능 최소 속도를 산출하여 해당 속도까지만 설정 속도를 변경할 수도 있다.
운행 도로의 최고 허용 속도로도 교차로 통과가 불가능한 경우,
즉, t_남은시간 < (X1 + X2) / V_제한속도, 인 경우 교차로 앞 정지가 필요하므로 정차 신호를 전달하다(S17).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCC 시스템은 운전자가 시각적으로 알 수 없는 남은 통과 가능 시간, 운전자가 짧은 시간에 판단하기 어려운 통과 가능여부 및 차량 증속 필요 여부를 차량이 자체적으로 판단하고 제어하여 SCC 적용 차량의 운전자 편의성을 향상시킬 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.
11: 정보 수신부 12: 네비게이션부
13: 통과가능 판단부 14: SCC 제어부

Claims (7)

  1. 교차로의 교통 제어기로부터 송출되는 교통정보를 수신하는 정보 수신부;
    운행도로의 제한속도와 차량과 교차로까지의 거리를 산출하여 송신하는 네비게이션부;
    상기 정보 수신부와 상기 네비게이션부로부터 수신되는 정보를 이용하여 차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 통과가능 판단부; 및
    상기 통과가능 판단부로부터 수신된 정보에 따라 차량의 속도를 결정하는 SCC 제어부;를 포함하되,
    상기 통과가능 판단부는,
    상기 정보 수신부로부터 교차로 진행방향의 신호정보 및 정체상황을 입력받고, 상기 네비게이션부로부터 교차로 통과거리 및 제한속도 정보를 입력받아, 상기 교차로 진행방향의 신호정보와 정체상황, 교차로 통과거리 및 제한속도 정보에 기초하여 차량의 교차로 통과 가능 여부를 판단하고, 상기 판단결과 교차로 통과가 가능하다면 설정 속도로 통과가 가능한지 여부와 최대 허용속도 내에서 증속하여 통과가 가능한지 여부를 판단하여 상기 SCC 제어부에 전달하고,
    상기 통과가능 판단부는,
    수신된 차량의 진행방향의 차량 정체상황으로부터 차량의 최대 주행속도를 산출하고, 상기 차량의 최대 주행속도가 도로의 제한속도보다 작은 경우 차량의 증속 가능속도를 상기 차량의 최대 주행속도로 한정하는 것을 특징으로 하는 차량의 SCC 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교통정보는 상기 차량의 진행방향의 진입신호의 남은 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 SCC 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통과가능 판단부는,
    설정 속도로 교차로 통과가 가능한 경우 설정속도로 교차로를 통과하고,
    제한 속도 내에서 증속하여 교차로 통과가 가능한 경우 증속하여 통과하도록 판단하는 것을 특징으로 차량의 SCC 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 교차로의 교통 제어기로부터 송출되는 교차로 진행방향의 진입신호의 남은 시간과 교차로의 정체상황에 관한 교통정보를 수신하는 단계;
    운행도로의 제한속도와 차량과 교차로까지의 거리를 네비게이션으로부터 수신하는 단계;
    상기 교통 제어기로부터 수신되는 교통정보와 상기 네비게이션으로부터 수신되는 정보를 이용하여 차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 교차로 통과 판단부로부터 수신된 정보에 따라 교차로를 통과하기 위한 차량의 속도를 결정하는 단계;를 포함하되,
    상기 교차로 통과가능 여부를 판단하는 단계에서, 통과가능 판단부는,
    상기 교차로 진행방향의 진입신호의 남은 시간, 교차로의 정체상황에 관한 교통정보, 운행도로의 제한속도 및 차량과 교차로까지의 거리에 기초하여 차량의 교차로 통과 가능 여부를 판단하고, 상기 판단결과 교차로 통과가 가능하다면 설정 속도로 통과가 가능한지 여부와 최대 허용속도 내에서 증속하여 통과가 가능한지 여부를 판단하며,
    상기 통과가능 판단부는,
    차량의 진행방향의 차량 정체상황으로부터 차량의 최대 주행속도를 산출하고, 상기 차량의 최대 주행속도가 도로의 제한속도보다 작은 경우 차량의 증속 가능속도를 상기 차량의 최대 주행속도로 한정하는 것을 특징으로 하는 차량의 SCC 시스템 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    차량 진행방향의 교차로 통과가능 여부를 판단하는 단계는,
    설정 속도로 교차로 통과가 가능한 경우 설정속도로 교차로를 통과하고,
    제한속도 내에서 증속하여 교차로 통과가 가능한 경우 증속하여 통과하고,
    제한속도로 교차로 통과가 불가능한 경우 정지하도록 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량의 SCC 시스템 제어방법.
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