KR102000395B1

KR102000395B1 - 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체

Info

Publication number: KR102000395B1
Application number: KR1020180053829A
Authority: KR
Inventors: 유병용
Original assignee: 경일대학교산학협력단
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-10-01

Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 상기 차량의 운전자를 촬영하는 카메라부와, 상기 차량의 외부를 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역의 객체를 감지하는 복수의 센서를 포함하는 센서부와, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행을 제어하기 위한 복수의 계통을 제어하는 구동부와, GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 상기 차량의 위치 정보를 도출하는 위치정보부와, 상기 카메라부 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부를 포함하는 상기 차량을 제어하는 2 이상의 프로세서를 포함하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 차량의 주행이 상기 프로세서에 의해 제어되는 완전자율주행 레벨 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자에 의해 제어되는 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행하는 자율주행 모드에서 상기 센서부, 상기 구동부, 상기 위치정보부 및 상기 제어부 중 적어도 하나의 기능이 정상 상태가 아닌 패일 상태인지 여부를 판단하고, 상기 패일 상태이면, 재부팅을 수행하는 차량장치와, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

Description

자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Apparatus for switching driving mode in autonomous driving vehicle, method thereof and computer recordable medium storing program to perform the method}

본 발명은 자율주행 차량 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

자율주행자동차란 운전자 또는 승객의 조작 없이 자동차 스스로 운행이 가능한 자동차를 말한다(자동차관리법 제2조 제1호의3). 자율주행의 개념은 1960년대에 벤츠를 중심으로 제안되었고, 70년대 중후반부터 초보적인 수준의 연구가 시작되었다. 초기에는 아무런 장애 요소가 없는 시험 주행장에서 중앙선이나 차선을 넘지 않는 수준이었으나, 90년대 들어 컴퓨터의 판단 기술 분야가 급진전되며 장애물이 개입되는 자율주행 분야가 본격적으로 연구되기 시작했다. 운전자가 차량을 조작하지 않아도 스스로 주행하는 자동차로 차세대 자동차산업으로 주목받고 있는 기술이다. 많은 자동차 업체에서는 2020년에 완전한 자율주행차 출시를 목표로 삼고 있다. 자율주행을 위해서는 고성능 카메라, 충돌 방지 장치 등 기술적 발전이 필요하며, 주행상황 정보를 종합 판단하여 처리하는 주행상황 인지ㅇ대응 기술이 필수적이다. 수많은 자동차 회사들뿐만 아니라 구글, 애플 등 IT 기업들이 기술개발에 앞장서고 있다. 우리나라에서도 90년대 후반부터 국책 교통연구기관과 대학을 중심으로 본격적인 연구에 돌입했으며, 잘 알려져 있지 않지만 2000년대 초반 이미 경기도 고양시와 파주시의 자유로에서의 자율주행 기술을 상당 수준으로 완성하는 데 성공했다. 2010년대에는 현대차를 중심으로 자율주행 기술 연구가 급진전되어 상용차에 제한적으로 탑재되고 있다. 상용화되면 전체 교통사고의 95%가량을 차지하는 운전자 부주의에 의한 교통사고와 보복운전을 줄일 수 있다고 기대된다. 또한, 인간 운전자를 완전히 대체하게 되면 교통정체의 감소를 가져오고 교통경찰과 자동차 보험이 필요 없어질 것이다. 반면, 크래킹이나 버그 등으로 인한 사고를 우려하는 목소리도 있다. 2012년 발표된 IEEE의 보고서에 의하면, 2040년에는 전 세계 차량의 약 75%가 자율주행 자동차로 전환될 것으로 예상된다.

한국공개특허 제2018-0042556호 2018년 04월 26일 공개 (명칭: 발명의 명칭 자율주행 차량의 모드 전환 제어 장치 및 방법)

본 발명의 목적은 자율주행 차량의 적어도 일부의 기능이 불능인 경우, 불능인 기능의 상태 및 종류에 따라 차량이 안전하게 운행되도록 운행 모드를 전환할 수 있는 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치는 상기 차량의 운전자를 촬영하는 카메라부와, 상기 차량의 외부를 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역의 객체를 감지하는 복수의 센서를 포함하는 센서부와, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하기 위한 복수의 계통을 제어하는 구동부와, GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 상기 차량의 위치 정보를 도출하는 위치정보부와, 상기 카메라부 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부를 포함하는 상기 차량장치를 제어하는 2 이상의 프로세서와, 상기 차량의 주행이 상기 프로세서에 의해 제어되는 완전자율주행 레벨 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자에 의해 분담되어 제어되는 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행하는 자율주행 모드에서 상기 센서부, 상기 구동부, 상기 위치정보부 및 상기 프로세서 중 적어도 하나의 기능이 정상 상태가 아닌 패일 상태인지 여부를 판단하고, 상기 패일 상태이면, 재부팅을 수행하고, 상기 재부팅 후, 상기 자율주행 레벨이 상기 완전자율주행 레벨인지 혹은 상기 반자율주행 레벨인지 여부 및 상기 센서부, 상기 구동부, 상기 위치정보부 및 상기 프로세서 각각의 상태에 따라 상기 차량의 주행이 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자에 의해 제어되는 제한주행 모드 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작에 의해 제어되는 수동주행 모드 중 어느 하나의 모드로 전환하도록 제어하는 모드전환모듈을 포함한다.

상기 모드전환모듈은 수동주행 모드로 전환할 때, 상기 카메라부를 통해 운전자를 촬영하고, 촬영된 운전자의 상태를 식별한 후, 상기 운전자가 수동주행 모드를 수행할 수 없으면, 위험최소화동작(MRM) 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드전환모듈은 상기 반자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 상기 재부팅 후, 상기 센서부의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 상기 복수의 영역 모두를 감지할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 복수의 영역 중 어느 하나를 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환하며, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 모두를 제어할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 위치정보부의 상기 GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호의 이용 가능 여부에 따라 상기 위치 정보의 정밀도가 열화되면, 제한주행 모드로 전환하고, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하는 상기 제어부의 2개의 프로세서 모두가 정상이면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 2개의 프로세서 중 어느 하나의 기능이 불능이면, 수동주행 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드전환모듈은 상기 완전자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 상기 재부팅 후, 상기 센서부의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 상기 복수의 영역 모두를 감지할 수 있거나, 차량 측면의 1개의 영역만을 감지할 수 없으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 복수의 영역 중 정면 혹은 측면의 2 이상의 영역을 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환하며, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 상기 위치정보부의 상기 위치 정보의 정밀도가 열화되거나, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 상기 제어부의 2개의 프로세서 모두가 불능이면, 수동주행 모드로 전환하고, 상기 2개의 프로세서 중 어느 하나만 불능이면, 제한주행 모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드전환모듈은 상기 위험최소화동작 모드에서 상기 센서부를 통해 상기 차량의 정면 영역을 감지할 수 없거나, 상기 차량의 조수석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역을 감지할 수 없거나, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 횡방향 운행을 제어할 수 없거나, 상기 위치정보부를 통해 위치 정보를 산출할 수 없거나, 2개의 프로세서 모두가 불능이면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 동작을 수행하고, 상기 센서부를 통해 상기 차량의 운전석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역을 감지할 수 없거나, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 운행을 제어할 수 없거나, 상기 위치정보부를 통해 산출되는 위치 정보의 정밀도가 열화되는 경우, 안전 영역 혹은 갓길에 정차하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량장치는 상기 차량장치의 노변장치를 통해 교통서버와 통신하는 V2I 통신 및 다른 차량의 차량장치와 직접 통신하는 V2V 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하며, 상기 모드전환모듈은 상기 위험최소화동작 모드로 전환되면, 상기 통신부를 통해 상기 위험최소화동작을 수행함을 알리는 경고 신호를 전송하며, 전송된 경고 신호는 상기 차량에 근접한 순서에 따라 순차로 복수의 다른 차량의 장치로 전달되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자율주행 차량의 차량장치의 운행 모드 전환을 위한 방법은 상기 차량장치의 프로세서에 의해 제어되는 완전자율주행 레벨 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자에 의해 제어되는 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행하는 단계와, 상기 차량의 외부를 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역의 객체를 감지하는 복수의 센서를 포함하는 센서부와, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행을 제어하기 위한 복수의 계통을 제어하는 구동부와, GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 상기 차량의 위치 정보를 도출하는 위치정보부와, 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부를 포함하는 상기 차량을 제어하는 2 이상의 프로세서를 포함하는 제어부 중 적어도 하나의 기능이 정상 상태가 아닌 패일 상태인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 상기 패일 상태이면, 재부팅을 수행하는 단계와, 상기 재부팅 후, 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부의 상태에 따라 상기 자율주행 레벨이 상기 완전자율주행 레벨인지 혹은 상기 반자율주행 레벨인지 여부 및 상기 복수의 항목의 상태에 따라 상기 차량의 주행이 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자에 의해 제어되는 제한주행 모드 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작에 의해 제어되는 수동주행 모드 중 어느 하나의 모드로 전환하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운행 모드 전환을 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

본 발명에 따르면, 자율주행의 레벨 및 자율주행을 수행하는 각 종 모듈의 상태에 따라 운행 모드를 전환할 수 있다. 특히, 차량의 각 종 모듈의 상태를 진단하여 상황에 맞게 운전자의 위험을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 차량의 운행 인프라를 구성하는 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성 중 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 센서부가 감지하는 복수의 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교통서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 운행 인프라를 구성하는 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 차량의 운행 인프라를 구성하는 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 운행 시스템은 차량장치(100), 노변장치(200) 및 교통서버(300)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량장치(100)는 차량(10)에 장착되는 장치이며, 소위, 트립 컴퓨터(Trip Computer)가 될 수 있다. 노변장치(200)는 도로변에 설치된 인프라로, 차량장치(100)와 교통서버(300)와 통신하여 교통과 관련된 정보를 중계한다. 노변장치(200)는 대표적으로, RSU(Road Side Unit)를 예시할 수 있다. 교통서버(300)는 본 발명의 실시예에 따라 복수의 차량(10) 중 어느 하나의 차량(10)이 위험 최소화 동작(MRM: Minimum Risk Maneuver) 모드로 전환된 경우, 해당 차량(10)의 주변 차량을 운행을 제어할 수 있다. 이를 위하여 교통서버(300)는 차량장치(100)로부터 직접 혹은 노변장치(200)를 통해 차량(10)의 운행 정보를 수집할 수 있다. 운행 정보는 차량(10)의 출발지, 현재위치, 도착지, 현재 운행 모드 등을 포함한다. 이러한 운행 정보를 기초로 복수의 차량(10)의 통행을 제어할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 차량장치(100)의 구성에 대해서 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 구성 중 일부를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량장치의 센서부가 감지하는 복수의 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 차량장치(100)는 통신부(110), 위치정보부(120), 카메라부(130), 센서부(140), 구동부(150), 입력부(160), 표시부(170), 저장부(180) 및 제어부(190)를 포함한다.

통신부(110)는 노변장치(200) 및 교통서버(300) 중 적어도 하나와 통신하기 위한 것이다. 통신부(110)는 차량간통신네트워크(Vehicle-to-Vehicle(V2V) communication network) 통신을 통해 다른 차량의 차량장치와 통신하거나, 차량인프라간통신네트워크(Vehicle-to-Infrastructure(V2I) communication network) 통신을 통해 노변장치(200)를 경유하여 교통서버(300)와 통신할 수 있다. 통신부(110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(110)는 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다.

위치정보부(120)는 차량(10)의 위치 정보를 산출하기 위한 것이다. 이를 위하여, 위치정보부(120)는 GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 차량(10)의 위치 정보를 산출할 수 있다. 다른 말로, 위치정보부(120)는 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치 정보를 도출하고, DGPS 신호 및 관성센서 신호 중 적어도 하나를 이용하여 차량(10)의 위치 정보를 보정하여 GPS 신호만을 이용한 위치 정보 보다 정밀한 위치 정보를 산출할 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 위치정보부(120)는 위성으로부터 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하여 차량(10)의 위치 정보를 도출할 수 있다. 또한, 위치정보부(120)는 DGPS 기준국으로부터 DGPS 신호를 수신하여 수신된 DGPS 신호를 이용하여 도출된 위치 정보를 보정하여 위치 정보의 정밀도를 높일 수 있다. 그리고 위치정보부(120)는 관성센서를 통해 차량(10)의 관성을 감지한 관성센서 신호를 획득하고, 획득한 관성센서 신호를 이용하여 도출된 위치 정보를 보정하여 위치 정보의 정밀도를 높일 수 있다. 여기서, 관성 센서는 가속도 센서, 자이로 센서, 고도센서 등을 예시할 수 있다. 또한, 관성센서 신호는 차량(10)의 가속도, 각속도, 고도 등을 포함한다. 위치정보부(120)는 전술한 방법에 따라 지속적으로 차량(10)의 위치 정보를 산출한다. 그런 다음, 위치정보부(120)는 산출된 위치 정보와 위치 정보를 보정할 때 사용된 신호에 대한 정보인 보정 정보를 제어부(190)로 전달한다. 이러한 보정 정보를 통해 위치 정보의 보정을 위해 DGPS 신호를 이용하였는지, 관성센서 신호를 이용하였는지 혹은 양자 모두 이용하였는지 아니면, 위치 정보를 보정하지 않았는지 여부를 알 수 있다.

카메라부(130)는 영상을 촬영하기 위한 것으로, 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 피사체에서 반사되는 빛을 입력받아 전기신호로 변환하며, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등을 기반으로 구현될 수 있다. 카메라부(130)는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있으며, 이미지 센서에서 출력되는 전기신호를 디지털 수열로 변환하여 제어부(190)로 출력할 수 있다. 특히, 카메라부(130)는 3D 센서를 포함한다. 3D 센서는 비접촉 방식으로 운전자의 영상의 특징점에 대한 3차원 좌표를 획득하기 위한 센서이다. 카메라부(130)가 운전자를 촬영하면, 3D 센서는 촬영된 운전자의 영상과 함께, 촬영한 운전자의 영상에서 복수의 특징점의 3차원 좌표를 검출하고, 검출된 3차원 좌표를 제어부(190)로 전달한다. 3D 센서는 레이저, 적외선, 가시광 등을 이용하는 다양한 방식의 센서를 이용할 수 있다. 이러한 3D 센서는 TOP(Time of Flight), 위상변위(Phase-shift) 및 Online Waveform Analysis 중 어느 하나를 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 광 삼각법을 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 백색광 혹은 변조광을 이용하는 광학방식 3차원 스캐너, Handheld Real Time 방식의 PHOTO, 광학방식 3차원 스캐너, Pattern Projection 혹은 Line Scanning을 이용하는 광학방식, 레이저 방식 전신 스캐너, 사진 측량(Photogrammetry)을 이용하는 사진방식 스캐너, 키네틱(Kinect Fusion)을 이용하는 실시간(Real Time) 스캐너 등을 예시할 수 있다.

센서부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량(10)에 설치되는 복수의 센서를 포함한다. 이러한 센서부(140)의 센서는 차량 주변의 객체를 감지하기 위한 초음파 센서, 라이다 센서, 레이더 센서 등을 예시할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량(10)의 외부 영역을 복수의 영역, 예컨대, 제1 내지 제7 영역으로 구분하고, 센서부(140)의 복수의 센서가 복수의 영역에 존재하는 객체를 감지한다. 이때, 하나의 센서가 하나의 영역을 감지하는 것이 아니라, 복수의 센서가 하나의 영역을 중복하여 감지할 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제7 초음파 센서 각각이 제1 내지 제7 영역 각각을 감지할 수 있다. 또한, 제1 레이다 센서가 제2, 제4 및 제6 영역을 감지하고, 제2 레이다 센서가 제3, 제5 및 제7 영역을 감지할 수 있다. 또한, 하나의 라이더 센서가 제1 내지 제7 영역을 감지할 수 있다. 이러한 경우, 제1 초음파 센서 및 라이다 센서가 중복하여 제1 영역을 감지할 수 있으며, 제5 영역은 제5 초음파 센서, 제2 레이다 센서 및 라이다 센서가 중복하여 감지할 수 있다. 센서부(140)는 지속적으로 전술한 복수의 센서를 통해 복수의 구분된 영역을 감지한 센서 신호를 제어부(190)로 전달한다.

구동부(150)는 구동계통, 제동계통 및 조향계통을 포함하는 차량(10)의 계통을 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)가 될 수 있다. 구동부(150)는 제어부(190)의 제어에 따라 해당하는 차량(10)의 계통을 제어한다. 특히, 구동부(150)는 자율주행 시, 제어부(190)로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 시호를 차량(10)의 종방향 움직임을 제어하는 계통과 차량(10)의 횡방향 움직임을 제어하는 계통에 전송한다. 그러면, 해당 계통은 제어 신호에 따라 차량(10)의 종방향 움직임을 제어하거나, 횡방향 움직임을 제어한 후, 제어 신호에 따라 제어가 이루어졌음을 알리는 응답 신호를 전송한다. 이에 따라, 구동부(150)는 해당 계통으로부터 응답 신호를 수신하면, 이러한 응답 신호를 제어부(190)로 전달한다. 이에 따라, 제어부(190)는 제어 신호에 대한 응답 신호를 소정 시간 이상 수신하지 못한 경우, 해당 계통이 불능인 것으로 판단할 수 있다.

입력부(160)는 차량장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(190)에 전달한다. 입력부(160)는 차량을 제어하기 위한 각 종 키들을 포함할 수 있다. 입력부(160)는 표시부(170)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 각 종 키들의 기능이 표시부(170)에서 이루어질 수 있으며, 터치스크린만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(160)는 생략될 수도 있다.

표시부(170)는 차량장치(100)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(170)는 차량장치(100)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 등의 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 특히, 표시부(170)는 본 발명의 실시예에 따른 화면(예컨대, 지도 및 차량의 현재 위치)을 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 표시부(170)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. 한편, 표시부(170)는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 표시부(170)는 터치센서를 포함한다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지한다. 터치센서는 정전용량 방식(capacitive overlay), 압력식, 저항막 방식(resistive overlay), 적외선 감지 방식(infrared beam) 등의 터치 감지 센서로 구성되거나, 압력 감지 센서(pressure sensor)로 구성될 수도 있다. 상기 센서들 이외에도 물체의 접촉 또는 압력을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서 기기가 본 발명의 터치센서로 이용될 수 있다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지하고, 감지 신호를 발생시켜 제어부(190)로 전송한다. 특히, 표시부(170)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력부(160) 기능의 일부 또는 전부는 표시부(170)를 통해 이루어질 수 있다.

저장부(180)는 차량장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장부(180)는 차량장치(100)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터가 저장되는 영역이다. 저장부(180)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어부(190)는 차량장치(100)의 전반적인 동작 및 차량장치(100)의 내부 블록(110 내지 180)들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어는 내부 블록(110 내지 180)들과 CAN(Controller Area Network) 통신 방식을 통해 이루어질 수 있다. 이러한 제어부(190)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(190)는 복수의 프로세서(191) 및 모드전환모듈(193)을 포함한다. 복수의 프로세서(191) 각각은 차량장치(100)의 전반적인 동작 및 차량장치(100)의 내부 블록(110 내지 180)들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다.

또한, 모드전환모듈(193)은 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120) 및 프로세서(191)의 상태에 따라 운행 모드를 전환하거나, 유지하는 역할을 수행한다. 여기서, 운행 모드는 자율주행 모드, 제한주행 모드 및 수동주행 모드를 포함한다. 모드전환모듈(193)은 센서부(140)가 전송하는 센서 신호를 통해 복수의 영역(예컨대, 도 4의 제1 내지 제7 영역) 중 감지가 이루어지는 영역과, 그렇지 않은 영역을 판별하고, 이를 기준으로 자율주행의 운행 모드를 전환할 수 있다. 또한, 모드전환모듈(193)은 제어 신호에 대응하여 구동부(150)가 전송하는 응답 신호의 수신 여부에 따라 횡방향 및 종방향 움직임의 제어가 가능한지 여부를 판별하고, 이를 기준으로 자율주행의 운행 모드를 전환할 수 있다. 그리고 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)가 전송하는 위치 정보 및 보정 정보에 따라, 위치 정보 획득 가능 여부 및 위치 정보의 정밀도를 판별할 수 있고, 이를 기준으로 자율주행의 운행 모드를 전환할 수 있다. 게다가, 모드전환모듈(193)은 주기적으로, 복수의 프로세서(191) 각각에 확인 요청 신호를 전송한다. 만약, 해당 프로세서(191)가 정상 기능으로 동작하고 있는 경우, 해당 프로세서(191)는 모드전환모듈(193)에 확인 응답 신호를 전송한다. 이에 따라, 모드전환모듈(193)은 해당하는 프로세서(191)의 확인 응답 신호의 수신 여부에 따라 복수의 프로세서(191) 각각이 정상 동작하는지 여부를 판별할 수 있고, 이를 기준으로 자율주행의 운행 모드를 전환할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 교통서버(300)에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교통서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교통서버(300)는 통신모듈(310), 저장모듈(320) 및 제어모듈(330)을 포함한다.

통신모듈(310)은 차량장치(100) 및 노변장치(200)와의 통신을 위한 것이다. 통신모듈(310)은 예컨대, 네트워크를 통해 차량장치(100) 및 노변장치(200)와 통신할 수 있다. 통신모듈(310)은 네트워크를 통해 데이터를 송수신하기 위해 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다. 이러한 통신모듈(310)은 수신되는 데이터를 제어모듈(330)로 전달하거나, 제어모듈(330)로부터 전달 받은 데이터를 네트워크를 통해 차량장치(100)로 전송할 수 있다.

저장모듈(320)은 교통서버(300)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장모듈(320)은 본 발명의 실시예에 따른 접근 권한을 저장할 수 있다. 저장모듈(320)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라 등록, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어모듈(330)은 교통서버(300)의 전반적인 동작 및 교통서버(300)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 제어모듈(330)은 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다.

제어모듈(330)은 통신모듈(310)을 통해 노변장치(200)를 통해 차량(10)으로부터 경고 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 제어모듈(330)은 경고 신호를 중계한 노변장치(200)를 기준으로 차량(10)의 위치를 추정하고, 통신모듈(310)을 통해 추정된 위치로 긴급 구난 차량이 파견되도록 긴급 구난 차량에 추정된 위치를 알리는 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 제어모듈(330)은 경고 신호를 중계한 노변장치(200)를 통해 해당 노변장치(200)의 소정 반경 내의 차량의 장치에 경고 신호를 전송할 수 있다. 이러한 제어모듈(330)의 동작은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(190)의 복수의 프로세서(191) 중 적어도 하나의 프로세서(191)는 S110 단계에서 자율주행 모드를 수행한다. 자율주행 모드에서 프로세서(191)는 완전자율주행 레벨 및 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행한다. 완전자율주행 레벨은 차량(10)의 주행이 프로세서(191)의 제어에 의해 수행된다. 반자율주행 레벨은 차량(10)의 주행이 일부는 운전자의 조작에 의해 수행되며, 나머지 일부는 프로세서(191)의 제어에 의해 분담되어 수행된다.

자율주행 모드 중 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 S120 단계에서 패일(FAIL) 상태인지 여부를 판단한다. 안전한 자율주행을 위해서 복수의 기능이 정상적으로 동작하여야 한다. 이러한 기능은 즉, 센서부(140)의 복수의 센서가 차량(10)의 외부를 복수의 영역(도 4의 제1 내지 제7 영역)으로 구분하고, 구분된 복수의 영역을 감지하는 기능, 구동부(150)가 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하는 복수의 계통의 기능, 위치정보부(120)가 GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 차량의 위치 정보를 도출하는 기능, 및 제어부(190)의 복수의 프로세서의 기능을 포함한다. 이에 따라, 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 프로세서(191) 중 어느 하나의 기능이 정상 상태가 아니면, 패일(FAIL) 상태로 판단한다. 이를 위하여 모드전환모듈(193)은 지속적으로 CAN 통신 방법에 따라 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 프로세서(191)와 통신하여 정상 상태로 동작하는지 여부를 판단한다.

패일(FAIL) 상태로 판단되면, 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 S130 단계에서 차량장치(10)를 재부팅(rebooting)한다. 재부팅이 완료된 후, 모드전환모듈(193)은 S140 단계에서 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 제어부(190)의 복수의 프로세서의 상태가 정상인지 혹은 여전히 패일(FAIL) 상태인지 판단한다.

S140 단계의 판단 결과, 정상 상태이면, 제어부(190)는 S110 단계로 회귀하여 프로세서(191)는 자율주행 모드를 수행한다. 반면, S140 단계의 판단 결과, 여전히 패일 상태이면, 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 현재 자율주행의 레벨이 완전자율주행 레벨인지 혹은 반자율주행 레벨인지 여부를 판단하여, 반자율주행 레벨인 경우, S160 단계로 진행하고, 완전자율주행 레벨인 경우, S190 단계로 진행한다.

자율주행이 반자율주행 레벨인 경우, S160 단계에서 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 프로세서(191) 각각의 상태에 따라 제한주행 모드로 전환할지 혹은 수동주행 모드로 전환할지 여부를 판별한다. 여기서, 모드전환모듈(193)은 도 6에 도시된 바와 같이, 차량(10)의 주변 영역을 복수의 영역, 즉, 제1 내지 제7 영역으로 구분하고, 센서부(140)의 복수의 센서가 구분된 복수의 영역 각각을 감지할 수 있는지 여부에 따라 센서부(140)의 상태를 판단한다. 구동부(150)는 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하는 복수의 계통을 제어하며, 모드전환모듈(193)은 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하는 기능이 수행되는지 여부에 따라 구동부(150)의 상태를 판단한다. 위치정보부(120)는 GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 차량(10)의 위치 정보를 도출하며, GPS 신호가 없는 경우, 위치 정보를 도출하는 기능이 불능이되며, GPS 신호가 있으나, DGPS 신호 혹은 관성센서 신호가 없는 경우, 위치 정보를 보정할 수 없기 때문에 정밀도가 떨어진다. 따라서 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)가 위치 정보를 도출하기 위해 사용하는 신호(GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호)에 따라 위치정보부(120)의 상태를 판단한다. 모드전환모듈(193)은 복수의 프로세서(191)가 동작하는지 여부에 따라 프로세서(191)의 상태를 판단한다.

S160 단계의 판단에 따라, 모드전환모듈(193)은 S170 단계의 수동주행 모드로 전환하거나, S180 단계로 진행하여 제한주행 모드로 전환한다. 수동주행 모드에서 차량(10)의 주행은 운전자의 조작에 의해 제어된다. 제한주행 모드에서 차량(10)의 주행은 운전자의 조작 및 상기 프로세서 양자 모두에 의해 분담되어 제어된다. 보다 자세히 설명하면, 반자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 모드전환모듈(193)은 센서부(140)의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 복수의 영역(제1 내지 제7 영역) 모두를 감지할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고, 복수의 영역 중 어느 하나를 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환한다. 또한, 모드전환모듈(193)은 구동부(150)를 통해 차량(10)의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 차량(10)의 종방향 및 횡방향 운행 모두를 제어할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환한다. 그리고 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)가 GPS 신호를 이용하여 위치 정보를 산출하지만, DGPS 신호 및 관성센서 신호 중 적어도 하나를 이용하여 위치 정보를 보정하지 않아 위치 정보의 정밀도가 열화되면, 제한주행 모드로 전환하고, GPS 신호가 없어 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환한다. 또한, 모드전환모듈(193)은 2개의 프로세서(191) 모두가 정상이면, 제한주행 모드로 전환하고, 2개의 프로세서(191) 중 어느 하나의 기능이 불능이면, 수동주행 모드로 전환한다.

한편, 자율주행이 완전자율주행 레벨인 경우, S190 단계에서 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 프로세서(191) 각각의 상태에 따라 제한주행 모드로 전환할지 혹은 수동주행 모드로 전환할지 여부를 판별한다. S190 단계의 판단에 따라, 모드전환모듈(193)은 S200 단계로 진행하여 제한주행 모드로 전환하거나, S210 단계의 수동주행 모드로 전환을 시도한다.

보다 자세히 설명하면, 완전자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 모드전환모듈(193)은 센서부(140)의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 복수의 영역(예컨대, 도 4의 제1 내지 제7 영역) 모두를 감지할 수 있거나, 차량 측면의 1개의 영역(예컨대, 제5 영역)만을 감지할 수 없으면, 제한주행 모드로 전환하고, 복수의 영역 중 정면(예컨대, 제1 영역) 혹은 측면의 2 이상의 영역(예컨대, 제5 및 제7 영역)을 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환한다. 모드전환모듈(193)은 구동부(150)를 통해 차량(10)의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환한다. 또한, 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)의 위치 정보의 정밀도가 열화되거나, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환한다. 모드전환모듈(193)은 2개의 프로세서(191) 모두가 불능이면, 수동주행 모드로 전환하고, 2개의 프로세서(191) 중 어느 하나만 불능이면, 제한주행 모드로 전환한다.

한편, 반자율주행 레벨과 달리 완전자율주행 레벨의 자율주행 모드의 경우, 차량의 주행에 대해 운전자가 전혀 관여하지 않기 때문에 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환하는 시점에 운전자가 각성 상태가 아닐 수 있다. 이러한 경우, 수동주행 모드로 전환할 때, 운전자가 수동주행 모드를 수행할 수 있는지 여부를 판단해야 한다. 따라서 제어부(190)의 모드전환모듈(193)은 S220 단계에서 운전자의 상태에 따라 수동주행 모드로 전환 가능한지 여부를 판단한다. 수동주행 모드로 전환 가능한지 여부를 판단할 때, 모드전환모듈(193)은 카메라부(130)를 통해 운전자를 촬영하고, 촬영된 영상에서 특징점의 변위(예컨대, 운전자의 손 움직임, 입의 움직임 및 동공의 크기 변화 등)를 인식하여 운전자의 상태를 식별한 후, 수동주행 모드로 전환 가능한지 여부를 판단할 수 있다.

상기 판단 결과, 수동주행 모드로 전환이 가능한 경우, 모드전환모듈(193)은 S230 단계로 진행하여 수동주행 모드를 수행한다. 반면, 모드전환모듈(193)은 운전자의 상태가 수동주행 모드로 전환할 수 없는 경우, S240 단계로 진행하여 센서부(140), 구동부(150), 위치정보부(120), 프로세서(191) 각각의 상태에 따라 위험최소화동작(MRM) 모드를 수행한다.

보다 자세히 설명하면, 모드전환모듈(193)은 센서부(140)를 통해 차량(10)의 정면 영역(예컨대, 제1 영역)을 감지할 수 없거나, 차량의 조수석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역(예컨대, 제3, 제5 및 제7 영역 중 2 이상의 영역)을 감지할 수 없으면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다. 반면, 모드전환모듈(193)은 센서부(140)를 통해 차량(10)의 운전석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역(예컨대, 제2, 제4 및 제6 영역 중 2 이상의 영역)을 감지할 수 없으면, 안전 영역 혹은 갓길에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다.

또한, 모드전환모듈(193)은 구동부(140)를 통해 차량(10)의 횡방향 움직임을 제어할 수 없으면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다. 반면, 모드전환모듈(193)은 구동부(140)를 통해 차량(10)의 종방향 움직임을 제어할 수 없으면, 안전 영역 혹은 갓길에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다.

그리고 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)를 통해 위치 정보를 산출할 수 없으면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다. 반면, 모드전환모듈(193)은 위치정보부(120)를 통해 산출되는 위치 정보의 정밀도가 열화되는 경우, 안전 영역 혹은 갓길에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다.

모드전환모듈(193)은 2개의 프로세서(191) 모두가 불능이면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 위험최소화동작(MRM)을 수행한다.

한편, 위험최소화동작(MRM)을 수행하는 경우, 주변 차량과의 충돌 위험이 있다. 따라서 위험최소화동작(MRM) 모드에서 모드전환모듈(193)은 통신부(110)를 통해 다른 차량의 장치로 위험최소화동작을 수행함을 알리는 경고 신호를 전송한다.

이러한 경고 신호는 도 9에 도시된 바와 같이, V2I 통신을 통해 노변장치(200)를 경유하여 교통서버(300)로 전달될 수 있다. 그러면, 교통서버(300)의 제어모듈(330)은 경고 신호를 중계한 노변장치(200)를 기준으로 차량(10)의 위치를 추정하고, 통신모듈(310)을 통해 추정된 위치로 긴급 구난 차량이 파견되도록 긴급 구난 차량에 추정된 위치를 알리는 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 경고 신호는 V2V 통신을 통해 차량(10)에 근접한 순서에 따라 순차로 복수의 다른 차량의 장치로 전달될 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 차량(10)의 차량장치(100)가 경고 신호를 차량(10)과 인접한 제1 근접차량(11)으로 경고 신호를 전송하면, 이를 제1 근접차량(11)의 장치가 이 경고 신호를 제2 근접차량(12)으로 전달하고, 제2 근접차량(12)은 다시 제3 근접차량(13)으로 전달하는 식으로 근접한 순서에 따라 순차로 전달될 수 있다. 이러한 경고 신호의 전달에 따라 복수의 다른 차량(11, 12, 13)이 해당 차량(10)과 충돌을 방지할 수 있다.

한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 다양한 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100: 차량장치 110: 통신부
120: 위치정보부 130: 카메라부
140: 센서부 150: 구동부
160: 입력부 170: 표시부
180: 저장부 190: 제어부
200: 노변장치 300: 교통서버
310: 통신모듈 320: 저장모듈
330: 제어모듈

Claims

자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치에 있어서,
상기 차량의 운전자를 촬영하는 카메라부;
상기 차량의 외부를 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역의 객체를 감지하는 복수의 센서를 포함하는 센서부;
상기 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하기 위한 복수의 계통을 제어하는 구동부;
GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 상기 차량의 위치 정보를 도출하는 위치정보부; 및
상기 카메라부 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부를 포함하는 상기 차량장치를 제어하는 2 이상의 프로세서; 및
상기 차량의 주행이 상기 프로세서에 의해 제어되는 완전자율주행 레벨, 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작과 상기 프로세서에 의해 분담되어 제어되는 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행하는 자율주행 모드에서
상기 센서부, 상기 구동부, 상기 위치정보부 및 상기 프로세서 중 적어도 하나의 기능이 정상 상태가 아닌 패일 상태인지 여부를 판단하고,
상기 패일 상태이면, 재부팅을 수행하고,
상기 재부팅 후,
상기 자율주행 레벨이 상기 완전자율주행 레벨인지 혹은 상기 반자율주행 레벨인지 여부 및 상기 센서부, 상기 구동부, 상기 위치정보부 및 상기 프로세서 각각의 상태에 따라
상기 차량의 주행이 운전자의 조작과 상기 프로세서에 의해 제어되는 제한주행 모드, 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작에 의해 제어되는 수동주행 모드 중 어느 하나의 모드로 전환하도록 제어하는 모드전환모듈;을 포함하며,
상기 모드전환모듈은
상기 반자율주행 레벨의 자율주행 모드에서
상기 재부팅 후,
상기 센서부의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 상기 복수의 영역 모두를 감지할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 복수의 영역 중 어느 하나를 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환하며,
상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 모두를 제어할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고,
상기 위치정보부의 상기 GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호의 이용 가능 여부에 따라 상기 위치 정보의 정밀도가 열화되면, 제한주행 모드로 전환하고, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하는
제어부의 2개의 프로세서 모두가 정상이면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 2개의 프로세서 중 어느 하나의 기능이 불능이면,
수동주행 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치.
제1항에 있어서,
상기 모드전환모듈은
상기 완전자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 때,
상기 카메라부를 통해 운전자를 촬영하고, 촬영된 운전자의 상태를 식별한 후, 상기 운전자가 수동주행 모드를 수행할 수 없으면, 위험최소화동작(MRM) 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 모드전환모듈은
상기 완전자율주행 레벨의 자율주행 모드에서
상기 재부팅 후,
상기 센서부의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 상기 복수의 영역 모두를 감지할 수 있거나, 차량 측면의 1개의 영역만을 감지할 수 없으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 복수의 영역 중 정면 혹은 측면의 2 이상의 영역을 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환하며,
상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며,
상기 위치정보부의 상기 위치 정보의 정밀도가 열화되거나, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며,
상기 제어부의 2개의 프로세서 모두가 불능이면, 수동주행 모드로 전환하고, 상기 2개의 프로세서 중 어느 하나만 불능이면, 제한주행 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치.
제2항에 있어서,
상기 모드전환모듈은
상기 위험최소화동작 모드에서
상기 센서부를 통해 상기 차량의 정면 영역을 감지할 수 없거나, 상기 차량의 조수석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역을 감지할 수 없거나, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 횡방향 운행을 제어할 수 없거나, 상기 위치정보부를 통해 위치 정보를 산출할 수 없거나, 2개의 프로세서 모두가 불능이면, 감속 후, 주행 중인 차선에 정차하는 동작을 수행하고,
상기 센서부를 통해 상기 차량의 운전석 방향의 측면 영역 중 2 이상의 영역을 감지할 수 없거나, 상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 운행을 제어할 수 없거나, 상기 위치정보부를 통해 산출되는 위치 정보의 정밀도가 열화되는 경우, 안전 영역 혹은 갓길에 정차하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치.
제2항에 있어서,
상기 차량장치는
노변장치를 통해 교통서버와 통신하는 V2I 통신 및 다른 차량의 차량장치와 직접 통신하는 V2V 통신을 수행하는 통신부;를 더 포함하며,
상기 모드전환모듈은 상기 위험최소화동작 모드로 전환되면, 상기 통신부를 통해 상기 위험최소화동작을 수행함을 알리는 경고 신호를 전송하며, 전송된 경고 신호는 상기 차량에 근접한 순서에 따라 순차로 복수의 다른 차량의 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 차량장치.
자율주행 차량의 차량장치의 운행 모드 전환을 위한 방법에 있어서,
상기 차량장치의 프로세서에 의해 제어되는 완전자율주행 레벨, 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작과 상기 프로세서에 의해 제어되는 반자율주행 레벨 중 어느 하나의 자율주행 레벨에 따라 자율주행을 수행하는 단계;
상기 차량의 외부를 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역의 객체를 감지하는 복수의 센서를 포함하는 센서부와, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행을 제어하기 위한 복수의 계통을 제어하는 구동부와, GPS(Global Positioning System) 신호, DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 상기 차량의 위치 정보를 도출하는 위치정보부와, 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부를 포함하는 상기 차량을 제어하는 2 이상의 프로세서를 포함하는 제어부 중 적어도 하나의 기능이 정상 상태가 아닌 패일 상태인지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 상기 패일 상태이면, 재부팅을 수행하는 단계; 및
상기 재부팅 후, 상기 센서부, 상기 구동부, 및 상기 위치정보부의 상태에 따라 상기 자율주행 레벨이 상기 완전자율주행 레벨인지 혹은 상기 반자율주행 레벨인지 여부, 및 상기 복수의 항목의 상태에 따라 상기 차량의 주행이 운전자의 조작과 상기 프로세서에 의해 제어되는 제한주행 모드 및 상기 차량의 주행이 운전자의 조작에 의해 제어되는 수동주행 모드 중 어느 하나의 모드로 전환하는 단계;를 포함하며,
상기 전환하는 단계는
상기 반자율주행 레벨의 자율주행 모드에서 상기 재부팅 후, 상기 제한주행 모드 및 상기 수동주행 모드 중 어느 하나의 모드로 전환할 때,
상기 센서부의 복수의 센서 중 일부를 이용하여 상기 복수의 영역 모두를 감지할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 복수의 영역 중 어느 하나를 감지할 수 없으면 수동주행 모드로 전환하며,
상기 구동부를 통해 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 중 적어도 하나를 제어할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하며, 상기 차량의 종방향 및 횡방향 운행 모두를 제어할 수 있으면, 제한주행 모드로 전환하고,
상기 위치정보부의 상기 GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호의 이용 가능 여부에 따라 상기 위치 정보의 정밀도가 열화되면, 제한주행 모드로 전환하고, 위치 정보를 산출할 수 없으면, 수동주행 모드로 전환하는
상기 제어부의 2개의 프로세서 모두가 정상이면, 제한주행 모드로 전환하고, 상기 2개의 프로세서 중 어느 하나의 기능이 불능이면, 수동주행 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 운행 모드 전환을 위한 방법.
제7항에 따른 운행 모드 전환을 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.