KR102004818B1 - 차량의 추월 위험 경고장치 - Google Patents

차량의 추월 위험 경고장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 장착된 각종 센서를 활용하여 반대편 차선에서 오는 챠량의 유무를 판단하여 후방차량에 전달함으로써 후방차량의 추월로 인한 사고를 방지하는 기술에 관한 것으로, 주행하는 차량이 전방정보를 분석하여 뒤쪽차량에 추월금지 정보를 사전에 미리 알려줌으로써 편도 1차선에서 서행하는 차량을 추월하다 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 추월 위험 경고장치{Device For Warning Driver Of Vehicle Against Danger Of Overtaking}
본 발명은 차량에 장착된 각종 센서를 활용하여 반대편 차선에서 오는 챠량의 유무를 판단하여 후방차량에 전달함으로써 후방차량의 추월로 인한 사고를 방지하는 기술에 관한 것이다.
편도 1차선 도로에서는 고가의 물품을 운반하는 대형 트럭과 같이 빠른 속도로 주행할 수 없는 차량이 전방에 있을 시 또는 전방차량이 주차 또는 정차되었을 시, 많은 차량들이 추월을 시도하고 전방 차량으로 시야가 가려진 상태에서의 추월 시도는 반대편 차선에서 오는 차량과의 사고로 이어질 수 있으며 이에 대한 해결책이 필요하다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 전방을 감지하는 각종 센서를 통해 추월 대상차량의 전방 상태를 후방차량에게 전달하여 추월사고를 미연에 방지하는 차량의 추월 위험 경고장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 추월 위험 경고장치는 차량 전방의 상태 정보를 수집하는 인지부를 포함한다. 인지부는 차량의 전방에 설치되어 앞차량 또는 반대편 차선에서 오는 차량을 인지한다. 인지부는 차량전방의 상태를 파악하는 전방카메라, 차량 전방의 장애물등을 탐지하는 전방레이더, 반대편 차선에서 오는 차량의 엔진룸에서 발생되는 엔진열을 감지하여 반대차선에서 오는 차량을 감지하는 열 영상감지장치, 야간에 반대차선에서 오는 차량의 헤드램프 빛을 감지하는 차량용 조도센서, 야간에 적외선을 감지하여 원거리를 탐지하는 나이트비전 중 적어도 하나일 수 있다.
전방카메라는 블랙박스 기능이 있거나 현재 각광받고 있는 ADAS 기능이 포함될 수 있다.
또한, 추월 위험 경고장치는 인지부와 연결되는 판단부를 포함한다.
판단부는 차량의 현재위치를 파악하는 위치확인부와 차량이 주행가능한 도로의 정보가 포함된 맵데이터를 포함한다.
위치확인부를 통해 측정된 차량의 위치정보와 맵데이터정보를 매칭하여 차량이 주행하는 도로가 편도 1차선인지 여부와, 인지부로부터 수집된 차량 전방의 상태정보를 분석하여 뒤쪽차량에 전송할 추월 가능 여부를 판단하는 마이크로 프로세서를 포함한다.
출력부는 판단부와 연결되고, 차량의 판단부에서 판단된 추월가능 여부를 전송받아 뒤쪽차량에 알려주는 기능을 한다.
출력부가 뒤쪽차량 추월 가능 여부를 뒤쪽 차량에 알려줄 수 있도록 추월표시가 형성된 후미등이나 추월위험 경고 신호를 알려주는 후방전광판 일 수 있다.
만약, 상기의 후미등이나 후방전광판이 아닌 통신장치을 이용하여 뒤쪽 차량에 위험신호를 전송할 경우 출력부는 V2V통신이나 근거리 전용통신(Dedicated Short-Range Communication, DSRC)이 사용될 수 있다.
V2V통신이나 근거리 전용통신을 사용할 경우 위험경고 신호를 받는 차량은 별도의 수신장치가 있어야 한다. 따라서 인지부는 앞쪽차량으로부터 전송된 추월위험 경고 신호를 수신하는 수신장치가 추가로 포함될 수 있다.
또한 본 발명은 차량 전방에 커브길이나 경사로가 발견될 경우 반대차선에서 오는 차량을 인지부가 감지하지 못할 수도 있다. 설사 감지 된다 하더라도 뒤쪽차량이 안정적으로 추월할 수 있는 안전 거리가 확보되지 않아 사고로 이어질 수도 있다. 따라서 판단부는 맵데이터와 위치확인부를 통해 차량 전방에 커브길 또는 경사로가 발견될 경우 전방에 차량 감지여부와 상관 없이 출력부에 추월금지 신호를 전송 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 추월 위험 경고장치에 따르면, 주행하는 차량이 전방정보를 분석하여 뒤쪽차량에 추월가능 여부를 사전에 미리 알려줌으로써 편도 1차선에서 서행하는 차량을 추월하다 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량의 추월 위험 경고장치가 부착된 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 차량의 추월 위험 경고장치가 없을 경우 뒤쪽차량이 추월을 시도할 때 충돌사고가 발생되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험 경고장치가 장착된 차량이 전방을 탐지하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험경고장치가 장착된 차량이 뒤쪽차량에 추월 위험을 알려주는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험경고장치가 장착된 차량에서 주행하는 뒤쪽차량이 추월불가능 정보를 수신 받고 추월하지 않는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험경고장치가 장착된 차량이 전방을 탐지하여 뒤쪽차량의 추월금지 여부를 판단하기 위해 연산하는 과정을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 추월 위험 경고장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 차량의 추월 위험 경고장치가 부착된 차량을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 차량의 추월 위험 경고장치는 제1차량(20) 전방의 상태 정보를 수집하는 인지부(100)를 포함한다. 인지부(100)는 제1차량(20)의 전방에 설치되어 앞차량 또는 반대편 차선에서 오는 차량을 인지한다. 인지부(100)는 제1차량전방의 상태를 파악하는 전방카메라, 차량 전방의 장애물 등을 탐지하는 전방레이더, 반대편 차선에서 오는 차량의 엔진룸에서 발생되는 엔진 열을 감지하는 열 영상감지장치, 야간에 반대차선에서 오는 차량의 헤드램프 빛을 감지하는 차량용 조도센서, 야간에 적외선을 감지하여 원거리를 탐지하는 나이트비전 중 적어도 하나일 수 있다.
전방카메라는 블랙박스 기능이 있거나 현재 각광받고 있는 ADAS 기능이 포함될 수 있다.
또한, 추월 위험 경고장치는 인지부(100)와 연결되는 판단부(400)를 포함한다.
판단부(400)는 제1차량(20)의 현재위치를 파악하는 위치확인부(200)와 차량이 주행가능한 도로의 정보가 포함된 맵데이터(300)를 포함한다.
위치확인부(200)를 통해 측정된 제1차량(20)의 위치정보와 맵데이터(300)를 매칭하여 제1차량(20)이 주행하는 도로가 편도 1차선인지 여부와, 인지부(100)로부터 수집된 제1차량(20) 전방의 상태정보를 분석하여 뒤쪽차량에 전송할 추월 가능 여부를 판단하는 마이크로 프로세서를 포함한다.
출력부(500)는 판단부(400)와 연결되고, 제1차량(20)의 판단부(400)에서 판단된 추월가능 여부를 전송받아 뒤쪽차량에 알려주는 기능을 한다.
출력부(500)가 뒤쪽차량 추월 가능 여부를 뒤쪽 차량에 알려줄 수 있도록 추월표시가 형성된 후미등이나 추월위험 경고 신호를 알려주는 후방전광판 일 수 있다.
만약, 상기의 후미등이나 후방전광판이 아닌 통신장치을 이용하여 뒤쪽 차량에 위험신호를 전송할 경우 출력부는 V2V통신이나 근거리 전용통신(Dedicated Short-Range Communication, DSRC)이 사용될 수 있다. 실시 예에 따라서, V2V통신이나 근거리 전용통신을 사용할 경우 위험경고 신호를 받는 차량은 별도의 수신장치가 있어야 한다. 따라서 인지부(100)는 앞쪽차량으로부터 전송된 추월위험 경고 신호를 수신하는 수신장치가 추가로 포함될 수 있다.
도 2는 차량의 추월 위험 경고장치가 없을 경우 뒤쪽차량이 추월을 시도할 때 충돌사고가 발생되는 과정을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험 경고장치가 장착된 차량이 전방을 탐지하는 과정을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험경고장치가 장착된 차량이 뒤쪽차량에 추월 위험을 알려주는 과정을 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험 경고장치가 장착된 차량에서 주행하는 뒤쪽차량이 추월 불가능 정보를 수신 받고 추월하지 않는 과정을 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 편도 1차선에서 제1차량(20)이 제2방향(B)으로 주행하고 있고, 제2차량(10)은 제2방향(B)을 따라 제1차량(20) 뒤를 따라 주행하고 있다. 제1차량(20) 맞은편에는 제3차량(30)이 제3방향(C)으로 주행하고 있다. 제2차량(10)이 제1차량(20)의 속도가 느리다고 생각하여 제1방향(A)으로 추월을 시도 할 때 제1차량(20)에서 제3차량(30)이 반대편 차선에 있다고 알려주지 않을 경우 제2차량(10)과 제3차량(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 충돌하여 사고가 발생하게 된다.
이때, 본 발명이 적용된 차량인 경우라면 도 3에 도시된 바와 같이 제1차량(20) 전방에 인지부(100)가 설치되어 전방탐지영역(40)에 제3차량(30)이 탐지되면 제1차량(20)에 설치된 판단부(400)가 제3차량(30)의 속도, 제3차량(30)과 제1차량과의 거리, 맵데이터(300), 제1차량(20)의 위치정보를 종합적으로 분석하여 판단부(400)에서 추월이 불가능 하다고 판단하면 출력부(500)에 추월금지 정보를 전송하게 된다. 출력부(500)는 도 4를 참조하면 판단부(400)에서 받은 추월금지 정보를 제2차량(10)에 전송하는데 전술한 바와 같이 추월표시가 형성된 후미등이나 추월위험 경고 신호를 알려주는 후방전광판 일 수 있다. 하지만 안개나 악천우로 인해 시야 확보가 안될 경우 제1차량(20)에서 상기의 방법으로 추월금지 정보를 알려준다 하더라도 제2차량(10)이 이를 인지하지 못할 수 도 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 후미등이나 후방전광판 대신 통신장치(50)를 이용하여 제2차량(10)에 추월금지 정보를 전송할 수 있다. 통신장치는 차량간 통신(Vehicle to Vehicle, V2V)이나 근거리 전용통신 (Dedicated Short-Range Communication, DSRC)이 사용될 수 있다. 제1차량(20)의 출력부(500)를 통해 추월금지 정보를 받은 제2차량(10)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1차량(20)을 추월하려 하지 않고 제4방향(D)으로 계속 주행하게 된다.
실시 예에 따라 제1차량(20) 전방에 커브길이나 경사로가 발견될 경우 반대차선에서 오는 차량을 인지부(100)가 감지하지 못할 수도 있다. 설사 감지 된다 하더라도 제2차량(10)이 안정적으로 추월할 수 있는 안전 거리가 확보되지 않아 제2차량(10)과 제3차량(30)이 충돌하는 사고로 이어질 수도 있다.
따라서, 판단부(400)는 맵데이터(300)와 위치확인부(200)를 통해 제1차량(20) 전방에 커브길 또는 경사로가 발견될 경우 전방에 차량 감지여부와 상관 없이 출력부(500)에 추월금지 정보를 전송하여 제2차량(10)이 제4방향(D)으로 계속 주행하도록 함으로써, 추월로 인한 사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 추월 위험경고장치가 장착된 차량이 전방을 탐지하여 뒤쪽차량의 추월금지 여부를 판단하기 위해 연산하는 과정을 도시한 도면이다. 도 6과 수식을 참조하여 설명한다.
Figure 112015105223856-pat00001
----<수식1>
Figure 112015105223856-pat00002
----<수식2>
Figure 112015105223856-pat00003
----<수식3>
Figure 112015105223856-pat00004
----<수식4>
Figure 112015105223856-pat00005
--<수식5>
Figure 112015105223856-pat00006
----<수식6>
도 6 및 상기 수식에서 Veh1은 추월 당하는 차량, Veh2는 추월을 시도하는 차량, Veh3는 반대차선 주행 차량이다. 각 차량의 속도는 각각 v1, v2, v3이며, 차량의 가속도는 각각 AVeh1, AVeh2, AVeh3이며, 차량의 전장길이는 각각 LVeh1, LVeh2, LVeh3이며, Veh2차량이 추월하는 동안의 이동거리는 각각 Dveh1, Dveh2, Dveh3이다. 또한, Veh2가 Veh1을 추월하기 위해 추월을 시도하는 Veh1과 Veh2사이의 거리를 Dout, 추월 후 차선을 복위하기 위해 Veh2가 복귀를 완료 하였을 때의 Veh1과 Veh2사이의 거리를 Din이라 한다. Veh2가 추월하는 동안 Veh1의 종방향 이동거리를 Dveh1 -long, Veh2의 종방향 이동거리를 DVeh2 -long, 차선간 거리를 Wlane로 정의된다. 차량간의 거리는 DV1 - V3, DV2 - V3'로 나타낸다.
수식에 대해 설명하면 다음과 같다.
<수식1>은 Veh1이 이동한 거리를 구할 때 사용한다. Veh1이 이동한 거리(DVeh1-long)는 v1*T 즉, Veh1의 속도에 시간을 곱한 값이다.
<수식2>는 Veh2가 Veh1을 추월하기 위해 이동한 거리(DVeh2 -long)를 구하는 식으로 Veh2가 Veh1을 추월하기 전 Veh1과 Veh2사이의 거리(Dout), Veh1이 이동한 거리(DVeh1-long), Veh2가 Veh1을 추월한 후 Veh1과 Veh2사이의 거리(Din), 추월하기 위해 반대편 차선쪽으로 이동한 거리(Wlane)와 추월 후 주행차선으로 이동한 거리(Wlane) 그리고, Veh2의 전장(LVeh2)를 더하면 구해질 수 있다.
<수식3>은 수식2는 Veh2가 Veh1을 추월하기 위해 이동한 거리(DVeh2 -long)를 구하는 식으로 수식2에 차선간 거리(Wlane)값을 더하면 된다.
<수식4>는 Veh3이 이동한 거리를 구할 때 사용한다. Veh3이 이동한 거리(DVeh3-long)는 v3*T 즉, Veh3의 속도에 시간을 곱한 값이다.
<수식5>는 Veh2가 순수하게 차량 주행 방항으로 이동한 거리를 구할 때 사용하는 식으로, 수식2와 달리 -2Wlane이 추가되었다. 수식5에서 -2Wlane이 추가된 이유는 추월하기 위해 반대편 차선쪽으로 이동한 거리(Wlane)와 추월 후 주행차선으로 이동한 거리(Wlane)가 제외되면 순수하게 Veh2가 Veh1을 추월하기 위해 이동한 거리(DVeh2-long)나오기 때문이다. 즉, 주행하는 방향이 종방향이면 추월을 위해 반대편 차선으로 이동한 거리(Wlane)는 횡방향이 된다.
<수식6>은 Veh1과 Veh3의 거리(DV1 - V3)를 구하는 식으로 수식4로 구해진 (DVeh3)값, Veh1을 추월한 Veh2와 Veh3 사이의 거리(DV2' - V3') Veh2의 전장(LVeh2), Veh2가 Veh1을 추월한 후 Veh1과 Veh2사이의 거리(Din), 그리고 수식 1로 구해진 Veh1이 이동한 거리(DVeh1 -long)의 합이다.
(DV1 - V3)를 안전거리로 확보하여 경고를 보낼 시점인 (DV1 - V3)거리를 판단하는 것이 매우 중요하다. (DV1 - V3)는 <수식6>으로 구할 수 있는데, Dveh3값은 수식4를 통해 구하고, LVeh2는 Veh2차량의 전장이며, Din Veh2가 Veh1을 추월한 후 Veh1과 Veh2사이의 거리이다. 그리고 DVeh1 -long은 Veh1이 이동한 거리로 <수식1>을 통해 구해진다. 마지막으로 (DV2' - V3')값은 안전거리이며, Veh3가 편도 1차선의 제한속도인 시속 60km를 기준으로 주행한다고 가정하여 기준 거리를 임의로 정할 수 있다.
결론적으로 Veh1과 Veh3의 거리(DV1 - V3)가 사고 없이 추월가능 거리 기준값 보다 작아지면 판단부는 추월이 불가하다라는 정보값을 출력부에 전송하고 출력부는 후방에 있는 Veh2에 추월이 불가능하다고 알려주게 된다. 즉, Veh3가 (DV1 - V3)내로 들어오면 Veh1은 뒤에서 주행하는 Veh2에 추월금지 정보를 보내게 되는 것이다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 제2차량
20: 제1차량
30: 제3차량
40: 전방탐지영역
100: 인지부
200: 위치확인부
300: 맵데이터
400: 판단부
500: 출력부

Claims (9)

  1. 자차량의 전방의 상태 정보를 수집하는 인지부;
    상기 자차량의 현재위치를 파악하는 위치확인부와 차량이 주행가능한 도로의 정보가 포함된 맵데이터를 포함하고, 상기 위치확인부를 통해 측정된 상기 자차량의 위치정보와 상기 맵데이터정보를 매칭하여 상기 자차량이 주행하는 도로가 편도 1차선인지 여부와, 상기 인지부로 부터 수집된 상기 자차량 전방의 상태정보를 분석하고 상기 자차량, 뒤쪽 차량, 반대차선 주행 차량의 각각의 속도 및 가속도를 이용하여 상기 뒤쪽 차량이 상기 자차량에 대해 추월을 완료했을 시점에 상기 반대차선 주행 차량과 상기 뒤쪽 차량 사이의 거리를 계산하여 상기 뒤쪽차량에 전송할 추월금지 정보를 전송할지 여부를 판단하는 마이크로 프로세서를 포함하는 판단부;
    상기 판단부와 연결되고, 상기 차량의 상기 판단부에서 판단된 추월금지 정보를 전송 받아 상기 뒤쪽차량에 알려주는 출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 추월 위험 경고장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인지부는 전방카메라, 전방레이더, 열 영상감지장치, 차량용 조도센서, 나이트비전 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 추월 위험 경고장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는 추월금지 정보를 뒤쪽 차량에 알려줄 수 있도록 추월표시가 형성된 후미등, 추월금지 정보를 알려주는 후방전광판, V2V(vehicle-to-vehicle)통신으로 상기 뒤쪽차량에 추월금지 정보를 전송하는 V2V통신장치 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 추월 위험경고 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는 아래의 수식을 계산하는
    Figure 112019040250296-pat00013
    ----<수식1>
    Figure 112019040250296-pat00014
    ----<수식2>
    Figure 112019040250296-pat00015
    ----<수식3>
    Figure 112019040250296-pat00016
    ----<수식4>
    Figure 112019040250296-pat00017
    --<수식5>
    Figure 112019040250296-pat00018
    ----<수식6>
    것을 특징으로 하는 추월 위험경고 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는 근거리 전용통신(Dedicated Short-Range Communication, DSRC)으로 뒤쪽차량에 추월금지 정보를 전송하는 DSRC장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 추월 위험경고장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 인지부는 앞쪽차량으로부터 전송된 추월금지 정보를 수신하는 수신장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 추월 위험경고장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 전방카메라는 블랙박스 기능이 포함된 것을 특징으로 하는 추월 위험 경고장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 전방카메라는 ADAS 기능이 포함된 것을 특징으로 하는 추월 위험 경고장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 맵데이터와 상기 위치확인부를 통해 상기 차량 전방에 커브길 또는 경사로가 있을 경우 상기 출력부에 추월금지 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 추월 위험 경고장치.
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