KR102028394B1 - Method and apparatus for preventing lane departure of vehicle - Google Patents

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Abstract

차량의 주행차로 이탈을 방지하는 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 장치는 조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행방향에 대한 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 상기 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하는 진행 방향 예측부; 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 주행차로의 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 제2 접선을 추출하는 주행차로 곡률 계산부; 상기 추출된 제1 접선과 상기 제2 접선을 이용하여 상기 차량의 주행차로 이탈 여부를 예측하는 주행차로 이탈 예측부; 및 상기 차량의 주행차로 이탈이 예측되면, 상기 제1 접선이 상기 제2 접선과 미리 정해진 각도 이하를 형성하도록 핸들의 조향 방향 제어 및 주행 속도를 감소시키는 브레이크 제어 중 하나 이상을 수행하는 주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method and apparatus are provided for preventing departure from a traveling vehicle of a vehicle. An apparatus for preventing departure from a driving lane of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention calculates a curvature of a driving direction of a vehicle using steering angle information obtained from a steering angle sensor, and calculates a curvature of the vehicle in a circle having the calculated curvature. A traveling direction predicting unit extracting a first tangent line corresponding to the driving direction; A driving lane curvature calculating unit configured to calculate a curvature of the driving lane using a signal obtained by the radar sensor, and extract a second tangent from the circle having the calculated curvature; A driving lane departure predicting unit predicting whether the vehicle leaves the driving lane using the extracted first tangent line and the second tangent line; And a driving control unit configured to perform at least one of steering direction control of the steering wheel and brake control to reduce a traveling speed such that the first tangent line is below a predetermined angle with the second tangent line when the departure of the driving lane of the vehicle is predicted. It is characterized by including.

Description

차량의 주행차로 이탈을 방지하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING LANE DEPARTURE OF VEHICLE}METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING LANE DEPARTURE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for preventing departure of a vehicle into a traveling car.

일반적으로, 교통사고는 인적 요인, 차량적 요인, 도로의 환경적 요인 중 하나 또는 그 이상이 복합적으로 결합되어 발생하게 된다.In general, traffic accidents are caused by a combination of one or more of human factors, vehicle factors, and environmental factors on the road.

과거에는 졸음운전이 교통사고의 큰 원인이었지만, 최근에는 차량에 장착되고 있는 디스플레이 장치의 화면을 통해 내비게이션, 오디오 및 공조 기능 등을 조작하게 되면서, 주행 중 운전자의 시선이 디스플레이 장치로 분산되어 발생하는 교통사고의 비율이 크게 증가하고 있다.In the past, drowsy driving was a major cause of traffic accidents, but recently, navigation, audio, and air conditioning functions have been manipulated through display screens mounted on vehicles. The rate of traffic accidents is increasing significantly.

이와 같이, 졸음운전이나 디스플레이 장치의 조작 등으로 인해 주행 중 전방 주시가 제대로 이루어지지 못하는 경우, 차량이 주행차로를 이탈하는 위험한 상황이 발생할 수 있으며 이는 교통사고로 이어질 가능성이 매우 높다.As such, when the vehicle is not properly watched while driving due to drowsy driving or manipulation of the display device, a dangerous situation in which the vehicle leaves the driving lane may occur, which may lead to a traffic accident.

이에, 차량의 주행차로 이탈을 예측하고 주행차로 이탈이 예측되면 차량이 주행차로를 이탈하지 않도록 차량의 주행 관련 장치를 제어하는 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a technology for controlling a driving related apparatus of a vehicle so as not to leave the driving lane when the vehicle is predicted to leave the driving lane and the vehicle is expected to leave the driving lane.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 주행차로 이탈을 예측하고 주행차로 이탈이 예측되면 차량이 주행차로를 이탈하지 않도록 차량의 주행 관련 장치를 제어하는 방안을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a method of controlling the vehicle-related driving device so that the vehicle predicts the departure of the driving lane and if the departure of the driving lane is predicted, the vehicle does not leave the driving lane. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 장치는 조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행방향에 대한 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 상기 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하는 진행 방향 예측부; 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 주행차로의 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 제2 접선을 추출하는 주행차로 곡률 계산부; 상기 추출된 제1 접선과 상기 제2 접선을 이용하여 상기 차량의 주행차로 이탈 여부를 예측하는 주행차로 이탈 예측부; 및 상기 차량의 주행차로 이탈이 예측되면, 상기 제1 접선이 상기 제2 접선과 미리 정해진 각도 이하를 형성하도록 핸들의 조향 방향 제어 및 주행 속도를 감소시키는 브레이크 제어 중 하나 이상을 수행하는 주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the device for preventing departure from the driving lane of the vehicle according to an embodiment of the present invention calculates the curvature of the driving direction of the vehicle using the steering angle information obtained from the steering angle sensor, the calculation A traveling direction predicting unit extracting a first tangent line corresponding to a driving direction of the vehicle from a circle having a curvature; A driving lane curvature calculating unit configured to calculate a curvature of the driving lane using a signal obtained by the radar sensor, and extract a second tangent from the circle having the calculated curvature; A driving lane departure predicting unit predicting whether the vehicle leaves the driving lane using the extracted first tangent line and the second tangent line; And a driving control unit configured to perform at least one of steering direction control of the steering wheel and brake control to reduce a traveling speed such that the first tangent line is below a predetermined angle with the second tangent line when the departure of the driving lane of the vehicle is predicted. It is characterized by including.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행차로 이탈방지 장치가 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 방법은 (a) 조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행방향에 대한 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 상기 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하며, 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 주행차로의 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 제2 접선을 추출하는 단계; (b) 상기 추출된 제1 접선과 상기 제2 접선을 이용하여 상기 차량의 주행차로 이탈 여부를 예측하는 단계; 및 (c) 상기 차량의 주행차로 이탈이 예측되면, 상기 제1 접선이 상기 제2 접선과 미리 정해진 각도 이하를 형성하도록 핸들의 조향 방향 제어 및 주행 속도를 감소시키는 브레이크 제어 중 하나 이상을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for preventing the departure of the traveling lane departure apparatus according to an embodiment of the present invention to prevent departure of the driving lane of the vehicle (a) the driving direction of the vehicle using the steering angle information obtained from the steering angle sensor Calculate a curvature for, extract a first tangential corresponding to the driving direction of the vehicle from the circle having the calculated curvature, calculate the curvature of the driving lane using a signal obtained from the radar sensor, Extracting a second tangent from a circle having a curvature; (b) estimating whether the vehicle leaves the driving lane using the extracted first and second tangent lines; And (c) if the vehicle is predicted to deviate from the driving lane of the vehicle, performing one or more of steering control of the steering wheel and brake control to reduce the traveling speed so that the first tangent forms a predetermined angle or less with the second tangent. Characterized in that it comprises a step.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 주행차로 이탈을 사전에 예방할 수 있어 교통사고 예방에 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the departure of the driving lane of the vehicle can be prevented in advance, which can contribute to the prevention of traffic accidents.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈방지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행방향 예측 방법을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈 예측 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a view showing the configuration of the departure lane departure prevention apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B illustrate a driving direction prediction method of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams illustrating a method of predicting departure of a driving lane of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of preventing departure of a driving lane of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. .

또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding other components, unless specifically stated otherwise.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈방지 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of the departure lane departure prevention apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 장치(이하 ‘이탈방지 장치’라 칭함)(100)는 주행방향 예측부(110), 주행차로 곡률 계산부(120), 주행차로 이탈 판단부(130), 주행 제어부(140), 제어부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다.An apparatus for preventing departure of a vehicle in a driving lane according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as a “deviation prevention device”) 100 includes a driving direction predictor 110, a driving lane curvature calculator 120, and a driving lane The departure determination unit 130 may include a driving controller 140, a controller 150, and a storage 160.

각 구성 요소를 설명하면, 주행방향 예측부(110)는 조향각 센서의 센싱 정보인 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행방향을 예측할 수 있다.When describing each component, the driving direction predicting unit 110 may predict the driving direction of the vehicle using the steering angle information, which is sensing information of the steering angle sensor.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 주행방향 예측부(110)의 주행방향 예측 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.A driving direction prediction method of the driving direction predicting unit 110 will be described in detail with reference to FIGS. 2A and 2B.

주행방향 예측부(110)는 조향각 센서의 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행 곡률을 계산하고, 계산된 주행 곡률에 기초하여 차량의 진행 방향을 예측할 수 있다.The driving direction predicting unit 110 may calculate the driving curvature of the vehicle by using the steering angle information of the steering angle sensor, and predict the traveling direction of the vehicle based on the calculated driving curvature.

일 실시예로서, 주행방향 예측부(110)는 도 2a에 도시된 것처럼 뒷 바퀴의 중심축의 연장선과, 두 앞 바퀴의 수직 연장선이 서로 교차하는 점(O)을 기준으로, 두 앞 바퀴의 중심까지의 거리를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하고, 해당 원에서 접선의 방향을 차량의 주행방향으로 예측할 수 있다.In one embodiment, the driving direction predicting unit 110 is the center of the two front wheels, based on the point (O) where the extension line of the center axis of the rear wheel and the vertical extension line of the two front wheels cross each other, as shown in FIG. 2A. A circle having a radius of curvature may be generated, and the direction of the tangent from the circle may be predicted as the driving direction of the vehicle.

이와 같이 앞 바퀴와 뒷 바퀴의 궤적 중심이 일치되는 원을 형성하게 됨으로써, 차량이 회전할 때 각 바퀴의 미끄러짐이나 핸들을 조향 시 발생하는 저항을 감소시킬 수 있다.As such, by forming a circle in which the trajectory centers of the front wheels and the rear wheels coincide with each other, it is possible to reduce resistance generated when steering the steering wheel or the sliding of each wheel when the vehicle rotates.

다른 실시예로서, 주행방향 예측부(110)는 도 2b에 도시된 것처럼 차량의 제1 지점과, 제1 지점으로부터 미리 정해진 시간 후의 주행 위치인 제2 지점에서 각각 곡률을 계산할 수 있다. 여기서 각 지점에서의 곡률은 도 2a에 도시된 그리고 두 곡률의 평균 값을 계산한 후 계산된 평균 값의 역수를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하고, 해당 원에서 접선의 방향을 차량의 주행방향으로 예측할 수 있다. 여기서 차량의 제1 지점과 제2 지점에 대한 정보를 획득하기 위해, 주행방향 예측부(110)는 GPS 센서를 이용할 수 있다.As another example, the driving direction predictor 110 may calculate the curvature at the first point of the vehicle and the second point, which is the driving position after a predetermined time from the first point, as shown in FIG. 2B. Here, the curvature at each point generates a circle with the radius of curvature as the inverse of the calculated mean value after calculating the average value of the two curvatures shown in FIG. It can be predicted. Here, the driving direction predicting unit 110 may use a GPS sensor to obtain information about the first point and the second point of the vehicle.

참고로 주행방향 예측부(110)는 조향각 센서 외에도 요축의 변화(yaw rate), 즉 차량의 회전 정도를 감지하는 요 레이트 센서를 더 이용하여 차량의 주행방향을 예측할 수 있다.For reference, the driving direction predictor 110 may predict the driving direction of the vehicle by further using a yaw rate sensor that detects a yaw rate, that is, a degree of rotation of the vehicle, in addition to the steering angle sensor.

한편, 주행차로 곡률 계산부(120)는 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 차량이 주행 중인 차로의 곡률을 계산할 수 있다.Meanwhile, the driving lane curvature calculator 120 may calculate the curvature of the lane in which the vehicle is driven by using a signal obtained from the radar sensor.

구체적으로, 주행차로 곡률 계산부(120)는 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 중앙 분리대, 가드 레일, 경계석, 선행 차량 등 주변 물체를 검출하고, 차량에 대한 주변 물체의 방위각과 거리를 계산할 수 있다.In detail, the driving lane curvature calculating unit 120 may detect surrounding objects such as a center separator, a guard rail, a boundary stone, a preceding vehicle, and calculate azimuth and distance of the surrounding objects with respect to the vehicle using signals obtained from the radar sensor. have.

이후, 주행차로 곡률 계산부(120)는 검출되는 주변 물체에 대한 정보를 미리 정해진 시간 간격으로 누적할 수 있으며, 누적된 주변 물체에 대한 정보를 이용하여 주행 중인 도로의 곡률을 계산할 수 있다. 즉, 도로를 따라서 위치하고 있는 중앙 분리대, 가드 레일 및 경계석 그리고 선행 차량의 방위각과 거리를 통해서 도로의 형상을 추정할 수 있으며, 추정되는 도로의 형상에 기초하여 해당 도로의 곡률을 계산할 수 있다.Subsequently, the driving lane curvature calculator 120 may accumulate information on the detected surrounding objects at predetermined time intervals, and calculate the curvature of the driving road by using the information on the accumulated surrounding objects. That is, the shape of the road can be estimated through the center separator, the guard rail and the boundary stone located along the road, and the azimuth and distance of the preceding vehicle, and the curvature of the road can be calculated based on the estimated shape of the road.

참고로, 주행차로 곡률 계산부(120)는 추정된 도로의 형상과 일치하거나 가장 근접한 형태를 가지는 원을 검출하고, 검출된 원의 곡률을 해당 도로의 곡률로 사용할 수도 있다.For reference, the driving lane curvature calculator 120 may detect a circle having a shape that is closest to or closest to the estimated shape of the road, and may use the curvature of the detected circle as the curvature of the corresponding road.

이후, 주행차로 곡률 계산부(120)는 계산된 곡률의 역수를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하고, 해당 원에서 차량의 위치에 해당하는 지점의 접선을 생성할 수 있다.Thereafter, the driving lane curvature calculating unit 120 may generate a circle having the inverse of the calculated curvature as the radius of curvature, and generate a tangent line corresponding to the position of the vehicle in the circle.

한편, 주행차로 이탈 예측부(130)는 주행방향 예측부(110)에서 예측된 차량의 주행방향과 차량의 속도, 그리고 주행차로 곡률 계산부(120)에서 계산된 도로의 곡률에 따른 접선을 이용하여 차량의 주행차로 이탈을 예측할 수 있다.Meanwhile, the driving lane departure predictor 130 uses a tangent according to the driving direction of the vehicle predicted by the driving direction predictor 110, the speed of the vehicle, and the curvature of the road calculated by the driving lane curvature calculator 120. It is possible to predict the departure to the driving car of the vehicle.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 차량의 주행차로 이탈 예측 방법을 설명하도록 한다.3A and 3B, a method for predicting departure of a driving lane of a vehicle will be described.

일 실시예로서 도 3a와 같이, 주행차로 이탈 예측부(130)는 차량의 주행방향에 해당하는 접선과 도로의 곡률에 따른 접선이 미리 정해진 각도를 벗어나면, 차량이 주행차로를 이탈하는 예측할 수 있다.As an exemplary embodiment, as illustrated in FIG. 3A, when the tangential line corresponding to the driving direction of the vehicle and the tangential line according to the curvature of the road deviate from a predetermined angle, the vehicle may leave the driving lane. have.

다른 실시예로서 도 3b와 같이, 주행차로 이탈 예측부(130)는 예측된 차량의 주행방향과 차량의 속도를 고려하여, 현재 차량의 속도로 그리고 현재 주행방향으로 차량이 주행 시 도로의 폭에 해당하는 거리를 벗어나는 시간을 계산하고, 계산된 시간이 미리 정해진 임계 값을 초과하면 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측할 수 있다. 참고로, 주행차로 이탈 예측부(130)는 가속도 센서에서 획득되는 센싱 정보를 더 반영하여 상기 시간을 계산할 수도 있다.As another embodiment, as shown in FIG. 3B, the driving lane departure predictor 130 may determine the width of the road when the vehicle travels at the speed of the current vehicle and the current driving direction in consideration of the predicted driving direction and the speed of the vehicle. The time out of the corresponding distance may be calculated, and when the calculated time exceeds a predetermined threshold value, the vehicle may be predicted to leave the driving lane. For reference, the driving lane departure predictor 130 may calculate the time by further reflecting the sensing information acquired by the acceleration sensor.

한편, 주행 제어부(140)는 주행차로 이탈 예측부(130)에서 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측되면, 차량의 주행방향에 해당하는 접선과 도로의 곡률에 따른 접선이 미리 정해진 각도 내에 위치하도록 핸들의 조향 방향을 제어하거나 속도가 감소되도록 브레이크를 제어할 수 있다. 물론 핸들의 조향 방향을 제어하면서 브레이크를 제어하여 속도를 감소시킬 수도 있다.On the other hand, if the vehicle controller predicts that the vehicle departs from the driving lane in the driving lane departure predicting unit 130, the driving controller 140 may arrange the tangent line corresponding to the driving direction of the vehicle and the tangent line according to the curvature of the road within a predetermined angle. The brake can be controlled to control the steering direction of the handle or to reduce the speed. Of course, the speed can be reduced by controlling the brake while controlling the steering direction of the handle.

여기서, 주행 제어부(140)는 차속에 따른 조향 토크를 계산하고, 계산된 조향 토크로 핸들의 조향 방향을 제어할 수 있다. 즉, 차속이 높을수록 더 큰 조향 토크를 이용하여 핸들의 조향 방향을 제어한다.Here, the driving controller 140 may calculate steering torque according to the vehicle speed and control the steering direction of the steering wheel with the calculated steering torque. That is, the higher the vehicle speed, the greater the steering torque is used to control the steering direction of the steering wheel.

참고로, 핸들의 조향 방향 제어와 브레이크 제어는 각각의 액추에이터를 제어함으로써 수행될 수 있다.For reference, steering direction control and brake control of the handle can be performed by controlling the respective actuators.

한편, 제어부(150)는 이탈방지 장치(100)의 구성 요소들, 예를 들어 주행방향 예측부(110), 주행차로 곡률 계산부(120), 주행차로 이탈 판단부(130) 및 주행 제어부(140)가 전술한 동작을 수행하도록 제어할 수 있으며, 저장부(160) 또한 제어할 수 있다.On the other hand, the controller 150 is a component of the departure prevention apparatus 100, for example, the driving direction prediction unit 110, the driving lane curvature calculation unit 120, the driving lane departure determination unit 130 and the driving control unit ( 140 may be controlled to perform the above-described operation, and the storage 160 may also be controlled.

한편, 저장부(160)는 제어부(150)가 이탈방지 장치(100)의 구성 요소들을 제어하도록 하는 알고리즘 및 해당 알고리즘에 따라 제어를 수행하는 과정에서 필요하거나 파생되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다.Meanwhile, the storage unit 160 may store an algorithm for allowing the controller 150 to control the components of the departure prevention apparatus 100 and various data necessary or derived in the process of performing control according to the corresponding algorithm.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 과정을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of preventing departure of a driving lane of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4의 흐름도는 차량에 탑재된 이탈방지 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 해당 차량에는 조향각 센서, GPS 센서, 요 레이트 센서, 레이더 센서, 가속도 센서 등 다양한 센서가 설치되어 있다.The flowchart of FIG. 4 may be performed by the departure prevention apparatus 100 mounted in a vehicle, and various sensors such as a steering angle sensor, a GPS sensor, a yaw rate sensor, a radar sensor, and an acceleration sensor are installed in the vehicle.

도 4의 흐름도를 설명하면, 이탈방지 장치(100)는 조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보를 이용하여 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하고, 레이더 센서에서 획득되는 신호를 이용하여 차량이 주행 중인 도로의 곡률을 이용한 제2 접선을 추출한다(S401).Referring to the flowchart of FIG. 4, the departure prevention apparatus 100 extracts a first tangent corresponding to a driving direction of the vehicle by using steering angle information obtained by the steering angle sensor, and uses the signal obtained by the radar sensor to detect the vehicle. A second tangent is extracted using the curvature of the road being driven (S401).

여기서, 차량의 주행방향 예측은 일 실시에로서 도 2a에 도시된 것처럼, 뒷 바퀴의 중심축의 연장선과 두 앞 바퀴의 수직 연장선이 서로 교차하는 점을 기준으로, 두 앞 바퀴의 중심까지의 거리를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하여 접선의 방향을 차량의 주행방향으로 예측할 수 있다. 그리고 다른 실시예로서 도 2b에 도시된 것처럼, 차량의 제1 지점과, 제1 지점으로부터 미리 정해진 시간 후의 주행 위치인 제2 지점에서 각각 곡률을 계산하고 두 곡률의 평균 값을 계산한 후 계산된 평균 값의 역수를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하여 접선의 방향을 차량의 주행방향으로 예측할 수 있다.Here, the driving direction prediction of the vehicle, as shown in Figure 2a as an embodiment, the distance to the center of the two front wheels, based on the point where the extension line of the center axis of the rear wheel and the vertical extension line of the two front wheels cross each other. By generating a circle with a radius of curvature, the direction of the tangential line can be predicted as the driving direction of the vehicle. As another embodiment, as shown in FIG. 2B, the curvature is calculated at the first point of the vehicle and at the second point, which is the driving position after a predetermined time from the first point, and the average value of the two curvatures is calculated. A circle having a radius of curvature of the average value may be generated to predict the direction of the tangent line as the driving direction of the vehicle.

또한, 레이더 센서에서 검출되는 주변 물체에 대한 정보를 미리 정해진 시간 간격으로 누적하고, 누적된 주변 물체에 대한 정보를 이용하여 주행 중인 도로의 곡률을 계산할 수 있으며, 계산된 곡률의 역수를 곡률 반지름으로 하는 원을 생성하여 차량의 위치에 해당하는 지점의 접선을 추출할 수 있다.In addition, information about the surrounding objects detected by the radar sensor may be accumulated at predetermined time intervals, and the curvature of the driving road may be calculated using the accumulated information about the surrounding objects, and the inverse of the calculated curvature may be used as the radius of curvature. By generating a circle to extract the tangent of the point corresponding to the position of the vehicle.

S401 후, 이탈방지 장치(100)는 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선과 도로의 곡률에 따른 제2 접선에 의해 형성되는 각도가 미리 정해진 각도를 벗어나는지 여부를 확인하고(S402), 확인 결과 미리 정해진 각도를 벗어나면 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측한다(S403).After the S401, the departure prevention apparatus 100 checks whether the angle formed by the first tangent corresponding to the driving direction of the vehicle and the second tangent according to the curvature of the road deviates from the predetermined angle (S402). As a result, if the vehicle deviates from the predetermined angle, it is predicted that the vehicle leaves the driving lane (S403).

참고로, 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측하는 다른 실시예로서, 예측된 차량의 주행방향과 차량의 속도를 고려하여, 현재 차량의 속도와 현재 주행방향으로 차량이 주행 시 도로의 폭에 해당하는 거리를 벗어나는 시간을 계산하고, 계산된 시간이 미리 정해진 임계 값을 초과하면 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측할 수도 있다.For reference, as another embodiment of predicting that the vehicle leaves the driving lane, the vehicle corresponds to the width of the road when the vehicle runs in the current vehicle speed and the current driving direction in consideration of the predicted driving direction and the vehicle speed. It is also possible to calculate the time out of the distance, and if the calculated time exceeds a predetermined threshold value may be predicted that the vehicle leaves the driving lane.

S403 후, 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측되면, 이탈방지 장치(100)는 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선과 도로의 곡률에 따른 제2 접선에 의해 형성되는 각도가 미리 정해진 각도 내에 위치하도록, 핸들의 조향 방향 제어 및 감속을 위한 브레이크 제어 중 하나 이상이 수행되도록 각각의 액추에이터를 제어한다(S404).After S403, when the vehicle is predicted to leave the driving lane, the deviation preventing device 100 may determine that the angle formed by the first tangent corresponding to the driving direction of the vehicle and the second tangent according to the curvature of the road is within a predetermined angle. In order to position, each actuator is controlled to perform at least one of steering direction control of the handle and brake control for deceleration (S404).

앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.The technical contents described above may be embodied in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium.

상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.

컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 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 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.

100 : 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 장치
110 : 주행방향 예측부
120 : 주행차로 곡률 계산부
130 : 주행차로 이탈 판단부
140 : 주행 제어부
150 : 제어부
160 : 저장부100: device for preventing the departure of the vehicle driving car
110: driving direction prediction unit
120: curvature calculation unit running road
130: Departure determination unit driving
140: driving control unit
150: control unit
160: storage unit

Claims (13)

차량의 주행차로 이탈을 방지하는 장치에 있어서,
조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보와 GPS 센서를 이용하여 차량의 제1 지점과 상기 제1 지점으로부터 미리 정해진 시간 후의 주행위치인 제2 지점에서의 차량 주행방향에 대한 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 상기 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하는 진행방향 예측부;
레이더 센서에서 획득되는 신호를 미리 정해진 시간 간격으로 누적하고 주행차로와 상기 주행차로의 주변에 위치되는 물체를 검출하여 상기 차량으로부터 상기 검출된 물체까지의 거리와 방위각을 계산하여 상기 주행차로의 곡률을 계산하고, 상기 계산된 주행차로 곡률을 가지는 원에서 제2 접선을 추출하는 주행차로 곡률 계산부;
상기 추출된 제1 접선과 상기 제2 접선 사이의 각도와 미리 정해진 각도를 비교하여 상기 차량의 주행차로 이탈 여부를 예측하되 상기 제1 접선에 해당하는 차량의 주행방향과 상기 차량의 속도를 이용하여 상기 주행차로의 폭에 해당하는 거리를 벗어나는 시간을 계산하고, 상기 계산된 시간이 미리 정해진 임계 값을 초과하면 상기 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측하는 주행차로 이탈 예측부; 및
상기 차량의 주행차로 이탈이 예측되면, 상기 제1 접선이 상기 제2 접선과 미리 정해진 각도 이하를 형성하도록 핸들의 조향 방향 제어 및 주행 속도를 감소시키는 브레이크 제어 중 하나 이상을 수행하는 주행 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행차로 이탈방지 장치.
In the device for preventing the departure of the vehicle driving vehicle,
Using the steering angle information and the GPS sensor obtained from the steering angle sensor, the curvature of the vehicle driving direction at the first point of the vehicle and the second point, which is a driving position after a predetermined time from the first point, is calculated, and the calculated curvature. A traveling direction predicting unit extracting a first tangent line corresponding to a driving direction of the vehicle from a circle having a circle;
The signal obtained from the radar sensor is accumulated at predetermined time intervals, the driving lane and the object located around the driving lane are detected, the distance and azimuth from the vehicle to the detected object are calculated, and the curvature of the driving lane is calculated. A driving lane curvature calculating unit configured to calculate and extract a second tangential line from the circle having the calculated driving lane curvature;
By comparing an angle between the extracted first tangent line and the second tangent line and a predetermined angle, it is predicted whether the vehicle travels away from the driving lane, but using the driving direction of the vehicle corresponding to the first tangent line and the speed of the vehicle. A driving lane departure predicting unit calculating a time that deviates from a distance corresponding to the width of the driving lane and predicting that the vehicle leaves the driving lane when the calculated time exceeds a predetermined threshold value; And
A travel control unit configured to perform at least one of steering direction control of the steering wheel and brake control to reduce a traveling speed so that the first tangent line forms a predetermined angle or less with the second tangent line when the vehicle is predicted to be separated from the driving lane of the vehicle; Device for preventing departure of the traveling lane of the vehicle comprising a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 주행차로 이탈방지 장치가 차량의 주행차로 이탈을 방지하는 방법에 있어서,
(a) 조향각 센서에서 획득되는 조향각 정보와 GPS 센서를 이용하여 차량의 제1 지점과 상기 제1 지점으로부터 미리 정해진 시간 후의 주행위치인 제2 지점에서의 차량 주행방향에 대한 곡률을 계산하고, 상기 계산된 곡률을 가지는 원에서 상기 차량의 주행방향에 해당하는 제1 접선을 추출하고, 레이더 센서에서 획득되는 신호를 미리 정해진 시간 간격으로 누적하고 주행차로와 상기 주행차로의 주변에 위치되는 물체를 검출하여 상기 차량으로부터 상기 검출된 물체까지의 거리와 방위각을 계산하여 상기 주행차로의 곡률을 계산하고 상기 계산된 주행차로 곡률을 가지는 원에서 제2 접선을 추출하는 단계;
(b) 상기 추출된 제1 접선과 상기 제2 접선 사이의 각도와 미리 정해진 각도를 비교하여 상기 차량의 주행차로 이탈 여부를 예측하되 상기 제1 접선에 해당하는 차량의 주행방향과 상기 차량의 속도를 이용하여 상기 주행차로의 폭에 해당하는 거리를 벗어나는 시간을 계산하고, 상기 계산된 시간이 미리 정해진 임계 값을 초과하면 상기 차량이 주행차로를 이탈하는 것으로 예측하는 단계;
(c) 상기 차량의 주행차로 이탈이 예측되면, 상기 제1 접선이 상기 제2 접선과 미리 정해진 각도 이하를 형성하도록 핸들의 조향 방향 제어 및 주행 속도를 감소시키는 브레이크 제어 중 하나 이상을 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행차로 이탈방지 방법.
In the driving lane departure prevention device for preventing the departure of the vehicle driving lane,
(a) using the steering angle information obtained from the steering angle sensor and the GPS sensor to calculate the curvature of the vehicle driving direction at the first point of the vehicle and the second point which is the driving position after a predetermined time from the first point; Extracting a first tangent corresponding to the driving direction of the vehicle from a circle having a calculated curvature, accumulating the signals obtained from the radar sensor at predetermined time intervals, and detecting a driving lane and an object located around the driving lane. Calculating a curvature of the driving lane by calculating a distance and azimuth from the vehicle to the detected object and extracting a second tangent from a circle having the calculated curvature of the driving lane;
(b) comparing the angle between the extracted first tangent line and the second tangent line and a predetermined angle to predict whether the vehicle is out of the traveling lane, but the driving direction of the vehicle corresponding to the first tangent line and the speed of the vehicle; Calculating a time that deviates from a distance corresponding to the width of the driving lane using the step, and predicting that the vehicle leaves the driving lane when the calculated time exceeds a predetermined threshold value;
(c) performing deviation of the steering direction of the steering wheel and reducing the driving speed so that the first tangential forms a predetermined angle or less with the second tangential when the departure of the driving lane of the vehicle is predicted. ; Method for preventing the departure of the traveling lane of the vehicle comprising a.
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