KR102073366B1 - 전기차 군집주행 제어장치 및 방법 - Google Patents

전기차 군집주행 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예는, 군집주행 제어장치가 선도차량으로부터 수집된 주행 신호정보와 기 정의된 패턴정보를 비교하여, 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 기반으로 추종차량의 주행상태를 제어하도록 하는 전기차 군집주행 제어장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

Description

전기차 군집주행 제어장치 및 방법{Method and Apparatus for Controlling Platooning of Electric Cars}
본 실시예는 전기차 군집주행 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, LED 신호정보의 영상 인식을 이용한 저속 전기차 군집주행 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
승객의 수 또는 화물의 양에 따라 선도차량을 추종하는 차량의 수를 자유롭게 증감할 수 있는 군집주행 기술의 필요성이 대두하고 있다. 군집주행(Platooning), 즉 차량의 그룹 주행은 일반적으로 선도차량과 그를 뒤따르는 다수의 추종차량으로 이루어진다. 군집주행은 최근에 활발히 연구가 진행되고 있는 자율주행과 연관되어 활발히 연구 및 개발이 진행되고 있다.
원활한 군집주행을 위해서는 통신, 제어시스템, 센서류 및 관제시스템을 필요로 한다. 그러나 통신 및 제어시스템을 지원하기 위해 사용되는 센서가 비싸고, 차량과는 별도로 관제 시스템(V2X, V2V 등)이 필요한 문제가 있다.
본 실시예는 군집주행 제어장치가 선도차량으로부터 수집된 주행 신호정보와 기 정의된 패턴정보를 비교하여, 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 기반으로 추종차량의 주행상태를 제어하도록 하는 전기차 군집주행 제어장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예는, 선도차량으로부터 주행 신호정보를 수집하는 주행 신호정보 수집부; 상기 선도차량의 주행변화와 매칭되는 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 저장한 패턴정보 저장부; 상기 주행 신호정보와 상기 패턴정보를 비교하여 상기 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 산출하는 주행시나리오 산출부; 및 추종차량의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 상기 주행시나리오에 따라 상기 추종차량의 군집주행을 제어하는 군집주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치를 제시한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 선도차량으로부터 주행 신호정보를 수집하는 과정; 상기 선도차량의 주행변화와 매칭되는 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 저장하는 과정; 상기 주행 신호정보와 상기 패턴정보를 비교하여 상기 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 산출하는 과정; 및 추종차량의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 상기 주행시나리오에 따라 상기 추종차량의 군집주행을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법을 제시한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 선도차량의 LED 신호정보를 추종차량이 영상 인식하여 군집주행이 가능하도록 함으로써, 선도차량과 추종차량의 복잡한 통신 시스템을 간소화한다. 통신 시스템 간소화의 결과로 무선 군집주행이 가능하여 비용을 절감할 수 있다.
본 실시예에 의한 군집주행은 선도차량과 추종차량의 양방향 실시간 상황 알림으로 안전성이 확보되고, 군집주행을 하기 위해 고가의 제어센서를 사용할 필요가 없으며, 별도의 관제 시스템이 필요했던 한계점을 극복할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 군집주행 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 군집주행 제어장치의 구조를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따라 수집된 주행 신호정보를 이용하여 군집주행을 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따라 주행 신호정보를 이용하여 산출한 주행시나리오에 간격정보를 이용하여 산출한 주행정보를 추가적으로 반영하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따라 간격정보를 이용하여 비상상황을 감지하고 선도차량에 전송 및 추종차량을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 선도차량의 후면 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 추종차량의 전면 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 추종차량의 조향위치를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예들을 예시적인 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 실시예에서 '포함'이라는 용어는 명세서 상에 기재된 구성요소, 특징, 단계 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것이지, 하나 또는 복수 개의 구성요소나 다른 특징, 단계 또는 이들을 조합한 것의 존재 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 실시예에서 기술되는 차량은 자동차를 포함하는 개념으로, 이하에서는 자동차를 위주로 설명한다. 본 실시예에서 기술되는 차량은, 기존의 통상적인 자동차 뿐만 아니라 전기모터를 구비하는 전기차량 또는 자율주행이 가능한 차량 등을 모두 포함하는 포괄적인 개념으로 이해되어야 한다.
본 실시예에서 '주행 신호정보'라는 용어는 선도차량의 주행변화를 추종차량으로 전달하기 위한 신호정보로서 LED 신호정보를 포함한다. 본 실시예에서는 통상의 기술자로 하여금 본 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위해 LED 신호정보로 설명한다.
첨부된 도면을 참조하여 본 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 군집주행 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 군집주행 시스템(100)은 선도차량(110) 및 군집 추종차량(120), 제 1 추종차량(120_1), 제 2 추종차량(120_2), 제 n 추종차량(120_N)으로 구성된다. 제 1 추종차량(120_1)은 제 2 추종차량(122)에 대해서 선도차량이 되고, 제 2 추종차량(120_2)은 제 n 추종차량(120_N)에 대해서 선도차량이 된다. 여기서 제 n 추종차량(120_N)은 군집 주행 시스템(100)에 필요한 추종차량의 수를 자유롭게 증감할 수 있다는 개념으로 이해되어야 할 것이다. 군집주행 시스템(100)에는 제 n 추종차량(120_N)만큼 복수의 추종차량이 존재하므로, 전체 추종차량을 대표해서 제 1 추종차량을 추종차량(120)으로 군집주행을 설명한다.
추종차량(120)은 선도차량(110)으로부터 주행 신호정보를 기반으로, 더욱 상세하게는 선도차량(110)의 후면에 설치된 주행 신호정보 점멸구를 기반으로 선도차량(110)의 주행상태를 파악한다. 주행 신호정보는 LED 신호정보를 포함하는 개념이다. 선도차량(110)의 주행 신호정보 전송을 위한 후면 구성은 도 6에서 후술한다.
추종차량(120)은 선도차량(110)의 LED 신호정보를 수신하여 군집주행의 주행시나리오를 산출하고, 산출된 주행시나리오를 기반으로 군집주행을 수행한다. LED 신호정보 수신을 위한 추종차량(120)의 전면 구성의 실시예는 도 7에서 후술한다.
추종차량(120)은 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 비상상황이 감지되면, 선도차량(110)에 비상상황을 알리고 추종차량(120)의 속도를 급감속하도록 제어한다.
도 2는 본 실시예에 따른 군집주행 제어장치의 구조를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 군집주행 제어장치(200)로서, 주행 신호정보 수집부(210), 패턴정보 저장부(220), 주행시나리오 산출부(230) 및 군집주행 제어부(240)를 포함한다.
주행 신호정보 수집부(210)는 선도차량 감지 촬영장치(700)를 이용하여 선도차량(110)으로부터 LED 신호정보를 추출하고, 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 선도차량(110)과의 간격정보를 산출한다. 더욱 상세하게는, 선도차량 감지 촬영장치(700)를 이용하여 선도차량(110)의 후면을 촬영하고, 촬영된 영상을 분할하여 LED 신호정보가 존재하는 특정 영역을 선택적으로 추출한다. 추출된 특정 영역으로부터 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합을 확인하여 주행시나리오 산출부(230)로 전송한다. 또한, 주행 신호정보 수집부(210)는 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 간격정보를 산출하고, 산출된 간격정보를 주행시나리오 산출부(230)로 전송한다. 주행 신호정보 수집부(210)가 촬영된 영상정보로부터 추출된 특정 영역에서 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합을 확인하여 주행시나리오 산출부(230)로 전송한다고 설명되었지만, 반드시 이에 한정되지는 않고, 선도차량(110)의 주행상태를 나타내기 위한 주행 신호정보로서 레이저, 소리 등 다양한 정보도 추가로 이용될 수 있다.
패턴정보 저장부(220)는 군집주행과 관련하여 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 저장한다. 더욱 자세하게는, 패턴정보 저장부(220)는 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합으로 이루어진 복수 개의 패턴조합을 데이터베이스의 형태로 나누어 저장한다. 여기서 데이터베이스 형태라 함은, 저장되는 데이터가 사용자에 의해 자유롭게 정의가 가능한 것을 말한다.
패턴정보 저장부(220)는 선도차량(110)과 추종차량(120) 사이에 군집주행을 유지하기 위해서 기 정의된 특정한 범위의 거리정보를 저장한다. 여기서 거리정보는 특정한 범위에서 하한값 및 상한값을 가지고, 이는 주행시나리오 산출부(230)로 전송된다. 또한, 패턴정보 저장부(220)는 비상상황을 감지하기 위한 임계치를 저장한다. 여기서 임계치란 선도차량(110)과 추돌을 방지하기 위한 최솟값을 의미하고, 이는 주행시나리오 산출부(230)에 전송된다.
패턴정보 저장부(220)는 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합으로 이루어진 복수 개의 패턴조합을 데이터베이스의 형태로 저장한다고 설명되었지만, 반드시 이에 한정되지는 않고, 선도차량(110)의 주행상태를 나타내기 위한 어떠한 정보도 추가로 포함될 수 있다.
주행시나리오 산출부(230)는 주행 신호정보 수집부(210)로부터 수신한 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합을 이용하여 선도차량 주행데이터를 산출한다. 주행시나리오 산출부(230)는 산출된 선도차량 주행데이터와 패턴정보 저장부(220)에 기 정의된 패턴정보를 비교하여 선도차량(110)의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 산출한다.
주행시나리오 산출부(230)는 군집주행을 유지하기 위하여, 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 산출된 간격정보와 패턴정보 저장부(220)에 기 정의된 거리정보를 비교한다. 주행시나리오 산출부(230)는 선도차량(110)과의 간격정보를 기반으로 추종차량(120)의 속도를 가속, 유지 또는 감속하도록 제어하는 것을 주행시나리오에 추가로 반영하여 군집주행 제어부(240)에 전송한다. 더욱 자세하게는, 선도차량(110)과의 간격정보가 기 정의된 거리정보의 하한값보다 작아지면 추종차량(120)의 속도를 감속시키고, 반면에 간격정보가 특정 거리정보의 상한값보다 커지면 추종차량(120)의 속도를 가속시킨다. 간격정보가 거리정보의 범위 내에 존재한다면 현재 주행상태를 유지한다.
주행시나리오 산출부(230)는 선도차량(110)과의 추돌을 방지하기 위해 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 산출된 간격정보와 패턴정보 저장부(220)에 기 정의된 임계치를 비교한다. 간격정보가 임계치보다 작아진다면 추종차량(120)의 자율주행부와 연동하여 속도를 급감속되도록 제어하는 주행시나리오를 산출한다.
주행시나리오 산출부(230)가 간격정보와 기 정의된 거리정보를 비교하여 속도를 가속, 유지, 또는 감속하도록 제어하는 주행시나리오를 산출하여 군집주행 제어부(240)로 전송한다고 설명되었지만, 반드시 이에 한정되지는 않고, 선도차량(110)과 간격정보 및 속도를 제어하기 위한 다양한 정보가 이용될 수 있다.
군집주행 제어부(240)는 주행시나리오에 따라 추종차량(120)의 주행을 제어한다. 즉, 군집주행 제어부(240)는 주행시나리오 산출부(230)에서 산출된 주행시나리오에 따라 추종차량(120)의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 추종차량(120)의 속력 변화 및 조향 변화를 제어한다.
군집주행 제어부(240)는 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 수집된 간격정보를 기반으로 군집주행 중 발생 가능한 비상상황을 감지하고, 감지된 비상상황에 대한 알림정보를 비상 LED 점멸구(702)를 이용하여 선도차량(110)에 통보한다. 한편, 추종차량(120)이 비상 LED 점멸구(702)를 이용하여 알림정보를 통보하지 않더라도, 선도차량(110)의 후면에 위치한 추종차량 감지 촬영장치(600)를 이용하여 추종차량(120)의 주행상태를 모니터링할 수도 있다. 비상상황을 감지하는 다수의 장치 및 감지된 알림정보를 선도차량(110)으로 통보하는 다른 방법도 이용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 실시예에 따라 수집된 LED 신호정보를 이용하여 군집주행을 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, S302에서 군집주행 제어장치(200)는 선도차량 감지 촬영장치(700)를 이용하여 선도차량(110)의 후방을 촬영한다. 촬영된 영상정보는 주행시나리오 산출뿐만 아니라 비상상황, 주행환경의 변화 등 다양한 상황에 이용될 수 있다. 또한, LED 신호정보의 상태변화를 감지하여 기 정의된 패턴정보와 비교하기 용이하도록 촬영된 영상정보를 분할하고, LED 신호정보가 존재하는 영역을 특정한다.
S304에서 군집주행 제어장치(200)는 분할된 영상정보 상에서 LED 신호정보의 상태변화를 확인한다. 즉, 군집주행 제어장치(200)는 분할된 영상정보에서 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합의 상태변화를 확인한다. 여기서 상태변화란, 선도차량(110)의 주행 변화에 상응하는 LED 신호정보의 변화를 의미한다.
추출된 영상정보 상에서 LED 신호정보의 상태변화가 감지되지 않는다면 현재 주행상태를 유지한다(S306). 상태변화가 감지된다면 상태변화 있는 영역을 선택적으로 특정한 뒤, LED 신호정보를 수집하여 선도차량 주행데이터를 획득한다.(S308)
S310에서 군집주행 제어장치(200)는 선도차량(110)의 주행변화와 매칭되는 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 패턴정보 저장부(220)에 저장한다. 패턴정보는 LED 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합으로 만들어진 복수 개의 패턴 조합으로서 데이터베이스의 형태로 저장된다. 저장된 패턴 조합은 선도차량(110)의 주행상태를 각각 나타낸다. 군집주행 제어장치(200)는 주행시나리오 산출부(230)와 패턴정보 저장부(220)를 연동하여, 기 정의된 패턴정보와 선도차량 주행데이터를 비교한 뒤, LED 신호정보에 상응하는 주행시나리오를 산출한다.
군집주행 제어장치(200)는 산출된 주행시나리오를 기반으로 추종차량(120)의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 주행행태를 선도차량(110)과 동일하게 함으로써 군집주행이 가능하도록 제어한다.(S312).
도 3에서는 단계 S302 내지 단계 S312를 순차적으로 진행하는 것으로 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서, 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S302 내지 단계 S312 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능하다.
도 4는 본 실시예에 따라 주행 신호정보를 이용하여 산출한 주행시나리오에 간격정보를 이용하여 산출한 주행정보를 추가적으로 반영하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에서는, 군집주행을 더욱 안전하게 유지하기 위해 정확한 주행시나리오를 산출하도록, 영상정보를 이용한 주행시나리오에 간격정보를 추가적으로 반영한다. 군집주행 제어장치(200)는 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 선도차량(110)과의 간격정보를 산출하고(S402), 산출된 간격정보를 패턴정보 저장부(220)에 기 정의된 거리정보의 상한값 또는 하한값과 비교한다(S404).
S406에서는 산출된 간격정보가 하한값보다 작은지 확인한다. 간격정보가 하한값보다 작다면, 군집주행 중인 차량 사이의 간격이 군집주행을 유지하기 위한 하한값보다 더 가까이 있다는 의미이므로, 추종차량(120)의 속도를 감속하는 주행정보를 획득한다(S408).
S410에서는 산출된 간격정보가 하한값과 상한값의 사이에 있는지 확인한다. 간격정보가 하한값과 상한값의 사이에 있다면, 군집주행이 원활히 이루어지는 상태이므로 현재 주행상태를 유지한다(S412).
S414에서는 산출된 간격정보가 상한값보다 큰 지 확인하고, 간격정보가 상한값보다 크다면 추종차량이 선도차량과 멀리 떨어져 있다는 것이므로 추종차량(120)의 속도를 가속하는 주행정보를 획득한다. 주행시나리오를 산출하는 과정에서 S408 또는 S414에서 획득한 주행정보를 추가로 반영한다(S416).
한편, 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S402 내지 단계 S416 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능하다.
도 5는 본 실시예에 따라 간격정보를 이용하여 비상상황을 감지하고 선도차량에 전송 및 추종차량을 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5에서는, 군집주행 중 선도차량(110)과 비상상황 감지 및 비상상황에 따라 추종차량(120)의 주행을 제어한다. 여기서 비상상황은, 선도차량(110)과 추종차량(120) 사이에 장애물이 발생한 경우 또는 추종차량(120) 이상 발생으로 주행이 불가한 경우를 의미한다. 군집주행 제어장치(200)는 추종차량 초음파 센서(704)를 이용하여 선도차량(110)과의 간격정보를 산출하고(S502), 산출된 간격정보를 패턴정보 저장부(220)에 기 정의된 임계치와 비교한다(S504). 한편, 선도차량 감지 촬영장치(700) 또는 추종차량 감지 촬영장치(600)는 장애물을 감지할 때 선택적으로 이용된다.
S506에서는 산출된 간격정보가 임계치보다 큰 값을 갖는지 확인한다. 간격정보가 임계치보다 크다면, 선도차량(110)과 추종차량(120)의 간격이 비상상황으로 인지될 만큼 가깝지 않다는 것을 의미하므로, 추종차량(120)은 현재 주행상태를 유지한다(S508).
S510에서는 간격정보가 임계치보다 작은 경우, 군집주행 제어장치(200)는 비상상황이 발생한 것으로 감지한다. 또한, 선도차량(110)에 비상상황에 대한 알림정보를 전송한다(S512). 알림정보는 추종차량(120)에 구비된 비상 LED 점멸구(702)의 점멸상태로 전달될 수 있고, 알림정보에 따라 비상 LED 점멸구(702)가 점등되도록 제어한다. 또한, 군집주행 제어장치(200)는 추종차량(120)의 자율주행부와 연동하여 추종차량(120)의 속도가 급감속되도록 제어한다(S514).
도 5에서는 단계 S502 내지 단계 S514를 순차적으로 진행하는 것으로 기재되어 있으나, 각 단계는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 실시예에 따른 선도차량의 후면 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 선도차량(110) 후면 예시 구성에서 상부에는 추종차량 감지 촬영장치(600)가 위치하고, 가운데에는 감속 LED 점멸구(602), 가속 LED 점멸구(604)가 병렬로 위치한다. 또한, 선도차량(110)의 우측과 좌측에는 각각 우 조향 LED 점멸구(606), 좌 조향 LED 점멸구(608)가 위치하고, 하부에는 선도차량 초음파 센서(610)가 위치한다.
추종차량 감지 촬영장치(600)는 군집주행 중 추종차량(120)을 실시간으로 촬영하여 군집주행 중 비상상황이 발생하는지를 확인한다. 가속 LED 점멸구(604) 및 감속 LED 점멸구(602)는 선도차량(110)의 가속 및 감속하는 정도를 각각 LED 신호정보로 추종차량(120)에 전달한다. 한편, 좌 조향 LED 점멸구(608) 및 우 조향 LED 점멸구(606)는 선도차량(110)의 좌향 및 우향하는 정도를 각각 LED 신호정보로 추종차량(120)에 전달한다. 선도차량 초음파 센서(610)는 추종차량(120)과의 간격정보를 산출할 때 사용된다.
각각의 점멸구들의 LED 신호정보는 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합의 상태변화를 복수 개의 단계로 표현될 수 있다. 더욱 구체적으로는, LED 신호정보의 색상에 따라 감속하는 정도를 표현하거나, LED 점멸구의 점등된 개수로 표현될 수 있다. 또한, 도 6에서는 LED 점멸구가 선도차량(110)의 후면 특정 부분에 위치하는 것으로 표현되어 있으나, 이는 고정된 것이 아니다. 또한, 선도차량 초음파 센서(610)라고 표현되어 있으나, 선도차량(110) 및 추종차량(120)의 간격정보를 산출하기 위한 다른 장치를 포함한다고 할 것이다.
도 7은 본 실시예에 따른 추종차량(120)의 전면 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 추종차량(120)의 전면 상부에는 선도차량 감지 촬영장치(700)가 위치하고, 가운데에는 비상 LED 점멸구(702), 하부에는 추종차량 초음파 센서(704)가 각각 위치한다.
선도차량 감지 촬영장치(700)는 군집주행 중 선도차량(110)을 촬영하여 LED 신호정보를 확인하고, 군집주행 중 비상상황이 발생하는지를 확인한다. 차선 이탈 여부를 영상으로 감지하여 군집주행이 원활히 이루어지고 있는지 확인할 수도 있다. 비상 LED 점멸구(702)는 군집주행 중 비상상황이 감지되면, 점멸구의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합의 상태변화로 표현될 수 있다. 더욱 자세하게는, 비상상황의 종류에 따라 비상 LED 점멸구(702)의 색상을 다르게 하고, 점멸구의 점등된 개수의 조합으로 나타내거나 점멸구가 존재하는 위치에 따라 비상상황의 종류를 정의할 수 있다. 한편, 추종차량 초음파 센서(704)는 선도차량(110)과의 간격정보를 산출할 때 사용된다.
도 8은 본 실시예에 따른 추종차량의 조향위치를 나타낸 도면이다.
도 8에 "X"로 표시한 바와 같이, 군집주행 제어장치(200)가 선도차량(110)의 조향위치를 확인하고 곧바로 조향을 하게 되면 선도차량(110)의 주행상태와 일치하지 않아 군집주행이 불가능하다. 따라서, 군집주행 제어장치(200)는 선도차량(110)의 조향과 일치하기 위해 선도차량(110)이 조향된 조향위치에 도달했을 때 추종차량(120)이 조향되도록 제어한다. 즉, 선도차량 감지 촬열장치(700)를 이용하여 획득한 영상정보를 기반으로, 군집주행 제어장치(200)는 선도차량(110)이 조향을 시작한 조향위치를 확인한다. 그리고 추종차량(120)이 확인된 조향위치에 도달했을 때 LED 신호정보를 기반으로 산출된 조향각만큼 조향되도록 제어한다. 구체적으로, 군집주행 제어장치(200)는 추종차량(120)의 현재 위치에서 선도차량(110)과의 간격 및 선도차량(110)의 길이의 합을 선도차량(110)의 현재속도로 나눈 시간만큼 이동한 위치에서 추종차량(120)이 조향되도록 제어한다.
다만, 추종차량(120)의 조향위치는 반드시 이에 한정되지는 않고, 군집주행 제어장치(200)의 구성요소 및 주변 환경에 따라 선도차량(110)의 조향위치를 나타내기 위한 다양한 방법이 이용될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 군집주행 시스템 110: 선도차량
120: 군집 추종차량 120_1: 제 1 추종차량
120_2: 제 2 추종차량 120_N: 제 N 추종차량
200: 군집주행 제어장치 210: 주행 신호정보 수집부
220: 패턴정보 저장부 230: 주행시나리오 산출부
240: 군집주행 제어부 600: 추종차량 감지 촬영장치
602: 감속 LED 점멸구 604: 가속 LED 점멸구
606: 우 조향 LED 점멸구 608: 좌 조향 LED 점멸구
610: 선도차량 초음파 센서 700: 선도차량 감지 촬영장치
702: 비상 LED 점멸구 704: 추종차량 초음파 센서

Claims (15)

  1. 선도차량의 후면 중앙에 병렬로 구비되며 상기 선도차량의 가속 및 감속하는 정도를 각각 LED 신호 정보로 전달하는 가속 LED 점멸구 및 감속 LED 점멸구, 상기 선도차량의 후면 우측과 좌측에 위치하며 상기 선도차량의 좌향 및 우향하는 정도를 각각 LED 신호 정보로 전달하는 좌 조향 LED 점멸구 및 우 조향 LED 점멸구로부터 주행 신호정보를 수집하는 주행 신호정보 수집부;
    상기 선도차량의 주행변화와 매칭되는 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 저장하는 패턴정보 저장부;
    상기 주행 신호정보의 색상, 점멸상태 및 수집 위치에 기반하여 상기 선도차량 주행데이터를 산출하고, 상기 선도차량 주행데이터와 상기 패턴정보를 비교하여 상기 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 산출하는 주행시나리오 산출부; 및
    추종차량의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 상기 주행시나리오에 따라 상기 추종차량의 군집주행을 제어하는 군집주행 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주행 신호정보 수집부는,
    상기 선도차량과의 간격정보를 수집하기 위한 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 주행시나리오 산출부는,
    상기 간격정보와 상기 패턴정보 저장부에 기 정의된 거리정보를 비교하여, 상기 추종차량의 속도를 가속, 유지 또는 감속하도록 하는 주행정보를 상기 주행시나리오에 반영하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 주행정보는,
    상기 간격정보를 상기 거리정보의 하한값 또는 상한값과 비교하여, 상기 간격정보가 상기 하한값보다 작아지면 상기 추종차량의 속도를 감속하고, 상기 간격정보가 상기 상한값보다 커지면 상기 추종차량의 속도를 가속하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 군집주행 제어부는,
    상기 간격정보와 상기 패턴정보 저장부에 기 정의된 임계치를 비교하여, 상기 간격정보가 상기 임계치보다 작은 경우 군집주행 중 비상상황이 발생한 것으로 감지하고, 상기 비상상황에 대한 알림정보를 상기 선도차량으로 전송하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 군집주행 제어부는,
    상기 알림정보에 따라, 상기 추종차량에 구비된 비상 점멸구가 점등되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 군집주행 제어부는,
    상기 알림정보를 상기 선도차량으로 전송한 후 상기 자율주행부와 연동하여 상기 추종차량의 속도가 급감속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 군집주행 제어부는,
    상기 주행 신호정보 수집부로부터 수집된 영상정보를 기반으로, 상기 선도차량이 조향을 시작한 조향위치를 상기 영상정보 상에서 확인하고, 상기 추종차량이 상기 조향위치에 도달했을 때 상기 주행 신호정보를 기반으로 산출된 조향각만큼 상기 추종차량이 조향되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 군집주행 제어부는,
    상기 추종차량의 현재 위치에서 상기 선도차량과의 간격 및 상기 선도차량의 차체 길이의 합을 상기 선도차량의 현재속도로 나눈 시간 동안 이동한 위치를 상기 조향위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 주행 신호정보 수집부는,
    상기 선도차량의 후면을 촬영하기 위한 촬영장치를 포함하고, 상기 촬영장치를 이용하여 획득된 영상정보로부터 특정 영역을 추출하고, 상기 특정영역에서 상기 주행 신호정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 특정 영역은,
    상기 영상정보를 적어도 둘 이상으로 분할하고, 분할된 영역에서 상기 주행 신호정보가 감지되는 영역을 선택적으로 추출하여 특정되는 영역인 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴정보는,
    사용자에 의해 기 정의된 상기 주행 신호정보의 색상, 점멸상태 또는 이들의 조합을 이용하여 상기 선도차량의 속도 또는 조향 변화를 복수 개의 단계로 구분한 것을 특징으로 하는 군집주행 제어장치.
  14. 선도차량의 후면 중앙에 병렬로 구비되며 상기 선도차량의 가속 및 감속하는 정도를 각각 LED 신호 정보로 전달하는 가속 LED 점멸구 및 감속 LED 점멸구, 상기 선도차량의 후면 우측과 좌측에 위치하며 상기 선도차량의 좌향 및 우향하는 정도를 각각 LED 신호 정보로 전달하는 좌 조향 LED 점멸구 및 우 조향 LED 점멸구로부터 주행 신호정보를 수집하는 과정;
    상기 선도차량의 주행변화와 매칭되는 기 정의된 적어도 하나의 패턴정보를 저장하는 과정;
    상기 주행 신호정보의 색상, 점멸상태 및 수집 위치에 기반하여 상기 선도차량 주행데이터를 산출하고, 상기 선도차량 주행데이터와 상기 패턴정보를 비교하여 상기 선도차량의 주행변화에 상응하는 주행시나리오를 산출하는 과정; 및
    추종차량의 내부에 탑재된 자율주행부와 연동하여 상기 주행시나리오에 따라 상기 추종차량의 군집주행을 제어하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 주행시나리오를 산출하는 과정은,
    초음파 센서를 이용하여 상기 선도차량과의 간격정보를 수집하고, 상기 간격정보를 기반으로 상기 선도차량과의 간격이 유지되도록 하는 주행시나리오를 산출하는 것을 특징으로 하는 군집주행 제어방법.
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