KR102218532B1

KR102218532B1 - 차량 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR102218532B1
Application number: KR1020150104183A
Authority: KR
Inventors: 오영철; 신기철; 유병용; 허명선
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2021-02-22
Also published as: KR20170011487A

Abstract

개시된 실시예는 주행환경에 적합한 주행모드를 운전자에게 추천하고 운전자에 의해 선택된 주행모드에 따라 주행하는 차량 및 그 제어방법을 제공한다. 일 실시예에 따른 차량은 주행모드를 표시하여 운전자에게 추천하는 디스플레이; 및 지도 정보, 전방 차량 정보 및 차선 정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 주행모드를 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하고, 결정된 주행모드를 상기 디스플레이에 표시하는 프로세서;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법 {VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE VEHICLE}

개시된 실시예는 차량에 관한 것이다.

일반적으로 운전 보조 장치들은 적응형 크루즈 컨트롤(ACC; Adaptive Cruise Control)과 같이 종방향에 대한 운전을 보조하거나, 차선 이탈 경보 시스템(LDWS; Lane Departure Warning System)이나 차선 유지 보조 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)처럼 횡방향에 대해 운전을 보조하는 기능을 제공한다.

최근에는 운전자의 개입없이 차량을 종/횡방향으로 자동으로 제어하는 자율 주행 차량이 개발되고 있다.

개시된 실시예는 주행환경에 적합한 주행모드를 운전자에게 추천하고 운전자에 의해 선택된 주행모드에 따라 주행하는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 차량은 주행모드를 표시하여 운전자에게 추천하는 디스플레이; 및 지도 정보, 전방 차량 정보 및 차선 정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 주행모드를 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하고, 결정된 주행모드를 상기 디스플레이에 표시하는 프로세서;를 포함한다.

또한, 상기 프로세서는 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고, 상기 주행 도로가 1차선 또는 2차선 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제1주행모드로 결정할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고, 상기 주행 도로가 3차선 이상의 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제2주행모드로 결정할 수 있다.

또한, 제1주행모드 또는 제2주행모드에 따른 차량의 자율주행모드의 진입을 위한 입력을 수신하는 제1입력부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이에 표시된 주행모드 및 상기 표시된 주행모드와 다른 주행모드 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신하는 제2입력부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 제2입력부를 통해 선택된 주행모드가 제1주행모드인 경우, 전방 차량의 이동 궤적을 산출하고, 차량이 상기 산출된 이동 궤적에 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시킬 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 차량의 속도를 이용하여 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시킬 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 제2입력부를 통해 선택된 주행모드가 제2주행모드인 경우, 주행 차로의 차선을 추정하고 상기 추정된 차선에 기초하여 차량이 상기 주행 차로의 중앙을 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 추정된 차선의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제2주행모드를 종료시킬 수 있다.

또한, 상기 제2입력부는 제1주행모드, 제2주행모드 및 운전자가 차량을 직접 운전할 수 있도록 마련된 수동운전모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 지도 정보를 포함하는 메모리, 상기 지도 정보 및 GPS장치를 포함하는 네비게이션 및 상기 지도 정보를 수신하는 통신부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지도 정보는 차선 수 및 도로의 곡률 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 전방 차량 또는 장애물을 감지하는 거리센서;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 거리센서는 라이다(Lidar)를 포함할 수 있다.

또한, 주행 차로의 차선의 영상을 획득하는 영상 획득부;를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 차량의 제어방법은 지도 정보, 전방 차량 정보 및 차선 정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 주행모드를 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하고; 상기 결정된 주행모드를 디스플레이에 표시하여 운전자에게 추천하는 것;을 포함한다.

또한, 상기 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하는 것은, 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고; 상기 주행 도로가 1차선 또는 2차선 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제1주행모드로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하는 것은, 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고; 상기 주행 도로가 3차선 이상의 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제2주행모드로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이에 표시된 주행모드 및 상기 표시된 주행모드와 다른 주행모드 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선택된 주행모드가 제1주행모드인 경우, 전방 차량의 이동 궤적을 산출하고; 차량이 상기 산출된 이동 궤적에 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고; 상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시키는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 차량의 속도를 이용하여 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고; 상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시키는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 선택된 주행모드가 제2주행모드인 경우, 주행 차로의 차선을 추정하고; 상기 추정된 차선에 기초하여 차량이 상기 주행 차로의 중앙을 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고; 상기 추정된 차선의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제2주행모드를 종료시키는 것;을 더 포함할 수 있다.

개시된 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법은 교통 혼잡 구간에서 안정적인 주행 지원을 수행할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량의 제1주행모드를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량의 제2주행모드를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 차량의 주행경로의 곡률을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 측면에 따른 차량 및 그 제어방법에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(100)은 차량(100)의 외관을 형성하는 본체(1), 차량(100)을 이동시키는 차륜(51, 52), 차륜(51, 52)을 회전시키는 구동 장치(80), 차량(100) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(71), 차량(100) 내부의 운전자에게 차량(100) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(30), 운전자에게 차량(100) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(81, 82)를 포함한다.

차륜(51, 52)은 차량(100)의 전방에 마련되는 전륜(51), 차량(100)의 후방에 마련되는 후륜(52)을 포함한다.

구동 장치(80)는 본체(1)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(51) 또는 후륜(52)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 구동 장치(60)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 포함할 수 있다.

도어(71)는 본체(1)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(100)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(100)의 내부를 외부로부터 차폐시킨다.

윈드쉴드 글래스(windshield glass)라고 불리는 전면 유리(30)는 본체(100)의 전방 상측에 마련된다. 차량(100) 내부의 운전자는 전면 유리(30)를 통해 차량(100)의 전방을 볼 수 있다. 또한, 사이드 미러(81, 82)는 본체(1)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(81) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(82)를 포함한다. 차량(100) 내부의 운전자는 사이드 미러(81, 82)를 통해 차량(100)의 측면 및 후방의 상황을 눈으로 확인할 수 있다.

이외에도 차량(100)은 차량(100) 주변의 장애물 등을 감지하여 차량(100) 주변의 상황을 운전자가 인식할 수 있도록 도움을 주는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 또한, 차량(100)은 차량의 속도 등과 같은 차량의 주행정보를 감지할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다. 또한, 차량은 차선 등을 포함하는 차량의 주변 환경에 대한 영상을 획득하는 센서를 포함할 수 있다. 차량(100)의 주행정보나 차량(100) 주변의 상황을 감지할 수 있는 다양한 센서들에 대해서는 후술하도록 한다.

도 2에 도시된 바를 참조하면 차량(100)은 기어박스(120), 센터페시아(130), 스티어링 휠(140) 및 계기판(150) 등이 마련된 대시보드(dashboard)를 포함할 수 있다.

기어박스(120)에는 차량 변속을 위한 기어 레버(121)가 설치될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 것처럼, 기어박스에는 사용자가 네비게이션(10)이나 오디오 장치(133) 등을 포함하는 멀티미디어 장치의 기능이나 차량(100)의 주요 기능의 수행을 제어할 수 있도록 마련된 다이얼 조작부(111)와 다양한 버튼들을 포함하는 입력부(110)가 설치될 수 있다.

센터페시아(130)에는 공조 장치(132), 오디오 장치(133) 및 네비게이션(10) 등이 설치될 수 있다.

공조 장치는 차량(100) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(100)의 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치는 센터페시아(130)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구를 포함할 수 있다. 센터페시아(130)에는 공조 장치 등을 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 등이 설치될 수 있다. 운전자 등의 사용자는 센터페시아(130)에 배치된 버튼이나 다이얼을 이용하여 차량(100)의 공조 장치를 제어할 수 있다. 물론 기어박스(120)에 설치된 입력부(110)의 버튼들이나 다이얼 조작부(111)를 통해 공조장치를 제어할 수도 있다.

실시예에 따라서 센터페시아(130)에는 네비게이션(10)이 설치될 수 있다. 네비게이션(10)은 차량(100)의 센터페시아(130) 내부에 매립되어 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면 센터페시아(130)에는 네비게이션(10)을 제어하기 위한 입력부가 설치될 수도 있다. 실시예에 따라서 네비게이션(10)의 입력부는 센터페시아(130)가 아닌 다른 위치에 설치될 수도 있다. 예를 들어 네비게이션(10)의 입력부는 네비게이션(10)의 디스플레이(300) 주변에 형성될 수도 있다. 또한 다른 예로 네비게이션(10)의 입력부는 기어 박스(120) 등에 설치될 수도 있다.

스티어링 휠(140)은 차량(100)의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(141) 및 차량(100)의 조향 장치와 연결되고 림(141)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(142)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 스포크(142)에는 차량(100) 내의 각종 장치, 일례로 오디오 장치 등을 제어하기 위한 조작 장치(142a, 142b)가 마련될 수 있다. 또한 대시보드에는 차량(100)의 주행 속도, 엔진 회전수 또는 연료 잔량 등을 표시할 수 있는 각종 계기판(150)이 설치될 수 있다. 계기판(150)은 차량 상태, 차량 주행과 관련된 정보, 멀티미디어 장치의 조작과 관련된 정보 등을 표시하는 계기판 디스플레이(151)를 포함할 수 있다.

운전자는 대시보드에 마련된 전술한 다양한 장치들을 조작하여 차량(100)을 운행할 수 있다. 차량(100)에는 도 2에 도시된 것과 같이 차량(100)의 운행을 위해 운전자가 조작할 수 있는 장치들 외에도 차량(100)의 주행을 위해 필요한 차량(100) 외부의 정보나 차량(100) 자체의 주행정보들을 감지할 수 있는 다양한 센서들이 마련될 수 있다.

개시된 실시예에 따른 차량은 다양한 센서에서 감지한 정보에 기초하여 운전자의 개입없이 자율 주행을 수행할 수 있다. 도 3은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 차량의 제1주행모드를 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 일 실시예에 따른 차량의 제2주행모드를 개념적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 차량의 주행경로의 곡률을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 도 3 내지 도 7을 참조하여 개시된 실시예에 따른 차량이 제공하는 자율 주행 기능에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 것처럼, 개시된 실시예에 따른 차량은 자율 주행 모드와 관련된 입력을 수신하는 제1입력부(303) 및 제2입력부(305), 차량 외부의 이미지를 획득하는 영상획득부(307), 전방의 차량이나 장애물을 감지하는 거리센서(309), 지도정보가 저장된 네비게이션(10), 자율 주행 모드가 제공하는 복수의 주행모드 중 주행 환경에 적합한 어느 하나의 주행모드를 결정하는 프로세서(317), 프로세서(317)에서 결정된 주행모드를 운전자에게 추천하는 메시지를 표시하는 디스플레이(300), 운전자에 의해 어느 하나의 주행모드가 선택되면 프로세서(317)의 제어 하에 선택된 주행모드에 따라 차량을 구동장치(80)를 포함한다.

제1입력부(303)는, 사용자가 자율 주행 모드를 턴 온시키는 명령을 입력할 수 있도록 마련될 수 있고, 제2입력부(305)는 자율 주행 모드가 제공하는 복수의 주행 모드 중 어느 하나의 주행 모드를 선택할 수 있도록 마련될 수 있다.

제1입력부(303)와 제2입력부(305)는 센터페시아, 기어박스 또는 스티어링 휠에 마련될 수 있고, 하드키나 소프트키 타입의 버튼, 토글 스위치, 다이얼, 음성인식장치, 동작인식장치 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.

제1입력부(303)와 제2입력부(305)는 각각 구분되어 마련될 수도 있고, 전술한 구현 형태 중 어느 하나의 형태로 통합되어 마련될 수도 있다.

제1입력부(303)는 자율주행모드와 운전자가 직접 차량을 운전하는 수동운전모드 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신할 수 있다. 즉, 운전자는 수동운전모드로 직접 차량을 운전하다가 제1입력부(303)를 조작하여 자율주행모드를 선택할 수 있고, 자율주행모드에 따라 차량이 운행되는 중에 수동운전모드를 선택하여 다시 직접 차량을 운전할 수 있다. 프로세서(317)는 자율주행모드와 수동운전모드 간의 전환이 이루어질 때, 디스플레이(300)나 스피커 등을 통해 모드의 전환이 이루어졌음을 운전자에게 알려줄 수 있다.

제2입력부(305)는 자율주행모드 하에서, 도 4에 도시된 전방의 선행차량(C2)을 추종하는 제1주행모드와 도 5에 도시된 주행차로(R)의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신할 수 있다. 즉, 운전자는 자율주행모드가 제공하는 제1주행모드와 제2주행모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 운전자는 제1주행모드나 제2주행모드 중 프로세서(317)에 의해 결정되어 디스플레이(300)에 표시되는 추천 주행모드를 참고하여 제2입력부(305)를 통해 제1주행모드나 제2주행모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다.

프로세서(317)는 자율주행모드 하에서 제1주행모드와 제2주행모드 간의 전환이 이루어질 때, 디스플레이(300)나 스피커 등을 통해 모드의 전환이 이루어졌음을 운전자에게 알려줄 수 있다.

프로세서(317)는 제1입력부(303)를 통해 자율주행모드가 선택되면, 센서의 정보를 이용하여 자율주행모드가 제공하는 제1주행모드와 제2주행모드 중 어느 하나를 결정한다. 전술한 영상 획득부(307)에서 획득한 이미지 정보, 거리센서(309)에서 획득한 전방 차량의 정보, 네비게이션(10)에 저장된 지도정보 등이 프로세서(317)의 주행모드 결정에 이용될 수 있다.

상기 영상 획득부(307)는 차량 외부의 이미지, 특히 차량이 주행하는 차로(R)의 차선의 이미지를 획득하여 프로세서(317)로 전송한다. 영상 획득부(307)는 차량 전방의 영상을 획득하는 전방 카메라를 포함하고, 차량 좌우 측방의 영상을 획득하는 좌측 카메라와 우측 카메라, 차량 후방의 영상을 획득하는 후방 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 카메라는 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 포함할 수 있다.

거리센서(309)는 차량 외부의 객체, 예를 들면 차량의 전방에서 주행하는 선행차량(C2), 도로 주변에 설치된 구조물 등을 포함하는 정지물체, 반대 차선에서 다가오는 차선 등을 감지할 수 있다. 거리센서(309)는 특히 선행 차량(C2)을 감지하여 선행차량(C2)과의 차간 거리를 산출할 수 있다. 개시된 실시예에 따른 차량의 거리센서(309)는 레이더(radar) 또는 라이다(Light detection and Ranging, Lidar)를 포함할 수 있다.

네비게이션(10)은 차로의 차선 수, 곡률, 차선 상태와 같은 정보가 포함된 지도정보를 저장할 수 있다. 네비게이션(10)에 저장된 지도는 주행 중인 차로(R)의 차선의 마킹 상태와 같은 세밀한 정보까지 포함된 정밀지도를 포함할 수 있다. 또한, 네비게이션(10)은 GPS장치를 포함하여 GPS정보를 수신할 수 있다. GPS장치는 전술한 것처럼 네비게이션(10)에 포함되어 네비게이션(10)과 일체형으로 제공될 수도 있고, 네비게이션(10)과 별도로 마련될 수도 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 차량은 이러한 지도정보가 포함된 별도의 메모리(315)를 포함할 수도 있고, 외부로부터 이러한 지도정보를 수신하는 통신부(313)를 포함할 수도 있다. 개시된 실시예에 따른 차량은 지도정보를 저장하거나 수신하는 네비게이션(10), 메모리(315) 및 통신부(313)를 모두 포함할 수도 있고, 이 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

메모리(315)는 S램(S-RAM), D랩(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

통신부(313)는 3g, 4g 및 5g 등의 통신방식을 이용하는 통신 네트워크를 통해 외부의 서버로부터 전달되는 지도정보를 수신할 수 있다. 통신부(313)는 통신 네트워크가 채용하고 있는 3g, 4g 및 5g 통신 방식을 지원하는 장치로 구성될 수 있다.

프로세서(317)는 네비게이션(10) 또는 네비게이션(10)과 별도로 마련된 GPS장치로부터 GPS정보를 수신하면, 네비게이션(10) 등으로부터 현재 주행 중인 구간의 지도정보를 수신한다. 프로세서(317)는 GPS정보를 수신하면 차량의 현재 위치가 미리 정해진 유효범위 내에 포함되는지 결정한다. 프로세서(317)는 차량의 현재 위치가 미리 정해진 유효범위 내에 포함되면 지도정보를 수신하고, 차량의 현재 위치가 미리 정해진 유효범위에서 벗어나면 다시 GPS정보를 수신한다.

프로세서(317)는 지도정보를 수신하면, 현재 주행 중인 차로(R)의 차선 수가 2차선을 넘지 않는지 결정한다. 프로세서(317)는 현재 주행 중인 차로(R)의 차선수가 1개 또는 2개인 경우, 같은 차선에서 전방에 주행 중인 선행차량(C2)을 추종하여 주행하는 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다.

프로세서(317)는 현재 주행 중인 차로(R)의 차선수가 3개 이상이면 지도정보에 포함된 차선상태정보에 기초하여 차선을 인지할 수 있는지 여부를 결정한다. 즉, 차선의 마킹 상태 등과 관련하여 차선을 인지할 수 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어 차선의 마킹상태가 양호하여 차선을 인지할 수 있는 경우, 프로세서(317)는 주행 차선의 중앙을 추종하여 주행하는 제2주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정하고, 차선의 마킹상태가 불량하여 차선을 인지할 수 없는 경우, 프로세서(317)는 전술한 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다. 프로세서(317)는 차선의 인지 여부를 판단함에 있어서, 지도 정보와 함께 영상 획득부(307)에서 획득한 차선 영상을 이용할 수도 있다.

제1주행모드에서 차량(C1)은 전방의 선행차량(C2)을 추종하여 주행하므로 차선이 인지되지 않더라도 안정적인 주행이 가능하다. 그러나 제1주행모드에서 차량(C1)은 선행차량(C2)의 주행궤적을 추종하므로 선행차량(C2)이 차로의 중앙을 따라 주행하지 않고 차선에 근접한 상태에서 주행하는 경우 선행차량(C2)을 따라 차로의 중앙을 벗어나 차선에 근접한 상태에서 주행하므로 위험한 상황이 발생할 수 있다. 또한, 제1주행모드의 차량(C1)은 차선의 인식률이 떨어지는 상태에서 다른 차선의 차량이 끼어드는 경우 대응이 어려울 수 있다. 차로의 차선 수가 2개 이하인 경우, 3개 이상인 경우보다 차선 수가 적기 때문에 차량이 차로의 중앙을 따라 운행할 가능성이 높고, 끼어들기의 발생 가능성이 낮다. 따라서, 개시된 실시예는 차로의 차선 수가 2개 이하이면, 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다.

차로의 차선이 3개 이상인 경우에는 차로의 중앙을 따라 주행하는 제2주행모드가 제1주행모드보다 안정적이나, 제2주행모드는 차선 인식에 기초하여 주행경로를 산출하므로, 차로의 차선이 3개 이상이더라도 차선이 인식되지 않는 경우 프로세서(317)는 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다.

프로세서(317)는 자율주행의 주행모드를 결정하면, 디스플레이(300)에 결정된 주행모드를 추천하는 메시지를 표시할 수 있다. 주행모드를 추천하는 메시지가 표시되는 디스플레이(300)는, 네비게이션(10)의 디스플레이(300) 또는 계기판의 디스플레이(151)를 포함할 수 있다. 디스플레이(300)는 상기 메시지를 표시하고, 결정된 주행모드를 추천하는 음성을 출력하여 시청각적으로 운전자에게 정보를 제공할 수 있다.

개시된 실시예에 따른 차량은 주행상황에 적합한 자율 주행의 주행모드를 결정하여 운전자에게 추천함으로써 운전자의 판단을 도와줄 수 있다. 또한, 개시된 실시예에 따른 차량은 프로세서(317)에서 결정한 제1주행모드 및 제2주행모드 중 어느 하나를 자율주행의 주행모드로 바로 적용하지 않고, 전술한 것처럼, 디스플레이(300)에 프로세서(317)에서 결정한 주행모드를 추천하여 운전자의 판단에 따른 입력을 받는 단계를 더 거침으로써 주행상황에 보다 적합한 주행모드로 자율 주행을 수행할 수 있다. 또한, 운전자로부터 주행모드를 선택하는 명령이 입력되지 않으면, 프로세서(317)는 결정된 주행모드를 자율주행의 주행모드로 적용할 수도 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간 동안 운전자로부터 제2입력부(305)를 통한 명령이 입력되지 않으면, 프로세서는 결정된 주행모드를 자율주행의 주행모드로 적용할 수 있다. 또는, 제2입력부(305)를 통한 운전자의 주행모드선택명령의 입력없이 프로세서(317)가 결정한 주행모드를 바로 자율주행의 주행모드로 적용하도록 하는 별도의 세팅을 구비할 수도 있다. 물론 이러한 세팅에서도, 운전자가 제2입력부(305)를 통해 원하는 주행모드를 선택하면 그 선택이 프로세서(317)의 결정에 우선할 수 있다. 이하, 제2입력부(305)를 통해 주행모드가 선택된 경우를 일 예로 들어 설명하지만, 운전자의 입력없이 프로세서(317)에 의해 결정된 주행모드가 자율주행의 주행모드로 적용되는 경우에도, 하기의 설명이 적용될 수 있음은 물론이다.

운전자에 의해 제1주행모드가 선택되면, 프로세서(317)는 차량(C1)이 같은 차선에서 주행 중인 선행차량(C2)을 추종하여 주행할 수 있도록, 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출한다. 프로세서(317)는 거리센서(309)에서 획득된 정보를 이용하여 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출한다. 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출하기 위해 공지된 다양한 알고리즘이 활용될 수 있다. 프로세서(317)는 거리센서(309)의 정보뿐만 아니라 영상획득부(307)에서 획득한 정보와 지도정보를 함께 이용하여 선행차량(C2)의 주행궤적을 보다 정확하게 산출할 수 있다.

운전자에 의해 제2주행모드가 선택되면, 프로세서(317)는 차량(C1)이 주행중인 차로(R)의 중앙을 따라 주행할 수 있도록, 주행차로(R)의 중앙경로를 산출한다. 프로세서(317)는 영상획득부(307)에서 획득된 정보를 이용하여 주행차로(R)의 차선을 인식하고 이에 기초하여 주행차로(R) 중앙경로 산출한다. 주행차로(R) 중앙경로를 산출하기 위해 공지된 다양한 알고리즘이 활용될 수 있다. 프로세서(317)는 영상획득부(307)의 정보뿐만 아니라 거리센서(309)에서 획득한 정보와 지도정보를 함께 이용하여 주행차로(R) 중앙경로를 보다 정확하게 산출할 수 있다.

제1주행모드와 제2주행모드에서 각각 산출된 선행차량(C2)의 주행궤적과 주행차로(R)의 중앙경로가, 지도정보에 기초한 현재 주행차로(R)의 곡률과 다를 경우 위험한 상황이 발생할 수 있다. 그러나 GPS정보에는 일반적으로 5미터 내지 15미터의 오차가 발생할 수 있으므로 지도 상에서 현재 주행차로(R)의 정확한 곡률을 산출하는 것이 어려울 수 있다. 이에 개시된 실시예에 따른 차량은 도 6에 도시된 것처럼, GPS정보의 오차를 반영하여 현재 주행하고 있는 차로(R)의 최대곡률과 최소곡률을 산출하고, 선행차량(C2)의 주행궤적의 곡률과 주행차로(R)의 중앙경로의 곡률이 상기 최대곡률과 최소곡률을 경계값으로 하는 유효곡률범위에 속하는지 판단한다. 판단결과, 선행차량(C2)의 주행궤적의 곡률과 주행차로(R)의 중앙경로의 곡률이 유효곡률범위에 속하지 않으면, 프로세서(317)는 산출된 선행차량(C2)의 주행궤적과 주행차로(R)의 중앙경로가 유효하지 않다고 판단하여 자율주행모드를 턴 오프시키고 차량의 주행모드를 수동주행모드로 복귀시킨다. 프로세서(317)는 자율주행모드를 턴 오프시키면서 운전자에게 디스플레이(300) 등을 통해 자율주행모드의 해제를 알릴 수 있다.

도 6에 도시된 것처럼, 프로세서(317)는 GPS정보에 따른 현재 차량의 위치(P1)와 GPS정보의 오차에 기초하여 산출한 차량의 위치(P2, P3)에서 각각 곡률을 산출한다. 이렇게 산출된 곡률 값 중 최대값과 최소값을 경계값으로 전술한 유효곡률범위를 결정한다. 선행차량(C2)의 주행궤적 및 주행차로(R)의 중앙경로의 곡률이 유효곡률범위에 속하면 프로세서(317)는 운전자에 의해 결정된 주행모드에 따라 구동장치(80)를 제어하여 차량을 주행시킨다. 여기서 구동장치(80)는 단순히 엔진이나 모터에만 한정되지 않고, 차량의 자율주행 시 제어할 필요가 있는 구성을 모두 포함할 수 있다.

또는 도 7에 도시된 것처럼, 프로세서(317)는 현재 차량의 속도에 기초하여 현재 주행 중인 차로(R)의 곡률을 산출할 수 있다. 즉, 프로세서(317)는 현재 차량의 속도에 기초하여 현재 주행 중인 차로(R)의 곡률을 구하기 위한 포인트(CP)를 지도에서 획득한다. 프로세서(317)는 차량의 속도가 빠를수록 현재 위치(P1)로부터 더 멀리 떨어져 있는 위치까지 포인트를 획득할 수 있다. 프로세서(317)는 획득한 포인트를 이용하여 커브 피팅(curve fitting)을 수행하고 이를 통해 2차 곡선 또는 3차 곡선 형태의 방정식을 산출한다. 예를 들면, 프로세서(317)는 획득한 포인트들에 커브 피팅을 수행하여 하기의 수학식 1과 같은 2차 곡선 형태의 방정식을 산출할 수 있고, 주행 차로(R)의 곡률을 2a로 산출할 수 있다.

<수학식 1>

y=ax²+bx+c

프로세서(317)는 이렇게 산출된 곡률 값에 미리 정해진 마진을 적용하여 유효곡률범위를 결정할 수 있다. 선행차량(C2)의 주행궤적 및 주행차로(R)의 중앙경로의 곡률이 이렇게 산출된 유효곡률범위에 속하면 프로세서(317)는 운전자에 의해 결정된 주행모드에 따라 차량을 주행한다.

도 8 및 도 9은 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

도 8에 도시된 것처럼, 제1입력부(303)에서 자율주행모드를 턴 온시키는 입력을 수신하면(500), 프로세서(317)는 GPS정보, 지도정보, 전방차량정보 및 차선정보를 수신한다(510).

제1입력부(303)는 사용자가 자율 주행 모드를 턴 온시키는 명령을 입력할 수 있도록 마련된다. 제1입력부(303)를 통해 자율주행모를 턴온시키는 명령이 입력되면, 프로세서(317)는 네비게이션(10), 거리센서(309) 및 영상획득부(307)로부터 GPS정보, 지도정보, 전방차량정보 및 차선정보 등을 수신한다.

영상 획득부(307)는 차량 외부의 이미지, 특히 차량이 주행하는 차로(R)의 차선의 이미지를 획득하여 프로세서(317)로 전송한다. 거리센서(309)는 차량 외부의 객체, 예를 들면 차량의 전방에서 주행하는 선행차량, 도로 주변에 설치된 구조물 등을 포함하는 정지물체, 반대 차선에서 다가오는 차선 등을 감지할 수 있다. 거리센서(309)는 특히 선행 차량을 감지하여 선행차량(C2)과의 차간 거리를 산출하여 프로세서(317)로 전송할 수 있다. 네비게이션(10)은 차로의 차선 수, 곡률, 차선 상태와 같은 정보가 포함된 지도정보를 저장할 수 있다. 네비게이션(10)에 저장된 지도는 주행 중인 차로(R)의 차선의 마킹 상태와 같은 세밀한 정보까지 포함된 정밀지도를 포함할 수 있다. 또한, 네비게이션(10)은 GPS장치를 포함하여 GPS정보를 수신할 수 있다. 네비게이션(10)은 자율주행모드가 턴온되면 GPS정보와 지도정보를 프로세서(317)로 전송할 수 있다.

프로세서(317)는 지도정보 등을 수신하면, 차량의 주행차로(R)의 차선 수가 2개 이하인지 여부를 결정한다(520). 프로세서(317)는 주행차로(R)의 차선 수가 두 개 이하이면 디스플레이(300)에 제1주행모드를 추천하는 메시지를 표시하고(530), 두 개보다 많으면 주행차로(R)의 차선이 인지 가능한지 여부를 결정하여(540), 차선이 인지 가능하면 디스플레이(300)에 제2주행모드를 추천하는 메시지를 표시하고(550), 차선 인지가 가능하지 않으면 디스플레이(300)에 제1주행모드를 추천하는 메시지를 표시한다(530). 프로세서(317)는 디스플레이(300)에 추천 주행모드가 표시된 후, 제2입력부(305)를 통해 제1주행모드 및 제2주행모드 중 어느 하나의 주행모드를 선택하는 입력을 수신한다(560).

제1주행모드에서 차량(C1)은 전방의 선행차량(C2)을 추종하여 주행하므로 차선이 인지되지 않더라도 안정적인 주행이 가능하다. 그러나 제1주행모드에서 차량(C1)은 선행차량(C2)의 주행궤적을 추종하므로 선행차량(C2)이 차로의 중앙을 따라 주행하지 않고 차선에 근접한 상태에서 주행하는 경우 선행차량(C2)을 따라 차로의 중앙을 벗어나 차선에 근접한 상태에서 주행하므로 위험한 상황이 발생할 수 있다. 또한, 제1주행모드의 차량(C1)은 차선의 인식률이 떨어지는 상태에서 다른 차선의 차량이 끼어드는 경우 대응이 어려울 수 있다. 차로의 차선 수가 2개 이하인 경우, 3개 이상인 경우보다 차선 수가 적기 때문에 차량이 차로의 중앙을 따라 운행할 가능성이 높고, 끼어들기의 발생 가능성이 낮다. 따라서, 개시된 실시예에 따른 차량은 차로의 차선 수가 2개 이하이면, 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다.

차로의 차선이 3개 이상인 경우에는 차로(R)의 중앙을 따라 주행하는 제2주행모드가 제1주행모드보다 안정적이나, 제2주행모드는 차선 인식에 기초하여 주행경로를 산출하므로, 차로의 차선이 3개 이상이더라도 차선이 인식되지 않는 경우 프로세서(317)는 제1주행모드를 자율주행의 주행모드로 결정한다.

개시된 실시예에 따른 차량은 주행상황에 적합한 자율 주행의 주행모드를 결정하여 운전자에게 추천함으로써 운전자의 판단을 도와줄 수 있다. 또한, 개시된 실시예에 따른 차량은 프로세서(317)에서 결정한 제1주행모드 및 제2주행모드 중 어느 하나를 자율주행의 주행모드로 바로 적용하지 않고, 전술한 것처럼, 디스플레이(300)에 프로세서(317)에서 결정한 주행모드를 추천하여 운전자의 판단에 따른 입력을 받는 단계를 더 거침으로써 주행상황에 보다 적합한 주행모드로 자율 주행을 수행할 수 있다.

도 9에 도시된 것처럼, 선택된 주행모드가 제1주행모드인 경우(570), 프로세서(317)는 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출하고(580), 선택된 주행모드가 제1주행모드가 아닌 경우, 프로세서(317)는 주행차로(R)의 차선 인지 및 추정을 통해 주행차로(R)의 중앙경로를 산출한다(590).

운전자에 의해 제1주행모드가 선택되면, 프로세서(317)는 차량이 같은 차선에서 주행 중인 선행차량(C2)을 추종하여 주행할 수 있도록, 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출한다. 프로세서(317)는 거리센서(309)에서 획득된 정보를 이용하여 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출한다. 선행차량(C2)의 주행궤적을 산출하기 위해 공지된 다양한 알고리즘이 활용될 수 있다. 프로세서(317)는 거리센서(309)의 정보뿐만 아니라 영상획득부(307)에서 획득한 정보와 지도정보를 함께 이용하여 선행차량(C2)의 주행궤적을 보다 정확하게 산출할 수 있다.

운전자에 의해 제2주행모드가 선택되면, 프로세서(317)는 차량(C1)이 주행중인 차로(R)의 중앙을 따라 주행할 수 있도록, 주행차로(R)의 중앙경로를 산출한다. 프로세서(317)는 영상획득부(307)에서 획득된 정보를 이용하여 주행차로(R)의 차선을 인식하고 이에 기초하여 주행차로(R)의 중앙경로를 산출한다. 주행차로(R)의 중앙경로를 산출하기 위해 공지된 다양한 알고리즘이 활용될 수 있다. 프로세서(317)는 영상획득부(307)의 정보뿐만 아니라 거리센서(309)에서 획득한 정보와 지도정보를 함께 이용하여 주행차로(R)의 중앙경로를 보다 정확하게 산출할 수 있다.

선행차량(C2)의 궤적이 산출되면, 프로세서(317)는 산출된 궤적의 곡률이 유효곡률범위에 포함되는지 결정하고(590), 포함되면 제1주행모드에 따라 차량주행을 제어하고(600), 포함되지 않으면 자율주행모드를 턴 오프시킨다(640). 또한, 주행차로(R)의 중앙경로가 산출되면, 프로세서(317)는 산출된 경로의 곡률이 유효곡률범위에 포함되는지 결정하고(620), 포함되면 제2주행모드에 따라 차량주행을 제어하고(630), 포함되지 않으면 자율주행모드를 턴 오프시킨다(640).

도 6에 도시된 것처럼, 프로세서(317)는 GPS정보에 따른 현재 차량의 위치(P1)와 GPS정보의 오차에 기초하여 산출한 차량의 위치(P2, P3)에서 각각 곡률을 산출한다. 이렇게 산출된 곡률 값 중 최대값과 최소값을 경계값으로 전술한 유효곡률범위를 결정한다. 선행차량(C2)의 주행궤적 및 주행차로(R)의 중앙경로의 곡률이 유효곡률범위에 속하면 프로세서(317)는 운전자에 의해 결정된 주행모드에 따라 구동장치(80)를 제어하여 차량을 주행시킨다.

<수학식 1>

y=ax²+bx+c

317: 프로세서
307: 영상획득부
309: 거리센서
10: 네비게이션
300: 디스플레이

Claims

주행모드를 표시하여 운전자에게 추천하는 디스플레이; 및
지도 정보, 전방 차량 정보 및 차선 정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 주행모드를 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하고, 결정된 주행모드를 상기 디스플레이에 표시하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 결정된 주행모드가 제1주행모드인 경우, 전방 차량의 이동 궤적을 산출하고, 차량이 상기 산출된 이동 궤적에 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하고,
GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 유효곡률범위에 기초하여 상기 차량을 제어하는 차량.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고, 상기 주행 도로가 1차선 또는 2차선 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제1주행모드로 결정하는 차량.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 지도정보에 기초하여 주행도로의 차선 수를 결정하고, 상기 주행 도로가 3차선 이상의 도로인 경우 상기 차량의 주행모드를 제2주행모드로 결정하는 차량.
제1항에 있어서,
제1주행모드 또는 제2주행모드에 따른 차량의 자율주행모드의 진입을 위한 입력을 수신하는 제1입력부;를 더 포함하는 차량.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이에 표시된 주행모드 및 상기 표시된 주행모드와 다른 주행모드 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신하는 제2입력부;를 더 포함하는 차량
제5항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제2입력부를 통해 선택된 주행모드가 제1주행모드인 경우, 전방 차량의 이동 궤적을 산출하고, 차량이 상기 산출된 이동 궤적에 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하는 차량.
삭제
제6항에 있어서,
상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시키는 차량.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는 차량의 속도를 이용하여 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 산출된 이동궤적의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제1주행모드를 종료시키는 차량.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제2입력부를 통해 선택된 주행모드가 제2주행모드인 경우, 주행 차로의 차선을 추정하고 상기 추정된 차선에 기초하여 차량이 상기 주행 차로의 중앙을 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하는 차량.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 결정된 주행모드가 제2주행모드인 경우, 주행 차로의 차선을 추정하고 상기 추정된 차선에 기초하여 차량이 상기 주행 차로의 중앙을 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하는 차량.
제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 추정된 차선의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제2주행모드를 종료시키는 차량.
제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 차량의 속도를 이용하여 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 추정된 차선의 곡률이 상기 유효곡률범위에 포함되지 않는 경우, 상기 제2주행모드를 종료시키는 차량.
제5항에 있어서,
상기 제2입력부는 제1주행모드, 제2주행모드 및 운전자가 차량을 직접 운전할 수 있도록 마련된 수동운전모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 마련되는 차량.
제1항에 있어서,
상기 지도 정보를 포함하는 메모리, 상기 지도 정보 및 GPS장치를 포함하는 네비게이션 및 상기 지도 정보를 수신하는 통신부 중 적어도 하나를 더 포함하는 차량.
제15항에 있어서,
상기 지도 정보는 차선 수 및 도로의 곡률 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
제1항에 있어서,
전방 차량 또는 장애물을 감지하는 거리센서;를 더 포함하는 차량.
제17항에 있어서,
상기 거리센서는 라이다(Lidar)를 포함하는 차량.
제1항에 있어서,
주행 차로의 차선의 영상을 획득하는 영상 획득부;를 더 포함하는 차량.
주행모드를 표시하여 운전자에게 추천하는 디스플레이; 및
지도 정보, 전방 차량 정보 및 차선 정보 중 적어도 하나를 이용하여 차량의 주행모드를 전방 차량을 추종하는 제1주행모드 및 차로의 중앙을 추종하는 제2주행모드 중 어느 하나로 결정하고, 결정된 주행모드를 상기 디스플레이에 표시하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 결정된 주행모드가 제2주행모드인 경우, 주행 차로의 차선을 추정하고 상기 추정된 차선에 기초하여 차량이 상기 주행 차로의 중앙을 추종하여 주행하도록 상기 차량을 제어하고,
GPS 오차를 반영한 주행도로의 유효곡률범위를 산출하고, 상기 유효곡률범위에 기초하여 상기 차량을 제어하는 차량.