KR102287312B1 - Apparatus for controlling lane keeping assist system in vehicle and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 LKAS 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시, 도로의 가드레일을 기반으로 차량의 차선 유지를 보조함으로써, 타 도로의 차선을 인식하지 못하여 발생하는 오류를 방지하는 차량의 LKAS 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 LKAS 제어 장치에 있어서, 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 카메라; 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식하는 가드레일 인식부; 및 차량이 도로 분기점에서 분기시, 상기 가드레일 인식부에 의해 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후 이를 기반으로 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an LKAS control apparatus and method for a vehicle, and when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road, by assisting the lane maintenance of the vehicle based on the road's guard rail. , to provide a vehicle LKAS control device and method for preventing errors caused by not recognizing the lanes of other roads.
To this end, the present invention provides an LKAS control device for a vehicle, comprising: a stereo camera for acquiring a stereo image of the front of the vehicle; a guardrail recognition unit for recognizing a guardrail from a stereo image; and a controller for controlling a Lane Keeping Assist System (LKAS) to assist in lane keeping based on the calculation of the distance to the guard rail recognized by the guard rail recognition unit when the vehicle diverges from the road junction.
Description
본 발명은 차량의 LKAS 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시, 도로의 가드레일을 기반으로 차량의 차선 유지를 보조하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an LKAS control device for a vehicle and a method therefor, and more particularly, when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road, the lane of the vehicle is based on the guard rail of the road It relates to technology that assists in maintenance.
일반적으로, 차선 유지 보조 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)은 다음 순서에 따라 구동된다.In general, a Lane Keeping Assist System (LKAS) is driven in the following order.
먼저, 차량의 윈드실드와 룸미러 사이 공간에 장착된 카메라 시스템을 이용하여 전방의 도로 이미지를 획득한다.First, an image of the road ahead is acquired using a camera system mounted in the space between the vehicle's windshield and the rearview mirror.
이후, 영상 처리를 통해 주행중인 차선(lane)의 양쪽 끝선(line or edge of the lane) 또는 자차로의 중심으로부터의 차량의 횡방향 상대 위치(lateral offset), 도로의 곡률(curvature), 차선과 차량 중심선이 이루는 각(heading angle) 등의 차선 정보를 추출한다.Thereafter, through image processing, the lateral offset of the vehicle from the center of the own lane or the line or edge of the lane being driven, the curvature of the road, the lane Lane information such as a heading angle formed by the vehicle center line is extracted.
이후, 차량의 현재 주행 상태를 추정하기 위하여 차량에 장착된 여러 센서들의 신호 정보를 바탕으로 차선 이탈 여부를 감시한다.Thereafter, in order to estimate the current driving state of the vehicle, lane departure is monitored based on signal information of various sensors mounted on the vehicle.
이후, 운전자가 의도하지 않은 차선 이탈이 발생할 경우, 현재 주행중인 차선 안쪽으로 차량을 밀어 넣어 주어 운전자의 주행을 보조한다. 이때 조향 시스템인 MDPS(Motor Driven Power System)는 LKAS로부터 전달받은 조향 토크 신호를 이용하여 실제 조향을 발생시키는 액츄에이터(Actuator) 역할을 한다.Thereafter, when the driver's unintentional lane departure occurs, the vehicle is pushed into the currently driving lane to assist the driver in driving. At this time, the steering system, MDPS (Motor Driven Power System), acts as an actuator that generates actual steering using the steering torque signal received from the LKAS.
이러한 종래의 차선 유지 보조 시스템은, 일 도로를 주행중인 차량이 분기점에서 타 도로로 진입시, 타 도로에 완전히 진입하기 전까지는 타 도로의 차선을 인식할 수 없기 때문에, 일 도로의 차선을 기준으로 동작하여 운전자에게 이질감 및 불쾌감을 주는 문제점이 있었다.Such a conventional lane keeping assist system, when a vehicle traveling on one road enters another road at a junction, cannot recognize the lane of another road until it completely enters the other road. There was a problem of giving a sense of heterogeneity and discomfort to the driver.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시, 도로의 가드레일을 기반으로 차량의 차선 유지를 보조함으로써, 타 도로의 차선을 인식하지 못하여 발생하는 오류를 방지하는 차량의 LKAS 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention assists in maintaining the lane of the vehicle based on the guard rail of the road when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road. An object of the present invention is to provide an LKAS control device and method for a vehicle that prevents errors caused by not recognizing the lane of another road.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량의 LKAS 제어 장치에 있어서, 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 스테레오 카메라; 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식하는 가드레일 인식부; 및 차량이 도로 분기점에서 분기시, 상기 가드레일 인식부에 의해 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후 이를 기반으로 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어하는 제어부를 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object, in the LKAS control apparatus of a vehicle, a stereo camera for acquiring a stereo image of the front of the vehicle; a guardrail recognition unit for recognizing a guardrail from a stereo image; and a controller configured to control a Lane Keeping Assist System (LKAS) to assist in lane keeping based on the calculation of the distance to the guard rail recognized by the guard rail recognition unit when the vehicle diverges from the road junction.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량의 LKAS 제어 방법에 있어서, 스테레오 카메라가 차량 전방의 스테레오 영상을 획득하는 단계; 가드레일 인식부가 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식하는 단계; 및 차량이 도로 분기점에서 분기시, 제어부가 상기 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후 이를 기반으로 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어하는 단계를 포함한다.The method of the present invention for achieving the above object, in the LKAS control method of the vehicle, the stereo camera acquiring a stereo image of the front of the vehicle; recognizing, by a guardrail recognition unit, a guardrail from a stereo image; and controlling a Lane Keeping Assist System (LKAS) to assist lane keeping based on the calculated distance from the recognized guard rail when the vehicle diverges from the road junction.
상기와 같은 본 발명은, 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시, 도로의 가드레일을 기반으로 차량의 차선 유지를 보조함으로써, 타 도로의 차선을 인식하지 못하여 발생하는 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.In the present invention as described above, when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road, the lane of the other road is not recognized by assisting the vehicle's lane maintenance based on the road guard rail. This has the effect of preventing errors caused by not doing so.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 차선 유지 보조 시스템의 개념도,
도 2 는 본 발명에 따른 차량의 LKAS 제어 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 LKAS 제어 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 LKAS 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.1 is a conceptual diagram of a lane keeping assist system according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram of an embodiment of an LKAS control apparatus for a vehicle according to the present invention;
3 is an explanatory diagram of an embodiment of the LKAS control method according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating an LKAS control method of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above-described objects, features, and advantages will become more clear through the detailed description described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand the technical spirit of the present invention. can be easily implemented. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 차선 유지 보조 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a lane keeping assist system to which the present invention is applied.
차선 유지 보조 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)(100)은 전방 카메라 센서를 통해 얻어진 차량과 차선 간의 상대 정보 및 차량 CAN 통신을 통해 얻어진 차량 상태 정보를 이용하여 주행 중 차량이 차선을 벗어나지 않도록 운전자의 조향 조작을 도와주는 시스템을 말한다.The Lane Keeping Assist System (LKAS) 100 uses the relative information between the vehicle and the lane obtained through the front camera sensor and the vehicle state information obtained through the vehicle CAN communication to prevent the vehicle from deviating from the lane while driving. A system that assists in the steering operation of
차선 유지 보조 시스템(100)은 주행중 차량이 차선을 이탈한 경우 혹은 운전자의 조향 의지가 감지되는 상황에서 운전자에게 조향 이질감을 주지 않는 방향으로 제어가 이루어져야 한다.The lane keeping assisting
이를 위하여 차선 유지 보조 시스템(100)은 주행 정보 검출기(110), 제어 시작 판단기(120), 차선 유지 제어기(130) 및 제어 해제 판단기(140)로 구성된다.To this end, the lane keeping assisting
먼저, 도 1의 각 구성에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.First, each configuration of FIG. 1 will be briefly described as follows.
주행 정보 검출기(110)는 카메라 센서 및 차량 센서를 통하여 차량과 차선 간의 정보를 획득하는 기능을 수행한다.The
주행 정보 검출기(110)는 카메라 센서를 통하여 차량과 차선 간의 상대 정보(차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 도로 곡률, 헤딩각 등)를 획득하고 차량 CAN을 통하여 차량 상태 정보(조향각, 요레이트, 운전자 조향 토크, 차속 등)를 획득한다.The
측정된 정보의 정확성은 차선 유지 보조 시스템(100)의 성능에 직접적인 영향을 주기 때문에 시스템(100)의 신뢰성을 향상시키기 위하여 차선 보상 로직을 통하여 차선의 오인식 및 미인식 구간에서의 차선의 신뢰성을 향상시킨다.Since the accuracy of the measured information directly affects the performance of the lane keeping assisting
제어 시작 판단기(120)는 주행 정보 검출기(110)를 통해 검출된 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈을 방지하도록 제어하는 시점을 결정하는 기능을 수행한다.The
제어 시작 판단기(120)는 주행 정보 검출기(110)에서 측정된 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈 방지를 위한 제어 시작 시점을 결정하는 블록으로 차량과 차선 간의 횡방향 옵셋을 이용하여 제어 시작 시점을 결정한다.The
차선 유지 제어기(130)는 주행 정보 검출기(110)를 통해 검출된 정보를 이용하여 차선 이탈 방지를 위해 필요한 제어량을 계산하는 기능을 수행한다.The lane keeping
차선 유지 제어기(130)는 주행 정보 검출기(110)에서 측정된 차속, 요레이트, 조향각, 차선과의 상대 거리, 곡률 등을 이용하여 차선 이탈 방지를 위한 보조 조향 토크값을 생성하는 블록이다.The lane keeping
제어 해제 판단기(140)는 주행 정보 검출기(110)를 통해 검출된 정보를 이용하여 차량 이탈 방지 제어를 종료하는 시점을 결정하는 기능을 수행한다.The control release determiner 140 performs a function of determining when to end the vehicle departure prevention control by using the information detected through the
제어 해제 판단기(140)는 주행 정보 검출기(110)에서 측정된 정보를 이용하여 제어 종료 시점을 판단한다.The control release determiner 140 determines a control end time by using the information measured by the
첫째, 제어 해제 판단기(140)는 차선 유지 제어 중 차선에 대한 측정값에 근거하여 차량이 이탈하지 않았다고 판단할 경우 제어를 해제한다.First, the control release determiner 140 releases the control when it is determined that the vehicle has not departed based on the measured value of the lane during the lane maintenance control.
둘째, 차선 유지 제어가 동작하고 있으나 차량이 차선을 벗어난 경우 차선을 유지하기 위해서 큰 제어 입력이 필요하며, 이러한 동작은 운전자의 조향 이질감이나 불안감을 유발하게 된다. 이를 방지하기 위하여 제어 해제 판단기(140)는 차량이 차선을 특정값 이상 벗어난 경우 제어를 해제한다.Second, when the lane keeping control is operating but the vehicle deviates from the lane, a large control input is required to maintain the lane, and this operation causes the driver's steering sense of discomfort or anxiety. In order to prevent this, the control release determiner 140 releases the control when the vehicle deviates from the lane by more than a specific value.
셋째, 차량 상태 정보 및 차선 정보를 이용하여 차선 유지 제어를 위한 차량의 특정 물리량(a certain physical parameter)을 계산하는데, 이 값의 신뢰성이 보장되지 않는 경우 잘못된 제어량이 계산되고 제어기의 신뢰성은 보장되지 않는다. 이를 막기 위하여 제어 해제 판단기(140)는 차선 정보의 신뢰성이 정해진 기준을 만족하지 못할 경우 제어를 해제한다.Third, a certain physical parameter of the vehicle for lane keeping control is calculated using vehicle state information and lane information. If the reliability of this value is not guaranteed, an incorrect control amount is calculated and the reliability of the controller is not guaranteed. does not In order to prevent this, the control release determiner 140 releases the control when the reliability of the lane information does not satisfy a predetermined criterion.
넷째, 제어 해제 판단기(140)는 운전자가 차선 변경 의지가 있다고 판단되는 신호를 내거나 차선 변경 의지가 있다고 판단되는 운전 조작을 한 것이 측정될 경우 제어를 해제한다.Fourth, the control release determiner 140 releases the control when it is measured that the driver issues a signal for determining that the driver has intention to change lanes or performs a driving operation for determining that the driver has intention to change lanes.
도 1의 각 구성에 대해 자세하게 설명한다.Each configuration of FIG. 1 will be described in detail.
(1) 주행 정보 검출기(110)(1)
주행 정보 검출기(110)는 센서를 통하여 차선 정보(차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 도로 곡률, 헤딩각 등) 및 차량 상태 정보(조향각, 요레이트, 운전자 조향 토크, 차속 등)를 획득한다.The
센서를 통하여 획득한 정보는 주변 환경에 많은 영향을 받는다. 눈, 비, 역광 및 도로의 가드레일 및 터널, 분기/합류지점 등의 주변 환경은 차선의 미인식/오인식에 영향을 끼치게 되며, 이러한 정보는 제어량 계산시 직접적인 영향을 주기 때문에 차선의 신뢰성 향상을 위하여 차선 정보의 보상이 이루어져야 한다.The information obtained through the sensor is greatly influenced by the surrounding environment. Snow, rain, backlight, and surrounding environments such as road guardrails, tunnels, and junctions/merging points affect the unrecognized/misrecognized lane, and this information directly affects the calculation of the control amount, so it is possible to improve the reliability of the lane. For this purpose, compensation for lane information should be made.
주행 정보 검출기(110)는 측정된 차선 옵셋, 차선 곡률, 헤딩각의 변화율 및 좌/우 비교 및 차선 신뢰도 값 등을 이용하여 차선의 오인식/미인식 여부를 판단하고, 오인식 및 미인식 구간에서 차선 보상을 통하여 차선의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The
한편, 주행 정보 검출기(110)는 차선 퀄리티, 옵셋, 곡률, 헤딩값 등의 정보의 변화율 및 좌/우 값의 비교를 통하여 차선 오인식 구간에 대한 보상을 진행할 수 있으며, 짧은 구간의 미인식의 경우 이전 차선의 변화되는 경향을 이용하여 보상함을 통하여 제어의 잦은 끊김을 방지하도록 할 수 있다.On the other hand, the
차선 옵셋의 변화율의 크기는 일정값(A) 이상이 될 수 없으며, 좌측 또는 우측의 차선 옵셋 변화율이 일정값(A) 이상인 경우 보상을 진행한다. 좌측 또는 우측 한쪽 측의 옵셋 변화율이 일정값(A) 이상인 경우에는 다른쪽 옵셋을 이용하여 옵셋 보상을 진행한다. 예를 들어 좌측의 옵셋 변화율이 일정값(A) 이상인 경우 우측 옵셋을 이용하여 보상을 진행하도록 한다.The magnitude of the change rate of the lane offset cannot be greater than the predetermined value (A), and compensation is performed when the rate of change of the left or right lane offset is greater than or equal to the predetermined value (A). When the offset change rate on either the left or right side is equal to or greater than a certain value (A), offset compensation is performed using the other offset. For example, if the rate of change of the offset on the left is equal to or greater than the predetermined value (A), compensation is performed using the offset on the right.
좌측 옵셋(t) = 좌측 옵셋(t-1) + 우측 옵셋 변화율Left offset (t) = Left offset (t-1) + Right offset rate of change
좌/우측의 변화율 모두 일정값(A) 이상인 경우에는 변화율 평균(B)를 이용하여 일정 시간동안 차선 옵셋을 보상한다.When both the left and right change rates are equal to or greater than a predetermined value (A), the lane offset is compensated for a predetermined time by using the average rate of change (B).
좌/우 옵셋(t) = 좌/우 옵셋(t-1) + 옵셋 변화율 평균(B)Left/Right Offset (t) = Left/Right Offset (t-1) + Average Offset Change Rate (B)
곡률값 및 헤딩값은 좌/우 값이 다른 경우 오인식이라 판단하며, 좌/우 값의 변화율이 일정값(Cc, Ch) 이하의 값으로 보상한다.If the left/right values are different from the curvature value and the heading value, it is judged as a misrecognition, and the rate of change of the left/right values is compensated with a value equal to or less than a certain value (Cc, Ch).
좌/우 값이 다른 경우 변화율이 일정값(Cc, Ch) 이하인 값으로 반대 차선값을 보상한다. 예를 들어 좌측 변화율이 일정값 이하인 경우 좌측값은 우측값으로 대체한다. 좌/우 모두 일정값(Cc, Ch) 이하인 경우 변화율 평균값을 이용하여 보상한다. 좌/우 모두 일정값(Cc, Ch) 이상인 경우 변화율 평균값을 이용하여 일정 시간동안 보상한다.If the left/right values are different, the opposite lane value is compensated with a value whose rate of change is less than or equal to a certain value (Cc, Ch). For example, when the rate of change on the left is less than or equal to a certain value, the value on the left is replaced with the value on the right. If both left and right are below a certain value (Cc, Ch), the average value of the rate of change is used to compensate. If both left and right are above a certain value (Cc, Ch), the average value of the change rate is used to compensate for a certain period of time.
이상은 차선, 곡률, 헤딩값 등이 불연속적으로 변하지 않는다는 사실을 바탕으로 이루어진 것으로서, 일정값(A, Cc, Ch)은 시험을 통해 획득한 차선 정보를 바탕으로 설정된 값으로 차선 퀄리티가 높은 구간에서의 데이터를 이용하여 계산한 값으로 속도에 따라 다른 값을 갖는다. 변화율은 현재 값 및 이전 샘플링 값의 차이값을 나타내며, 변화율 평균은 변화율을 일정 시간동안 평균한 값을 나타낸다.The above is based on the fact that the lane, curvature, heading value, etc. do not change discontinuously. The constant values (A, Cc, Ch) are values set based on the lane information obtained through the test, and the lane quality is high. It is a value calculated using data from , and has a different value depending on the speed. The rate of change indicates a difference between the current value and the previous sampling value, and the average rate of change indicates a value obtained by averaging the rate of change for a certain period of time.
(2) 제어 시작 판단기(120)(2)
제어 시작 판단기(120)는 주행 정보 검출기(110)에서 출력되는 차선 정보 및 차량 상태 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈 방지를 위한 제어 시작 조건을 결정한다.The control start
제어 시작 판단기(120)는 차량 중심과 좌우 차선 간의 옵셋 및 차선폭을 이용하여 제어 시작 조건을 결정한다.The control start
제어 시작 판단기(120)는 좌측 바퀴와 차선 간 거리 또는 우측 바퀴와 차선 간 거리가 제한값(E) 이하가 되면 제어를 시작한다. 이때 제한값(E)은 차선폭에 따라 가변될 수 있다.The control start
(3) 차선 유지 제어기(130)(3)
차선 유지 제어기(130)는 주행 정보 검출기(110)에서 출력되는 차선 정보(차량 중심과 좌우 차선과의 옵셋, 도로 곡률, 헤딩각 등)와 차량 상태 정보(조향각, 요레이트, 운전자 조향 토크, 차속 등)를 이용하여 차선 유지 제어를 위한 제어량을 계산한다.The
이러한 차선 유지 제어기(130)는 목표 궤적 계산부, 목표 요레이트 계산부, 목표 조향각 계산부, 목표 조향 토크 계산부를 구비할 수 있다.The
목표 궤적 계산부는 차량 속도에 따라 가변될 수 있는 목표 거리를 이용하여 차량 중심에서 지정된 임의의 옵셋을 추정하기 위해 생성된 가상선을 따라가기 위한 목표 궤적을 생성한다. 이때 목표 궤적 계산부(131)는 목표 궤적을 좌표(x, y)로 생성할 수 있다.The target trajectory calculator generates a target trajectory for following the generated virtual line for estimating an arbitrary offset specified from the center of the vehicle by using a target distance that can be varied according to the vehicle speed. In this case, the target trajectory calculator 131 may generate the target trajectory as coordinates (x, y).
목표 요레이트 계산부는 목표 궤적을 추종하기 위한 목표 요레이트(YRdes)를 생성한다.The target yaw rate calculator generates a target yaw rate YRdes for following the target trajectory.
목표 조향각 계산부는 목표 요레이트를 기초로 목표 조향각(δdes)을 계산한다.The target steering angle calculator calculates the target steering angle δdes based on the target yaw rate.
목표 조향 토크 계산부는 목표 조향각으로부터 FeedForward 제어 또는 FeedBack 제어를 통해 목표 조향 토크(Tdes)를 생성한다.The target steering torque calculator generates the target steering torque Tdes from the target steering angle through FeedForward control or FeedBack control.
(4) 제어 해제 판단기(140)(4) control release determiner (140)
제어 해제 판단기(140)는 주행 정보 검출기(110)에서 측정된 정보를 이용하여 차선 유지 제어(차선 이탈 방지 제어) 종료 시점을 판단한다.The
첫째, 제어 해제 판단기(140)는 차선 유지 제어 중 차선에 대한 측정값에 [0075] 근거하여 차량이 이탈하지 않았다고 판단할 경우 제어를 해제한다.First, the
제어 해제 판단기(140)는 좌/우 바퀴와 차선 간 거리(Dl, Dr)가 제한값(F) 이상일 때 제어 해제한다. 제한값(F)는 차선폭에 따라 변할 수 있다. 제한값(F)는 제한값(E)보다 크게 설정된다. 이는 제한값(F)에 의해 제어 해제된 후 바로 제어 시작되는 것을 방지하기 위해서이다.The
둘째, 차선 유지 제어가 동작하고 있으나 차량이 차선을 벗어난 경우 차선을 유지하기 위하여 큰 제어 입력이 필요하며, 이러한 동작은 운전자의 조향 이질감이나 불안감을 유발하게 된다. 이를 방지하기 위하여 제어 해제 판단기(140)는 차량이 차선을 특정값 이상 벗어난 경우 제어를 해제한다.Second, when the lane keeping control is in operation but the vehicle deviates from the lane, a large control input is required to maintain the lane, and this operation causes the driver's steering sense of discomfort or anxiety. In order to prevent this, the
셋째, 차량 상태 정보 및 차선 정보를 이용하여 차선 유지 제어를 위한 차량의 특정 물리량(a certain physical parameter)을 계산하는데, 이 값의 신뢰성이 보장되지 않는 경우 이 값을 이용하여 계산된 제어량의 신뢰성 또한 보장되지 않는다. 이를 막기 위하여 제어 해제 판단기(140)는 차선 정보의 신뢰도 값이 정해진 기준을 만족하지 못할 경우 제어를 해제한다.Third, a certain physical parameter of the vehicle for lane maintenance control is calculated using vehicle state information and lane information. not guaranteed In order to prevent this, the
제어 해제 판단기(140)는 차선 퀄리티가 좌우 모두 일정값 미만인 경우, 양쪽 차선 모두 차선 옵셋의 변화율이 일정값 이상인 경우, 차선 곡률 또는 헤딩각의 변화율이 일정값 이상인 경우, 좌우 차선 곡률 또는 헤딩각의 변화율이 차이가 일정값 이상인 경우 등일 때 차선 정보의 신뢰성이 보장되지 않는다고 판단한다.The
넷째, 제어 해제 판단기(140)는 운전자가 차선 변경 의지가 있다고 판단되는 신호를 내거나 차선 변경 의지가 있다고 판단되는 운전 조작을 한 것이 측정된 경우 제어를 해제한다. 제어 해제 판단기(140)는 운전자의 차선 변경 의지가 있다고 판단될 때 제어를 해제한다.Fourth, the
제어 해제 판단기(140)는 차량 턴 시그널(차선 변경 신호) 입력이 들어온 경우 운전자가 차선 변경 의지를 표현했다고 판단하여 제어를 해제할 수 있다. 또한 제어 해제 판단기(140)는 운전자 조향 토크값이 제한값(G) 이상일 경우 운전자의 차선 변경 의지가 감지된 것으로 판단하여 제어를 해제할 수 있다. 제한값(G)은 도로 곡률 반경의 크기 및 방향에 따라 가변될 수 있다.When the vehicle turn signal (lane change signal) input is received, the
도 2 는 본 발명에 따른 차량의 LKAS 제어 장치에 대한 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an LKAS control apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 LKAS 제어 장치는, 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시 LKAS를 제어하는 장치로서, 스테레오 카메라(20), 가드레일 인식부(21), 및 제어부(22)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the LKAS control device for a vehicle according to the present invention is a device for controlling the LKAS when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road, and a stereo camera 20 ), a guard
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 스테레오 카메라(20)는 차량 전방의 스테레오 영상을 획득한다.Looking at each of the components, first, the
다음으로, 가드레일 인식부(21)는 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식한다.Next, the
다음으로, 제어부(22)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.Next, the
특히, 제어부(22)는 차량이 도로 분기점에서 분기시, 즉 일 도로를 주행중인 차량이 도로의 분기점(Junction Cross, JC)에서 타 도로로 진입시, 가드레일 인식부(21)에 의해 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후 이를 기반으로 차선 유지를 보조하도록 LKAS(100)를 제어한다. 이때, LKAS(100)는 도 1에서 설명한 기능들을 수행하되, 차선이 아닌 가드레일을 기준으로 차선 유지를 보조한다.In particular, when the vehicle diverges at a road junction, that is, when a vehicle traveling on one road enters another road at a Junction Cross (JC) of the road, the
이때, 차량의 분기 여부는 차량의 턴 시그널(차선 변경 신호)이 입력된 경우, 운전자 조향 토크값이 제한값(G) 이상일 경우 등에 분기로 인식한다. 이때, 제한값(G)은 도로 곡률 반경의 크기 및 방향에 따라 가변될 수 있다. 또한, 내비게이션의 경로정보를 통해 분기 여부를 판단할 수도 있다.In this case, whether the vehicle is branched is recognized as branching when a turn signal (lane change signal) of the vehicle is input, when the driver's steering torque value is equal to or greater than the limit value (G). In this case, the limit value G may vary according to the size and direction of the radius of curvature of the road. In addition, it is possible to determine whether to branch through the route information of the navigation system.
이하, 도 3을 참조하여 제어부(22)가 가드레일과의 거리를 산출하는 과정에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process in which the
도 3 은 본 발명에 따른 LKAS 제어 방법에 대한 일실시예 설명도이다.3 is an explanatory diagram of one embodiment of the LKAS control method according to the present invention.
도 3에서, d1L은 차량과 좌측 차선과의 거리, d1L'은 t초 후 차량과 좌측 차선과의 거리, d1R은 차량과 우측 차선과의 거리, d1R'은 t초 후 차량과 우측 차선과의 거리, d2R은 차량과 분기 차선과의 거리, d2R'은 t초 후 차량과 분기 차선과의 거리, d3R은 직선 도로상에서 차량과 가드레일과의 거리, d3R'은 분기점에서 차량과 가드레일과의 거리를 각각 나타낸다.In FIG. 3 , d1 L is the distance between the vehicle and the left lane, d1 L ' is the distance between the vehicle and the left lane after t seconds, d1 R is the distance between the vehicle and the right lane, and d1 R ' is the vehicle and the vehicle after t seconds Distance from the right lane, d2 R is the distance between the vehicle and the junction, d2 R ' is the distance between the vehicle and the junction after t seconds, d3 R is the distance between the vehicle and the guard rail on a straight road, d3 R ' is It represents the distance between the vehicle and the guard rail at the junction, respectively.
제어부(22)는 하기의 [수학식 1]을 기반으로 분기점에서 가드레일과의 거리(d3R')를 산출한다.The
[수학식 1][Equation 1]
d3R' = d3R + GdR d3 R ' = d3 R + Gd R
여기서, GdR은 하기의 [수학식 2]를 만족한다.Here, Gd R satisfies the following [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
여기서, v는 차량의 속도, t는 시간, 'Curvature'는 가드레일의 곡률을 각각 의미한다.Here, v denotes vehicle speed, t denotes time, and 'Curvature' denotes the curvature of the guard rail.
한편, LKAS(100)는 하기의 [수학식 3]에 기초하여 차량의 차선 유지를 보조한다.Meanwhile, the
[수학식 3][Equation 3]
d3R' < Δyd3 R '< Δy
여기서, 이다. 이때, vx는 차량의 종방향 속도, Ψ는 헤딩각(heading angle), t는 시간을 각각 의미한다.here, am. In this case, v x denotes the longitudinal speed of the vehicle, Ψ denotes a heading angle, and t denotes time.
도 4 는 본 발명에 따른 차량의 LKAS 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an LKAS control method of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
먼저, 스테레오 카메라(20)가 차량 전방의 스테레오 영상을 획득한다(401).First, the
이후, 가드레일 인식부(21)가 스테레오 카메라(20)에 의해 획득된 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식한다(402).Thereafter, the
이후, 차량이 도로 분기점에서 분기시, 제어부(22)가 상기 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후 이를 기반으로 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어한다(403).Thereafter, when the vehicle diverges from the road junction, the
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And codes and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), read and executed by the computer to implement the method of the present invention. And the recording medium includes all types of computer-readable recording media.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above, for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It is not limited by the drawings.
20 : 스테레오 카메라
21 : 가드레일 인식부
22 : 제어부20: stereo camera
21: guard rail recognition unit
22: control unit
Claims (6)
스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식하는 가드레일 인식부; 및
차량이 도로 분기점에서 분기시, 상기 가드레일 인식부에 의해 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후, 이를 기반으로 차선의 미인식 또는 오인식 구간에서 차선 보상을 통하여 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
분기점 진입시의 차량과 가드레일 사이의 거리를 산출하고, 일정시간 경과 후의 차량의 횡방향 이동거리가 상기 산출된 거리보다 작게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 장치.
a stereo camera for acquiring a stereo image of the front of the vehicle;
a guardrail recognition unit for recognizing a guardrail from a stereo image; and
When the vehicle diverges from the road junction, the distance to the guard rail recognized by the guard rail recognition unit is calculated, and based on this, the LKAS (Lane Including; a control unit for controlling the Keeping Assist System);
The control unit is
An LKAS control device for a vehicle, characterized in that the distance between the vehicle and the guard rail is calculated when entering the junction, and the lateral movement distance of the vehicle after a predetermined time is maintained to be smaller than the calculated distance.
상기 제어부는,
차량의 턴 시그널을 통해 도로 분기점에서 차량의 분기 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
An LKAS control device for a vehicle, characterized in that it is determined whether the vehicle is diverged at a road junction through a vehicle turn signal.
상기 제어부는,
내비게이션의 경로정보를 통해 도로 분기점에서 차량의 분기 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
LKAS control device for a vehicle, characterized in that it is determined whether the vehicle is diverged at a road junction through the route information of the navigation system.
가드레일 인식부가 스테레오 영상으로부터 가드레일을 인식하는 단계; 및
차량이 도로 분기점에서 분기시, 제어부가 상기 인식된 가드레일과의 거리를 산출한 후, 이를 기반으로 차선의 미인식 또는 오인식 구간에서 차선 보상을 통하여 차선 유지를 보조하도록 LKAS(Lane Keeping Assist System)를 제어하는 단계;를 포함하며,
상기 차선 유지를 보조하도록 LKAS를 제어하는 단계는,
분기점 진입시의 차량과 가드레일 사이의 거리를 산출하고, 일정시간 경과 후의 차량의 횡방향 이동거리가 상기 산출된 거리보다 작게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 방법.
acquiring, by a stereo camera, a stereo image of the front of the vehicle;
recognizing, by a guardrail recognition unit, a guardrail from a stereo image; and
When the vehicle diverges from the road junction, the controller calculates the distance to the recognized guard rail, and based on this, LKAS (Lane Keeping Assist System) assists lane keeping through lane compensation in the unrecognized or misrecognized section of the lane. including; controlling
The step of controlling the LKAS to assist the lane keeping comprises:
A method for controlling an LKAS of a vehicle, characterized in that the distance between the vehicle and the guard rail is calculated at the time of entering the junction, and the lateral movement distance of the vehicle after a predetermined period of time is controlled to be maintained smaller than the calculated distance.
상기 제어 단계는,
차량의 턴 시그널을 통해 도로 분기점에서 차량의 분기 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 방법.
5. The method of claim 4,
The control step is
LKAS control method of a vehicle, characterized in that it is determined whether the vehicle is branched at a road junction through a turn signal of the vehicle.
상기 제어 단계는,
내비게이션의 경로정보를 통해 도로 분기점에서 차량의 분기 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 LKAS 제어 방법.5. The method of claim 4,
The control step is
LKAS control method of a vehicle, characterized in that it is determined whether the vehicle is diverged at a road junction through route information of a navigation system.
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