KR102321796B1 - 차선 변경 제어 장치와 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차선 변경 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량의 차선 변경 시 운전자의 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 운전자 차선 변경 패턴부; 고정밀 지도 정보를 처리하는 고정밀 지도 정보 처리부; 상기 처리된 고정밀 지도 정보에 기초하여 도로의 종류와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 중 적어도 하나 이상을 파악하는 도로 형태 및 상황 파악부; 및 상기 파악한 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 가변 차선 변경율 적용부;를 포함한다.
Description
본 발명은 차선 변경 제어 장치와 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차선 변경 시 고정밀 지도의 도로 정보 및 교통 혼잡도 정보를 반영하여 도로의 형태와 상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴을 학습하여 차선을 변경할 수 있도록 하는 차선 변경 제어 장치와 방법에 관한 것이다.
종래 차선 변경 방법은 도로의 곡률에 근거하여 변경하려는 목표 차선을 추정하는 방법이다. 이러한 종래 방법은 고정적 차선 변경율 값을 사용한다.
고정적 차선 변경율 값은 운전자마다 각기 다른 차선 변경 패턴을 갖고 있기 때문에 차선 변경 시점이 운전자가 예상한 시점보다 빠르거나 느리면 운전자는 불안감이나 답답함을 느끼게 되어 운전자에게 불안감을 주는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2013-0038436호(2013.04.18. 차량의 차선 변경 보조 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.
그러나 이 선행발명은 차선 변경시 변경하려는 차선에 후행 차량이 자기 차량을 위협하면 자기 차량을 원래의 차선으로 변경시키는 방법이기 때문에 종래 고정적 차선 변경율 값을 사용하여 생기는 문제점을 해결하지 못한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차선 변경 시 고정밀 지도의 도로 정보 및 교통 혼잡도 정보를 반영하여 도로의 형태와 상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴을 학습하여 차선을 변경할 수 있도록 하는 차선 변경 제어 장치와 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차선 변경 제어 장치는, 차량의 차선 변경 시 운전자의 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 운전자 차선 변경 패턴부; 고정밀 지도 정보를 처리하는 고정밀 지도 정보 처리부; 상기 처리된 고정밀 지도 정보에 기초하여 도로의 종류와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 중 적어도 하나 이상을 파악하는 도로 형태 및 상황 파악부; 및 상기 파악한 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 가변 차선 변경율 적용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차선 변경 제어 방법은, 운전자 차선 변경 패턴부가 차량의 차선 변경 시 운전자의 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 단계; 고정밀 지도 정보 처리부가 고정밀 지도 정보를 처리하는 단계; 상기 도로 형태 및 상황 파악부가 상기 처리된 고정밀 지도 정보에 기초하여 도로의 종류와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 중 적어도 하나 이상을 파악하는 단계; 및 가변 차선 변경율 적용부가 상기 파악한 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차선 변경 시 고정밀 지도의 도로 정보 및 교통 혼잡도 정보를 반영하여 도로의 형태와 상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴을 학습하여 차선을 변경할 수 있도록 함으로써, 운전자에게 안정감 있는 운전 환경을 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2와 도 3은 기존의 고정적 차선 변경율과 본 실시예에 따른 가변적 차선 변경율을 비교 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 시스템의 구성을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 가변 차선 변경 인터페이스의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 차선 변경 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 2와 도 3은 기존의 고정적 차선 변경율과 본 실시예에 따른 가변적 차선 변경율을 비교 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 시스템의 구성을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 가변 차선 변경 인터페이스의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 차선 변경 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차선 변경 제어 장치와 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차선 변경 제어 장치(100)는, 운전자 차선 변경 패턴부(110), 고정밀 지도 정보 처리부(120), 도로 정보 분류부(130), 도로 형태 및 상황 파악부(140), 가변 차선 변경율 적용부(150), 학습 제어부(160), 전원부(미도시), 및 주제어부(미도시)를 포함한다.
상기 전원부(미도시)는 본 실시예에 따른 차선 변경 제어 장치(100)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 상기 주제어부(미도시)는 본 실시예에 따른 차선 변경 제어 장치(100)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
또한 차선 변경 제어 장치(100)는 차선변경 시작 인식부(170), 변경 목표차선 추정부(180), 선행차량 인식부(190), 및 선행차량 충돌 제어부(200) 등을 더욱 포함할 수 있다.
상기 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 운전자가 차량의 차선 변경 시 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 기능을 수행한다. 이러한 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 운전자가 방향 지시등을 켜고 차선 변경을 시도할 때 방향 지시등을 켜는 시점에서의 조향각과 그 시점을 측정한다. 또한 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 차선 변경을 완료하였을 때의 시점과 조향각을 측정한다. 그 후 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 두 시점(예 : 방향 지시등을 켜는 시점, 차선 변경을 완료하는 시점) 및 조향각을 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴을 저장하며, 다수의 측정 결과를 평균화한다.
즉, 상기 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 운전자가 방향지시등을 켜고 차선변경을 시도할 때, 방향 지시등을 켜는 시점에서의 조향각과 그 시점을 측정하고, 차선 변경을 완료하였을 때의 시점과 조향각을 측정 후에 두 시점 및 조향각을 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴을 저장하고, 다수의 측정 결과를 평균화 한다.
또한 상기 운전자 차선 변경 패턴부(110)는 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 차량이 차선 변경을 시작하는 시점의 제1 조향각, 차량이 차선 변경을 완료하는 시점의 제2 조향각, 및 차량의 방향 지시등이 온(ON) 상태에서 오프(OFF) 상태로 변경될 때까지 걸린 지속시간을 측정하는 기능을 수행할 수 있으며, 제1 조향각과 제2 조향각 간 차이값을 계산하거나, 이 정보(예 : 제1,2 조향각)를 이용하여 운전자 차선 변경 패턴에 관련된 정보를 추가로 산출할 수도 있다.
상기 고정밀 지도 정보 처리부(120) 및 도로 형태 및 상황 파악부(140)는 기 저장된 고정밀 지도 정보를 참조하여 도로의 종류(예 : 고속도로, 국도, 일반도로 등)와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 등을 파악한다.
상기 도로 정보 분류부(130)는 상기 고정밀 지도 정보를 바탕으로 현재 주행 중인 도로의 종류 및 정보를 분류한다.
상기 도로 형태 및 상황 파악부(140)는 차량의 차선 변경 시 전방에 위치하는 도로의 곡률을 계산하여 누적 저장하는 기능을 수행한다. 즉, 도로 형태 및 상황 파악부(140)는 차선 변경 전 차선에서 주행 중에 전방 감지를 통해 도로 곡률을 파악하고, 파악된 도로 곡률을 갱신하며 저장한다.
상기 가변 차선 변경율 적용부(150)는 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 가변 차선 변경율 적용부(150)는 도로 곡률 분석에 따른 값에서 상기 운전자 차선 변경 패턴부(110)에서 분석한 값을 적용하여 차량의 차선 변경율, 즉 차선 변경 시기를 결정한다.
다시 말해, 상기 가변 차선 변경율 적용부(150)는 도로 곡률 분석에 따른 값에서 운전자 차선 변경 패턴부에서 분석한 값을 적용하여 차량의 차선 변경율, 즉 차선 변경 시기를 결정한다.
상기 학습 제어부(160)는 도로의 형태 및 상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴(예 : 차선 변경 시기, 차선 변경 조향각, 진입 속도)을 학습하여 유사한 형태 및 상황의 도로에서 차선 변경 시 미리 학습된 내용을 적용할 수 있도록 제어한다.
상기 차선 변경 시작 인식부(170)는 차량의 조향각이 기준값 이상일 때 또는 방향 지시등의 표시 방향과 조향각의 입력 방향이 동일할 때를 차량이 차선 변경을 시작하는 시점으로 인식하는 기능을 수행한다. 즉, 차선 변경 시작인식부(140)는 조향각 입력이 일정 범위 이상으로 급변하는 경우 또는 방향 지시등의 방향으로 조향각 입력이 발생하는 경우에 차선 변경의 시작을 인식한다.
또한 상기 차선 변경 시작 인식부(170)는 조향각 입력이 일정 범위 이상으로 급변하는 경우, 또는 방향 지시등이 지시하는 방향으로 조향각의 입력이 발생하는 경우에 차선 변경의 시작을 인식한다.
상기 변경 목표 차선 추정부(180)는 차량이 차선 변경을 시작하는 시점에 변경하려는 목표 차선과 목표 차선에 진입하기 위한 차선 변경 경로를 추정하는 기능을 수행한다. 즉, 변경 목표 차선 추정부(180)는 차선 변경의 시작이 인식되기 직전에 변경할 목표 차선을 추정하고 차선 변경 경로를 추정한다.
상기 변경 목표 차선 추정부(180)는 차선 변경의 시작이 인식되기 직전에 변경할 목표차선을 추정하고 차선변경 경로를 추정한다.
상기 선행 차량 인식부(190)는 차선 변경 경로에 의한 차량의 예상 진행 방향과 차량의 현재 진행 방향 간 각도차를 계산하고, 목표 차선에서 운행되는 선행 차량을 인식하여 미리 정해진 시간마다 선행 차량의 위치를 보정하는 기능을 수행한다. 즉, 선행 차량 인식부(190)는 추정된 변경 목표 차선의 방향 및 차량 진행 방향 간의 각도를 계산하고, 계산된 각도를 토대로 변경 목표 차선에서 감지된 선행 차량에 대한 위치를 보정하여 선행 차량을 인식한다.
즉, 상기 선행 차량 인식부(190)는 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도를 계산하고, 계산된 각도를 바탕으로 변경 목표차선에서 감지된 선행차량에 대한 위치를 보정하여 선행차량 인식을 수행한다.
상기 선행 차량 충돌 제어부(200)는 차량의 예상 진행 방향과 차량의 현재 진행 방향 간 각도차, 보정된 선행 차량의 위치 및 차선 변경율을 기초로 선행 차량과의 충돌을 제어하는 기능을 수행한다. 선행 차량 충돌 제어부(200)는 방향 지시등이 오프(OFF) 상태로 변경되거나, 차량의 예상 진행 방향과 차량의 현재 진행 방향 간 각도차가 기준값 이하가 될 때까지 선행 차량과의 충돌을 제어한다.
즉, 상기 선행차량 충돌 제어부(200)는 켜진 방향 지시등이 꺼지거나, 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도 이하로 줄어든 경우, 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준으로 판단하고, 켜진 방향 지시등이 꺼지지 않거나, 상기 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도를 초과하는 경우, 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준으로 판단한다.
일례로, 상기 선행 차량 충돌 제어부(200)는 켜진 방향 지시등이 꺼지거나, 추정된 변경 목표 차선의 방향 및 차량 진행 방향 간의 각도가 일정 각도 이하로 줄어든 경우, 차선 변경의 진행 정도가 차선 변경 완료 수준으로 판단하고, 켜진 방향 지시등이 꺼지지 않거나, 추정된 변경 목표 차선의 방향 및 차량 진행 방향 간의 각도가 일정각도를 초과하는 경우, 차선 변경의 진행 정도가 차선 변경 미완료 수준으로 판단한다.
본 실시예는 차선 변경 제어 장치와 적응형 순항 제어 시스템에서의 차선 변경 방법에 대한 것이다. 기존에는 조향각 입력에 근거하여 차선 변경의 시작을 인식하고 차선 변경의 시작이 인식되기 직전에 감지된 도로 곡률에 근거하여 변경 목표 차선을 추정 및 변경하였으나, 이러한 기존의 방법에서는 고정적 차선 변경율을 적용하고 운전자의 특성이 고려되어 있지 않기 때문에 운전자에게 불안감을 제공할 수 있다.
이러한 한계점을 보완하기 위하여 본 실시예에서는 차선 변경 시 고정밀 지도의 도로 정보 및 교통 혼잡도 정보를 반영하여 도로의 형태와 상황을 고려하고 각 도로 형태/상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴을 학습하여 차선을 변경함에 있어서 운전자의 불안감을 최소화시키는 방법을 제안한다. 본 발명은 고정밀 지도의 도로 정보 및 교통 혼잡도 등의 도로의 형태 및 상황을 고려하고, 각 도로의 형태와 상황에 따른 운전자의 차선 변경 패턴의 학습제어를 적용함으로써 운전자에게 안정감 있는 운전환경을 제공한다는 장점이 있다.
도 2와 도 3은 기존의 고정적 차선 변경율과 본 실시예에 따른 가변적 차선 변경율을 비교 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
기존에 고정적 차선 변경율을 이용하면, 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 직선 도로, 곡선 도로 등 도로 유형에 관계없이 항상 일정 방향으로 차선 변경을 수행한다. 반면에 가변적 차선 변경율을 이용하면 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 각 도로 유형에서 운전자의 특성에 따라 특정된 방향으로 차선 변경을 수행한다.
통상적으로 동일한 직선로에서 달리는 차량들은 운전자마다 차선을 변경하는 패턴이 다르다, 그래서 운전자의 차선 변경 시기, 조향각, 및 도로의 곡률 등을 고려하여 차선의 변경율을 가변적으로 조정할 필요가 있다.
이처럼 운전자 패턴에 따라서 차선 변경 시기를 가변적으로 조정하면 즉, 차선의 변경율을 가변하면 운전자에게 안정감 있는 운전환경을 제공하는 것이 가능해진다.
다음으로 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 시스템에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 시스템의 구성을 보인 예시도이고, 도 5는 상기 도 4에 있어서, 가변 차선 변경 인터페이스의 보다 구체적인 구성을 보인 예시도이다.
본 실시예에 따른 가변적 차선 변경율을 적용한 시스템(400)은, 가변 차선 변경 인터페이스(410), 차량 정보 입력 인터페이스(420), 운전 정보 입력 인터페이스(430), 운전자 출력 인터페이스(450), 차량 제어 출력 인터페이스(460), 및 시스템 제어부(470) 등을 포함한다.
상기 가변 차선 변경 인터페이스(410)는 가변적 차선 변경율 값을 자동으로 계산하거나, 운전자로부터 가변적 차선 변경율 값을 수동으로 입력받을 수 있다. 상기 가변적 차선 변경율 값을 자동으로 계산하는 경우 상기 가변 차선 변경 인터페이스(410)는 도 1의 차선 변경 제어 장치(100)와 연동하며, 그 방법은 구체적으로 다음과 같다.
예컨대 운전자가 차선을 변경하고자 할 때 방향 지시등의 켬과 끔 사이의 지속 시간(H) 동안에 차선 변경 진입 조향각(D1)과 진출 조향각(D2)의 조향각 차이를 계산한다. 운전자가 차선을 변경할 때마다 계산하여 평균값을 구한다.
이 평균값을 운전자 차선 변동 패턴 지수(In)으로 정의한다.
D = |D2 - D1|
I = D/H
In = (I1 + I2 + … + Ik)/k
가변적 차선 변경율(Vl)은 아래 수식으로 구한다.
Vl = 운전자 조향각 * In + 도로 곡률
가변 차선 변경 인터페이스(410)이 Vl 값을 시스템 제어부(470)로 입력하면 시스템 제어부(470)는 운전자의 차선 패턴에 따라 차선을 변경한다.
한편 운전자로부터 가변적 차선 변경율 값을 수동으로 입력받는 방법은, 차선 변동율 수동 조작으로서, 운전자가 제어 시기 빠름이나 늦음 버튼(미도시)을 이용하여 직접 차선의 변경 시점을 조정하는 방법이다.
상기 차량 정보 입력 인터페이스(420)는 휠 스피드 센서(Wheel Speed Sensor; 421), 요 레이트 센서(Yaw Rate Sensor; 422), 조향각 센서(Steering Angle Sensor; 423), G 센서(424) 등의 차량 정보 센서로부터 해당 차량 거동 정보를 입력받는다.
상기 운전 정보 입력 인터페이스(430)는 ACC 기능 스위치(431), 신호 스위치(432), 조향 휠(433), 가속 페달(434), 제동 페달(435) 등과 같은 운전자 조작 장치에 대한 운전자의 조작을 인지한다.
상기 전방 감지 센서(440)는 전방을 감지하여 도로 곡률 및 선행 차량을 감지한다.
상기 운전자 출력 인터페이스(450)는 운전자에게 주행 상황을 스피커(451)나 디스플레이(452) 등과 같은 장치를 통해 통지한다.
상기 차량 제어 출력 인터페이스(460)는 시스템 제어부(470)로부터 입력받은 차량 제어 명령을 엔진 제어 시스템(461), 제동 제어 시스템(462), 조향 제어 시스템(463) 등과 같은 해당 차량 시스템으로 출력한다.
상기 시스템 제어부(470)는 앞서 설명한 각종 인터페이스(410, 420, 430, 450, 460) 및 전방 감지 센서(440)와 정보를 차량 네트워크를 통해 주고 받으며 전반적인 제어를 수행한다.
도 5를 참조하면, 상기 가변 차선 변경 인터페이스(410)는, 고정밀 지도 정보 입력 인터페이스(411), 도로 정보 처리 인터페이스(412), 도로 정보 인터페이스(413), 및 가변 차선 인터페이스(414)를 포함한다.
상기 도로 정보 인터페이스(413)는 진행 중인 경로 상의 도로 형태 및 상황 정보를 고정밀 지도(즉, ADAS Map)에서 추출하는 인터페이스로서, 도로의 종류(예 : 고속도로/국도/일반도로 등)를 구분하고, 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 도로 곡률, 차선 수, 구배, 교차로, 진출입로, 교통 혼잡도 등의 정보를 추출하여 운전자 차선 변경 패턴부(110)에 제공한다.
상기 가변 차선 인터페이스(414)는 운전자가 수동으로 제어 값을 입력하는 방법과 자동으로 제어 입력 값을 계산해주는 방법 중 어느 한 가지 방법으로 제어 값을 학습 제어부(160)에 출력한다.
여기서 가변 차선을 수동으로 조작하는 것(즉, 운전자가 수동으로 제어 값을 입력하는 것)은, 운전자가 제어시기 빠름/늦음 버튼을 이용해 직접 차선의 변경 시점을 조정하는 방법을 의미하며, 가변 차선을 자동 조작하는 것(즉, 자동으로 제어 입력 값을 계산하는 것)은 도로의 폭, 곡률, 차선수, 구배, 진출입로, 및 교통 혼잡도 등을 입력 받아 각 도로 형태 및 상황에 따른 차선 변경 시의 운전자의 조향각, 및 속도의 평균값을 계산한다.
즉, 도로의 종류에 따른 폭, 곡률, 및 구배를 고려하여 폭의 넓이와 도로의 곡률 및 구배정도에 따라 1/2/3/4/5 단계로 나누어 분류한 후, 각 단계에 따른 차선 변경 조향각, 및 속도 값의 평균값을 계산한다. 그리고 진출입로에서의 차선 변경은 도로의 곡률 및 구배정도에 따라 1/2/3 단계로 분류한 후 단계에 따른 차선 변경 조향각, 및 속도 값의 평균값을 계산한다.
상기 학습 제어부(415)는 가변 차선 수동 또는 자동 조작의 값을 저장하여 운전자가 차선 변경을 시도할 시에 경로의 도로 형태 및 상황과 분류된 단계별 도로 정보와 매칭하여 해당되는 단계에서의 운전자의 차선 변경 패턴을 적용한다. 또한 차선 변경 시 운전자가 직접 수동 조작을 할 경우에는 수동 조작된 값을 저장된 값에 반영하여 업데이트한다.
상기 운전 정보 입력 인터페이스(430)는 ACC 기능 스위치, 신호 스위치, 조향 휠, 가속 페달, 및 제동 페달 등과 같은 운전자 조작 장치에 대한 운전자의 조작을 인지한다.
상기 차량정보 입력 인터페이스(420)는 휠 스피드(Wheel Speed Sensor), 요레이트 센서(Yaw Rate Sensor), 조향각 센서(Steering Angle Sensor) 및 G 센서 등의 차량정보 센서로부터 해당 차량 거동 정보를 입력 받는다.
상기 전방 감지 센서(440)는 전방을 감지하여 도로 곡률 및 선행차량을 감지한다.
상기 운전자 출력 인터페이스(450)는 운전자에게 주행 상활을 스피커나 디스플레이 등과 같은 장치를 통해 통지한다.
상기 차량 제어 출력 인터페이스(460)는 시스템 제어부(470)로부터 입력받은 차량 제어 명령을 엔진 제어 시스템(461), 제동 제어 시스템(462), 및 조향 제어 시스템(463) 등과 같은 해당 차량 시스템으로 출력한다.
상기 시스템 제어부(470)는 앞서 설명한 인터페이스 및 전방 감지 센서와 정보를 차량 네트워크를 통해 주고 받으며 전반적인 제어를 수행한다.
다음으로 도 4의 시스템을 이용한 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 가변적 차선 변경율을 적용한 차선 변경 제어 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 본 실시예에 따른 차선 변경 제어 동작은 주제어부(미도시)가 주체가 되어 실시될 수 있음에 유의한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 차선 변경 전 차선에서 전방 감지 센서(440)를 이용하여 전방 모니터링을 수행하면서 차선 변경 전 차선에서의 선행 차량에 대한 추종 제어를 수행한다(S101).
이때 차선 변경 전 조향각 입력이 발생하면(S102), 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한지 여부를 판단하여 차선 변경의 시작인지를 인지한다(S103).
만약 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 일치하지 않은 것으로 판단되면(S103의 아니오), 변경 전 차선에서 다른 차선으로 차선 변경을 시도하지 않은 것으로 간주하여 S101 단계로 돌아간다.
다음 상기 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한 것으로 판단되면(S103의 예), 고정밀 지도 정보 처리부(120)를 통해 고정밀 지도를 처리하여(S104) 도로 형태 및 상황 정보를 분석한다(S105).
그리고 변경 전 차선에서 다른 차선으로 차선 변경을 시도하는 것으로 간주하여 운전자 차선 변경 패턴을 분석한다(S106).
그리고 도로 정보 단계에 따른 차선 변경 패턴을 계산하여 저장하고(S107) 운전자의 차선 변경 패턴을 학습한다(S108).
이후 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한 것으로 판단되기 직전에 운전자의 차선 변경 패턴을 참조하여(S109) 변경할 목표차선을 추정한다(S110).
다음 차선의 변경 시점을 제어한 후에 현재 차량의 차량 진행 방향을 계산하면서(S111) 추정된 변경 목표 차선 방향과 차량 진행 방향이 이루는 각도를 계산한다(S112).
이후 계산된 각도를 이용하여 변경 목표 차선에서의 선행 차량에 대한 위치를 보정한다(S113). 다음 보정 후에 선행 차량과의 충돌 위험이 있는지를 판단하여(S114) 충돌 위험이 없으면 변경 목표 차선을 추정하고(S110) 이후의 과정을 반복한다. 만약 충돌 위험이 있으면 모드가 제어 모드인지 여부를 확인한다(S115).
이때 제어 모드로 설정되어 있지 않은 경우에는 선행 차량과의 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 알려준다(S120).
반면 제어 모드로 설정되어 있는 경우에는 해당 차량의 조향 제어가 가능한지 여부를 확인한다(S116).
이에 따라 조향 제어가 가능하지 않으면, 선행 차량과의 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 경고한다(S120).
반면 조향 제어 가능 여부 확인 결과 가능한 상태이면 현재의 차선 변경의 진행 정도가 차선 변경 완료 수준에 준하는 정도로 상당히 진행되었는지 여부를 판단한다(S117).
이에 따라 차선 변경의 진행 정도 판단 결과가 현재의 차선 변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준이면 동일 차선 추종과 같은 차량 제어를 수행한다(S118). 그러나 차선 변경의 진행 정도가 완료 수준이 아니라면 변경 목표 차선의 차선 변경을 강제로 제한하는 차량 제어를 수행한다(S119).
다음으로 도 1의 차선 변경 제어 장치(100)에 의한 차선 변경 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저 차선 변경 시작 인식부(170)가 차량의 조향각이 기준값 이상일 때 또는 방향 지시등의 표시 방향과 조향각의 입력 방향이 동일할 때를 차량이 차선 변경을 시작하는 시점으로 인식한다.
이후 변경 목표 차선 추정부(180)는 차량이 차선 변경을 시작하는 시점에 변경하려는 목표 차선과 목표 차선에 진입하기 위한 차선 변경 경로를 추정한다.
이후 선행 차량 인식부(190)가 차선 변경 경로에 의한 차량의 예상 진행 방향과 차량의 현재 진행 방향 간 각도차를 계산하고, 목표 차선에서 운행되는 선행 차량을 인식하여 미리 정해진 시간마다 선행 차량의 위치를 보정 한다.
이후 선행 차량 충돌 제어부(200)이 차량의 예상 진행 방향과 차량의 현재 진행 방향 간 각도차, 보정된 선행 차량의 위치 및 차선 변경율을 기초로 선행 차량과의 충돌을 제어한다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 운전자 차선 변경 패턴부
120 : 고정밀 지도 정보 처리부
130 : 도로 정보 분류부
140 : 도로 형태 및 상황 파악부
150 : 가변 차선 변경율 적용부
160 : 학습 제어부
170 : 차선변경 시작 인식부
180 : 변경 목표차선 추정부
190 : 선행차량 인식부
200 : 선행차량 충돌 제어부
120 : 고정밀 지도 정보 처리부
130 : 도로 정보 분류부
140 : 도로 형태 및 상황 파악부
150 : 가변 차선 변경율 적용부
160 : 학습 제어부
170 : 차선변경 시작 인식부
180 : 변경 목표차선 추정부
190 : 선행차량 인식부
200 : 선행차량 충돌 제어부
Claims (12)
- 차량의 차선 변경 시 운전자의 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 운전자 차선 변경 패턴부;
고정밀 지도 정보를 처리하는 고정밀 지도 정보 처리부;
상기 처리된 고정밀 지도 정보에 기초하여 도로의 종류와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 중 적어도 하나 이상을 파악하는 도로 형태 및 상황 파악부; 및
상기 파악한 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 가변 차선 변경율 적용부;를 포함하되,
상기 도로 형태 및 상황 파악부는,
차량의 차선 변경 시 전방에 위치하는 도로의 곡률을 계산하여 누적 저장하는 기능을 수행하고, 또한 차선 변경 전 차선에서 주행 중에 전방 감지를 통해 도로 곡률을 파악하고, 파악된 도로 곡률을 갱신하고 저장하며,
가변적 차선 변경율을 자동으로 계산하거나, 운전자로부터 가변적 차선 변경율을 수동으로 입력받을 수 있는 가변 차선 변경 인터페이스;를 더 포함하고,
상기 가변 차선 변경 인터페이스는,
진행 중인 경로 상의 도로 형태 및 상황 정보를 고정밀 지도에서 추출하는 인터페이스로서, 도로의 종류를 구분하고, 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 도로 곡률, 차선 수, 구배, 교차로, 진출입로, 및 교통 혼잡도 정보를 추출하여 운전자 차선 변경 패턴부에 제공하는 도로 정보 인터페이스; 및
운전자가 수동으로 제어 값을 입력하는 방법과 자동으로 제어 값을 계산해주는 방법 중 어느 한 가지 방법으로 제어 값을 학습 제어부에 출력하는 가변 차선 인터페이스;를 포함하며,
상기 학습 제어부는,
가변 차선 수동 또는 자동 조작의 값을 저장하여 운전자가 차선 변경을 시도할 시에 경로의 도로 형태 및 상황과 분류된 단계별 도로 정보와 매칭하여 해당되는 단계에서의 운전자의 차선 변경 패턴을 적용하며, 또한 차선 변경 시 운전자가 직접 수동 조작을 할 경우에는 수동 조작된 값을 저장된 값에 반영하여 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 가변 차선 변경율 적용부는,
도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 기능을 수행하되, 도로 곡률 분석에 따른 값에서 상기 운전자 차선 변경 패턴부에서 분석한 값을 적용하여 차량의 차선 변경율에 해당하는 차선 변경 시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
차량의 조향각이 기준값 이상일 때 또는 방향 지시등의 표시 방향과 상기 조향각의 입력 방향이 동일할 때를 상기 차량이 차선 변경을 시작하는 시점으로 인식하는 차선 변경 시작 인식부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 차선 변경 제어 장치는,
상기 차량이 차선 변경을 시작하는 시점에 변경하려는 목표 차선과 상기 목표 차선에 진입하기 위한 차선 변경경로를 추정하는 변경 목표차선 추정부;
상기 차선 변경 경로에 의한 상기 차량의 예상 진행 방향과 상기 차량의 현재 진행 방향 간 각도차를 계산하고, 상기 목표차선에서 운행되는 선행 차량을 인식하여 미리 정해진 시간마다 상기 선행 차량의 위치를 보정하는 선행 차량 인식부; 및
상기 각도차, 보정된 상기 선행 차량의 위치 및 차선 변경율을 기초로 상기 선행 차량과의 충돌을 제어하는 선행차량 충돌 제어부;를 더 포함하고,
상기 선행 차량 충돌 제어부는, 상기 방향 지시등이 오프 상태로 변경되거나, 상기 각도차가 기준값 이하가 될 때까지 상기 선행 차량과의 충돌을 제어하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 장치.
- 운전자 차선 변경 패턴부가 차량의 차선 변경 시 운전자의 운행 정보를 측정 분석하여 운전자의 차선 변경 패턴 지수를 생성하는 단계;
고정밀 지도 정보 처리부가 고정밀 지도 정보를 처리하는 단계;
도로 형태 및 상황 파악부가 상기 처리된 고정밀 지도 정보에 기초하여 도로의 종류와 이 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 차선 수, 도로의 곡률, 등강판 각도, 및 교통 혼잡도 중 적어도 하나 이상을 파악하는 단계; 및
가변 차선 변경율 적용부가 상기 파악한 도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 단계;를 포함하되,
상기 도로 형태 및 상황 파악부는,
도로의 형태 및 상황을 파악하기 위하여, 차량의 차선 변경 시 전방에 위치하는 도로의 곡률을 계산하여 누적 저장하는 기능을 수행하고, 또한 차선 변경 전 차선에서 주행 중에 전방 감지를 통해 도로 곡률을 파악하고, 파악된 도로 곡률을 갱신하고 저장하며,
가변 차선 변경 인터페이스를 통해 가변적 차선 변경율을 자동으로 계산하거나, 운전자로부터 가변적 차선 변경율을 수동으로 입력받으며,
상기 가변 차선 변경 인터페이스는,
진행 중인 경로 상의 도로 형태 및 상황 정보를 고정밀 지도에서 추출하는 인터페이스로서, 도로의 종류를 구분하고, 도로의 종류에 따른 도로의 폭, 도로 곡률, 차선 수, 구배, 교차로, 진출입로, 및 교통 혼잡도 정보를 추출하여 운전자 차선 변경 패턴부에 제공하는 도로 정보 인터페이스; 및
운전자가 수동으로 제어 값을 입력하는 방법과 자동으로 제어 값을 계산해주는 방법 중 어느 한 가지 방법으로 제어 값을 학습 제어부에 출력하는 가변 차선 인터페이스;를 포함하며,
상기 학습 제어부는,
가변 차선 수동 또는 자동 조작의 값을 저장하여 운전자가 차선 변경을 시도할 시에 경로의 도로 형태 및 상황과 분류된 단계별 도로 정보와 매칭하여 해당되는 단계에서의 운전자의 차선 변경 패턴을 적용하며, 또한 차선 변경 시 운전자가 직접 수동 조작을 할 경우에는 수동 조작된 값을 저장된 값에 반영하여 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 방법.
- 삭제
- 제 7항에 있어서, 상기 차량의 차선 변경율을 변경시키는 단계에서,
상기 가변 차선 변경율 적용부는,
도로의 곡률과 운전자의 차선 변경 패턴을 기초로 차량의 차선 변경율을 변경시키는 기능을 수행하되, 도로 곡률 분석에 따른 값에서 상기 운전자 차선 변경 패턴부에서 분석한 값을 적용하여 차량의 차선 변경율에 해당하는 차선 변경 시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 방법.
- 삭제
- 제 7항에 있어서, 상기 차량이 차선 변경을 시작하는지 인식하기 위하여,
차선 변경 시작 인식부가 차량의 조향각이 기준값 이상일 때 또는 방향 지시등의 표시 방향과 상기 조향각의 입력 방향이 동일할 때를 상기 차량이 차선 변경을 시작하는 시점으로 인식하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 방법.
- 제 11항에 있어서, 상기 차량의 차선 변경 시작을 인식할 경우,
변경 목표차선 추정부가 상기 차량이 차선 변경을 시작하는 시점에 변경하려는 목표 차선과 상기 목표 차선에 진입하기 위한 차선 변경경로를 추정하는 단계;
선행 차량 인식부가 상기 차선 변경 경로에 의한 상기 차량의 예상 진행 방향과 상기 차량의 현재 진행 방향 간 각도차를 계산하고, 상기 목표차선에서 운행되는 선행 차량을 인식하여 미리 정해진 시간마다 상기 선행 차량의 위치를 보정하는 단계; 및
선행차량 충돌 제어부가 상기 각도차, 보정된 상기 선행 차량의 위치 및 차선 변경율을 기초로 상기 선행 차량과의 충돌을 제어하는 단계;를 더 포함하고,
상기 선행 차량 충돌 제어부는, 상기 방향 지시등이 오프 상태로 변경되거나, 상기 각도차가 기준값 이하가 될 때까지 상기 선행 차량과의 충돌을 제어하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 제어 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |