KR102361501B1 - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR102361501B1 KR1020170151391A KR20170151391A KR102361501B1 KR 102361501 B1 KR102361501 B1 KR 102361501B1 KR 1020170151391 A KR1020170151391 A KR 1020170151391A KR 20170151391 A KR20170151391 A KR 20170151391A KR 102361501 B1 KR102361501 B1 KR 102361501B1
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Abstract

개시된 발명은 차량 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 차량은 차량 주변의 장애물, 속도를 비롯하여 차량 내외부 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및 차량센서를 통해 타주행도로 상의 타차량을 인식하면, 자차량과 타차량 각각의 교차점 도달시간을 산출하고, 산출된 각각의 교차점 도달시간을 이용하여 타차량과 자차량 간에 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과 충돌 위험이 있는 경우, 자차량의 경로 상에 타차량과 등가의 가상 오브젝트를 생성하여 가상 오브젝트와 자차량 간의 차간 거리 유지 제어를 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량에는 운전자의 편의성과 안전성을 고려한 다양한 차량 부가 서비스 장치가 개발 및 장착되고 있는 추세이다.
보다 구체적으로, 차량 부가 서비스 장치는 차량의 도로 주행 시, 운전자의 핸들조작을 보조하여 주행차선으로부터의 이탈을 방지하는 차선이탈 경보 장치 등과 같은 안전 보조 장치를 비롯하여 운전자에 의해서 선택된 목적지까지의 경로 및 경로에 따른 주변 정보를 안내하는 내비게이션과 같은 부가 서비스 제공 장치를 포함할 수 있다.
한편, 차량이 도심 구간을 자율주행 할 때, 차간거리 유지 제어, 법정 제한 속도 기반 제어, 신호등 인지 기반 제어 등을 적용하고 있는데, 도심 자율주행에서는 고속도로와 대비하여 보다 다양한 환경에 대응하는 종방향 제어 기술이 요구되고 있는 실정이다.
개시된 실시예는도심 구간 자율주행 시, 타주행도로에서 합류 혹은 교차하는 타 차량을 선행차량으로 인식하여 자 차량의 주행을 제어하기 위한 차량 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 차량은, 차량 주변의 장애물, 속도를 비롯하여 차량 내외부 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및 상기 차량센서를 통해 주행도로 상의 타차량을 인식하면, 자차량과 상기 타차량 각각의 교차점 도달시간을 산출하고, 산출된 각각의 교차점 도달시간을 이용하여 상기 타차량과 상기 자차량 간에 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과 충돌 위험이 있는 경우, 상기 자차량의 경로 상에 상기 타차량과 등가의 가상 오브젝트를 생성하여 상기 가상 오브젝트와 상기 자차량 간의 차간 거리 유지 제어를 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량센서를 통해 감지된 주행도로 상의 상기 타차량의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 상기 자차량과 상기 타차량 간의 충돌 위험을 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 타차량의 교차점 도달시간과 상기 자차량의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는,지도 상의 합류구간에서 상기 타차량의 상기 자차량의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정하고, 상기 오프셋은 상기 타차량이 주행 중인 주행도로의 너비 중 상기 타차량의 너비방향 중심으로부터 상기 주행도로의 중심 차선간의 너비일 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 타차량과 상기 교차점 간의 거리, 상기 교차점과 상기 가상 오브젝트 간의 거리 및 자차량의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 상기 가상 오브젝트의 종방향 위치를 지정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))는 수학식 1을 통해 산출하고,상기 수학식 1은,
Figure 112017112891341-pat00001
이고,상기
Figure 112017112891341-pat00002
는 타차량의 속도, TTC는 충돌시간,
Figure 112017112891341-pat00003
는 교차점 이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다.
Figure 112017112891341-pat00004
는 타차량의 주행경로를 기반으로 속도프로파일을 생성하여 예측한다.
이 때에 타차량의 속도 프로파일은 등속 운동 모델 혹은, 등가속 운동 모델에 의해 생성될 수 있고, 주행 경로상의 곡률에 의한 제한 속도에 연동 할 수 있고, 동일 구간을 지나는 차량의 통계적인 속도 데이터에 의해 생성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))는 수학식 2를 통해 산출하고,상기 수학식 2는,
Figure 112017112891341-pat00005
이고,상기
Figure 112017112891341-pat00006
는 타차량의 속도,
Figure 112017112891341-pat00007
는 교차점이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터,
Figure 112017112891341-pat00008
는 교차점이후 상기 타차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다. 상기 타차량은 등속으로 운동하는 것을 가정한다.
또한, 상기 제어부는,상기 타차량이 상기 자차량의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 상기 가상 오브젝트를 소멸시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 타차량의 속도 변화 또는 상기 자차량의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우, 상기 가상 오브젝트를 소멸시킬 수 있다.
또한, 상기 주행도로는,상기 자차량의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 상기 자차량의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
일 측면에 따른 차량의 제어방법은, 차량센서를 통해 파악된 센서정보를 판독하고,상기 차량센서를 통해 파악된 주행도로 상의 타차량을 인식하고,상기 타차량과 자차량의 교차점까지의 도달시간을 각각 연산하고,상기 연산결과를 기초로 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고,판단결과 충돌 위험이 있는 경우, 상기 자차량의 경로 상에 상기 타차량과 등가의 가상 오브젝트를 생성하고,상기 가상 오브젝트와 상기 자차량 간의 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하는 것은,상기 차량센서를 통해 감지된 합류도로 상의 상기 타차량의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 상기 자차량과 상기 타차량 간의 충돌 위험을 판단하는 것일 수 있다.
또한, 상기 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하는 것은,상기 타차량의 교차점 도달시간과 상기 자차량의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험으로 판단하는 것일 수 있다.
또한, 상기 타차량과 자차량의 교차점까지의 도달시간을 각각 연산하는 것에서,상기 타차량의 상기 자차량의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정하는 것을 더 포함하고, 상기 오프셋은 상기 타차량이 주행 중인 주행도로의 너비 중 상기 타차량의 너비방향 중심선으로부터 상기 주행도로의 중심 차선간의 너비일 수 있다.
또한, 상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,상기 타차량과 상기 교차점 간의 거리, 상기 교차점과 상기 가상 오브젝트 간의 거리 및 자차량의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 상기 가상 오브젝트의 종방향 위치를 지정할 수 있다.
또한, 상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))는 수학식 1을 통해 산출하고,상기 수학식 1은,
Figure 112017112891341-pat00009
이고,상기
Figure 112017112891341-pat00010
는 타차량의 속도, TTC는 충돌시간,
Figure 112017112891341-pat00011
는 교차점에서 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다.
Figure 112017112891341-pat00012
는 타차량의 주행경로를 기반으로 속도프로파일을 생성하여 예측한다. 이 때에 타차량의 속도 프로파일은 등속 운동 모델 혹은, 등가속 운동 모델에 의해 생성될 수 있고, 주행 경로상의 곡률에 의한 제한 속도에 연동 할 수 있고, 동일 구간을 지나는 차량의 통계적인 속도 데이터에 의해 생성될 수 있다.
또한, 상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))는 수학식 2를 통해 산출하고,상기 수학식 2는,
Figure 112017112891341-pat00013
이고,상기
Figure 112017112891341-pat00014
는 타차량의 속도,
Figure 112017112891341-pat00015
는 교차점에서 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터,
Figure 112017112891341-pat00016
는 교차점에서 상기 타차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다.
또한, 상기 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것 이후에,상기 타차량이 상기 자차량의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것 이후에,상기 타차량의 속도 변화 또는 상기 자차량의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주행도로는, 상기 자차량의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 상기 자차량의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
전술한 과제 해결 수단에 의하면, 자율주행 차량으로 하여금 전방 합류 및 교차 지점에서 위험이 될 수 있는 타 차량이 접근하고 있고, 충돌 위험이 있는 차량이 자차량의 주행도로 상에서 어떤 위치, 어떤 속도로 주행 중인 것과 동일한 위험을 갖는지 일관적으로 판단할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 개시된 발명은 복수의 합류 및 교차 차량이 존재하는 경우, 어떤 차량에 대한 대응이 가장 요구되는지 여부를 자주행도로 상에서 대비하여 판단할 수 있고, 이에 대응하여 차량의 주행을 제어할 수 있다.
또한, 개시된 발명은 자율 주행 시 빈번하게 발생하는 교차 및 합류 구간에 대한 제어 대응을 선행 차량 제어 대응과 동일하게 적용할 수 있도록 전 처리하기 때문에, 제어튜닝의 용이함과 코드의 간결화, 유지 보수성을 확보할 수 있다.
도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 차량의 내부를 나타내는 도면이다.
도 3은 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 내지 도 10은 다른실시예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재,블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재,블록'이하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재,블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 차량의 외관을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량의 전방에 위치하는 앞바퀴(21)와 차량의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함하여 차량(1)을 이동시키기 위한 바퀴(21, 22)를 포함할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다. 또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.
차량(1)은 상술한 구성 이외에도 바퀴(21, 22)를 회전시키는 동력 장치(16), 차량(1)의 이동 방향을 변경하는 조향 장치(미도시), 바퀴의 이동을 정지시키는 제동 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 동력 장치(16)는 본체가 전방 또는 후방으로 이동하도록 앞바퀴(21) 또는 뒷바퀴(22)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 동력 장치(16)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 포함할 수 있다.
조향 장치는 운전자로부터 주행 방향을 입력받는 조향 핸들(도 2의 42), 조향 핸들(42)의 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 조향 기어(미도시), 조향 기어(미도시)의 왕복 운동을 앞바퀴(21)에 전달하는 조향 링크(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 조향 장치는 바퀴의 회전축의 방향을 변경함으로써 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
제동 장치는 운전자로부터 제동 조작을 입력받는 제동 페달(미도시), 바퀴(21, 22)와 결합된 브레이크 드럼(미도시), 마찰력을 이용하여 브레이크 드럼(미도시)의 회전을 제동시키는 브레이크 슈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제동 장치는 바퀴(21, 22)의 회전을 정지시킴으로써 차량(1)의 주행을 제동할 수 있다.
도 2는 차량의 내부를 나타내는 도면이다.
차량(1)의 내부는 운전자가 차량(1)을 조작하기 위한 각종 기기가 설치되는 대시 보드(dashboard)(14), 차량(1)의 운전자가 착석하기 위한 운전석(15), 차량(1)의 동작 정보 등을 표시하는 클러스터 표시부(51, 52), 운전자의 조작 명령에 따라 경로 안내 정보를 제공하는 길 안내 기능뿐만 아니라 오디오 및 비디오 기능까지 제공하는 내비게이션(navigation)(70)을 포함할 수 있다.
대시 보드(14)는 윈드 스크린(11)의 하부로부터 운전자를 향하여 돌출되게 마련되며, 운전자가 전방을 주시한 상태로 대시 보드(14)에 설치된 각종 기기를 조작할 수 있도록 한다.
운전석(15)은 대시 보드(14)의 후방에 마련되어 운전자가 안정적인 자세로 차량(1)의 전방과 대시 보드(14)의 각종 기기를 주시하며 차량(1)을 운행할 수 있도록 한다.
클러스터 표시부(51, 52)는 대시 보드(14)의 운전석(15) 측에 마련되며, 차량(1)의 운행 속도를 표시하는 주행 속도 게이지(51), 동력 장치(미도시)의 회전 속도를 표시하는 rpm 게이지(52)를 포함할 수 있다.
내비게이션(70)은 차량(1)이 주행하는 도로의 정보 또는 운전자가 도달하고자 하는 목적지까지의 경로를 표시하는 디스플레이 및 운전자의 조작 명령에 따라 음향을 출력하는 스피커(41)를 포함할 수 있다. 최근에는 오디오 장치, 비디오 장치 및 내비게이션 장치가 일체화된 AVN(Audio Video Navigation) 장치가 차량에 설치되고 있는 추세이다.
상기 내비게이션(70)은 센터페시아(center fascia)에 설치될 수 있다. 이때, 센터페시아는 대시 보드(14) 중에서 운전석과 조수석 사이에 있는 컨트롤 패널 부분을 의미하는 것으로, 대시 보드(14)와 시프트레버가 수직으로 만나는 영역이며, 이곳에는 내비게이션(70)을 비롯하여 에어콘, 히터의 컨트롤러, 송풍구, 시거잭과 재떨이, 컵홀더 등을 설치할 수 있다. 또한, 센터페시아는 센터콘솔과 함께 운전석과 조수석을 구분하는 역할도 할 수 있다.
또한, 내비게이션(70)을 비롯한 각종 구동 조작을 위한 별도의 조그 다이얼(60)을 구비할 수 있다.
개시된 발명의 조그 다이얼(60)은 회전시키거나 압력을 가하여 구동 조작을 수행하는 방법뿐만 아니라, 터치 인식 기능을 구비한 터치 패드를 구비하여 사용자의 손가락 또는 별도의 터치 인식 기능을 구비한 도구를 이용하여 구동 조작을 위한 필기 인식을 수행할 수 있다.
이하에서 자차량(101)은 타차량(103)과의 구분 및 설명의 편의를 위해 개시하는 것으로서, 차량(100)과 동일한 대상을 의미하는 것이다.
또한, 차량(100)은 자율주행 상태에서 후술하는 종방향 제어를 수행할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 3은 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블록도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 6 내지 도 10은 다른 실시예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 예시도이다.이하에서는, 도 3 내지 도 10을 참고하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 차량(100)은 통신부(110), 입력부(120), 저장부(130), 디스플레이(140), 차량센서(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232),전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service)등다양한 케이블 통신모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 라디오 데이터 시스템 교통 메시지 채널(Radio Data System-Traffic Message Channel, RDS-TMC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도,GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access),UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은교통정보 신호를 수신하는 안테나 및 수신기(Receiver)를 포함하는무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.또한, 무선 통신 모듈은무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한교통정보 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
통신부(110)는 차량(100) 내부의 전자 장치들 사이의 통신을 위한 내부 통신 모듈(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 차량(100)의 내부 통신 프로토콜로는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnection Network), 플렉스레이(FlexRay), 이더넷(Ethernet) 등을 사용할 수 있다.
입력부(120)는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 페달(pedal), 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 장치를 포함할 수 있다.
또한, 입력부(120)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 장치를 포함할 수도 있다. 터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 디스플레이(140)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다.
저장부(130)는 지도 데이터, 차량센서(150)를 통한 감지정보를 비롯하여 가상 오브젝트를 생성하여 차량(100)의 주행을 제어하기 위한 각종 정보, 자율주행 제어를 위해 요구되는 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(130)는 상술한 정보 이외에도 차량(100)과 관련된 모든 정보를 저장할 수 있다.
저장부(130)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(130)는 제어부(160)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
디스플레이(140)는 차량(100)과 관련된 각종 정보를 표시하여 사용자가 인지할 수 있도록 할 수 있다.
디스플레이(140)는 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
차량센서(150)는 차량 주변의 장애물, 속도를 비롯하여 차량 내외부 상태를 감지하기 위한 구성일 수 있다.
차량센서(150)는레이더(Radar), 라이다(LiDAR), 카메라, GPS 수신기 및 자이로 센서를 비롯하여 차량(100) 내외에 장착되어 자차량 및 주변을 감지하기 위한 센서를 모두 포함할 수 있다.
도 4의 지도는 고가도로 섹션(overpass section)으로 한 지방도로(210) 아래를 지나가는 2차선 도로(240)를 포함하는 로드그래프의 일부를 예시적으로 도식화한 것이다. 상기 지도는 2차선 도로(240)가 합류도로(220, 230)를 통해 지방도로(210)로 연결되는 특징을 나타내고 있다.
도 4의 지도와 같은 도로 구조에서는 일반적인 자율주행 상황과 다르게 타차량(103)이 자차량(101)의 주행도로(210)와는 다른 주행도로(220)에 있는 상태임에도 불구하고 합류 지점에서 차량 간 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 조향, 가속, 감속 등의 적절한 제어가 요구된다.
이하에서, 제어부(160)의 설명을 통해 구체적인 제어 방법을 설명하기로 한다.
제어부(160)는 차량센서(150)를 통해 주행도로 상의 타차량(도 4의 103)을 인식하면, 자차량(도 4의 101)과 상기 타차량(103) 각각의 교차점 도달시간을 산출하고, 산출된 각각의 교차점 도달시간을 이용하여 상기 타차량(103)과 상기 자차량(101) 간에 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과 충돌 위험이 있는 경우, 상기 자차량(101)의 경로 상에 상기 타차량(103)과 등가의 가상 오브젝트(도 4의 105)를 생성하여 상기 가상 오브젝트(105)와 상기 자차량(101) 간의 차간 거리 유지 제어를 수행할 수 있다. 이때, 가상 오브젝트는 항상 자차량(101)의 경로 상에 위치할 수 있다.
상기 주행도로는 자차량(101)의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 자차량(101)의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
제어부(160)는차량센서(150)를 통해 감지된 주행도로 상의 타차량(103)의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 자차량(101)과 타차량(103) 간의 충돌 위험을 판단할 수 있다.
이때, 타차량(103)의 속도 및 위치는 자차량(101)에 구비되어 있는 차량센서(150)를 통해 감지된 정보를 이용하는 방법 이외에도 타차량(103) 혹은 인프라의 센서(미도시)를 통해 감지된 정보를 통신부(110)를 통해 전달받은 것 역시 가능하다 할 것이다. 이를 위해, 자차량(101)과 타차량(103)은 서로 간에 통신 연결이 이루어져 정보 송수신을 수행함은 당연하다 할 것이다.
제어부(160)는 타차량(103)의 교차점 도달시간과 자차량(101)의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 상기 타차량(103)과 상기 자차량(101)의 충돌 위험으로 판단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부(160)는 타주행도로상에서 감지된 타차량(103)과 자차량(101)이 만날 것으로 예상되는 교차점(P1)까지의 도달시간을 산출하여,
Figure 112017112891341-pat00017
이면 충돌 위험으로 간주하고, 타차량(103)을 양보해야 할 차량으로 판단하는 것이다. 상기 tB는 타차량의 교차점 도달시간, tA는 자차량의 교차점 도달시간,
Figure 112017112891341-pat00018
는 기준시간을 의미할 수 있다.
제어부(160)는지도 상의 합류구간에서 타차량(103)의 자차량(101)의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정할 수 있다. 상기 오프셋은 타차량(103)이 주행 중인 주행도로의 너비 중 타차량(103)의 너비방향 중심선으로부터 주행도로의 중심 차선간의 너비일 수 있다.
상술한 교차점을 산출하기 위해서는 우선적으로 자차량(101)이 주행해야 할 경로를 파악해야 한다. 이후, 타차량(103)의 현재 위치를 기준으로 타차량의 타주행도로를 검출하고 지도 상의 주행도로를 기준으로 타차량(103)이 어떠한 주행 경로로 주행할 지 예상하는 것이다. 따라서, 타차량(103)의 예상 경로와 자차량(101)의 진행 경로의 교차점이 기본적인 교차점(P2)이 될 수 있고, 타차량(103)이 실제로 지도 상의 주행도로와 동일하게 주행하지 않을 수 있으므로 오프셋 적용을 통해 보정하여 실제 교차점(P3)을 지정하는 것이다.
도 5를 참고하면, 지도 상에서 자차량(101)과 타차량(103)의 교차점은 P2와 같을 수 있다. 상기 교차점 P2는 자차량(101)의 주행도로의 중심 차선과 타차량(103)의 타주행도로의 중심 차선이 접촉되는 지점을 의미하는 것으로서, 실제 타차량(103)이 중심 차선을 따라 주행하는 것이 아닌 경우에는 서로 간의 교차점은 P2와 상이할 수 있다.
이에, 제어부(160)는 도 5와 같은 오프셋(offset)을 적용하여 자차량(101)과 타차량(103)의 실제 교차점 P3를 산출하는 것이다. 교차점 P2와 P3 간에는 D3 정도의 차이가 있을 수 있다.
도 4 및 5 이외에도 후술하는 도 6 내지 도 10에서도 동일하게 상술한 가상 오브젝트 지정을 비롯한 개시된 발명의 기술이 적용될 수 있다.
먼저, 도 6은 자차량(101)이 정지상태에서 유턴을 시도하는 상황으로 횡방향 제어가 요구되고 있는 시점이다.
제어부(160)는 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 신호등 정보를 감지하여 유턴 가능 시점을 판단하고, 유턴 시 타차량(103)과의 충돌 위험을 판단할 수 있다. 이때, 충돌 위험은 상술한 도 4의 경우를 동일하게 적용할 수 있다.
제어부(160)는 자차량(101)의 유턴 상황에서 타차량(103)이 감지되면 자차량(101)의 주행 경로 상 등가의 가상 오브젝트(도 6의 선형화 도면의 105)를 생성할 수 있다.
도 7은 교차로에서 자차량(101)이 우회전하는 상황으로 합류하는 도로에 별도 진입도로(①, ②)가 있는 경우이다.
제어부(160)는 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 주행도로에서 합류하는 타차량(103a, 103b)을 감지하고, 우회전 시 타차량(103a, 103b)과의 충돌 위험을 판단할 수 있다. 이때, 충돌 위험은 상술한 도 4의 경우를 동일하게 적용할 수 있다.
제어부(160)는 자차량(101)의 교차로 우회전 상황에서 타차량(103a, 103b)이 감지되면 자차량(101)의 주행 경로 상에 타차량(103a, 103b)과 등가의 가상 오브젝트(도 7의 선형화 도면의 105)를 생성할 수 있다.
도 8은 자차량(101)의 교차로 좌회전 또는 비보호 좌회전하는 상황에서 교차로 진입 정지선에 정차하고 있는 경우이다.
제어부(160)는 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 다가오는 타차량(103)을 인지하여 충돌 위험을 판단하고, 충돌 위험 시 자차량(101)의 주행 경로 상에 타차량(103)과 등가의 가상 오브젝트(도 8의 선형화 도면의 105)를 생성할 수 있다. 이를 통해, 교차로 좌회전 시 신호 위반 차량 및 합류 차량에 대한 대응이 가능하고, 비보호 좌회전 시 자차량(101)의 주행 불가 상황에 대한 대응이 가능할 수 있다.
도 8과 같이 교차로 중앙 부분은 실제도로 면에 차선이 표시되지 않지만, 기 저장된 지도 데이터에는 교차로 차로 간 연결 관계 정보가 표현되어 있기 때문에, 이를 이용하여 주행도로, 타주행도로, 주행 경로 등을 파악할 수 있다.
도 9는 자차량(101)의 차선 변경 상황이다.
제어부(160)는 자차량(101)의 차선 변경 시 변경 예정 도로에서 타차량(103)과의 충돌 위험을 판단하고, 판단 결과 충돌 위험 시 자차량(101)의 주행 경로 상에 타차량(103)과 등가의 가상 오브젝트(105)를 생성할 수 있다.
도 10은 자차량(101)이 합류 도로에 위치하여 타주행도로에 합류하려는 상황이다.
제어부(160)는 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 자차량(101)이 합류하려는 합류도로 상의 타차량(103)을 감지하여, 충돌 위험을 판단하고, 판단 결과 충돌 위험 시 자차량(101)의 주행 경로 상에 타차량(103)과 등가의 가상 오브젝트(105)를 생성할 수 있다.
제어부(160)는 타차량(101)과 교차점 간의 거리, 교차점과 가상 오브젝트(105) 간의 거리 및 자차량(101)의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 가상 오브젝트(105)의 종방향 위치를 지정할 수 있다.
도 4를 참고하면, 제어부(160)는 타차량(103)과 교차점 간의 거리(D2)와 교차점과 가상 오브젝트(105) 간의 거리(D1) 및 자차량(101)의 제어 특성에 따라 정의되는 상수(k)를 이용하여 가상 오브젝트(105)의 종방향 위치를 지정할 수 있다. 이는 후술하는 도 6 내지 도 10의 경우에서도 동일하게 적용될 수 있다.
구체적으로, 교차점과 가상 오브젝트 간의 거리 D1은k * D2 일 수 있다. 이때, k는 0 보다 크거나 같을 수 있다(k ≥ 0). 즉, 타차량(103)의 예상 경로 기준으로 교차점까지 거리에 상수배한 값이 D1이 되도록가상 오브젝트(105)의 위치를 정할 수 있다.
일 예로, 제어부(160)는가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))을 수학식 1을 통해 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017112891341-pat00019
상기
Figure 112017112891341-pat00020
는 타차량의 속도, TTC는 충돌시간,
Figure 112017112891341-pat00021
는 교차점이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다.
Figure 112017112891341-pat00022
는 타차량의 주행경로를 기반으로 속도프로파일을 생성하여 예측한다. 이 때에 타차량의 속도 프로파일은 등속 운동 모델 혹은, 등가속 운동 모델에 의해 생성될 수 있고, 주행 경로상의 곡률에 의한 제한 속도에 연동 할 수 있고, 동일 구간을 지나는 차량의 통계적인 속도 데이터에 의해 생성될 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 가상 오브젝트(105)를 등속 모델로 가정하면, 충돌 시간 TTC(= tA) 후에 교차점에서의 타차량의 주행도로(210)에서의 속도 VB(TTC)는
Figure 112017112891341-pat00023
이다. 이때,
Figure 112017112891341-pat00024
는 타차량의 주행경로를 기반으로 속도프로파일을 생성하여 예측된 타차량의 속도를 의미하고,
Figure 112017112891341-pat00025
는 교차점에서 자차량(101)의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미한다. 타차량의 속도 프로파일은 등속 운동 모델 혹은, 등가속 운동 모델에 의해 생성될 수 있고, 주행 경로상의 곡률에 의한 제한 속도에 연동 할 수 있고, 동일 구간을 지나는 차량의 통계적인 속도 데이터에 의해 생성될 수 있다.
도 8에서 타차(103)의 직진 상황일 경우,제어부(160)는 가상 오브젝트(105)의 현재 속력(Vc(0))은 수학식 2를 통해 산출할 수 있다.
도 4 내지 도 10에서 합류 상황의 경우 교차점(P1) 후 자차량(101)과 타차량(103)이 동일한 주행도로(210)를 주행(
Figure 112017112891341-pat00026
)하므로
Figure 112017112891341-pat00027
가 되는 것이다. 즉, 가상 오브젝트(105)의 현재 속도는 수학식 1을 만족하도록 한다.
구체적으로 타차량을 등속으로 가정하면, 제어부(160)는 가상 오브젝트(105)의 현재 속력(Vc(0))을 수학식 2를 통해 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112017112891341-pat00028
이고,
상기
Figure 112017112891341-pat00029
는 타차량의 속도,
Figure 112017112891341-pat00030
는 교차점이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터,
Figure 112017112891341-pat00031
는 교차점이후 상기 타차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미할 수 있다. 상기 가상 오브젝트는 t=0부터 ttc까지 동일한 속도값을 가진다. 상기 타차량은 등속으로 운동하는 것을 가정한다.
제어부(160)는 가상 오브젝트(105)를 생성하면 가상 오브젝트(105)를 선행 차량으로 인식하게 되고 선행 차량에 대한 자율주행 제어 로직을 적용한다. 이때, 자율주행 제어 로직은 차간 거리 유지 제어 혹은 선행차 추종 제어일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
제어부(160)는 가상 오브젝트(105)에 대한 차간 거리 유지 제어를 수행하여, 타주행도로(220)에 위치하는 타차량(103)을 등가의 가상 오브젝트(105)를 통해서 대응하는 것이다.
예를 들어, 제어부(160)는 수학식 3을 통해 자차량(101)과 가상 오브젝트(105) 간의 차간 거리 유지 제어를 수행할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017112891341-pat00032
이때, KA는 거리 게인, KB는 속도 게인, DAC는 자차량(A, 101)과 가상 오브젝트(C, 105) 간의 거리, Ddesired는 요구 차간거리, VC는 가상 오브젝트(C, 105)의 속력, VA는 자차(A, 101)의 속력을 의미할 수 있다.
제어부(160)는 종방향 제어의 경우 현재 주행중인 차량(100)과 선행차량과의 관계, 주행 중인 도로의 법정 최대 속도, 주행을 위한 경로의 곡률, 인지된 신호등 정보, 주변의 보행자 등을 고려하여 차량의 필요 가속도 값을 결정하여, 자율주행 차량을 제어할 수 있다.
제어부(160)는 각각의 요구 가속도에 대해 가장 작은 가속도 값을 최종적으로 선택할 수 있다.
제어부(160)는 운전자가 느끼는 저크(jerk)를 제한하기 위하여 최종 출력 전에 필터를 거친 결과 값이 자율 주행 차량에 적용될 수 있도록 할 수 있다.
제어부(160)는 타차량(103)이 자차량(101)의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 가상 오브젝트를 소멸시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 타차량(103)이 자차량(101)의 경로 상에 진입하였을 때, 가상 오브젝트(105)가 아닌 타차량(103)이 선행차량으로 인식되어 가상 오브젝트(105)와 타차량(103)이 동일한 객체로 동일한 ACC가 산출되면서 가상 오브젝트(105)가 소멸되는 것이다.
제어부(160)는 타차량(103)의 속도 변화 또는 자차량(101)의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우, 가상 오브젝트(105)를 소멸시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(160)는 타차량(103)의 속도 변화 또는 자차량(101)의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우(
Figure 112017112891341-pat00033
), 위험 판단 로직에서 필터링되어 가상 오브젝트를 생성하지 않는다. 즉, 생성된 가상 오브젝트(105)는 소멸되는 것이다.
한편, 제어부(160)는 합류 및 교차 구간에서 여러 대의 차량이 존재하거나 지도 구조 상 여러 합류 구간이 동시에 발생하는 경우, 각각 자차량(101) 경로 상에 등가의 가상 오브젝트를 생성할 수 있다.
이때, 제어부(160)는 선행차량 제어의 경우 가속도 최소값을 유발하는 선행차량만이 유의미하므로 가상 오브젝트(105)에 대한 멀티 가상 오브젝트 제어 대응이 가능할 수 있다. 이는, 합류 및 교차 구간과 자차량(101)의 경로 상에 모두 타차량(103)이 존재하는 경우일 수 있다.
또한, 제어부(160)는 가상 오브젝트(105)와 자차량(101)의 경로 상의 실제 선행차량에 대해, 차간 거리 유지 제어로직에 의해 각각 산출된 가속도 값의 최소값을 이용하므로 실제 선행차량과 병행하여 제어 대응이 가능할 수 있다.
상술한 제어부(160)는 차량(100) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
도 11은 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 차량(100)은 차량센서(150)를 통해 파악된 센서정보를 판독할 수 있다(310). 이때, 차량센서(150)는 레이더(Radar), 라이다(LiDAR), 카메라, GPS 수신기 및 자이로 센서를 비롯하여 차량(100) 내외에 장착되어 자차량 및 주변을 감지하기 위한 센서를 모두 포함할 수 있다.
차량(100)은 합류/교차 구간을 포함하는 지도 정보에 액세스하여, 타차량과 자차량의 경로(route)가 합류/교차하는 지점과 합류/교차 차선을 식별할 수 있다.
다음, 차량(100)은 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 파악된 주행도로 상의 타차량(103)을 인식할 수 있다(320). 상기 주행도로는 자차량(101)의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 자차량(101)의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
차량(100)은 차량센서(150) 혹은 통신부(110)를 통해 주변의 물체를 검출하여 합류/교차 차선 상에 타차량(103)을 인식할 수 있다.
만약, 합류/교차 형태의 도로 구조가 아닌 타차량(103) 또는 자차량(101)의 주행에 의해 합류/교차 상황이 생기는 경우, 상술한 지도 정보를 대신하여 자차량(101)과 타차량(103)의 예상 주행 경로의 합류/교차 형태로 치환하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
다음, 차량(100)은 타차량(103)과 자차량(101)의 교차점까지의 도달시간을 각각 연산할 수 있다(330).
단계 330에서 차량(100)은 타차량(103)의 자차량(101)의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정하는 것을 더 포함할 수 있다.상기 오프셋은 타차량(103)이 주행 중인 주행도로의 너비 중 타차량(103)의 너비방향 중심으로부터 주행도로의 중심 차선간의 너비일 수 있다.
다음, 차량(100)은 연산결과를 기초로 타차량(103)과 자차량(101)의 충돌 위험이 있는지 여부를 판단할 수 있다(340).
차량(100)은 차량센서(150)를 통해 감지된 합류도로 상의 타차량(103)의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 자차량(101)과 타차량(103) 간의 충돌 위험을 판단할 수 있다.
구체적으로, 차량(100)은 타차량(103)의 교차점 도달시간과 자차량(101)의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 타차량(103)과 자차량(101)의 충돌 위험으로 판단할 수 있다.
판단결과 충돌 위험이 있는 경우, 차량(100)은 자차량(101)의 경로 상에 타차량(103)과 등가의 가상 오브젝트(105)를 생성할 수 있다(350). 이때, 가상 오브젝트의 상태는 업데이트될 수 있다.
차량(100)은 타차량(103)과 교차점 간의 거리, 교차점과 가상 오브젝트(105) 간의 거리 및 자차량(101)의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 가상 오브젝트(105)의 종방향 위치를 지정할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 10의 경우, 차량(100)은 가상 오브젝트(105)의 현재 속도(Vc(0))를 수학식 1을 통해 산출할 수 있다.
다른 한편, 도 4 내지 도 10의 경우에서 타차량의 등속운동을 가정하면, 차량(100)은 가상 오브젝트(105)의 현재 속력(Vc(0))을 수학식 2를 통해 산출할 수 있다.
다음, 차량(100)은 가상 오브젝트(105)와 자차량(101) 간의 차간 거리 유지 제어를 수행할 수 있다(360).
다음, 차량(100)은 가상 오브젝트(105)의 소멸 조건이 만족되는지 여부를 확인하여, 만족하는 경우 단계를 종료할 수 있다(370).
구체적으로, 차량(100)은 타차량(103)이 자차량(101)의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 가상 오브젝트(105)를 소멸시킬 수 있다.
또한, 차량(100)은 타차량(103)의 속도 변화 또는 자차량(101)의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우, 가상 오브젝트(105)를 소멸시킬 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1, 100 : 차량
101 : 자차량
103 : 타차량
110 : 통신부
120 : 입력부
130 : 저장부
140 : 디스플레이
150 : 차량센서
160 : 제어부

Claims (20)

  1. 차량 주변의 장애물, 속도를 비롯하여 차량 내외부 상태를 감지하기 위한 차량센서; 및
    상기 차량센서를 통해 주행도로 상의 타차량을 인식하면, 자차량과 상기 타차량 각각의 교차점 도달시간을 산출하고, 산출된 각각의 교차점 도달시간을 이용하여상기 타차량과 상기 자차량 간에 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과 충돌 위험이 있는 경우, 상기 자차량의 경로 상에 상기 타차량과 등가의 가상 오브젝트를 생성하여 상기 가상 오브젝트와 상기 자차량 간의 차간 거리 유지 제어를 수행하는 제어부;를 포함하되,
    상기 가상 오브젝트를 생성하는 것은,
    상기 타차량과 자차량 간의 충돌 시간에서의 타차량의 속도를 기초로, 상기 자차량의 종방향 등속력을 갖는 가상 오브젝트를 생성하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량센서를 통해 감지된 주행도로 상의 상기 타차량의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 상기 자차량과 상기 타차량 간의 충돌 위험을 판단하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타차량의 교차점 도달시간과 상기 자차량의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험으로 판단하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    지도 상의 합류구간에서 상기 타차량의 상기 자차량의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정하고,
    상기 오프셋은 상기 타차량이 주행 중인 주행도로의 너비 중 상기 타차량의 너비방향 중심으로부터 상기 주행도로의 중심 차선간의 너비인 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가상 오브젝트의 종방향 위치는,
    상기 제어부에 의해 상기 타차량과 상기 교차점 간의 거리 및 자차량의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 지정하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가상 오브젝트의 현재 속도(Vc(0))는 수학식 1을 통해 산출하고,
    상기 수학식 1은,
    Figure 112017112891341-pat00034
    이고,
    상기
    Figure 112017112891341-pat00035
    는 타차량의 속도, TTC는 충돌시간,
    Figure 112017112891341-pat00036
    는 교차점에서 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))은 수학식 2를 통해 산출하고,
    상기 수학식 2는,
    Figure 112017112891341-pat00037
    이고,
    상기
    Figure 112017112891341-pat00038
    는 타차량의 속도,
    Figure 112017112891341-pat00039
    는 교차점 이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터,
    Figure 112017112891341-pat00040
    는 교차점 이후 상기 타차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미하는 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타차량이 상기 자차량의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타차량의 속도 변화 또는 상기 자차량의 속도 변화로 충돌 위험에서해소된 경우, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 차량.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주행도로는,
    상기 자차량의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 상기 자차량의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상인 차량.
  11. 차량센서를 통해 파악된 센서정보를 판독하고,
    상기 차량센서 혹은 통신부를 통해 파악된 주행도로 상의 타차량을 인식하고,
    상기 타차량과 자차량의 교차점까지의 도달시간을 각각 연산하고,
    상기 연산결과를 기초로 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하고,
    판단결과 충돌 위험이 있는 경우, 상기 자차량의 경로 상에 상기 타차량과 등가의 가상 오브젝트를 생성하고,
    상기 가상 오브젝트와 상기 자차량 간의 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것을 포함하되,
    상기 가상 오브젝트를 생성하는 것은,
    상기 타차량과 자차량 간의 충돌 시간에서의 타차량의 속도를 기초로, 상기 자차량의 종방향 등속력을 갖는 가상 오브젝트를 생성하는 차량의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하는 것은,
    상기 차량센서를 통해 감지된 합류도로 상의 상기 타차량의 속도 및 위치와 기 저장된 지도 데이터를 이용하여, 상기 자차량과 상기 타차량 간의 충돌 위험을 판단하는 것인 차량의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 충돌 위험이 있는지 여부를 판단하는 것은,
    상기 타차량의 교차점 도달시간과 상기 자차량의 교차점 도달시간의 차의 절대값이 기준시간 미만이면 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌 위험으로 판단하는 것인 차량의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 타차량과 자차량의 교차점까지의 도달시간을 각각 연산하는 것에서,
    상기 타차량의 상기 자차량의 주행도로 대비 오프셋을 산출하여 교차점을 지정하는 것을 더 포함하고,
    상기 오프셋은 상기 타차량이 주행 중인 주행도로의 너비 중 상기 타차량의 너비방향 중심으로부터 상기 주행도로의 중심 차선간의 너비인 차량의 제어방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,
    상기 가상 오브젝트의 종방향 위치는, 상기 타차량과 상기 교차점 간의 거리 및 자차량의 제어 특성에 따라 정의되는 상수를 이용하여 지정하는 차량의 제어방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,
    상기 가상 오브젝트의 현재 속도(Vc(0))는 수학식 1을 통해 산출하고,
    상기 수학식 1은,
    Figure 112021134875364-pat00041
    이고,
    상기
    Figure 112021134875364-pat00042
    는 타차량의 속도, TTC는 충돌시간,
    Figure 112021134875364-pat00043
    는 교차점에서 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미하는 차량의 제어방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 가상 오브젝트를 생성하는 것에서,
    상기 가상 오브젝트의 현재 속력(Vc(0))은 수학식 2를 통해 산출하고,
    상기 수학식 2는,
    Figure 112017112891341-pat00044
    이고,
    상기
    Figure 112017112891341-pat00045
    는 타차량의 속도,
    Figure 112017112891341-pat00046
    는 교차점 이후 상기 자차량의 주행경로의 단위 방향벡터,
    Figure 112017112891341-pat00047
    는 교차점 이후 상기 타차량의 주행경로의 단위 방향벡터를 의미하는 차량의 제어방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것 이후에,
    상기 타차량이 상기 자차량의 경로 상에 진입함을 감지하였을 때, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 것을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 차간 거리 유지 제어를 수행하는 것 이후에,
    상기 타차량의 속도 변화 또는 상기 자차량의 속도 변화로 충돌 위험에서 해소된 경우, 상기 가상 오브젝트를 소멸시키는 것을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 주행도로는,
    상기 자차량의 주행경로에 합류되는 합류도로 또는 상기 자차량의 주행경로를 통과하는 주행도로 중 적어도 하나 이상인 차량의 제어방법.
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