KR102374916B1 - 차선 유지 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차선 유지 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지부, 감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출부, 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단부 및 결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 차선 유지 제어장치를 제공한다.

Description

차선 유지 제어장치 및 제어방법{Apparatus and Method for Controlling Lane-Keeping}
본 발명은 차선 유지 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 자차량의 속도를 제어하여 최적의 주행 위치로 이동시키는 차선 유지 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
차선 유지 지원 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System), 차선 이탈 경보 시스템(LDWS; Lane Depature Warning System) 등과 같은 차선 유지 제어 시스템은, 전방 카메라를 이용하여 좌측 및 우측 차선을 감지하여 차선정보를 획득하고, 이에 근거하여 차량의 차선 이탈을 방지하거나 차량이 차로의 중심을 추종하도록 하는 계산된 보조조향토크(Assist Steering Torque)를 차량의 조향장치로 제공해줌으로써, 차량의 횡방향을 제어하여 차선이탈 방지와 차선유지를 가능하게 해주는 시스템이다.
하지만, 종래의 차선 유지 제어 시스템은 차량의 횡방향에 대한 제어만을 수행하므로, 옆차로에서 화물차와 같은 대형 차량이 자차량과 근접한 거리에서 주행하고 있는 위험한 상황에 대비할 수 없는 문제점이 있다.
예를 들어, 대형 차량이 자차량과 근접하여 고속으로 주행하는 경우 또는 대형 차량이 곡률이 큰 곡선도로에서 자차량과 근접하여 주행하는 경우에 대형 차량에 의한 횡풍에 의해 자차량의 조향이 변하게 되는데, 이는 조향 이질감과 차량 쏠림 현상을 발생시키므로 자차량의 주행이 다소 불안정해지는 문제가 발생한다.
즉, 대형 차량과 같은 특정 차량으로 인해 자차량이 주행하는 차로의 폭이 좁아지는 경우에 운전자의 불안감을 경감시킬 수 있는 차선 유지 제어 시스템이 필요한 실정이다.
이 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 자차량의 속도를 제어하여 최적의 주행 위치로 이동시키는 차선 유지 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명은 주행도로의 주행 가능한 지점의 공간폭을 산출함으로써, 자차량의 최적위치를 결정하여 이동하도록 제어하는 차선 유지 제어장치 및 제어방법을 제안하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에서는 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지부, 감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출부, 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단부 및 결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력부를 포함하는 차선 유지 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지단계, 감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출단계, 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단단계 및 결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력단계를 포함하는 차선 유지 제어방법을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 최적의 차량 주행 위치를 제공하므로 주행의 안정성을 확보하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 차량 주행시 불안정한 요소를 제거하므로 운전자의 피로도를 줄이고, 편의성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어장치의 블럭구성도다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 상세한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 최적위치를 재설정하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에 기재된 차선 유지 제어 시스템은 차선 유지 지원 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System), 차선 이탈 경보 시스템(LDWS; Lane Depature Warning System) 등과 같은 차량에 구비된 주행 지원 시스템으로, 전방 카메라를 이용하여 좌측 및 우측 차선을 감지하여 차선정보를 획득하고, 이에 근거하여 차량의 차선 이탈을 방지하거나 차량이 차로의 중심을 추종하도록 하는 계산된 보조조향토크(Assist Steering Torque)를 차량의 조향장치로 제공해줌으로써, 차량의 횡방향을 제어하여 차선이탈 방지와 차선유지를 가능하게 해주는 시스템이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어장치의 블럭구성도다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따르는 차선 유지 제어장치(100)는 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지부(110), 감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출부(120), 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단부(130) 및 결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력부(140)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 감지부(110)는 상기 자차량의 전방, 측방 및 후방에 위치하는 상기 복수 개의 타차량의위치를 감지하는 기능을 수행하는 것으로, 카메라 및 레이다 센서모듈을 포함하고, 초음파 센서모듈, 적외선 센서모듈 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않고, 전방 측방 및 사각지대(blind spot)까지 감지할 수 있는 모든 장치로부터 상기 자차량의 주행 환경을 감지할 수 있다.
또한, 감지부(110)는 리어뷰(rear view) 카메라와 같은 카메라 장치를 상기 자차량의 좌우측 사이드 미러(side mirror)에 장착함으로써, 상기 자차량의 전측방 및 후측방 영역을 촬영할 수 있고, 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM; Around View Monitoring System)의 카메라로부터 상기 자차량의 주행 환경을 감지할 수 있다.
즉, 감지부(110)는 자차량에 장착된 각종 센서를 포함할 수 있고, 또는 차량내 통신을 통해 상기 각종 센서 및 주행 지원 시스템으로부터 감지된 정보를 수신할 수 있다.
즉, 본 명세서에서의 "감지"는 해당 정보를 획득한다는 의미로 해석되어야 하며 감지부(110)가 직접 감지하는 것뿐만 아니라 외부 장치로부터 감지된 정보를 획득하는 의미를 포함한다.
그리고 산출부(120)는 감지부(110)에서 감지된 정보로부터 상기 자차량의 전방에 위치하는 상기 타차량들 간의 상기 제1 횡방향 이격거리 또는 후방에 위치하는 상기 타차량들 간의 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출할 수 있고, 상기 자차량의 좌측방 또는 우측방에 위치하는 상기 타차량과 상기 자차량 간의 상기 제2 횡방향 이격거리를 산출할 수 있다.
예를 들어, 상기 자차량의 옆차로에 제1 타차량 및 제2 타차량이 상기 자차량의 전방에 위치하여 주행하고 있는 경우에 상기 제1 타차량과 상기 제2 타차량 간의 이격거리인 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출할 수 있다. 반면에 상기 자차량의 옆차로에 측방으로 제3 타차량 및 제4 타차량이 상기 자차량의 좌우로 위치하여 주행하고 있는 경우에 상기 자차량과 상기 제3 타차량 간의 이격거리 및 상기 자차량과 상기 제4 타차량 간의 이격거리인 상기 제2 횡방향 이격거리를 좌우로 각각 산출할 수 있다.
또한, 산출부(120)는 상기 타차량이 존재하지 않는 경우에 상기 주행차로 및 상기 옆차로에 대한 차로 폭을 산출할 수 있다.
즉, 산출부(120)는 상기 공간폭을 연산하기 위하여 상기 차로 폭을 산출하는데, 상기 차로 폭은 감지부(110)에서 인식된 상기 주행차로 및 상기 옆차로의 차선을 기반으로 산출할 수 있다. 이때, 감지부(110)의 전방 카메라 장치를 통해 촬영한 전방영상으로부터 종래의 영상처리기술을 이용하여 상기 차선을 추출하고, 추출된 상기 차선에 대한 간격을 연산함으로써, 상기 차로 폭을 산출할 수 있다. 또는 감지부(110)로부터 도로의 중앙분리대와 같은 구조물 정보를 수신함으로써, 상기 차선의 위치와 상기 구조물의 위치를 감지하여 상기 차로 폭을 산출할 수 있다.
그리고 판단부(130)는 산출부(120)에서 수신된 상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 주행차로의 빈 공간에 대한 상기 공간폭을 산출하고, 상기 공간폭을 비교하여 상기 최적위치를 판단할 수 있다. 이때, 상기 공간폭은 상기 자차량의 차폭 및 차량 길이를 이용하여 연산할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 횡방향 이격거리에서 상기 차폭을 뺀 거리값이 상기 공간폭이 될 수 있다. 또는 상기 자차량의 좌측 및 우측에 대한 상기 제2 횡방향 이격거리의 합에서 상기 차폭을 뺀 거리값이 상기 공간폭이 될 수 있다. 또는 상기 자차량의 좌측 및 우측에 대한 상기 차로 폭의 합에서 상기 차폭을 뺀 거리값이 상기 공간폭이 될 수 있다.
그러면 판단부(130)는 연산된 상기 공간폭이 가장 큰 지점을 상기 최적위치로 결정할 수 있다. 이때, 상기 공간폭이 가장 큰 지점은 상기 자차량의 상기 차량 길이를 고려하여 지점을 설정할 수 있다.
즉, 판단부(130)는 상기 자차량의 상기 차폭 및 상기 차량 길이를 고려하여 상기 공간폭이 가장 큰 영역을 상기 최적위치를 결정할 수 있다.
또한 판단부(130)는 상기 공간폭이 가장 큰 지점이 상기 자차량의 전방 및 후방에 동시에 존재하는 경우에는, 상기 최적위치를 전방에 위치한 상기 공간폭이 가장 큰 지점으로 결정할 수 있다.
즉, 상기 자차량의 전방에 공간폭이 가장 큰 지점이 존재하고, 후방에도 공간폭이 가장 큰 지점이 존재하면 상기 최적위치를 상기 자차량의 전방에 위치한 공간폭이 가장 큰 지점으로 결정하고, 상기 자차량을 가속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하여 상기 자차량을 상기 최적위치로 이동시킬 수 있다.
그리고 출력부(140)는 판단부(130)에서 판단된 상기 최적위치가 상기 자차량의 전방인 경우에 상기 자차량이 가속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하고, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방인 경우에 상기 자차량이 감속하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
반면에, 출력부(140)는 상기 최적위치가 상기 자차량이 주행하고 있는 현재 위치이면 상기 자차량의 현재 주행 속도를 유지하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
그러면 상기 속도 제어신호는 출력부(140)로부터 상기 자차량의 가속 장치 또는 제동 장치로 송신되어 상기 자차량의 주행속도를 제어함으로써, 즉 상기 자차량의 종방향으로 주행을 제어함으로써, 상기 자차량이 상기 최적위치에 도달하게 할 수 있다.
그리고 출력부(140)는 상기 자차량의 속도에 대한 임계범위를 설정하고, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동시에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도 또는 최소 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
이때, 상기 속도에 대한 상기 임계범위는 상기 자차량의 주행 환경, 예를 들어 고속도로, 일반도로 또는 간선도로와 같은 도로 환경에 따라 또는 타차량의 주행 속도에 따라 적응적으로 변경될 수 있다.
예를 들어, 상기 자차량의 기설정된 상기 속도의 임계범위가 60 내지 100 km/h 이라고 가정하자. 이때 출력부(140)는 상기 자차량를 상기 최적위치로 이동시키기 위해 상기 속도 제어신호를 출력하는데, 상기 자차량이 전방에 위치한 상기 최적위치에 도착함과 동시에 상기 자차량의 속도가 102 km/h가 되는 경우에는 상기 속도를 감속시켜 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도인 100 km/h의 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
반면에, 상기 자차량이 후방에 위치한 상기 최적위치에 도착함과 동시에 상기 자차량의 속도가 55 km/h가 되는 경우에는 상기 속도를 가속시켜 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도인 60 km/h의 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 판단부(130)는 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기 전에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량의 현재 위치를 기반으로 상기 최적위치를 재결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 자차량의 기설정된 상기 속도에 대한 임계범위가 60 내지 100 km/h 이라고 가정하자. 이때, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기도 전에 상기 속도가 103 km/h가 되었고, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기 위해 더 가속을 해야 한다면, 판단부(130)는 상기 자차량의 현재 위치에서 상기 최적위치를 재결정하도록 할 수 있다. 즉, 판단부(130)는 감지부(110) 및 산출부(120)로 상기 최적위치를 다시 결정하기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다.
다시 말해, 판단부(130)는 감지부(110)에서 감지한 상기 자차량의 현재 위치에서의 차선 정보 및 상기 현재 위치에서 감지한 복수 개의 타차량 위치 정보를 산출부(120)로 수신하도록 제어할 수 있다. 이때 산출부(120)가 상기 현재 위치에서 감지한 상기 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 제2 횡방향 이격거리를 다시 산출하면, 판단부(130)는 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 자차량의 상기 최적위치를 재결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차선 유지 제어장치(100)는 최적의 차량 주행 위치를 제공하므로 주행의 안정성을 확보하고, 운전자에게 안정감을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
자차량(22)의 차선 유지 제어장치(100)는 감지부(110)를 통해 전방, 측방 및 후방에 위치하는 상기 복수 개의 타차량(21', 21'', 23', 23'')을 감지하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 타차량은 대형 차량(21'', 23') 또는 소형 차량(21', 23'')을 포함한다.
그리고 산출부(120)는 감지부(110)로부터 수신된 정보로 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리를 산출할 수 있고, 자차량(22)의 측방에 위치하는 상기 타차량과 자차량(22) 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출할 수 있으며, 자차량(22)이 주행하는 주행차로 및 상기 주행차로의 옆차로에 대한 차로 폭을 산출할 수 있다.
그러면 판단부(130)는 산출부(120)에서 수신된 상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 공간폭을 산출하고, 비교하여 최적위치(20)를 판단할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자차량(22)의 전측방에 소형차량(21')과 대형차량(21'')이 위치하고 있고,후측방에 대형 차량(23')과 소형 차량(23'')이 위치한 경우에 자차량(22)의 전측방에 위치한 대형 차량(21')과 소형 차량(21'') 간의 이격거리인 제1 횡방향 이격거리는 L1로 표시되며, L1에 대한 공간폭은 L1에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 후측방에 위치한 대형 차량(23')과 소형 차량 (23'') 간의 이격거리인 제1 횡방향 이격거리는 L3로 표시되며, L3에 대한 공간폭은 L3에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 좌우 측방에는 상기 타차량이 존재하지 않으므로 차로 폭을 산출할 수 있는데, 상기 주행차로의 차로 폭과와 상기 옆차로의 차로 폭의 합은 L2로 표시되며, L2에 대한 공간폭은 L2에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
도 2를 보면 상기 공간폭이 가장 큰 지점은 L2 상의 지점이 될 수 있으므로, 자차량(22)의 상기 차폭 및 상기 차량길이를 고려하여 최적위치(20)를 결정할 수 있다.
이때, 최적위치(20)가 자차량(22)이 주행하고 있는 현재 위치와 거의 유사하므로 자차량(22)의 현재 주행 속도를 유지하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에서 자차량(22)의 후측방에 위치해 있던 소형 차량(23'', 32')이 자차량(22)의 전측방으로 이동하고, 자차량(22)의 속도가 감속한 경우를 예로 들어 보면, 자차량(22)의 전측방에 위치한 대형 차량(31'')과 소형 차량(31') 간의 제1 횡방향 이격거리는 L1′로 표시되며, L1′에 대한 공간폭은 L1′에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 우측 전방에 위치한 소형 차량(32')과 상기 옆차로의 차로 폭의 합은 L2′로 표시되며, L2′에 대한 공간폭은 L2′에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 후측방에 위치한 대형 차량(33')에 의한 제2 횡방향 이격거리와 상기 옆차로의 차로 폭의 합은 L3′로 표시되며, L3′에 대한 공간폭은 L3′에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
따라서 도 3에서는, 상기 공간폭이 가장 큰 지점이 L2′상의 지점이 될 수 있으므로, 자차량(22)의 상기 차폭 및 상기 차량길이를 고려하여 최적위치(30)를 결정할 수 있다.
즉, 도 3에서는 최적위치(30)가 자차량(22)이 주행하고 있는 현재 위치보다 전방에 위치하므로 자차량(22)의 현재 주행 속도를 가속하도록 상기 속도 제어신호를 다시 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간폭에 대한 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 자차량(22)의 전측방 및 후측방 각각에 소형 차량(41', 43')이 위치하고 자차량(22)의 좌우측방에 대형 차량(42') 및 소형 차량(42'')이 위치한 경우에 자차량(22)의 좌측 전방에 위치한 소형 차량(41')과 상기 옆차로의 차로 폭의 합은 L1''으로 표시되며, L1''에 대한 공간폭은 L1''에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 좌측 대형 차량(42') 및 우측 소형 차량(42'')에 대한 상기 제2 횡방향 이격거리의 합은 L2''로 표시되며, L2''에 대한 공간폭은 L2'''에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
그리고 자차량(22)의 우측 후방에 위치한 소형 차량(13')과 상기 옆차로의 차로 폭의 합은 L3''로 표시되며, L3''에 대한 공간폭은 L3''에서 자차량(22)의 차폭을 뺀 길이가 될 수 있다.
이때 도 4를 보면 상기 공간폭이 가장 큰 지점은 L1'' 및 L3'' 상의 지점이 될 수 있다. 그러나 자차량(22)은 전방을 향해 직진하는 차량이므로 L3'' 상이 아닌 L1'' 상의 지점을 상기 공간폭이 가장 큰 지점으로 선택하고, 상기 차폭 및 상기 차량 길이를 고려하여 L1'' 상에서 최적위치(40)를 결정할 수 있다.
즉, 도 4에서는 최적위치(40)가 자차량(22)이 주행하고 있는 현재 위치보다 전방에 위치하므로 자차량(22)의 현재 주행 속도를 가속하도록 상기 속도 제어신호를 다시 출력할 수 있다.
전술한 실시예에서는 직진 도로에서 실시간으로 상기 타차량들 및 자차량(22)의 위치가 변화하는 경우를 일례로 보여주는 것으로, 본 발명의 차선 유지 제어장치(100)가 최적위치(20, 30, 40)를 설정하는 과정을 설명하였으나 본 발명이 이 경우로 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 흐름도이다.
본 발명에 따르는 차선 유지 제어방법은 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지단계(S500), 감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출단계(S510), 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단단계(S520) 및 결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력단계(S530)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 감지단계(S500)는 상기 자차량의 전방, 측방 및 후방에 위치하는 상기 복수 개의 타차량의 위치를 감지하는 기능을 수행하는 단계로, 감지단계(S500)에서 전방 측방 및 사각지대(blind spot)까지 감지할 수 있는 모든 장치로부터 상기 자차량의 주행 환경을 감지할 수 있다.
그리고 산출단계(S510)에서는 상기 자차량의 전방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리 또는 후방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리인 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출하고, 상기 자차량의 좌측방 또는 우측방에 위치하는 상기 타차량과 상기 자차량 간의 상기 제2 횡방향 이격거리를 산출할 수 있다.
또한, 산출단계(S520)에서 상기 타차량이 존재하지 않는 경우에 상기 주행차로 및 상기 옆차로에 대한 차로 폭을 산출할 수 있다. 또는 감지 장치로부터 도로의 중앙분리대와 같은 구조물 정보를 수신함으로써, 상기 차선의 위치와 상기 구조물의 위치를 감지하여 상기 차로 폭을 산출할 수 있다.
그리고 판단단계(S520)에서는 상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 주행차로의 빈 공간에 대한 상기 공간폭을 산출하고, 상기 공간폭을 비교하여 상기 최적위치를 판단할 수 있다. 이때, 상기 공간폭은 상기 자차량의 차폭 및 차량 길이를 이용하여 연산할 수 있다.
그러면 판단단계(S520)에서 연산된 상기 공간폭이 가장 큰 지점을 상기 최적위치로 결정할 수 있다. 이때, 상기 공간폭이 가장 큰 지점은 상기 자차량의 상기 차량 길이를 고려하여 지점을 설정할 수 있다.
또한 판단단계(S520)에서 상기 공간폭이 가장 큰 지점이 상기 자차량의 전방 및 후방에 동시에 존재하는 경우에는, 상기 최적위치를 전방에 위치한 상기 공간폭이 가장 큰 지점으로 결정할 수 있다.
그리고 출력단계(S530)에서는 상기 최적위치가 상기 자차량의 전방인 경우에 상기 자차량이 가속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하고, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방인 경우에 상기 자차량이 감속하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
반면에, 출력단계(S530)에서 상기 최적위치가 상기 자차량이 주행하고 있는 현재 위치이면 상기 자차량의 현재 주행 속도를 유지하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 출력단계(S530)에서 상기 자차량의 속도에 대한 임계범위를 설정하고, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동시에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도 또는 최소 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력할 수 있다.
이때 판단단계(S520)에서 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기 전에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량의 현재 위치를 기반으로 상기 최적위치를 재결정할 수 있다.
즉, 판단단계(S520)에서 감지단계(S500)에서 감지한 상기 자차량 현재 위치에서의 차선 정보 및 상기 현재 위치에서 감지한 복수 개의 타차량 위치 정보를 기반으로 산출단계(S510)에서 상기 현재 위치에서의 상기 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 제2 횡방향 이격거리를 다시 산출하도록 제어할 수 있다. 그러면, 판단단계(S520)에서 산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 자차량의 상기 최적위치를 재결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 상세한 흐름도이다
도 6을 참조하면, 상기 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식한다(S600).
그리고 감지단계(S500)에서, 상기 자차량의 전방, 측방 및 후방에 위치하는 상기 복수 개의 타차량을 감지한다(S610). 이때, 카메라 및 레이다 센서모듈, 초음파 센서모듈, 적외선 센서모듈 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 타차량을 감지할 수 있다.
그리고 상기 옆차로에 상기 타차량이 존재하는지 판단한다(S620). 이때, 상기 옆차로에 상기 타차량이 존재하면 산출단계(S510)에서, 상기 자차량의 전방에 위치하는 상기 타차량들 간의 상기 제1 횡방향 이격거리 또는 후방에 위치하는 상기 타차량들 간의 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출하고, 상기 자차량의 좌측방 또는 우측방에 위치하는 상기 타차량과 상기 자차량 간의 상기 제2 횡방향 이격거리를 산출한다(S630).
반면에, 상기 타차량이 존재하지 않는 경우에 상기 주행차로 및 상기 옆차로에 대한 차로 폭을 산출한다(S640).
즉, 상기 공간폭을 연산하기 위하여 상기 차로 폭을 산출하는데, 상기 차로 폭은 감지단계(S500)에서 인식된 상기 주행차로 및 상기 옆차로의 차선을 기반으로 산출할 수 있다.
그러면 판단단계(S520)에서, 기저장된 상기 자차량의 차폭 및 차량 길이를 기반으로 상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 공간폭을 산출하고, 산출된 각각의 상기 공간폭을 비교한다(S650).
그리고 상기 공간폭이 가장 큰 지점을 상기 최적위치로 결정한다(S660). 즉, 상기 자차량의 상기 차폭 및 상기 차량 길이를 고려하여 상기 공간폭이 가장 큰 영역 중에서 상기 최적위치를 결정할 수 있다.
이때 상기 최적위치가 상기 자차량이 주행하고 있는 현재 위치인지 판단하고(S670), 상기 최적위치가 상기 자차량의 현재 위치이면 상기 자차량의 현재 주행 속도를 유지한다(S680). 그리고 상기 최적위치에 변화가 있을 때까지 감지단계(S500)의 수행을 반복한다(S700).
반면에, 상기 최적위치가 상기 자차량의 현재 위치가 아니면, 상기 최적위치가 상기 자차량의 전방 또는 후방에 위치하는지 판단한다(S690).
이때 출력단계(S530)에서 상기 최적위치가 상기 자차량의 전방에 위치하면, 상기 자차량의 현재 주행속도를 높여 상기 자차량이 가속하도록 속도 제어신호를 출력한다(S700).
반면에, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방에 위치하면, 상기 자차량의 현재 주행속도를 낮춰 상기 자차량이 감속하도록 속도 제어신호를 출력한다(S710).
그러면, 상기 속도 제어신호는 상기 자차량의 가속 장치 또는 제동 장치로 송신되어 상기 자차량의 주행속도를 제어함으로써, 상기 자차량을 상기 최적위치로 이동시킨다(S720).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어방법의 최적위치를 재설정하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 판단단계(S520)에서 자차량의 최적위치를 결정한다(S70).
이때 출력단계(S530)에서 상기 최적위치가 상기 자차량의 전방에 위치하면, 상기 자차량의 현재 주행속도를 높이는 속도 제어신호를 출력하고, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방에 위치하면, 상기 자차량의 상기 주행속도를 낮추는 상기 속도 제어신호를 출력한다(S71).
그리고 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동시에 상기 속도가 기설정된 상기 자차량의 속도에 대한 임계범위를 벗어나는지 판단한다(S72).
만약에 상기 자차량의 속도가 상기 임계범위를 벗어나면, 상기 자차량이 상기 임계범위 내의 최대 속도 또는 최소 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력한다(S73).
예를 들어, 상기 자차량의 속도가 임계범위의 최대 속도보다 높은 주행속도로 주행하고 있다면, 상기 주행속도를 상기 임계범위의 최대 속도로 출력시키고, 상기 자차량의 속도가 임계범위의 최소 속도보다 낮은 주행속도로 주행하고 있다면, 상기 주행속도를 상기 임계범위의 최소 속도로 출력시킨다.
반면에, 판단단계(S520)에서 상기 자차량의 속도가 상기 임계범위 이내이면, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동을 완료했는지 확인한다(S74).
그리고 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동을 완료하지 않았다면, 자차량의 최적위치를 재결정한다(S70).
반면에, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동을 완료하였다면, 상기 자차량이 상기 최적위치를 유지하도록 상기 속도 제어신호를 출력한다(S75).
전술한 바와 같이, 본 발명의 차선 유지 제어장치 및 제어방법은 실시간으로 최적의 차량 주행 위치를 제공하므로 주행의 안정성을 확보하는 효과가 있고, 차량 주행시 불안정한 요소를 제거하므로 운전자의 피로도를 줄이고, 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 차선 유지 제어장치
110 : 감지부 120 : 산출부
130 : 판단부 140 : 출력부

Claims (17)

  1. 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지부;
    감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출부;
    산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단부; 및
    결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력부; 를 포함하는 차선 유지 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 자차량의 전방, 측방 및 후방에 위치하는 상기 복수 개의 타차량의 위치를 감지하는 차선 유지 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 자차량의 전방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리 또는 후방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리인 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출하고, 상기 자차량의 좌측방 또는 우측방에 위치하는 상기 타차량과 상기 자차량 간의 상기 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 차선 유지 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 타차량이 존재하지 않는 경우에 상기 주행차로 및 상기 옆차로에 대한 차로 폭을 산출하는 차선 유지 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 주행차로의 빈 공간에 대한 상기 공간폭을 산출하고, 상기 공간폭을 비교하여 상기 최적위치를 판단하는 차선 유지 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    연산된 상기 공간폭이 가장 큰 지점을 상기 최적위치로 결정하는 차선 유지 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 공간폭이 가장 큰 지점이 상기 자차량의 전방 및 후방에 동시에 존재하는 경우에는, 상기 최적위치를 전방에 위치한 상기 공간폭이 가장 큰 지점으로 결정하는 차선 유지 제어장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 최적위치가 상기 자차량의 전방인 경우에 상기 자차량이 가속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하고, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방인 경우에 상기 자차량이 감속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하는 차선 유지 제어장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 자차량의 속도에 대한 임계범위를 설정하고, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동시에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도 또는 최소 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력하는 차선 유지 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기 전에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 최적위치로 이동 중이었던 상기 자차량의 현재 위치를 기반으로 상기 최적위치를 재결정하는 차선 유지 제어장치.
  11. 자차량이 주행하는 주행차로의 차선을 인식하고, 상기 주행차로 또는 상기 주행차로의 옆차로에서 주행하는 복수 개의 타차량을 감지하는 감지단계;
    감지된 상기 타차량들 간의 제1 횡방향 이격거리 또는 상기 자차량과 상기 타차량 간의 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 산출단계;
    산출된 상기 제1 횡방향 이격거리 및 상기 제2 횡방향 이격거리에 대한 공간폭을 비교하여 상기 주행차로 내에서 상기 자차량의 최적위치를 결정하는 판단단계; 및
    결정된 상기 최적위치에 상기 자차량이 위치하도록 상기 자차량의 주행 속도를 제어하는 속도 제어신호를 출력하는 출력단계; 를 포함하는 차선 유지 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 산출단계는,
    상기 자차량의 전방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리 또는 후방에 위치하는 상기 타차량들 간의 이격거리인 상기 제1 횡방향 이격거리를 산출하고, 상기 자차량의 좌측방 또는 우측방에 위치하는 상기 타차량과 상기 자차량 간의 상기 제2 횡방향 이격거리를 산출하는 차선 유지 제어방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 산출단계는,
    상기 타차량이 존재하지 않는 경우에 상기 주행차로 및 상기 옆차로에 대한 차로 폭을 산출하는 차선 유지 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 제1 횡방향 이격거리, 상기 제2 횡방향 이격거리 및 상기 차로 폭을 연산하여 상기 주행차로의 빈 공간에 대한 상기 공간폭을 산출하고, 상기 공간폭을 비교하여 상기 최적위치를 판단하는 차선 유지 제어방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 출력단계는,
    상기 최적위치가 상기 자차량의 전방인 경우에 상기 자차량이 가속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하고, 상기 최적위치가 상기 자차량의 후방인 경우에 상기 자차량이 감속하도록 상기 속도 제어신호를 출력하는 차선 유지 제어방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 출력단계는,
    상기 자차량의 속도에 대한 임계범위를 설정하고, 상기 자차량이 상기 최적위치로 이동시에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 자차량이 상기 임계범위의 최대 속도 또는 최소 속도로 주행하도록 상기 속도 제어신호를 출력하는 차선 유지 제어방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 자차량이 상기 최적위치로 이동하기 전에 상기 속도가 상기 임계범위를 벗어나는 경우에는 상기 최적위치로 이동 중이었던 상기 자차량의 현재 위치를 기반으로 상기 최적위치를 재결정하는 차선 유지 제어방법.
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