KR102396993B1 - 자율주행 차량에서 수동주행 모드로의 전환 조건 - Google Patents

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Abstract

본 기술은 자율주행 차량에서 수동주행 모드로의 전환 조건에 관한 것이다. 본 기술의 차량의 주행 모드 전환 방법은, 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 디바이스의 제어부가 수동주행 모드로 전환할 때: 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건과, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건과, 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지에 관한 제3 조건을 만족하는지를 감지수단들과의 통신을 통해 판단하고, 상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 차량 내부에 장착된 스피커를 통해 운전자에게 알리는 제1 알림 이벤트와, 운전석 시트를 진동시키는 메커니즘 장치를 구동하여 운전자에게 알리는 제2 알림 이벤트와, 외부의 관제서버로 무선통신을 통해 긴급모드 통지를 전송하는 제3 알림 이벤트 중 하나 이상의 이벤트가 수행되도록 알림 모듈을 제어하며, 상기 조건들을 모두 만족하는 경우, 상기 차량의 주행 모드가 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환되도록 상기 자율주행 디바이스를 제어한다. 본 기술은 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 안전하고 원활하게 전환할 수 있는 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.

Description

자율주행 차량에서 수동주행 모드로의 전환 조건{CONDITIONS FOR SWITCHING TO MANUAL MODE IN AUTONOMOUS VEHICLES}
본 발명은 자율주행 차량의 주행 모드 전환 조건에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환하기 위한 조건에 관한 것이다.
스마트카에 관한 기술이 날로 발전하고 있다. 그리고, 자율주행 기술은 스마트카의 핵심 기술에 해당한다.
자율주행은 그 레벨에 따라 부분 자율주행, 조건부 자율주행, 고도 자율주행, 마지막으로 완전 자율주행으로 구별될 수 있다. 어느 레벨에서나 자율주행으로부터 수동주행으로 주행 모드를 전환할 필요성이 존재한다. 그 필요성은 운전자의 요청에 따라 발생할 수도 있고, 차량(즉, 자율주행 디바이스)의 요청에 따라 발생할 수도 있다.
그러나, 전환 필요성이 발생하였다고 하여 즉시 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환하는 것은 위험할 수 있다.
기존의 자율주행 디바이스는 모드 전환 필요성이 발생한 이상 운전자의 준비와 관계없이 모드를 전환해버릴 수 있는데, 예를 들어, 수동주행을 위한 운전자의 준비가 되지 않은 상황에서 차량에 의해 수동주행 모드로 강제로 전환되어 버리는 경우, 고속 주행과 같은 급변하는 교통상황에 미처 대응하지 못하여 큰 사고로 이어질 수 있다. 경우에 따라서는 운전을 할 수 없는 어린이에게 제어권이 넘어가는 상황이 발생할 수도 있다.
본 발명의 발명자는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 실시예는 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 안전하고 원활하게 전환할 수 있는 주행 모드 전환 방법을 제공한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 주행 모드 전환 방법은 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 디바이스의 제어부가 수동주행 모드로 전환할 때: 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건과, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건과, 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지에 관한 제3 조건을 만족하는지를 감지수단들과의 통신을 통해 판단하고, 상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 차량 내부에 장착된 스피커를 통해 운전자에게 알리는 제1 알림 이벤트와, 운전석 시트를 진동시키는 메커니즘 장치를 구동하여 운전자에게 알리는 제2 알림 이벤트와, 외부의 관제서버로 무선통신을 통해 긴급모드 통지를 전송하는 제3 알림 이벤트 중 하나 이상의 이벤트가 수행되도록 알림 모듈을 제어하며, 상기 조건들을 모두 만족하는 경우, 상기 차량의 주행 모드가 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환되도록 상기 자율주행 디바이스를 제어할 수 있다.
상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 상기 제1 알림 이벤트를 수행하고, 일정 시간 경과 후에도 상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 상기 제2 알림 이벤트를 더 수행하며, 일정 시간이 더 경과한 후에도 상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 상기 제3 알림 이벤트를 더 수행할 수 있다.
상기 제3 알림 이벤트의 수행시, 상기 자율주행 디바이스는 차량의 ECU 유닛들과 통신하여, 차량 비상등이 작동되도록 함과 동시에 차량이 비상 주차되도록 제어하며, 또한, 상기 제3 알림 이벤트는 상기 차량의 위치 정보 및 상기 차량 내부에 장착된 카메라 영상 정보를 상기 관제서버로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 모드로 주행하는 차량의 주행 모드 제어 방법은, 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 디바이스의 제어부가 수동주행 모드로 전환할 때: 상기 자율주행 디바이스와 통신하며 운전자의 시선을 실시간으로 촬영하는 촬상 장치를 통해 입수된 운전자의 시선정보가 미리 설정된 정면 응시 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 자율주행 디바이스의 제어부는 수동주행 모드로 전환하지 않고 자율주행 모드를 계속 유지하면서 미리 정해진 긴급 모드 프로세스를 실행하도록 제어할 수 있다.
상기 긴급 모드 프로세스는 상기 제1 알림 이벤트, 제2 알림 이벤트 및 제3 알림 이벤트 중 적어도 하나를 실행하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 모드로 주행하는 차량 의 주행 모드 제어 방법은, 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 디바이스의 제어부가 수동주행 모드로 전환할 때: 상기 자율주행 디바이스와 통신하는 감지수단들로 입수된 정보가 미리 설정된 수동주행 모드 조건을 만족시키지 못하는 경우, 상기 자율주행 디바이스의 제어부는 수동주행 모드로 전환하지 않고 자율주행 모드를 계속 유지하면서 운전석 시트를 진동시키는 메커니즘 장치가 구동되도록 하여 운전석 알림 이벤트를 실행할 수 있다.
본 기술은 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 안전하고 원활하게 전환할 수 있는 주행 모드 전환 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어부와 연결된 감지수단들을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부와 연결된 알림 모듈을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스가 자율주행 차량의 주행 모드를 전환하는 방법의 전체적인 흐름을 도시하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스의 수동주행 모드로 전환 가능여부를 판단하는 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수동주행을 위한 자세 표시가 HUD 장치를 통하여 디스플레이되는 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스가 사용자의 요청에 의해 주행 모드를 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 때의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스(100)를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 자율주행 디바이스(100)는 제어부(110), 제어부와 연결된 감지수단들(120) 및 알림 모듈(130)을 포함할 수 있다.
자율주행 디바이스의 세부 구성을 살펴보기에 앞서, 자율주행 디바이스의 전체적인 동작에 대해 살펴보면, 먼저, 자율주행 디바이스(100)는 차량의 자율주행을 위한 기본 동작을 수행할 수 있다.
즉, 전방에 위치하는 장애물과 차선을 인식하고, 차량의 가속, 감속 및 조향을 위한 구동계통 요소들(엔진/모터, 브레이크 유닛, 조향 기어 등)의 동작을 제어할 수 있다.
장애물과 차선을 인식하기 위해, 차량에 장착된 RADAR, LIDAR, VISION 등을 활용할 수 있다.
자율주행 디바이스(100)는 전방 도로가 자율주행이 가능한지를 판단하는 동작을 수행할 수도 있다.
RADAR, LIDAR, VISION 외에 외부 서버로부터 제공된 도로 상태, 실시간 교통상황, 날씨정보, 사고정보 등의 정보를 수집 및 분석하여 자율주행 가부를 판단하고 차량의 주행모드를 변경할 수 있다.
자율주행 디바이스(100)는 전방 도로가 자율주행이 가능하다고 판단되는 경우, 차량의 주행모드를 자율주행 모드로 변경할 수 있고, 전방 도로가 자율주행이 불가능하다고 판단되는 경우, 차량의 주행모드를 수동주행 모드로 변경할 수 있다.
주행 모드 변경은 사용자의 요청에 따라 수행될 수도 있다. 사용자의 요청에 따라 차량의 주행모드를 수동주행 모드에서 자율주행 모드로 변경할 수 있고, 반대로, 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 변경할 수 있다.
차량의 주행 모드가 변경되는 경우, 특히, 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 변경되는 경우에는, 사용자의 주의가 요구된다. 차량이 이미 주행 중인 상황이므로, 제어권 전환에 따라 즉시 도로 상황에 대응할 수 있는 주의가 요구된다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스(100)는 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환시 여러 검증 단계들을 거친다.
첫째로, 차량에 장착된 여러 감지수단들과의 통신을 통해 운전자가 수동주행 모드 상태의 차량을 운전할 준비가 되었는지를 판단한다(전환 조건 판단).
둘째로, 운전자가 아직 준비가 되어 있지 않은 경우, 운전자에게 준비를 요청하는 알람을 발송하거나, 외부 서버로 통지를 전송하는 알림 이벤트를 발생한다(알림 이벤트 발생).
셋째로, 기설정된 전환 조건들이 모두 만족되는 경우에 차량의 비상등을 작동시키면서 제어권을 운전자에게 전환한다(주의 환기 이벤트 발생)
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 안전하고 원활하게 전환할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스(100)의 제어부(110)는 차량에 장착된 감지수단들(120)과의 통신을 통해 전환 조건이 충족되는지를 판단한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감지수단들(120)을 도시하는 도면이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 감지수단들(120)은 제1 센서(122), 제2 센서(124) 및 촬상 장치(126)를 포함할 수 있다.
전환 조건은 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환하기 위한 조건들이다. 전환 조건이 모두 충족되면, 제어부(110)는 차량의 주행 모드가 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환되도록 자율주행 디바이스(100)를 제어한다.
수동주행을 위해서는, 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있어야 한다. 그리고, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있어야 한다. 또한, 운전자의 시선이 전방을 향하고 있어야 한다. 따라서, 각각을 전환 조건으로 설정하면, 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지를 제1 조건으로, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지를 제2 조건으로, 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지를 제3 조건으로 설정할 수 있다.
운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건은 차량 조향휠에 장착된 제1 센서(122)로부터 판단할 수 있다.
제1 센서(122)는 압력 센서, 터치 센서, 및 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 조향휠에 일정 압력이 가해지거나, 조향휠에 일정 터치 입력이 수행되거나, 또는, 조향휠에 일정 온도 변화가 발생되는 경우와 같이 여러 정보들을 이용하여 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는 것으로 판단할 수 있다.
조향휠에 장착된 압력 센서에 의해 압력이 감지된 경우, 제어부(110)는 압력 센서로부터 압력 정보를 전송받아 해당 압력값이 기설정된 압력 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 기설정된 압력 범위는 통상적인 운전자가 핸들을 잡을 때의 압력의 평균값으로부터 결정될 수 있다. 또는 운전자마다 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 운전자가 핸들을 잡는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안에 가해진 압력값들의 평균값을 해당 운전자의 그립 압력값으로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서로부터 전송받은 압력값이 해당 운전자의 그립 압력 세팅값 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
압력 센서는 운전자의 그립 압력을 측정할 수 있도록, 조향휠의 표면에 장착될 수 있다. 또는, 그립 압력 측정이 가능한 범위 내에서 조향휠의 표면 바로 내측에 장착될 수도 있다. 압력 센서는 압전 센서(piezoelectric sensor) 등을 포함할 수 있다.
수동주행을 준비하는 운전자는 양손을 사용하여 편안한 자세로 조향휠을 잡을 수 있으므로, 압력 센서(122)는 조향휠의 좌측 영역 및 우측 영역에 각각 장착될 수 있다(도 6 참조).
조향휠에 장착된 터치 센서에 의해 터치 입력이 감지된 경우, 제어부(110)는 터치 센서로부터 터치 정보를 전송받아 해당 터치 입력값이 기설정된 터치 입력 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 기설정된 터치 입력 범위는 통상적인 운전자가 핸들을 잡을 때의 터치 면적의 평균값으로부터 결정될 수 있다. 통상적인 운전자의 그립시 핸들 터치 면적의 평균값이 기설정된 터치 입력 범위로 활용될 수 있다. 또는 운전자마다 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 운전자가 핸들을 잡는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안 측정된 터치 면적들의 평균값을 해당 운전자의 그립 터치 면적값으로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서로부터 전송받은 터치 면적값이 해당 운전자의 그립 터치 면적값 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
터치 센서는 운전자의 터치 입력을 측정할 수 있도록, 조향휠의 표면에 장착되는 것이 바람직하다. 또는, 터치 입력 측정이 가능한 범위 내에서 조향휠의 표면 바로 내측에 장착될 수도 있다. 터치 센서는 용량변화식, 전기전도도 변화식(저항 변화식), 광량변화식 등의 방식을 활용한 터치 센서일 수 있다.
수동주행을 준비하는 운전자는 양손을 사용하여 편안한 자세로 조향휠을 잡을 수 있으므로, 터치 센서(122)는 조향휠의 좌측 영역 및 우측 영역에 각각 장착될 수 있다(도 6 참조).
조향휠에 장착된 온도 센서에 의해 온도 변화가 감지된 경우, 제어부(110)는 온도 센서로부터 온도 정보를 전송받아 해당 온도값이 기설정된 온도 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 기설정된 온도 범위는 통상적인 운전자의 체온으로부터 결정될 수 있다. 또는 운전자마다 다르게 설정될 수도 있으며, 운전자가 핸들을 잡는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안 측정된 그립시 손의 온도값들의 평균값을 해당 운전자의 그립 온도값으로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서로부터 전송받은 온도값이 해당 운전자의 그립 온도값 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제1 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
온도 센서(122)는 운전자의 핸들 그립시 손 온도를 측정할 수 있도록, 조향휠의 표면에 장착되는 것이 바람직하다(도 6 참조). 또는, 온도 측정이 가능한 범위 내에서 조향휠의 표면 바로 내측에 장착될 수도 있다. 온도 센서는 적외선 온도 센서, 서미스터 온도 센서 등을 포함할 수 있다.
상술한 압력 센서에 의해 측정된 정보와, 터치 센서에 의해 측정된 정보와, 그리고, 온도 센서에 의해 측정된 정보는 각각 개별적으로 제1 조건 만족 여부 판단을 위해 사용될 수도 있지만, 판단의 정확도 향상을 위해 제어부(110)는 2 이상의 정보들을 종합적으로 고려하여 제1 조건 만족 여부를 판단할 수도 있다
또한, 각각의 센서(122)에 의해 측정된 정보는 저장부(미도시)에 데이터베이스화되어 저장될 수 있고, 상술한 세팅값들(그립 압력 세팅값, 그립 터치 면적값, 그립 온도값)의 산출을 위해 활용 및 산출된 세팅값들은 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건은 차량 브레이크페달에 장착된 제2 센서(124)로부터 판단할 수 있다.
제2 센서(124)는 압력 센서 및 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 브레이크페달에 일정 압력이 가해지는 경우, 또는 브레이크페달에 발이 올려져 있는 것으로 영상 분석된 경우와 같이 여러 정보들을 이용하여 운전자의 발이 브레이크페달에 놓여져 있는 것으로 판단할 수 있다.
브레이크페달에 장착된 압력 센서에 의해 압력이 감지된 경우, 제어부(110)는 압력 센서로부터 압력 정보를 전송받아 해당 압력값이 기설정된 압력 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제2 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 기설정된 압력 범위는 통상적인 운전자가 브레이크페달에 발을 올려놓을 때의 압력의 평균값으로부터 결정될 수 있다. 또는 운전자마다 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 운전자가 브레이크페달에 발을 올려놓는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안에 가해진 압력값들의 평균값을 해당 운전자의 브레이킹 위치 압력값으로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서로부터 전송받은 압력값이 해당 운전자의 브레이킹 위치 압력값 범위 내에 있는지를 판단함으로써 제2 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
압력 센서(124)는 운전자의 발의 브레이킹 위치시 페달에 가해지는 압력을 측정할 수 있도록, 브레이크페달의 표면에 장착될 수 있다(도 6 참조). 또는, 브레이킹 위치시 압력 측정이 가능한 범위 내에서 페달의 표면 바로 내측에 장착될 수도 있다.
브레이크페달에 장착된 카메라로부터 제어부(110)는 영상 정보를 전송받고 이를 분석하여 제2 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 영상 정보로부터 브레이크페달에 운전자의 발이 놓여져 있는지를 판단하는 객체 인식 알고리즘에는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어, 브레이크페달의 면적으로부터 판단할 수 있다. 제어부(110)는 해당 영상에서 브레이크페달이 차지하는 면적의 변화량으로부터 제2 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 즉, 브레이크페달이 영상 내 차지하는 면적을 기준값으로 놓고, 발이 올려짐에 따라 영상 내에서 브레이크페달이 줄어든 면적이 기설정된 면적 비율을 초과하는 경우 제2 조건이 만족한 것으로 판단할 수 있다. 또는 운전자마다 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 운전자가 페달에 발을 올려놓는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안 측정된 감소 면적 비율들의 평균값을 해당 운전자의 브레이킹 위치 면적 비율로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 카메라로부터 전송받은 영상 정보를 분석하여 브레이크페달이 영상 내에서 차지하는 면적의 줄어든 양이 해당 운전자의 브레이킹 위치 면적 비율을 초과하는지를 판단함으로써 제2 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
카메라(124)는 브레이크페달과 그 위에 놓여지는 운전자의 발을 촬상할 수 있도록, 운전석 레그룸에 장착될 수 있다(도 6 참조). 카메라는 운전석 레그룸에 하향 방향으로 장착될 수 있다.
상술한 압력 센서에 의해 측정된 정보와, 카메라에 의해 획득된 영상 정보는 각각 개별적으로 제2 조건 만족 여부 판단을 위해 사용될 수도 있지만, 판단의 정확도 향상을 위해 제어부(110)는 2 이상의 정보들을 종합적으로 고려하여 제2 조건 만족 여부를 판단할 수도 있다.
또한 센서와 카메라에 의해 획득된 정보는 저장부(미도시)에 데이터베이스화되어 저장될 수 있고, 상술한 세팅값들(브레이킹 위치 압력값 브레이킹 위치 면적 비율)의 산출을 위해 활용 및 산출된 세팅값들은 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지에 관한 제3 조건은 차량 실내에 장착된 촬상 장치(126)로부터 획득되는 영상 정보로부터 판단할 수 있다.
영상 정보로부터 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지를 판단하는 객체 인식 알고리즘에는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어, 얼굴 인식 알고리즘, 시선 추적 알고리즘 등을 이용하여 제3 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
제어부(110)는 영상 내 얼굴이 인식되는 경우 제3 조건이 만족한 것으로 판단할 수 있다. 운전자마다 다르게 설정될 수 있으며, 운전자의 얼굴을 미리 데이터베이스화하여 저장한 후 해당 운전자의 얼굴이 인식되는 경우 제3 조건이 만족한 것으로 판단할 수 있다.
판단의 정확도를 더욱 향상시키기 위해, 제어부(110)는 영상 내 눈의 위치와 동공의 위치를 분석하고, 동공의 중심이 일정 범위 내에 존재하는지를 판단함으로써 제3 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 운전자마다 눈의 위치와 동공의 위치는 다르므로, 커스터마이즈화 하는 과정이 수반될 수 있다. 운전자가 정면을 응시하도록 하는 행위를 일정횟수 반복하도록 하고, 일정횟수 동안 영상 정보로부터 인식된 눈의 위치와 동공의 위치를 해당 운전자의 전방 주시값으로 세팅할 수 있다. 예를 들어, 차량 실내 캐빈에 장착된 카메라로부터 전송받은 영상 내에 인식된 눈의 위치와 동공의 위치가 해당 운전자의 전방 주시값에 상응하는지를 판단함으로써 제3 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
촬상 장치(126)는 운전자의 얼굴과 눈을 촬상할 수 있도록, 대시보드에 장착될 수 있다(도 6 참조). 계기판이나 센터페시아에 장착될 수도 있다. 또는 오버헤드콘솔이나 선바이저에 장착될 수도 있다. 또는 운전자의 전방 시야를 방해하지 않는 범위 내에서 앞유리에도 장착될 수도 있다.
촬상 장치(126)에 의해 획득된 정보는 저장부(미도시)에 데이터베이스화되어 저장될 수 있고, 상술한 세팅값(전방 주시값)의 산출을 위해 활용 및 산출된 세팅값은 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스(100)의 제어부(110)는 상기 전환 조건들이 만족되지 않는 경우, 차량에 장착된 알림 모듈(130)을 제어하여 알림 이벤트가 생성되도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알림 모듈(130)을 도시하는 도면이며, 도 3에 도시된 바와 같이, 알림 모듈(130)은 스피커(132), 진동 메커니즘 장치(134) 및 무선통신모듈(136)을 포함할 수 있다.
알림 이벤트는 전환 조건들 중 어느 하나라도 만족하지 않는 경우에 발생될 수 있다.
알림 이벤트는 차량 내부에 장착된 스피커(132)를 통해 운전자에게 알리는 제1 알림 이벤트와, 운전석 시트에 장착된 진동메커니즘 장치(134)를 구동하여 운전석 시트를 진동시킴으로써 운전자에게 알리는 제2 알림 이벤트를 포함할 수 있다.
또한, 알림 이벤트는 차량 내부에 장착된 무선통신모듈(136)과 무선네트워크를 통해 연결되어 있는 외부 관제서버로 차량 상황을 전송하는 제3 알림 이벤트를 포함할 수 있다. 외부 관제서버는 차량 제조사에서 운영하는 서버일 수 있다.
제1 알림 이벤트와 제2 알림 이벤트는 운전자에 대한 경고성의 이벤트로서, 전환 조건들 중 어느 하나라도 만족하지 않을 경우에 해당 조건을 운전자가 만족시키도록 경고하는 알림에 해당한다. 따라서, 제어부(110)는 제1 알림 이벤트가 먼저 수행되도록 제어하고, 일정 시간 경과 후에도 전환 조건들 중 하나 이상이 여전히 만족되지 않는 경우, 제2 알림 이벤트가 제1 알림 이벤트와 함께 수행되도록 알림 모듈(130)을 제어할 수 있다.
제3 알림 이벤트는 운전자에 의해 전환 조건이 더 이상 충족되지 않으므로, 외부로 긴급모드 통지를 전송하는 알림에 해당한다. 따라서, 제어부(110)는 제1 알림 이벤트 및/또는 제2 알림 이벤트가 먼저 수행되도록 제어하고, 일정 시간 경과 후에도 여전히 전환 조건들 중 하나 이상이 만족되지 않는 경우, 제3 알림 이벤트가 제1 알림 이벤트 및/또는 제2 알림 이벤트와 함께 수행되도록 알림 모듈(130)을 제어할 수 있다.
제1 알림 이벤트를 위한 스피커(132)는 차량 내부 오디오시스템의 스피커와 동일한 것일 수 있다(도 6 참조). 또는, 자율주행 디바이스를 위해 운전석 근처에 별도로 마련된 스피커일 수 있다.
제2 알림 이벤트를 위한 진동메커니즘 장치(134)는 운전석 마사지시스템의 진동메커니즘 장치와 동일한 것일 수 있다(도 6 참조). 또는 운전석 시트에 별도로 마련될 수도 있다.
제3 알림 이벤트를 위한 무선통신모듈(136)은 차량에 장착된 원격제어시스템의 무선통신모듈과 동일한 것일 수 있다(도 6 참조). 또는 원격제어시스템과는 별도로 마련될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(110)는 제3 알림 이벤트 수행시 차량의 ECU 유닛들과 통신하여 차량의 일부 기능들이 작동하도록 관련 정보를 전송할 수 있다. 일례로, 제어부는 제3 알림 이벤트 수행시 차량 비상등이 작동되도록 하는 관련 정보를 ECU 유닛들과 통신할 수 있다.
제3 알림 이벤트 수행시 작동되는 차량 비상등은 주변 차량들에게 현재 운전자가 수동주행을 위한 준비 동작을 취할 수 없는 상황에 처해있음을 경고해주는 역할을 한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(110)는 제3 알림 이벤트 수행시 차량이 비상 주차되도록 제어할 수 있다. 전환 조건을 만족하지 못하여 현재 차량의 주행 모드는 자율주행 모드에 해당하므로, 자율주행 디바이스는 주변에 위치하는 장애물과 차선을 인식하고, 차량의 가속, 감속 및 조향을 위한 구동계통 요소들의 동작을 제어하여 차량을 비상 주차시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(110)는 제3 알림 이벤트 수행시 차량의 위치 정보 및 차량 내부 영상 정보가 관제서버로 전송되도록 제어할 수 있다.
알림 모듈(130)의 무선통신모듈(136)을 통하여 관제서버로 해당 정보가 전송될 수 있다. 차량의 위치 정보는 차량에 장착된 GPS로부터 획득될 수 있다. 차량 내부 영상 정보는 감지수단(120)의 촬상 장치(126)로부터 획득될 수 있다.
이와 같이, 제어부는 제3 알림 이벤트가 수행되도록 알림 모듈을 제어할 때, ECU 유닛들과 통신하여 차량 비상등이 작동하도록 함으로써 주변 차량에 경고하고, 자율주행 모드를 이용하여 차량이 비상 주차될 수 있도록 하며, 외부 관제서버로 긴급모드 통지를 하면서 차량의 위치 정보와 차량 내부 영상 정보를 함께 전송함으로써, 제어권을 넘겨 받지 못하는 운전자에게 보험사 출동, 구급차 출동 등의 신속한 후속 조치가 취해질 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(110)는 전환 조건이 모두 만족하는 경우, 차량의 주행 모드를 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환한다. 이로써, 제어권이 자율주행 디바이스로부터 운전자에게 전환된다.
제어권 전환시, 주변 차량들이 인식할 수 있도록, 제어부는 차량의 ECU 유닛들과 통신하여 차량 비상등이 작동되도록 할 수 있다.
이는 제어권 전환이 발생하였음을 주변 차량에 알려줌으로써, 제어권 전환에 따라 발생할 수도 있는 돌발 상황에 미리 대처할 수 있도록 주의를 환기시키는 주의 환기 이벤트에 해당한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 자율주행 차량에서 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 안전하고 원활하게 전환할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스(100)가 적용된 차량에서 주행 모드가 전환되는 방법을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스가 자율주행 차량의 주행 모드를 전환하는 방법의 전체적인 흐름을 도시하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 자율주행 디바이스가 ON 상태로 진입한다(201). 사용자의 설정에 의해 진입할 수 있다.
운전자에 의해 목적지가 설정되고(202), 경로 안내가 시작된다(203). 한편, 설정된 목적지가 없는 경우, 운전자에게 내비게이션에서 목적지를 설정 요청한다. 운전자가 목적지 설정하지 않을 경우 자율주행 디바이스가 작동하지 않는다는 안내 메시지와 함께 종료한다.
이어서, 자율주행 디바이스는 전방 주행도로가 자율주행 가능여부를 판단한다(204). 이 단계에서 맵 데이터에 의한 도로 상태, 외부 서버(일례로, 관제서버 등)로부터 제공받는 실시간 교통상황, 날씨정보, 사고정보 등을 사용할 수 있다. 또한 자율주행 가능한 지역관련 정보를 제공하는 제3의 정보공급자로부터 받은 정보를 사용할 수도 있다. 이 단계는 현 주행모드와 무관하게 차량의 현위치부터 일정 거리의 전방도로에 대해 지속적으로 진행한다.
전방 도로가 자율주행 가능한 지역으로 판단되면, 자율주행 디바이스는 해당 지역 진입 전에 자율주행 가능한 거리 및 최대 주행 속력 등 정보를 음성으로 운전자에게 안내한다(205).
그리고, 차량이 자율주행 도로에 진입됨을 판단하고(206), 이후, 운전자에게 안내하며 자율주행 모드로 전환여부를 승인 요청한다(207). 여기서 운전자가 음성으로 또는 차량에 디스플레이에 표시한 버튼으로 전환여부를 요청할 수 있다.
자율주행 모드로 전환요청을 받으면 자율주행 디바이스는 차량의 비상등을 켜고 자율주행모드로 전환한다(208). 비상등을 작동시키기 위해 자율주행 디바이스의 제어부는 차량의 ECU 유닛들과 통신할 수 있고, 해당 정보를 전송할 수 있다.
그리고, 자율주행 모드로 전환되면 차량 비상등 끄고 자율주행 중임을 운전자에게 안내한다(209).
한편, 운전자가 자율주행 모드로 전환을 거부하면 전방도로에 대해 자율주행 가능여부 판단을 지속적으로 진행한다(204).
자율주행 디바이스는 전방도로가 자율주행 불가한 지역으로 판단되면, 차량이 현재 자율주행 중인지를 판단한다(210).
자율주행 중이라고 판단되면 수동주행 구간을 진입하기 일정한 거리 전에 운전자에게 자율주행 가능한 구간을 완료될 예정임을 안내하고, 수동주행을 위한 준비를 요청한다(211). 안내 내용은 수동주행 시작하는 지점 또는 거리정보 등을 포함할 수 있고, 수동주행을 위한 운전자가 해야 하는 행동 및 자세(손, 발, 시선)을 포함한다.
자율주행 디바이스는 수동주행 모드로 전환 가능여부를 판단한다(212). 즉, 전환 조건이 충족되었는지를 판단한다.
이를 위해, 조향휠과 브레이크페달에 장착한 센서들 및 운전자를 모니터하는 촬상 장치 등을 이용해 판단할 수 있다. 즉, 자율주행 디바이스의 제어부는 차량에 장착된 여러 감지수단들과 통신을 통해 운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건 및 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지에 관한 제3 조건이 충족되고 있는지를 판단한다. 단계(212)는 도 5에서 보다 상세하게 설명한다.
자율주행 디바이스는 수동주행 모드로 전환 가능하다고 판단되면 차량 비상등을 켜고 차량 제어권을 운전자에게 전환한다(213). 제어권 전환시 비상등은 주변 차량에 주의를 환기시킨다.
정상으로 수동주행 모드로 전환 후, 비상등을 끄고 운전자에게 수동주행 시작함을 안내한다(214).
한편, 수동주행 모드로 전환하는 조건을 만족하지 않을 경우, 자율주행 디바이스는 운전자에게 단계 별로 경보 및 긴급모드를 작동한다(215). 즉, 알림 이벤트를 발생한다. 이를 위해, 자율주행 디바이스의 제어부는 차량에 장착된 알림 모듈을 제어하여 알림 이벤트가 생성되도록 할 수 있다.
경보 및 긴급모드 1단계에서 음성 안내 및 경보음을 방송하고(제1 알림 이벤트), 2단계에서 추가로 운전석 시트를 진동한다(제2 알림 이벤트). 3단계에서 비상등을 켜고 차량을 갓길주차하고 차량 위치 및 실내 카메라로 모니터한 영상을 실시간으로 관제센터로 전송한다(제3 알림 이벤트). 관제센터에서는 차량 및 운전자 상태 확인 후 필요한 추가 조치를 취할 수 있다(운전자와 통화, 구급차 또는 보험사에 도움 요청 등).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스의 수동주행 모드로 전환 가능여부를 판단하는 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
운전자에게 제어권을 전환하기 위해서는 운전자가 수동주행을 위한 자세 및 시선이 준비되어있는지를 확인할 필요가 있다. 즉, 수동주행을 위한 기본자세는 손이 조향휠을 잡고, 수동주행 모드로 전환 직후 돌발상황을 대비하여 감속을 할 수 있도록 발이 브레이크페달 위에 놓아야 하며, 정상적으로 주행을 위해 시선이 전방을 주시하는 조건을 만족하는지 확인할 필요가 있다. 각각 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건에 해당할 수 있다.
도 5를 참조하면, 자율주행 디바이스는 조향휠 및 브레이크페달에 장착된 센서들(압력센서, 터치센서, 온도센서, 카메라 등)을 사용하여 측정값이 세팅값과 비교하여 해당 자세를 취하고 있는지를 판단한다(301 및 302). 즉, 자율주행 디바이스의 제어부는 감지수단들 중 제1 센서 및 제2 센서로부터 측정 정보를 전송받아 운전자가 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건과 운전자의 발이 브레이크페달에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다.
또한, 촬상 장치를 사용하여 영상 정보를 분석 및 운전자의 얼굴 및 시선을 추적하여 전방 주시 여부를 판단한다(303). 즉, 자율주행 디바이스의 제어부는 감지수단들 중 촬상장치로부터 영상 정보를 전송받아 영상을 분석 및 운전자의 정면 응시 조건에 관한 제3 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다.
전환 조건을 만족하지 않을 경우, 자율주행 디바이스는 운전자에게 해당 자세를 취하도록 음성이나 진동 또는 화면으로 안내한다(304 내지 306).
이를 위해, 자율주행 디바이스의 제어부는 알림 모듈 중 스피커를 제어하여 제1 알림 이벤트가 생성되도록 할 수 있다.
또한, 자율주행 디바이스의 제어부는 알림 모듈 중 진동메커니즘 장치를 제어하여 제2 알림 이벤트가 생성되도록 할 수 있다.
또한, 자율주행 디바이스의 제어부는 차량에 장착된 HUD 장치와 통신하여 운전자가 해당 자세를 취하도록 안내하는 표시가 디스플레이되도록 할 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수동주행을 위한 자세 표시가 HUD 장치를 통하여 디스플레이되는 상태를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, HUD 장치를 통하여 운전자에게 조향휠을 잡을 것을 요청하는 표시(102), 운전자에게 발을 브레이크페달에 위치시킬 것을 요청하는 표시(104) 및 온전자에게 전면을 응시할 것을 요청하는 표시(106)가 디스플레이 될 수 있다.
자율주행 디바이스는 모든 조건들을 만족한 경우에만 수동주행 모드로 전환가능으로 판단하고, 일정 시간 내에 조건을 만족하지 않을 경우 전환불가로 판단한다.
한편, 자율주행 중에도 운전자는 언제든지 자율주행을 종료해 차량 제어권을 요청할 수 있다. 도 7을 참조하여, 운전자가 수동으로 시스템을 종료하는 경우에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 디바이스가 사용자의 요청에 의해 주행 모드를 자율주행 모드에서 수동주행 모드로 전환할 때의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 운전자로부터 종료 요청을 받으면(401), 자율주행 디바이스는 현재 차량이 자율주행 중인지를 확인한다(402).
자율주행이 아닌 경우, 자율주행 디바이스는 수동주행 모드를 유지하고 발명한 시스템이 종료됨을 운전자에게 안내한다(403).
차량이 자율주행 중이면, 자율주행 디바이스는 운전자에게 안내 및 수동주행 준비를 요청한다(404). 단계(404)는 상술한 단계(211)와 동일하다.
이후, 수동주행 모드로 전환 가능여부의 판단하고(405), 그 결과에 따라 수동주행 모드로 전환하거나(406 및 407), 긴급모드 작동을 진행한다(408). 단계(405)는 상술한 단계(212)와 동일하고, 단계(406 및 407)은 상술한 단계(213 및 214)와 동일하며, 단계(408)은 상술한 단계(215)와 동일하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 자율주행 디바이스
110 : 제어부
120 : 감지수단들
122 : 제1 센서
124 : 제2 센서
136 : 촬상 장치
130 : 알림모듈
132 : 스피커
134 : 진동메커니즘 장치
136 : 무선통신모듈

Claims (5)

  1. 자율주행 모드로 주행하는 차량을 자율주행 디바이스의 제어부가 수동주행 모드로 전환할 때:
    운전자의 손이 조향휠을 잡고 있는지에 관한 제1 조건과, 운전자의 발이 브레이크페달 위에 놓여져 있는지에 관한 제2 조건과, 운전자의 시선이 전방을 향하고 있는지에 관한 제3 조건을 만족하는지를 감지수단들과의 통신을 통해 각각 판단하여 전환 조건을 모두 충족했는지를 결정하고,
    상기 조건들 중 적어도 하나를 만족하지 않는 경우, 차량 내부에 장착된 스피커를 통해 운전자에게 알리는 제1 알림 이벤트와, 운전석 시트를 진동시키는 메커니즘 장치를 구동하여 운전자에게 알리는 제2 알림 이벤트와, 외부의 관제서버로 무선통신을 통해 긴급모드 통지를 전송하는 제3 알림 이벤트 중 하나 이상의 이벤트가 수행되도록 알림 모듈을 제어하며,
    상기 전환 조건들을 모두 만족하는 경우, 상기 제어부가 차량의 비상등을 작동시켜 제어권 전환을 주변 차량들이 인식하도록 하는 주위 환기 이벤트를 실행한 후, 차량의 주행 모드가 자율주행 모드로부터 수동주행 모드로 전환되도록 상기 자율주행 디바이스를 제어하는 차량의 주행 모드 전환 방법.
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