KR102462087B1 - 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법 - Google Patents

운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법 Download PDF

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Abstract

운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법은, 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 단계, 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 단계, 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 단계, 및 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 단계를 포함한다.

Description

운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법 {Simulation device for reflecting driver tendency and operating method thereof}
본 발명은 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시뮬레이터 내에서 동작하는 자율주행차량의 움직임에 대한 다양성을 확보할 수 있는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법에 관한 것이다.
미숙련자가 실제 도로에서 실제 차량을 이용하여 차량 운전 연습을 하는 경우, 다른 운전자들에게 불편함을 주는 것은 물론 교통사고에 노출될 수 있는 위험을 동반한다.
그러므로, 실제 도로에서 운전을 하기 전에, 실내에서 안전하고 간편하게 운전 연습을 할 수 있는 차량 시뮬레이터의 보급이 확대되고 있다. 차량 시뮬레이터는 운전 연습 뿐만 아니라, 자동차 경주 게임과 같은 분야에도 적용될 수 있다.
차량 시뮬레이터를 이용하여 차량 운전 연습을 할 때 중요한 요소 중 하나가 실제 도로 상황과 유사한 형태로 교통상황을 재현하는 것이다. 하지만, 현재까지 제공되고 있는 차량 시뮬레이터들에서는 정형화되어 있는 교통상황을 표현하는데 그치고 있는 실정이다.
보다 구체적으로, 종래의 차량 시뮬레이터들에서 제공하는 교통상황은, 정해진 한가지 혹은 두 가지 정도의 형태를 갖는 자동차들이 도로에 배치되고, 도로에 배치된 자동차들이 일률적으로 정해진 시간 간격으로 등장하여 정해진 차선으로만 진행하는 형태이다.
하지만, 실제 도로에서는 매우 다양한 종류의 자동차들이 존재하고, 자동차들이 진행하는 차선도 다양함은 물론, 교통 상황이 시시각각으로 변할 수 있다. 그러므로, 종래의 차량 시뮬레이터를 이용한 차량 운전 연습은 실제 도로에서의 교통상황을 반영한 것이라 할 수 없다.
종래의 차량 시뮬레이터의 정형화되어 있는 교통상황에 따라 차량 운전 연습을 실시한 운전자는 실제 도로에서 직접 운전을 하는 것이 원활하게 이루어질 수 없으며, 운전자의 차량 운전에 대한 자신감마저 떨어뜨릴 수 있는 문제점이 있다.
이러한 종래의 차량 시뮬레이터의 문제점을 개선하기 위하여, 시뮬레이션 상에서 차량의 주행 방식을 서로 다르게 적용하여 차량의 움직임의 다양화하는 방안이 제시되었으나, 차량별로는 하나의 수치가 적용되고 있어 교통 흐름 상에서 여전히 비슷한 움직임을 보이는 차량이 많은 실정이다.
국내공개특허 제2016-68899호(2016. 6. 15. 공개)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시뮬레이터 내에서 동작할 자율주행차량에 다양한 운전자 성향을 반영함으로써, 실제 도로상에서 존재할 수 있는 다양한 운전 형태를 경험할 수 있는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법은, 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 단계, 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 단계, 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 단계, 및 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 결정하는 단계에서, 운전자 성향에 대한 항목이 속도 성향일 경우, 제1 속도 산출방식, 제2 속도 산출방식, 및 제3 속도 산출방식에 의해 산출된 속도값 중 가장 낮은 속도값을 속도 성향의 적용값으로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 제1 속도 산출방식은 차량의 고유한 최대 속도 제원을 속도값으로 결정하고, 제2 속도 산출방식은 사용자가 설정한 목표 속도값과 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 속도값으로 결정하며, 제3 속도 산출방식은 차량이 주행하는 도로의 제한속도와 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 속도값으로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 결정하는 단계에서, 운전자 성향에 대한 항목이 가속도 성향일 경우, 차량과 동일 차선 내 전방의 선행차량 존재 여부에 따라 제1 가속도 산출방식 및 제2 가속도 산출방식 중 하나를 적용할 수 있다.
또한 바람직하게, 제1 가속도 산출방식은, 전방의 선행차량이 존재하지 않을 경우에 적용되며, 기설정된 기준 가속도와 가속도 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 산출되는 방식일 수 있다.
또한 바람직하게, 제2 가속도 산출방식은, 전방의 선행차량이 존재하는 경우에 적용되며, 기설정된 차량추종 모델 수식에 의해 산출되는 방식일 수 있다.
또한 바람직하게, 결정하는 단계에서, 운전자 성향에 대한 항목이 감속도 성향일 경우, 하기의 수식에 의해 감속도 성향의 적용값을 산출할 수 있다:
Figure 112020120292079-pat00001
여기서, Negacc는 감속도 성향의 적용값이고, speed는 차량의 현재 속도값이며, Decnormal은 기정해진 기준 감속도값이며, Factordec는 감속도 성향에 대한 레벨값이다.
또한 바람직하게, 결정하는 단계에서, 운전자 성향에 대한 항목이 준법 성향일 경우, 정지 대상으로부터 이격되어야 하는 기준 이격거리와 준법 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 준법 성향의 적용값을 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치는, 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 저장부, 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 레벨 설정부, 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 운전자성향 결정부, 및 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 차량 적용부를 포함한다.
바람직하게, 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 운전자성향 결정부는, 운전자 성향에 대한 항목이 속도 성향일 경우, 제1 속도 산출방식, 제2 속도 산출방식, 및 제3 속도 산출방식에 의해 산출된 속도값 중 가장 낮은 속도값을 속도 성향의 적용값으로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 제1 속도 산출방식은 차량의 고유한 최대 속도 제원을 속도값으로 결정하고, 제2 속도 산출방식은 사용자가 설정한 목표 속도값과 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 상기 속도값으로 결정하며, 제3 속도 산출방식은 차량이 주행하는 도로의 제한속도와 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 속도값으로 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 운전자성향 결정부는, 운전자 성향에 대한 항목이 가속도 성향일 경우, 차량과 동일 차선 내 전방의 선행차량 존재 여부에 따라 제1 가속도 산출방식 및 제2 가속도 산출방식 중 하나를 적용할 수 있다.
또한 바람직하게, 제1 가속도 산출방식은, 전방의 선행차량이 존재하지 않을 경우에 적용되며, 기설정된 기준 가속도와 가속도 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 산출되는 방식일 수 있다.
또한 바람직하게, 제2 가속도 산출방식은, 전방의 선행차량이 존재하는 경우에 적용되며, 기설정된 차량추종 모델 수식에 의해 산출되는 방식일 수 있다.
또한 바람직하게, 운전자성향 결정부는, 운전자 성향에 대한 항목이 감속도 성향일 경우, 하기의 수식에 의해 감속도 성향의 적용값을 산출할 수 있다:
Figure 112020120292079-pat00002
여기서, Negacc는 감속도 성향의 적용값이고, speed는 차량의 현재 속도값이며, Decnormal은 기정해진 기준 감속도값이며, Factordec는 감속도 성향에 대한 레벨값이다.
또한 바람직하게, 운전자성향 결정부는, 운전자 성향에 대한 항목이 준법 성향일 경우, 정지 대상으로부터 이격되어야 하는 기준 이격거리와 준법 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 준법 성향의 적용값을 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시뮬레이션에서 주행하는 자율주행차량들의 운전자의 성향을 세분화하여 적용함으로써, 운전자들의 기질에 따라 매우 다양한 운전 형태를 보이는 실제 도로상의 교통 상황과 매우 유사한 시뮬레이션 상황을 연출할 수 있는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치 및 그의 동작방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 다양한 운전자 성향에 따라 주행하는 자율주행차량들에 의해, 시뮬레이션을 이용한 교육 효과를 극대화할 수 있으며, 실제 도로상에서도 쉽게 적응할 수 있도록 도와주는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 블럭도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치에서 사용자에게 제공하는 UI를 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치에서 사용하는 도로의 상태를 예시한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
또한, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치(이하, '시뮬레이션 장치'라 한다)(100)는 레벨 설정부(110), 운전자성향 결정부(120), 차량 적용부(130), 저장부(140), 및 제어부(150)를 포함한다.
레벨 설정부(110)는 시뮬레이션 내에서 동작할 복수의 자율주행차량들 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 설정한다. 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함한다.
운전자 성향에 대한 복수의 항목별 레벨 설정은 사용자(혹은 관리자)에 의해 이루어지는 것으로, 이를 위해 레벨 설정부(110)에서는 운전자 성향 편집 UI를 제공한다. 운전자 성향 편집 UI에 관하여는 후술하는 도 2에서 보다 상세히 설명한다.
운전자성향 결정부(120)는 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 운전자 성향 편집 UI를 통해 입력된 항목별 레벨값을 반영하여, 최종적으로 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정한다.
즉, 운전자성향 결정부(120)는 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 각기 상이하게 설정된 산출방식에 의해, 자율주행차량에 적용할 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 산출하게 된다.
첫째로, 운전자 성향에 대한 항목이 속도 성향일 경우에는, 제1 속도 산출방식, 제2 속도 산출방식, 및 제3 속도 산출방식에 의해 산출된 속도값 중 가장 낮은 속도값을 속도 성향의 적용값으로 결정한다.
제1 속도 산출방식은, 차량의 고유한 최대 속도 제원을 속도값으로 결정하는 산출방식이다. 이때, 차량의 최대 속도 제원은 운전자 임의로 초과할 수 없는 제한사항이므로, 별도의 계산 과정을 거치지 않는다. 제1 속도 산출방식에 의해 결정된 속도값을 Speed1이라 한다.
제2 속도 산출방식은, 사용자가 설정한 목표 속도값과 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 속도값으로 결정하는 산출방식이다. 즉, 제2 속도 산출방식은 수학식 1에 의해 속도값을 결정한다.
Figure 112020120292079-pat00003
여기서, Speed2는 제2 속도 산출방식에 의해 결정되는 속도값이고, Speedtarget은 사용자에 의해 설정된 목표 속도값이며, Factorspeed는 속도 성향에 대한 레벨값이다.
제3 속도 산출방식은, 차량이 주행하는 도로의 제한속도와 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 속도값으로 결정하는 산출방식이다. 즉, 제3 속도 산출방식은 수학식 2에 의해 속도값을 결정한다.
Figure 112020120292079-pat00004
여기서, Speed3은 제3 속도 산출방식에 의해 결정되는 속도값이고, Loadlim은 도로의 제한속도이다.
운전자성향 결정부(120)는 Speed1, Speed2, Speed3 중 가장 낮은 속도값을 속도 성향에 대한 적용값으로 결정한다.
둘째로, 운전자 성향에 대한 항목이 가속도 성향일 경우에는, 해당 차량과의 동일 차선 내 전방에 선행차량이 존재하는지의 여부에 따라, 제1 가속도 산출방식 및 제2 가속도 산출방식 중 하나를 적용한다.
제1 가속도 산출방식은, 해당 차량의 전방에 선행차량이 존재하지 않는 경우에 적용되는 산출방식으로, 기설정된 기준 가속도와 가속도 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 가속도 성향의 적용값을 산출한다. 즉, 제1 가속도 산출방식은 수학식 3을 이용한다.
Figure 112020120292079-pat00005
여기서, Decfinal은 가속도 성향의 적용값이고, Normaldec는 기정해진 일반 가속도값이며, FactorACC는 가속도 성향에 대한 레벨값이다.
제2 가속도 산출방식은, 해당 차량의 전방에 선행차량이 존재하는 경우에 적용되는 것으로, 기공지된 차량추종 모델 수식에 의해 가속도 레벨값을 결정한다. 여기서, 차량추종 모델은 선행 차량과의 속도 차이를 통해 가속도를 결정하는 스탠다드(Standard) 모형, 반응시간 이전에 선행 차량과의 거리를 통해 가속도를 결정하는 GCM 모형, 반응시간 이전에 선행 차량과의 속도 차이를 기준으로 가속도를 결정하는 Linear 모형 중 하나를 적용할 수 있다. 제2 가속도 산출방식에 의해 가속도가 결정되면, 이 결정된 가속도와 가속도 성향의 적용값의 곱에 의해 가속도 적용값을 결정한다.
셋째로, 운전자 성향에 대한 항목이 감속도 성향일 경우에는, 수학식 4에 의해 감속도 성향의 적용값을 산출한다.
Figure 112020120292079-pat00006
여기서, Negacc는 감속도 성향의 적용값이고, speed는 차량의 현재 속도값이며, Decnormal은 기정해진 기준 감속도값이며, Factordec는 감속도 성향에 대한 레벨값이다.
넷째로, 운전자 성향에 대한 항목이 준법 성향일 경우에는, 정지 대상으로부터 이격되어야 하는 기준 이격거리와 준법 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 준법 성향의 적용값을 결정한다. 즉, 준법 성향의 적용값은 수학식 5에 의해 산출된다. 여기서, 기준 이격거리는 차량이 정지선 혹은 타 차량과 같은 정지 대상의 후방에서 멈출 때 정지 대상과 접촉되지 않도록 두는 거리로, 기정해진 수치를 사용한다.
Figure 112020120292079-pat00007
여기서, Lawfinal은 준법 성향의 적용값이고, Disse는 기준 이격거리이며, Factorlaw는 준법 성향에 대한 레벨값이다.
차량 적용부(130)는 운전자성향 결정부(120)에 의해 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 즉, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향의 각 적용값에 따라 시뮬레이션 내의 자율주행차량이 주행하도록 적용한다.
저장부(140)는 본 시뮬레이션 장치(100)의 동작에 필요한 모든 정보를 저장한다. 저장부(140)는 운전자성향 결정부(120)에서 사용하는 수학식 및 각종 기준 데이터들을 저장한다. 또한, 저장부(140)는 기준 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 테이블 형태로 저장할 수 있다.
운전자성향에 대한 복수의 항목별 레벨값을 표 1에 예시하였다.
레벨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
속도 성향 0.90 0.95 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40
가속도 성향 0.80 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.20 1.30 1.45 1.60
감속도 성향 0.70 0.80 0.90 0.95 1.00 1.05 1.15 1.25 1.35 1.50
준법 성향 1.20 1.19 1.17 1.14 1.10 1.07 1.03 1.00 0.94 0.85
표 1에 예시한 운전자 성향에 대한 항목별 레벨값 테이블을 참조하면, 레벨 1은 온순한 운전자 성향을 나타내고, 레벨이 높아질수록 과격한 운전자 성향을 나타내는 것이다.
속도 성향, 가속도 성향, 및 감속도 성향에 대해서는 과격한 성향일수록 차량의 움직임이 많아지는 것이므로, 레벨값의 수치가 커지게 된다. 준법 성향에 대해서는 과격한 성향일수록 거리와 같은 특정 상황에 대한 판단 수치가 작아지기 때문에, 레벨값의 수치는 작아지게 된다.
제어부(150)는 본 시뮬레이션 장치(100)의 전반적인 기능을 제어한다. 즉, 제어부(150)는 레벨 설정부(110), 운전자성향 결정부(120), 차량 적용부(130), 및 저장부(140)들 간의 신호 입출력을 제어한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치에서 사용자에게 제공하는 UI를 예시한 도면이다.
본 실시예에서는, 레벨 설정부(110)가 사용자로부터 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 설정되는 레벨을 입력받기 위해 제공하는 UI 즉, 운전자 성향 편집 UI(200)를 예시하였다.
도시한 바와 같이, 운전자 성향 편집 UI(200)는 운전자 성향 편집 UI(200)를 사용할 사용자의 정보를 입력받기 위한 사용자 정보 입력 창(210)과, 운전자 성향에 대한 항목별 레벨 입력 창(220)으로 구성될 수 있다.
표1에서 언급한 바와 같이, 본 실시예에 따른 운전자 성향에 대한 복수의 항목별 레벨은 1레벨부터 10레벨까지로 세분화될 수 있다. 이에 따라, 운전자 성향 편집 UI(200)에서 운전자 성향에 대한 항목별 레벨 입력 창(220)에는 각 항목별로 1레벨부터 10레벨까지 조절할 수 있는 조절바가 포함될 수 있다.
속도 성향 조절 바(A), 가속도 성향 조절 바(B), 감속도 성향 조절 바(C), 및 준법 성향 조절 바(D)에 설정된 레벨값을 연결하는 사각형이 작을수록 온순한 성향의 운전자에 해당하고, 사각형이 커질수록 과격한 성향의 운전자에 해당한다.
차로 치우침 성향은 다른 항목들과 다르게 거리 기준의 성향으로 별도의 레벨값을 적용하여 산출할 필요가 없다. 즉, 차로 치우침 성향 조절 바(E)를 통해 입력된 값을 차량이 차로로부터 이격되는 거리에 직접 적용한다.
본 실시예에서는, 사용자가 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 조절하기 편리한 형태의 운전자 성향 편집 UI(200)를 예시하였다. 하지만, 운전자 성향 편집 UI(200)의 구성은 이에 한정되지 않고, 사용자에게 편의를 제공하는 방향으로 얼마든지 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치에서 사용하는 도로의 상태를 예시한 도면이다.
현재 시뮬레이션 내에 두대의 차량 P1 및 P2가 존재한다. 사용자가 P1 차량에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별 레벨을 설정하였을 경우를 예로 든다.
운전자 성향에 대한 복수의 항목 중 속도 성향 및 감속도 성향은 앞에서 언급한 바와 같이 운전자성향 결정부(120)에서 결정한다. 다만, P1 차량의 전방에는 P2 차량이 존재한다. 즉, P1 차량의 전방에 선행 차량인 P2가 존재하므로, 운전자성향 결정부(120)는 가속도 성향에 대하여 제2 가속도 산출방식을 이용한다.
P1 차량이 정지해야 하는 상황일때, 전방에 존재하는 정지선 혹은 장애물(타 차량 포함)까지의 거리를 정지대상거리(F)라 한다. P1 차량은 정지선 혹은 타차량에 닿지 않아야 하므로, 전방에 있는 물체로부터 정해진 기준 이격거리만큼 거리를 띄워 정지하여야 한다.
이때, 수학식 5에 의해 즉, 운전자 성향에 대한 복수의 항목 중 준법 성향에 대한 레벨값에 기준 이격거리를 곱하여 준법 성향의 적용값을 산출하고, 이 준법 성향의 적용값에 따라 P1 차량이 P2 차량 후방에서 정지할 때 P2 차량으로부터 정지시 차간거리(G)만큼 뒤에 정지하게 된다.
그러므로, 정지대상거리(F)로부터 정지시 차간거리(G)를 뺀 거리가, P1 차량이 정지하기 위해 속도를 줄이면서 주행하게 되는 감속구간(H)이 된다. P1 차량은 속도를 줄이면서 감속구간(H)을 주행하다가 정지 포인트(I)에서는 완전히 정지한 상태가 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치(100)의 동작방법을 설명한다.
본 시뮬레이션 장치에서는 기본적으로 운전자 성향에 대한 항목별로 각 레벨에 대한 레벨값을 갖는 운전자 성향에 대한 항목별 레벨값 테이블을 저장부(140)에 저장한다(S300). 운전자 성향에 대한 항목별 레벨값 테이블은 표 1에 예시하였다.
시뮬레이션을 동작시키기 이전에 사용자는 도 2에 예시한 바와 같은 운전자 성향 편집 UI(200)를 이용하여 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향에 대한 레벨을 설정한다(S310). 여기서, 레벨은 온순한 성향의 1레벨부터 과격한 성향의 10 레벨까지 존재한다.
운전자성향 결정부(120)에서는 제1 내지 제3 속도산출방식에 의해 3가지 속도값을 산출하고, 이 3가지 속도값 중 가장 낮은 속도값 하나를 속도 성향의 적용값으로 결정한다(S320).
운전자성향 결정부(120)에서는 가속도 적용값을 결정하는데, 현재 차량의 전방에 차량이 존재하는 경우에는(S330-Y) 제2 가속도 산출방식을 이용하여 가속도 성향 적용값을 산출하고(S340), 현재 차량의 전방에 차량이 존재하지 않는 경우에는(S330-N) 제 가속도 산출방식을 이용하여 가속도 성향 적용값을 산출한다(S350).
또한, 운전자성향 결정부(120)에서는 수학식 4에 의해 감속도 성향의 적용값을 산출하고(S360), 수학식 5에 의해 준법 성향의 적용값을 산출한다(S370). 여기서, 차로 치우침 성향은 거리값을 기준으로 하는 것이므로 별도의 산출 방식이 필요하지 않다.
이와 같이, 운전자성향 결정부(120)에서 복수의 항목에 대한 각각의 적용값의 산출이 완료되면, 차량 적용부(130)에서 해당 자율주행차량이 운전자성향 결정부(120)에 의해 결정된 각 적용값들에 의해 운행하도록 적용한다(S380).
본 실시예에서 설명한 운전자 성향에 대한 복수의 항목들을 각각의 레벨로 조절하고, 레벨별로 해당하는 레벨값을 적용하여 자율주행차량의 속도, 가속도, 감속도 등에 반영함으로써, 시뮬레이션 상에서 매우 다양한 운전 형태를 보여줄 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 시뮬레이션 장치 110 : 레벨 설정부
120 : 운전자성향 결정부 130 : 차량 적용부
140 : 저장부 150 : 제어부

Claims (18)

  1. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 단계;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 단계;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 단계;를 포함하고,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하며,
    상기 결정하는 단계에서, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 속도 성향일 경우, 제1 속도 산출방식, 제2 속도 산출방식, 및 제3 속도 산출방식에 의해 산출된 속도값 중 가장 낮은 속도값을 상기 속도 성향의 적용값으로 결정하고,
    상기 제1 속도 산출방식은 차량의 고유한 최대 속도 제원을 속도값으로 결정하고, 상기 제2 속도 산출방식은 사용자가 설정한 목표 속도값과 상기 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 상기 속도값으로 결정하며, 상기 제3 속도 산출방식은 차량이 주행하는 도로의 제한속도와 상기 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 상기 속도값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법.
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  4. 삭제
  5. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 단계;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 단계;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 단계;를 포함하고,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하며,
    상기 결정하는 단계에서, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 가속도 성향일 경우, 상기 차량과 동일 차선 내 전방의 선행차량 존재 여부에 따라 제1 가속도 산출방식 및 제2 가속도 산출방식 중 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 가속도 산출방식은, 상기 전방의 선행차량이 존재하지 않을 경우에 적용되며, 기설정된 기준 가속도와 상기 가속도 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 산출되는 방식인 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 가속도 산출방식은, 상기 전방의 선행차량이 존재하는 경우에 적용되며, 기설정된 차량추종 모델 수식에 의해 산출되는 방식인 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에서, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 감속도 성향일 경우, 하기의 수식에 의해 상기 감속도 성향의 적용값을 산출하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법:
    Figure 112020120292079-pat00008

    여기서, Negacc는 상기 감속도 성향의 적용값이고, speed는 차량의 현재 속도값이며, Decnormal은 기정해진 기준 감속도값이며, Factordec는 감속도 성향에 대한 레벨값이다.
  9. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 단계;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 단계;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 단계;를 포함하고,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하며,
    상기 결정하는 단계에서, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 준법 성향일 경우, 정지 대상으로부터 이격되어야 하는 기준 이격거리와 상기 준법 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 상기 준법 성향의 적용값을 결정하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치의 동작 방법.
  10. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 저장부;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 레벨 설정부;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 운전자성향 결정부; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 차량 적용부;를 포함하며,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하고,
    상기 운전자성향 결정부는, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 속도 성향일 경우, 제1 속도 산출방식, 제 2 속도 산출방식, 및 제3 속도 산출방식에 의해 산출된 속도값 중 가 장 낮은 속도값을 상기 속도 성향의 적용값으로 결정하고,
    상기 제1 속도 산출방식은 차량의 고유한 최대 속도 제원을 속도값으로 결정하고, 상기 제2 속도 산출방식은 사용자가 설정한 목표 속도값과 상기 설정된 속도 성향에 대한 레벨 값의 곱을 상기 속도값으로 결정하며, 상기 제3 속도 산출방식은 차량이 주행하는 도로의 제한속도와 상기 설정된 속도 성향에 대한 레벨값의 곱을 상기 속도값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 저장부;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 레벨 설정부;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 운전자성향 결정부; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 차량 적용부;를 포함하며,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하고,
    상기 운전자성향 결정부는, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 가속도 성향일 경우, 상기 차량과 동일 차선 내 전방의 선행차량 존재 여부에 따라 제1 가속도 산출방식 및 제2 가속도 산출방식 중 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 가속도 산출방식은, 상기 전방의 선행차량이 존재하지 않을 경우에 적용되며, 기설정된 기준 가속도와 상기 가속도 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 산출되는 방식인 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 가속도 산출방식은, 상기 전방의 선행차량이 존재하는 경우에 적용되며, 기설정된 차량추종 모델 수식에 의해 산출되는 방식인 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 운전자성향 결정부는, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 감속도 성향일 경우, 하기의 수식에 의해 상기 감속도 성향의 적용값을 산출하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치:
    Figure 112022074857098-pat00009

    여기서, Negacc는 상기 감속도 성향의 적용값이고, speed는 차량의 현재 속도값이며, Decnormal은 기정해진 기준 감속도값이며, Factordec는 감속도 성향에 대한 레벨값이다.
  18. 시뮬레이션 장치 내에서 동작할 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 최소 레벨부터 최대 레벨까지의 각 레벨별로 레벨값을 저장하는 저장부;
    상기 복수의 자율주행차량 각각에 대하여 상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목별로 레벨을 입력받는 레벨 설정부;
    상기 운전자 성향에 대한 항목별로 설정된 산출방식에 상기 입력받은 레벨에 해당하는 레벨값을 반영하여, 상기 운전자 성향에 대한 항목별 적용값을 결정하는 운전자성향 결정부; 및
    상기 결정된 운전자 성향에 대한 항목별 적용값에 따라, 상기 자율주행차량이 주행하도록 적용하는 차량 적용부;를 포함하며,
    상기 운전자 성향에 대한 복수의 항목은, 속도 성향, 가속도 성향, 감속도 성향, 준법 성향, 및 차로 치우침 성향을 포함하고,
    상기 운전자성향 결정부는, 상기 운전자 성향에 대한 항목이 상기 준법 성향일 경우, 정지 대상으로부터 이격 되어야 하는 기준 이격거리와 상기 준법 성향에 대한 레벨값의 곱에 의해 상기 준법 성향의 적용값을 결정하는 것을 특징으로 하는 운전자 성향을 반영한 시뮬레이션 장치.
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