KR102507975B1 - 한 차량의 미래 주행 기동 및 적어도 하나의 다른 차량의 주행 기동 사이의 협력적 조정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

한 차량의 미래 주행 기동 및 적어도 하나의 다른 차량의 주행 기동 사이의 협력적 조정을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 외부 차량(104)의 외부 기동과 차량(100)의 미래 주행 기동의 협력적 조정 방법에 관한 것으로, 외부 데이터 패킷(202)이 외부 기준 궤적(206)으로부터의 외부 궤적(200) 그룹이 포함된 외부 차량(104)으로부터 수신되고, 궤적(108)은 외부 기준 궤적(206)을 사용하여 차량(100)에 대한 기준 궤적(110)으로서 차량(100)에 대한 궤적 세트(106)로부터 선택되고, 외부 기준 궤적(206)과 충돌하지 않는 궤적(108)이 선택되고, 궤적 세트(106)의 궤적(108)이 한계 궤적(111, 113) 및 궤적(108)으로부터 적어도 하나의 협력 궤적(300)을 사용하여 평가되고, 기준 노력 값(114)을 사용하여 궤적 세트(106)가 선택되고, 그리하여 기준 궤적(110) 및 협력 궤적(300)을 포함하는 데이터 패킷(120)이 외부 차량(104)으로 전송된다.

Description

한 차량의 미래 주행 기동 및 적어도 하나의 다른 차량의 주행 기동 사이의 협력적 조정을 위한 방법 및 장치
본 발명은 적어도 하나의 펠로우 차량의 펠로우 기동을 갖는 차량의 미래 주행 기동(driving maneuver)과 협력적 조정(cooperative coordination)을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신을 통해 차량은 서로 및 인프라 설치와 메시지를 교환할 수 있다. 예를 들어, 차량은 검출 범위 내의 물체를 검출하고 검출된 물체를 설명하는 물체 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 다른 차량은 자체 계산에서 자체 검출 범위를 벗어난 차량에 의해 검출된 물체를 포함할 수 있다. 또한, 차량은 다른 차량에 대한 개선된 경로 계획을 가능하게 하기 위해 계획된 경로를 나타내는 경로 메시지를 제공할 수 있다.
DE 10 2007 058 538 A1은 교통의 위험한 상황을 제어하는 방법을 설명한다. DE 10 2012 011 994 A1은 주행이자 지원 및/또는 자동차의 안전 기능을 지원하는 방법을 설명한다. DE 10 2015 221 817 A1은 주행 기동의 분산 조정 방법을 설명한다.
이러한 배경에 대해, 여기에 제시된 접근 방식은 적어도 하나의 펠로우 차량, 해당 장치 및 최종적으로 독립 청구항에 따른 해당 컴퓨터 프로그램 제품의 펠로우 기동과 차량의 미래 주행 기동의 협력적 조정 방법을 소개한다. 여기에 제시된 접근법의 유리한 추가 개발 및 개선은 설명으로부터 발생하며 종속 청구항에 설명되어 있다.
본 발명의 장점
본 발명의 실시예는 유리하게는 서로 다른 차량의 미래 주행 기동이 상호 합의하여 조정되도록 할 수 있으므로, 어느 차량도 교통 흐름을 가능하게 하기 위해 불균형적으로 큰 조향 개입, 제동 개입 및/또는 가속 개입을 수행할 필요가 없다. 이를 위해 사용되는 방법은 제어 장치와 같은 장치를 사용하여 수행할 수 있다. 방법의 실행을 위해, 예를 들어 센서, 측정 기기 또는 유사한 장치에 의해 제공되는 신호, 측정값 등이 사용 및/또는 분석될 수 있다. 이 방법은 완전히 또는 부분적으로 자동화될 수 있다. 인간의 개입은 배제되지 않을 수 있지만 반드시 필요한 것은 아니다.
적어도 하나의 펠로우 차량의 펠로우 기동과 차량의 미래 주행 기동의 협력적 조정 방법이 제시되며, 방법은:
펠로우 차량으로부터 펠로우 데이터 패킷을 수신하는 단계 - 펠로우 데이터 패킷은 펠로우 기준 궤적의 펠로우 궤적 세트 및 선택적으로 펠로우 차량에 대한 적어도 하나의 펠로우 궤적을 포함하고, 펠로우 데이터 패킷은 펠로우 기준 궤적을 특징 짓는 펠로우 기준 노력 값 및 선택적으로 펠로우 궤적을 특징 짓는 펠로우 노력 값을 더 포함함 -;
펠로우 기준 궤적 및 선택적으로 펠로우 궤적을 사용하여 차량에 대한 기준 궤적으로서 차량에 대한 궤적 세트로부터 궤적을 선택하는 단계 - 궤적 세트의 궤적은 펠로우 기준 궤적을 향해 그리고 선택적으로 충돌 한계 내에서 펠로우 궤적(204)을 향해 충돌이 없는 궤적을 상기 기준 궤적(110)으로 선택됨 -;
하한 궤적과 상한 궤적을 사용하여 궤적 세트의 기준 궤적 및 추가 궤적을 평가하는 단계 - 기준 궤적에는 기준 노력 값이 할당되고 궤적에는 각각 노력 값이 할당되고, 하한 궤적은 가능한 가장 낮은 주행 노력을 갖는 차량에 대한 현재 이상적인 궤적을 나타내고 노력 값 공간의 하한 값을 정의하고, 및 상한 궤적은 협력을 위해 현재 허용 가능한 최대 주행 노력을 갖는 궤적을 나타내고 노력 값 공간의 상한 값을 정의함 -;
기준 노력 값, 하한 값, 상한 값, 펠로우 기준 노력 값 및 선택적으로 펠로우 노력 값을 사용하여 협력 요구 값을 결정하는 단계 - 협력 요구 값은 협력 요청을 통해 자신의 상황을 개선하는 것이 더 합리적인지 또는 펠로우 차량의 협력 요청을 수행하는 것이 더 합리적인지를 나타냄 -;
기준 노력 값 및 협력 요구 값을 사용하여 궤적 세트의 궤적에서 적어도 하나의 협력 궤적을 선택하는 단계 - 협력 궤적으로서, 협력 요구 값이 펠로우 차량에게 협력을 제공해야 함을 나타내는 경우, 기준 노력 값과 상한 값 사이의 노력 값을 갖는 궤적이 대체 궤적으로 선택되거나, 또는 협력 궤적으로서, 협력 요구 값이 펠로우 차량으로부터 협력을 요청해야 함을 나타내는 경우, 기준 노력 값과 하한 값 사이의 노력 값을 갖는 궤적이 요구 궤적으로서 선택됨 -;
데이터 패킷을 펠로우 차량에 전송하는 단계 - 데이터 패킷은 기준 궤적 및 기준 궤적과 연관된 기준 노력 값을 포함하고, 뿐만 아니라 적어도 연관된 협력 궤적 및 협력 궤적과 연관된 노력 값을 포함함 -
를 포함한다.
즉, 적어도 하나의 펠로우 차량의 펠로우 기동과 차량의 미래 주행 기동의 협력적 조정을 위한 방법이 여기에 제시되며, 방법은 다음의 단계를 포함한다:
펠로우 차량으로부터 펠로우 데이터 패킷을 수신하는 단계 - 펠로우 데이터 패킷은 펠로우 차량에 대한 적어도 하나의 펠로우 기준 궤적의 펠로우 궤적 세트를 포함하고, 펠로우 데이터 패킷은 펠로우 기준 궤적을 특징 짓는 펠로우 기준 노력 값을 더 포함함 -;
차량에 대해 설정된 궤적에서 펠로우 기준 궤적 및 적용 가능한 경우 펠로우 요구 궤적을 사용하여 차량에 대한 기준 궤적으로 궤적을 선택하는 단계 - 궤적 세트의 궤적은 궤적이 충돌 한계 내에서 펠로우 기준 궤적을 향해 충돌이 없고 필요한 추가 노력이 허용되는 경우 펠로우 요구 궤적을 추가로 가능하게 하는 기준 궤적으로서 선택됨 -;
하한 궤적과 상한 궤적을 사용하여 궤적 세트의 기준 궤적 및 추가 궤적을 평가하는 단계 - 기준 궤적에는 기준 노력 값이 할당되고 궤적에는 각각 노력 값이 할당되며, 하한 궤적은 가능한 가장 낮은 주행 노력을 가진 차량에 대한 현재 이상적인 궤적을 나타내고 노력 값 공간의 하한 값을 정의하고, 및 상한 궤적은 협력을 위해 현재 허용 가능한 최대 주행 노력을 가진 궤적을 나타내며 노력 값 공간의 상한 값을 정의함 -;
협력 요청을 통해 자신의 상황을 개선하는 것이 더 합리적인지 또는 펠로우 차량에게 협력 요청을 부여하는 것이 더 합당한지를 나타내는 협력 요구 값을 결정하는 단계;
기준 노력 값과 협력 요구 값을 이용하여 궤적 세트의 궤적 중 적어도 하나의 협력 궤적을 선택하는 단계 - 협력 궤적으로서, 협력 요구 값이 펠로우 차량에게 협력을 제공해야 함을 나타내는 경우, 기준 노력 값과 상한 값 사이의 노력 값을 갖는 궤적이 대체 궤적으로 선택되거나, 또는 협력 궤적으로서, 협력 요구 값이 펠로우 차량으로부터 협력을 요청해야 함을 나타내는 경우, 기준 노력 값과 하한 값 사이의 노력 값을 갖는 궤적이 요구 궤적으로 선택됨 -.
펠로우 차량에 데이터 패킷을 전송하는 단계 - 데이터 패킷은 기준 궤적 및 기준 궤적과 연관된 기준 노력 값 및 적어도 협력 궤적 및 협력 궤적과 연관된 노력 값을 포함하고, 노력 값 공간은 두 개의 제한 궤적의 노력 값이 차량 전체에 걸쳐 동일한 값으로 표현된다는 사실에 의해 정의된 간격으로 정규화 된다.
본 발명의 실시예에 관한 아이디어는 무엇보다도 후술하는 생각 및 발견에 기초한 것으로 간주될 수 있다.
차량의 주행 기동은 차량의 조향, 제동 및/또는 가속으로 이해될 수 있다. 차량의 구동렬(drive train)은 드래그 토크(drag torque)로 차량을 제동하고 구동 토크(drive torque)로 가속할 수 있다. 차량의 제동 시스템은 제동 토크에 의해 차량을 제동할 수 있다. 차량의 조향 시스템은 조향 각도로 차량을 조향할 수 있다. 주행 기동은 속도에 따라 상이하다. 예를 들어 차량의 현재 속도는 현재 주행 가능한 최소 커브 반경을 결정한다. 조향하기 전에 제동함으로써 더 작은 커브 반경을 주행할 수 있다.
차량은 자신의 차량 또는 자아 차량(ego vehicle)으로 설명될 수 있다. 차량의 장치에서, 여기에 설명된 방법이 실행될 수 있다. 차량은 운전자에 의해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 이를 위해 운전자는 장치로부터 주행 지침을 받을 수 있다. 주행 기동은 또한 제어 유닛에 의해 적어도 부분적으로 제어될 수 있다. 차량은 또한 제어 유닛에 의해 완전히 또는 부분적으로 자율적으로 제어될 수 있다.
펠로우 차량(fellow vehicle)은 또 다른 차량이다. "펠로우(fellow)"라는 형용사는 또한 텍스트에서 펠로우 차량과 연관된 다른 용어를 구별하기 위해 사용된다. 펠로우 차량은 펠로우 주행이자 또는 펠로우 제어 장치에 의해 조종된다. 여기에 제시된 방법은 또한 펠로우 차량의 펠로우 장치에서 수행될 수 있다. 펠로우 기동은 펠로우 차량의 주행 기동으로 이해될 수 있다. 여기에 제시된 접근 방식은 펠로우 차량의 관점에서 역할을 바꾸어 실행될 수 있으며, 이에 따라 차량 및 펠로우 차량이라는 용어와 관련 기능이 상호 교환된다.
궤적은 시간 경과에 따른 상태 진행(예를 들어, 위치, 방향, 속도 벡터 및 가속도 벡터 등)을 설명하며, 이를 통해 차량은 주행 기동을 사용하여 제어할 수 있다. 궤적은 다차원, 특히 2 차원 또는 3 차원이다. 예를 들어 차량의 상태가 확률 분포로 표현되는 경우 궤적은 무한 차원(infinitely dimensional)이 될 수도 있다. 궤적은 또한 국소화의 불확실성을 포함하는 슬리브(sleeve)로 정의될 수 있다. 궤적은, 예를 들어 도로와 같은 차량에 의해 구동될 주행 표면을 따라 연장될 수 있다. 따라서 궤적은 차량의 위치와 미래의 위치를 설명한다. 궤적은 최소한 예측 한계(prediction horizon)까지 계획된다. 예를 들어, 예측 한계는 차량의 센서 범위에 의해 결정될 수 있다. 예측 한계는 속도에 따라 달라질 수 있다. 충돌 한계(prediction horizon)는 예측 한계보다 작거나 같을 수 있다. 충돌 한계(collision horizon)는 속도에 따라 달라질 수 있다. 궤적은 차량과 펠로우 차량이 서로 최소 거리를 유지하는 방식으로 차량에서 충돌 한계까지 주행하는 경우 충돌 없는 것으로 평가된다.
궤적 세트는 공통점(common point)에서 교차하거나 공통점에서 시작하는 가능한 궤적 그룹을 결합한다. 공통점은 현재 차량의 현재 위치일 수 있다. 공통점에서 차량은 궤적 세트의 모든 궤적에 대해 동일한 속도와 동일한 방향으로 주행한다. 궤적 세트의 궤적은 모두 적어도 약간 상이하다. 궤적 세트의 모든 궤적에 대해 적어도 하나의 주행 기동이 상이하다. 궤적 세트의 상이한 궤적은 서로 교차할 수 있다. 여기서 미래의 위치는 서로 상이한 궤적을 통해 동일한 미래 시점에 도달할 수 있다.
데이터 패킷은 자체 포함된 메시지 일 수 있다. 데이터 패킷은 기동 조정 메시지라고 할 수 있다. 데이터 패킷은 통신 인터페이스(communication interface)를 통해 차량에서 펠로우 차량으로 전송될 수 있다. 반대로, 펠로우 차량은 통신 인터페이스를 통해 차량에 펠로우 데이터 패킷을 제공할 수 있다. 데이터 패킷 또는 펠로우 데이터 패킷은 차량에 대해 미리 계획된 단일 궤적의 단일 궤적 정보를 포함할 수 있다. 차량 또는 펠로우 차량은 적어도 두 개의 궤적에 대한 궤적 정보를 전송하므로 튜플을 생성하는 데 3 개 이상의 궤적을 사용할 수 있다. 특히, 데이터 패킷은 차량에 대해 미리 계획된 궤적 세트의 서로 다른 궤적의 궤적 정보를 포함한다. 예를 들어, 궤적은 서로 고정된 거리에서 일련의 위치 좌표(location coordinate)로 매핑 될 수 있다. 거리는 공간적이거나 시간적 일 수 있다. 공간적 거리(spatial distance)의 경우 위치 좌표가 타임 스탬프(time stamp)와 함께 제공된다. 궤적은 파라미터로 매핑 될 수도 있다. 여기서 궤적은 수학적으로 그래프로 설명될 수 있다. 궤적은 섹션에서 설명될 수 있다.
데이터 패킷에는 각 궤적에 대한 노력 값이 포함되고, 노력 값의 노력 값 공간은 두 개의 제한 궤적의 노력 값이 차량 전체에 걸쳐 동일한 값으로 표현된다는 사실에 의해 정의된 간격으로 정규화 될 수 있다. 따라서, 궤적의 노력 값은 각 궤적에 대한 개별 주행 기동의 주행 노력(driving effort)을 재현할 필요없이 비교할 수 있다.
노력 값은 궤적 중 하나를 이동하는 데 필요한 주행 노력을 설명한다. 주행 노력은 차량마다 다를 수 있다. 예를 들어, 민첩하고 가벼운 차량의 주행 노력은 동일한 궤적의 대형 무거운 차량보다 낮을 수 있다. 속도와 방향의 변경이 없는 지속적인 주행은 낮은 주행 노력 또는 전혀 주행 노력이 없는 것으로 평가될 수 있다. 강한 제동은 약한 제동보다 더 높은 주행 노력으로 평가될 수 있다. 강한 가속은 약한 가속보다 더 높은 주행 노력으로 평가될 수 있다. 좁은 커브 반경은 넓은 커브 반경보다 더 높은 주행 노력으로 평가될 수 있다. 노력 값은 각 궤적을 따라 필요한 주행 노력을 수치로 결합한다. 따라서 극도의 주행 기동이 있는 궤적은 약하게 생성된 주행 기동이 있는 궤적보다 더 높은 노력 값으로 평가된다.
궤적이 교차할 수 있다. 서로 다른 차량이 서로 다른 시간에 궤적의 교차점(intersection point)에 도달하고 항상 최소한 서로 최소 거리만큼 떨어져 있으면 궤적은 충돌 없는 것으로 평가된다. 최소 거리는 궤적을 가로 지르는 것보다 궤적 방향이 더 클 수 있다. 최소 거리는 속도에 따라 달라질 수 있다. 최소 거리가 충돌 한계 보다 작으면 궤적은 충돌 가능성이 있는 것으로 평가된다.
기준 궤적은 실제로 차량에 의해 구동되는 궤적 일 수 있다. 기준 궤적은 목표 궤적이라고 할 수 있다. 기준 궤적은 펠로우 기준 궤적을 고려하여 선택된다. 필요한 추가 노력이 허용되는 경우 펠로우 궤적을 고려하여 기준 궤적을 추가로 선택한다. 기준 노력 값은 기준 궤적을 구동하는 데 필요한 구동 노력을 나타낸다. 기준 노력 값은 하한 궤적의 노력에 해당하는 최소 주행 노력과 상한 궤적의 노력에 해당하는 최대 주행 노력과 비교하여 결정된다. 최소 주행 노력은 노력 값 마이너스 1로 평가될 수 있다. 최대 주행 노력은 노력 값 1로 평가될 수 있다. 궤적의 노력 값과 기준 궤적의 기준 노력 값은 1과 마이너스 1 사이에 있을 수 있다. 기준 궤적보다 추진력이 더 높은 궤적은 더 높은 노력 값을 가질 수 있다. 기준 궤적보다 주행 노력이 적은 궤적은 기준 노력 값보다 더 작은 노력 값을 가질 수 있다.
협력 궤적은 대체 궤적 또는 요구 궤적 일 수 있다. 협력 궤적이 대체 궤적인지 요구 궤적인지는 기준 노력 값에 대한 노력 값의 비율에 의해 결정된다. 노력 값이 기준 노력 값보다 크면 협력 궤적은 대체 궤적이다. 노력 값이 기준 노력 값보다 작으면 협력 궤적은 요구 궤적이다.
협력 부여(cooperation grant)에 대해 현재 허용 가능한 최대 추가 추진 노력은 협력 준비 값(cooperation readiness value)을 사용하여 결정할 수 있다. 협력 준비 값은 미리 정의할 수 있다. 예를 들어, 차량이 더 많은 협력 궤적을 주행해야 하는 경우 차량 운전자는 협력 준비 값을 높일 수 있다. 마찬가지로, 운전자는 차량이 더 적은 협력 궤적을 운전하는 경우 협력 준비 값을 낮출 수 있다.
협력 준비 값은 하한 궤적 및/또는 상한 궤적 및/또는 기준 궤적을 사용하여 결정될 수 있다. 협력 준비 값은 예를 들면 하한 궤적의 하한 값 및/또는 기준 궤적의 노력 값보다 높은 계수일 수 있다.
데이터 패킷은 또한 하한 궤적 및/또는 상한 궤적을 포함할 수 있다. 펠로우 데이터 패킷은 또한 펠로우 하한 궤적 및/또는 펠로우 상한 궤적을 포함할 수 있다. 한계 궤적 중 적어도 하나를 전송함으로써, 기준 노력 값은 펠로우 차량 또는 차량 자체에 관련될 수 있다. 따라서, 차량 또는 펠로우 차량의 협력 준비가 더 잘 평가될 수 있다.
펠로우 차량이 종속된 경우, 펠로우 기준 궤적은 자체 차량의 펠로우 요구 궤적으로 분류될 수 있다. 이 경우, 충돌 한계 내에서 펠로우 요구 궤적을 향해 충돌이 없는 궤적이 기준 궤적으로 선택될 수 있다. 펠로우 차량은 교통 규칙에 따라 양보해야 하는 경우 하위 차량이다. 분류를 변경하면 자신의 궤적을 선택할 때 더 많은 가능성이 있다.
펠로우 협력 준비 값은 펠로우 기준 노력 값과 펠로우 노력 값을 사용하여 결정할 수 있다. 협력 궤적은 펠로우 협력 준비 값을 사용하여 선택할 수 있다. 예를 들어, 펠로우 협력 준비 값은 펠로우 기준 노력 값과 펠로우 노력 값의 계산된 평균 일 수 있다. 펠로우 협력 준비 값이 낮을수록 펠로우 차량이 더 협력 적이다. 펠로우 협력 준비 값이 높을수록 펠로우 차량의 협력 의지가 낮아진다. 매우 협조적인 펠로우 차량에게는 요구 궤적이 협력 궤적으로 전송될 수 있으며, 이는 차량에 더 많은 이점을 제공한다.
차량은 차량이 여전히 협력 예비(cooperation reserve)를 보유하고 있지만 현재 상황에서 이를 완전히 활용할 필요가 없다는 고려를 나타내기 위해 상한 궤적보다 낮은 노력 값을 갖는 대체 궤적으로 궤적을 선택할 수 있다.
궤적으로 협력 궤적이 선택될 수 있으며, 그 노력 값은 기준 노력 값보다 상한 값에 가까운 적어도 하나의 협력 량이다. 협력 궤적의 더 높은 노력 값은 기준 궤적보다 더 높은 주행 노력이 허용 가능함을 나타내기 때문에 협력하기 위한 준비를 나타내는 데 사용될 수 있다.
펠로우 궤적 세트는 궤적의 계산 시간으로 변환될 수 있다. 펠로우 데이터 패킷 및 데이터 패킷의 데이터 전송 및 방법의 계산 시간으로 인해 펠로우 궤적은 자신의 궤적을 향한 시간 오프셋을 나타낼 수 있다. 시간 변환을 통해 충돌이 정확하게 구분될 수 있다. 펠로우 차량의 미래 위치를 보다 정확하게 결정할 수 있기 때문에 안전 거리가 줄어들 수 있다.
이 방법은 예를 들어 소프트웨어 또는 하드웨어 또는 제어 유닛과 같은 소프트웨어와 하드웨어의 혼합으로 구현될 수 있다.
더욱이, 여기에 제시된 접근 방식은 여기에 제시된 방법의 변형 단계를 적절한 단위로 수행, 제어 또는 구현하도록 구성된 장치를 설정한다.
장치는 신호 또는 데이터를 처리하기 위한 적어도 하나의 컴퓨팅 유닛(computing unit), 신호 또는 데이터를 저장하기 위한 적어도 하나의 메모리 유닛(memory unit), 및 통신 프로토콜에 내장된 데이터를 판독하거 출력하기 위한 적어도 하나의 인터페이스(interface) 및/또는 통신 인터페이스(communication interface)가 있는 전기 장치 일 수 있다. 컴퓨팅 유닛은 예를 들어, 자신 및/또는 펠로우 차량의 센서 신호를 처리하고 센서 신호에 따라 데이터 신호를 출력할 수 있는 신호 프로세서(signal processor), 소위 시스템 ASIC, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러 일 수 있다. 메모리 유닛은 예를 들어 플래시 메모리, EPROM 또는 자기 메모리 유닛(magnetic memory unit) 일 수 있다. 인터페이스는 센서로부터 센서 신호를 판독하기 위한 센서 인터페이스 및/또는 데이터 신호 및/또는 제어 신호를 액추에이터로 출력하기 위한 액추에이터 인터페이스로서 구성될 수 있다. 통신 인터페이스는 무선 및/또는 유선으로 데이터를 판독하거나 출력하도록 구성될 수 있다. 인터페이스는 예를 들어 다른 소프트웨어 모듈 옆에 있는 마이크로 컨트롤러에 있는 소프트웨어 모듈 일 수도 있다.
또한 유리한 것은 반도체 메모리, 하드 디스크 메모리 또는 광학 메모리와 같은 기계 판독 가능 캐리어(machine-readable carrier) 또는 저장 매체에 저장될 수 있는 프로그램 코드가 있는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램이다. 특히 프로그램 제품 또는 프로그램이 컴퓨터 또는 장치에서 실행되는 경우, 전술한 실시예 중 하나에 따른 방법의 단계를 구현 및/또는 제어한다.
본 발명의 가능한 특징 및 장점 중 일부는 상이한 실시예와 관련하여 본 명세서에서 설명된다는 점이 지적된다. 당업자는 방법 및 장치의 특징이 본 발명의 추가 실시예에 도달하기 위해 적절한 방식으로 결합, 개조 또는 교환될 수 있음을 인식할 것이다.
이하에서, 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명되며, 따라서 도면이나 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 일 실시예에 따른 장치를 갖는 차량을 도시한다;
도 2는 궤적 세트 및 펠로우 궤적 세트를 갖는 차량 및 펠로우 차량을 도시한다;
도 3은 일 실시예에 따른 펠로우 궤적 세트에 매칭되는 궤적 세트를 갖는 차량 및 펠로우 차량을 도시한다; 및
도 4는 일 실시예에 따라 서로 일치하는 일련의 궤적을 갖는 차량 및 펠로우 차량을 도시한다.
수치는 단순히 도식이며 축척이 아니다. 도면에서 동일한 참조 기호는 동일하거나 유사한 작동 기능을 나타낸다.
차량 간의 기동을 조정하여 편안함, 효율성 및 안전성을 높이는 경우 이를 협력적인 주행이라고 할 수 있다. 이는 차량 대 차량 직접 통신(direct Vehicle-to-Vehicle Communication)(V2V)의 가능성과 차량의 자동화 증가에 의해 촉진된다.
다른 시나리오에서, 차량 간의 상이한 유형의 기동 조정 방법이 수행될 수 있다.
예를 들어 장애물을 피할 때 기동 조정을 사용할 수 있다. 거기에서, 관련된 차량은 먼저 가능한 많은 회피 궤적을 전송한다. 궤적은 각각 시간에 따른 차량의 위치 또는 시간에 따른 상태 진행을 설명한다. 따라서 차량이 미래 시점의 위치를 코드화 한다. 궤적은 논파라메트릭(non-parametrically)으로, 예를 들어 일련의 위치 지점 또는 이산 또는 연속 분포로 표현되거나, 또는 시간에 따른 그래프로, 예를 들어 다항식 또는 클로소이드(clothoid) 또는 이산 또는 연속 분포의 흐름의 형태로 파라메트릭 방식으로 표현될 수 있다. 이 과정에서 소위 대체 궤적이 이웃 차량으로 전송된다. 그 후, 가능한 대체 궤적 조합의 양에서 예상되는 손상을 최소화하거나 완전히 피할 수 있는 하나를 선택한다. 조합의 평가는 또한 각 대체 궤적의 우선 순위를 허용한다.
기동 조정은 일반 도로 교통 상황에서도 발생할 수 있다. 필요한 경우 차량은 현재 주행 행동(driving behavior)과 의도한 주행 거동에 대한 정보를 궤적 형태로 전송할 수 있다. 다른 차량은 전송 차량의 의도된 기동을 가능하게 할 수 있는지 여부를 확인하고, 경우에 따라 기준 궤적을 조정하여 이를 묵시적으로 인식하여 의도된 기동을 전송한 차량이 이를 수행할 수 있도록 한다.
협동적 기동 조정의 또 다른 가능성은 두 개의 궤적을 옮기는 아이디어에 기반을 두고 있다. 여기에는, 현재 계획된 기동을 설명하는 계획된 궤적과 예를 들어 현재 계획된 것보다 더 효율적이기 때문에 차량이 수행하고자 하는 기동을 설명하는 요구 궤적이 전송된다. 계획된 궤적은 차량의 계획된 궤적이 항상 충돌이 없는 반면 요구 궤적은 항상 계획된 궤적과 충돌한다는 점에서 원하는 궤적과 상이하다. 이제 차량이 계획된 궤적(자아 계획)과 충돌하는 다른 차량에서 요구 궤적을 펠로우 희망으로 수신하면, 펠로우의 희망을 가능하게 하는 대체 기동을 실현할 수 있는지 글로벌 비용 기준을 통해 확인하고 더 이상 펠로우 희망과 충돌하지 않도록 자아 계획을 변경하여 협력을 인정한다.
실시예
도 1은 적어도 하나의 다른 차량(104)의 주행 기동과 차량(vehicle)(100)의 미래 주행 기동(future driving maneuver)의 협력적 조정(cooperative coordination)을 위한 장치(102)를 갖는 차량(100)을 도시한다. 여기서 차량(100)은 다른 차량(104) 뒤의 도로를 주행하고 있다. 다른 차량(104)은 펠로우 차량(fellow vehicle)(104)으로 명명될 수 있다. 차량(100)의 센서는 차량(100) 주변의 현재 교통 상황을 검출한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 차량(100)은 무선 통신을 통해 교통 상황에 대한 정보를 수신한다. 교통 상황에 따라, 차량 시스템은 차량(100)에 대한 현재 가능한 궤적(trajectory)(108) 중 궤적 세트(trajectory set)(106)를 계획하고, 궤적(108) 중 하나가 기준 궤적(reference trajectory)(110)으로 선택된다. 궤적(108)은 차량(100)이 조향, 제동 또는 가속과 같은 주행 기동을 사용하여 이 궤적(108)을 따라 이동한다면 미래에 있을 위치 좌표의 미리 계산된 코스를 설명한다. 기준 궤적(110)은 실제로 구동되도록 선택된다.
계획 중에 하한 궤적(111) 및 상한 궤적(upper limit trajectory)(113)도 계획된다. 하한 궤적(lower limit trajectory)(111)에 대해, 다른 모든 차량(104)은 무시되고 정적 장애물 및 도로 경계만 고려된다. 따라서 하한 궤적(111)은 차량(100)이 도로를 혼자 운전하는 것처럼 계획된다. 상한 궤적(113)은 본질적으로 하한 궤적의 반대이다. 예를 들어, 상한 궤적(113)을 계획할 때, 다른 도로 사용자를 피하고 양보하기 위해 필요한 모든 주행 기동이 계획될 수 있다.
궤적(108)은 모두 같은 원점(origin)을 가지고 있다. 여기서 원점은 차량(100)의 현재 위치에 있다. 궤적 세트(106)는 예측 한계를 참조하여 계획된다. 예측 한계는 일정 시간 후에 차량(100)이 어느 위치 좌표에 있을 것인지를 나타낸다. 차량(100)이 어떻게 가속, 제동 및/또는 조종되는지에 따라, 궤적(108)은 상이한 길이를 가지며 상이한 위치 좌표에서 종료된다. 예를 들어, 최대 감속이 있는 궤적(108), 차선 변경이 있는 궤적(108), 조향 개입 및 제동 개입이 없는 기준 궤적(110), 회피 기동(evasive maneuver)이 있는 궤적(108) 및 적당한 제동 개입이 있는 궤적(108)이 여기에 표시된다.
여기서, 궤적 세트(106)의 궤적(108)은 장치(102)에서 노력 값(112)으로 예시적으로 평가된다. 여기서, 2 개의 제한 궤적(111, 113)과 비교하여 등급이 수행된다. 여기서, 제한 궤적(111, 113)에는 노력 값 범위의 극한 값이 할당된다. 여기에서, 제한 값은 마이너스 1과 플러스 1이다. 하한 궤적(111)은 하한값을 정의한다. 상한 궤적(113)은 상한 값을 정의한다. 궤적(108)이 제한 궤적(111, 113) 중 하나에 더 유사할수록, 그것의 노력 값(112)은 각각의 제한 값에 가까워진다. 따라서 기준 궤적(110)도 기준 노력 값(114)으로 평가된다.
따라서 차선 변경이 있는 궤적(108)은 여기서 -0.3의 노력 값(112)으로 평가된다. 회피 기동이 있는 궤적(108)은 노력 값(112) 0.4로 평가된다. 기준 궤적(110)은 기준 노력 값(reference effort value)(114)이 0.2로 평가되고, 적절한 브레이크 개입을 갖는 궤적(108)은 0.25의 노력 값(112)으로 평가된다.
일 실시예에서, 기준 노력 값(114)보다 더 큰 노력 값(112)을 갖는 궤적(108)은 대체 궤적(alternative trajectory)(116)으로 명명된다. 기준 노력 값(114)보다 작은 노력 값을 갖는 궤적(108)은 요구 궤적(demand trajectory)(118)으로 표시된다.
장치(102)는 데이터 패킷(data packet)(120)을 다른 차량(104)에 전송한다. 데이터 패킷(120)은 기준 궤적(110), 기준 노력 값(114) 및 적어도 하나의 궤적 세트(106)의 궤적(108)에 대한 정보를 포함한다. 각각의 노력 값(112)은 또한 데이터 패킷(120)을 통해 전송된다.
도 2는 궤적 세트(106) 및 펠로우 궤적 세트(200)를 갖는 차량(100) 및 펠로우 차량(104)을 도시한다. 궤적 세트(106)는 차량(100)이 접근 램프를 통해 다 차선 도로로 주행하는 방식으로 계획된다. 기준 궤적(110)은 차량(100)이 진입로의 가속 차선의 약 절반에서 도로의 우측 차선으로 변경되는 방식으로 계획된다. 다른 가능성으로서, 차량(100)이 가속 차선에서 더 오래 머무르고 나중 지점에서 오른쪽 차선으로 변경하거나 가속 차선에서 제동하는 궤적(108)가 계획된다. 도 1과 같이, 기준 궤적(110) 및 다른 궤적(108)은 상한 궤적(113) 및 하한 궤적(111)과 관련하여 각각 기준 노력 값(114) 또는 노력 값(112)으로 각각 평가된다.
강한 가속이 없는 편리한 차선 변경은 -0.2의 노력 값 112로 평가되고, 중간 감속은 0.7로 평가된다. 기준 궤적(110)은 0.2의 기준 노력 값(114)을 갖는다.
펠로우 차량(104)은 이미 도로의 우측 차선을 주행하고 있다. 차량(100)은 계획된 펠로우 궤적 세트(200)에 대한 정보와 함께 펠로우 차량(104)으로부터 펠로우 데이터 패킷(202)을 수신한다. 펠로우 차량(104)에 대해, 펠로우 궤적(206)은 도로의 우측 차선에서 일정한 주행으로 계획된다. 대체 궤적(204)에서, 펠로우 차량(104)은 우측 차선에서 가속 또는 제동된다. 다른 궤적(204)에서, 왼쪽 차선으로의 차선 변경이 계획되어 있다. 또한, 이 경우 하한 궤적에 대응하는 -1.0의 펠로우 기준 노력 값(207) 및 펠로우 궤적(204)에 대한 펠로우 노력 값(208)이 펠로우 데이터 패킷(202)에 저장된다. 차선 변경은 0.6, 가속도는 0.2, 드래그 토크를 적용한 경미한 제동은 -0.8로 평가된다. 펠로우 기준 노력 값(207) 및 펠로우 노력 값(208)은 펠로우 차량(104)의 하한 궤적(111) 및 상한 궤적(113)과 관련된다.
차량(100)에서, 기준 궤적(110)이 펠로우 기준 궤적(206)과의 충돌(212)로 이어질 것이고, 펠로우 차량(104)이 우선권을 가지기 때문에 차량(100)이 협력을 필요로 한다는 것이 인식된다. 따라서, 궤적 세트(106)의 나머지 궤적(108)은 충돌(212)에 대해 검사된다. 또한, 도로의 우측 차선이 펠로우 차량(104)에 의해 점유되기 때문에, 차량(100)은 현재 펠로우 기준 궤적(206)과 충돌(212) 없이 가속 차선에서 도로로 변경할 수 없음을 인식한다.
충돌이 없는 유일한 궤적(108)에서, 차량(100)은 가속 차선에서 제동될 것이다.
도 3은 일 실시예에 따른 펠로우 궤적 세트(200)에 매칭되는 궤적 세트(106)를 갖는 차량(100) 및 펠로우 차량(104)의 표현을 도시한다. 이 표현은 도 2의 표현과 실질적으로 일치한다. 여기서, 차량(100)은 궤적(108)으로부터 충돌 없는 궤적(108)만을 기준 궤적(110)으로 선택한다. 새로운 기준 궤적(110)에서, 차량(100)은 이제 가속 차선에서 제동되어 펠로우 차량(104)이 우측 차선을 통과하게 한다.
또한, 궤적(108)으로부터 적어도 하나의 협력 궤적(300)이 선택된다. 협력 궤적(300)은 펠로우 기준 궤적(206)을 향해 충돌하기 쉽지만 다른 펠로우 궤적(204) 중 적어도 하나를 향해 충돌이 없다. 기준 노력 값(114)을 갖는 새로운 기준 궤적(110) 및 연관된 노력 값(112)을 갖는 협력 궤적(108)은 도 1에 도시된 바와 같이 데이터 패킷(120)으로 펠로우 차량(104)으로 전송된다.
펠로우 차량(104)에서, 펠로우 기준 궤적(206)도 이제 충돌(212)에 대해 검사된다. 협력이 필요한 차량(100)은 충돌이 없는 기준 궤적(110)을 선택하고 가능한 대안으로서 협력 궤적(300)을 요청하는 것으로 인식된다.
도 4는 일 실시예에 따라 서로 매칭되는 궤적 세트(106, 200)를 갖는 차량(100) 및 펠로우 차량(104)의 표현을 도시한다. 이 표현은 도 2와 3의 표현과 실질적으로 일치한다. 여기서, 펠로우 차량(104)은 수신된 협력 궤적(300)뿐만 아니라 수신된 기준 궤적(110)에 반응하고, 차례로 약간 감속된 펠로우 궤적(204)을 새로운 펠로우 기준 궤적(206)으로 선택하게 된다.
이 정보는 새로운 펠로우 데이터 패킷(202)으로 차량(100)으로 전송된다. 이제 협력 궤적(300)이 새로운 펠로우 기준 궤적(206)을 향하여 충돌이 없음을 인식하고 새로운 기준 궤적(110)으로서 우측 차선으로의 늦은 차선 변경을 갖는 협력 궤적(300)을 선택한다. 이 정보는 새로운 데이터 패킷(120)으로 펠로우 차량(104)으로 다시 전송된다.
즉, 여기에 제시된 접근 방식은 선택적 궤적에 기초한 협력적 주행 기동(cooperative driving maneuver)의 분산된 조정을 제공한다.
여기에 제시된 접근 방식은 궤적 교환에 기초한 협력적 기동 조정 방법을 설명한다. 여기에서 현재 계획된 궤적 또는 기준 궤적 및 가능한 궤적에 대한 정보, 예를 들어 회피 기동(evasive maneuver)(대체 궤적(alternative trajectory)) 또는 의도된 기동(intended maneuver)(요구 궤적(demand trajectory))의 경우 관련 노력 평가(effort rating)와 함께 전송된다. 이를 통해 참여 차량(participating vehicle)이 최적의 공통 기동(optimal common maneuver)을 조정할 수 있다(총 노력 최소화). 항상 정확히 하나의 원하는 궤적이 전송되는 것은 아니므로 복잡한 시나리오에서 옵션의 수를 늘리고 상호 이익이 되는 협력 가능성을 높인다. 요구 궤적을 활성화할지 여부를 결정하는 것은 다른 차량의 비용을 가정하는 글로벌 비용 함수를 기반으로 하지 않는다. 따라서 최적의 의사 결정을 위해 모든 차량 제조업체 간에 동일한 비용 함수가 필요하지 않거나 오류가 발생하기 쉬운 가정이 생략될 수 있다. 각 차량은 자체 비용을 내부적으로 계산하여 정규화된 방식으로 다른 차량에 전송한다. 충돌 없음이 고려된 궤적의 예측 한계(투영 기간)와 일치하지 않음으로 인하여, 예를 들어 협력 파트너 중 하나가 1 초 미만의 매우 짧은 예측 한계인 경우, 발생할 수도 있으므로, 기준 궤적은 충돌로부터 무조건적인 해제를 필요로 하지 않는다. 이 경우 기준 궤적의 충돌이 거의 발생하지 않는다. 다른 극단에서, 매우 큰 예측 한계는 항상 충돌로 이어지며, 이는 요구 궤적을 지속적으로 전송한다. "올바른" 예측 한계는 상황에 따라 다르다.
여기에 제시된 접근 방식을 사용하면 협력에 적극적인 조사가 필요하지 않다. 여기서, 협력은 대체 궤적을 통해 차량에 의해 제공될 수 있으며, 차량은 이미 미리 다른 협력의 필요성을 인식하며, 예를 들어 우수한 센서 기술 덕분에 훨씬 더 포괄적인 환경 모델을 가지고 있기 때문이다.
또한 기동 조정을 협상하거나 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제1 차량은 제2 차량이 협력하기를 원할 경우 제2 차량이 속도를 20km/h까지 줄이도록 요구 궤적을 보낼 수 있다. 여기에 제시된 접근 방식에서 제2 차량은 10km/h의 속도 감소가 허용되고 협력할 준비가 되었음을 알릴 수 있다. 여기서, 기준 궤적의 구체적인 변경이 필요하지 않으므로 차량 제어에 대한 즉각적인 개입을 피할 수 있다. 따라서 구속력이 없는 연속 협상/최적화가 달성된다.
여기에 제시된 접근 방식으로 순전히 유익한 궤적 전송이 발생한다. 분산된 협력적 기동 조정은 두 부분으로 구성된다. 첫째, 차량이 통신할 수 있도록 규칙 세트가 있는 프로토콜이 제공된다. 둘째, 이 프로토콜을 사용하여 서로 다른 협력적 기동 조정을 수행하는 방법이 제시된다. 기본 원칙은 차량이 궤적 세트 또는 궤적 양 또는 궤적 클러스터(trajectory cluster)를 교환하는 것이다. 이 양은 하나의 "기준 궤적", 0 에서 n "대체 궤적" 및/또는 0 에서 m "요구 궤적"으로 구성된다.
"기준 궤적"은 차량이 현재 따라가는 궤적이며 구동 제어기/운전자에 의해 목표 파라미터(target parameter)로 구현된다. "기준 궤적"은 항상 전달된다. "대체 궤적"은 기준 궤적보다 "더 비싸지 만" 적용 가능한 경우 차량이 주행할 의사가 있는 기동을 설명한다. "대체 궤적"는 선택적으로 전달된다. "요구 궤적"는 낮은 "비용"으로 인해 차량이 주행하기를 원하지만 차량이 현재 주행할 수 없는 원하는 기동을 설명한다. 필요한 기동 공간이 다른 차량에 의해 점유되기 때문이다. "요구 궤적"는 선택적으로 전달된다. 궤적(기준 궤적, 요구 궤적, 대체 궤적)은 ID 또는 마커로 명시적으로 코딩 되지 않는다. 오히려, 궤적과 함께 각 궤적에 대하여 비용 값(cost value) 또는 노력 값 각각이 전송된다. 이는 다른 궤적과 관련하여 각 궤적을 설정하고 그 의미와 우선 순위를 도출할 수 있게 한다. 각 궤적에 대한 비용 값을 전송하면 다른 도로 사용자가 전송 차량의 비용 함수에 대한 로컬 근사치를 결정할 수 있다. 이는 특히 비용 값과 관련 궤적이 시간에 따라 집합적으로 평가되는 경우 성공한다.
비용은 "협력 비용(cooperation cost)"으로 정의될 수 있다. 이것은 협력으로 얼마나 많은 이익을 얻을 수 있는지 및/또는 협력 보조금으로 인해 얼마나 많은 추가 노력이 발생할 것인지에 대한 정보를 전달하는 데 도움이 된다.
또한, 각 궤적에 대해 선택적으로 카테고리가 지정될 수 있는 것이 제공된다. 이 카테고리는 펠로우 차량이나 다른 차량의 기동 계획에서 궤적을 고려하는 데 유용하다.
차량이 "비상 궤적(emergency trajectory)"를 따르는 경우, 기술적(예를 들어, 타이어 파열) 또는 상황 관련 긴급 상황(예를 들어, 어린이가 도로 위를 달리는 경우)에 있는 경우, 즉 정상적인 교통 규칙(예를 들어, 고속도로에서 정차)을 준수할 수 없거나 다른 차량에 잠재적인 위험을 나타내는 경우(강한 제동/조향으로 인해)가 될 것이다.
"협력 제안(cooperation offer)"은 요구 궤적을 가능하게 하기 위해 다른 차량에 대한 제안을 나타낸다. 관련 차량은 주소 지정된 차량의 V2X ID를 사용하여 추가 옵션 필드를 통해 지정할 수 있다.
궤적이 "비상 차량(Emergency Vehicle)" 카테고리로 표시되면, 이 궤적에 있는 차량은 긴급 차량이므로 특별한 우선 순위를 갖는다(이와 같은 차량의 경우, 정보는 이미 CAM(협력 인식 메시지(Cooperative Awareness Message)에 포함되어 있다).
V2X ID 필드와 함께 "제안(Proposal)" 카테고리를 사용하여 궤적을 특정 다른 차량에 대한 기동 제안으로 보낼 수 있다. 여기서, 궤적의 협력 비용 값(cooperation cost value)을 이용하여 조정 개념을 수행한다. 궤적의 비용 값은 여기서 "협력 비용(cooperation cost)"으로 정의된다. 두 가지 제한 궤적의 비용에 의해 결정된다. 상황을 고려한 협력으로 달성할 수 있는 최상의 궤적은 차량이 협력의 혜택을 받기 때문에 값 -1이 주어지고 하한 궤적으로 표시된다. 자신의 비용을 포기하고 펠로우의 희망을 가능하게 하는 양보로 받아들일 수 있는 궤적은 값 1로 정의되고 상한 궤적으로 표시된다. 기준 궤적을 포함한 다른 궤적은 그에 따라 분류된다. 이것은 두 개의 제한 궤적과 관련하여 로컬 비용 함수에 의해 설정되는 비용을 설정하여 수행할 수 있다.
최상의 가능한 궤적(= 하한 궤적)을 위해, 최상의 경우 이들 차량이 주행 물리를 무시하고 모든 협력 희망을 허용하기 때문에, 협력할 수 있는 다른 모든 차량이 무시되는 환경에서 자아 궤적이 결정되면 두 제한의 결정은 충분히 정확하게 달성될 수 있다. 다른 차량의 궤적을 가능하게 하는 것에 대한 양보가 여전히 허용되는 것을 반영하는 상한 궤적의 결정은 명확하지 않다. 상한 궤적을 결정하기 위한 한 가지 접근 방식은 예를 들어 글로벌 비용 제한의 정의이다. 여기에서 비용이 있는 하나의 궤적이 선택된다. 기준 비용 값 및/또는 기준 노력 값보다 20 % 높다. 기준 비용은 예를 들어 기준 궤적, 또는 최상의 가능한 궤적, 또는 바람직하게는 둘의 조합으로부터 결정될 수 있다. 비용 상한은 기동/상황에 따라 조정될 수도 있다. 수동 운전의 경우, 비용 제한은 협력 요청의 운전자 거동에서 학습하고 그 다음 적응할 수 있다.
두 제한의 정확성, 각각의 비용은 서로 간의 관계인 기본 경향보다 덜 중요하다. 프로세스 중에, 두 개의 제한 궤적을 보내는 것은 절대적으로 필요하지 않으며, 차량이 전반적으로 더 나은 협력 상황을 해결할 것이라고 가정하는 다른 요구/대체 궤적을 위해 생략될 수 있다. 그러나 여기에 제시된 개념에서는 각 차량이 기준 궤적에 추가하여 전체 협력 제안으로서 적어도 하나의 대체 궤적을 전송하는 것이 중요하다. 유사한 제한 비용을 갖는 여러 기동이 가능한 경우(고속도로에서: 제동 또는 차선 변경), 각 기동에 대해 대체 궤적을 전송하는 것이 도움이 된다.
통신된 대체 궤적은 이제 다른 차량의 관점에서 상황을 자체 차량에서 평가할 필요없이 적응된 수요 궤적을 생성하기 위해 협력이 필요한 차량에 의해 사용될 수 있다. 협력이 필요한 차량은 충돌이 없는 상황을 찾고 수신된 대체 궤적의 가능한 조합 중에서 자신의 요구에 가장 적합한 솔루션을 제공한다. 이 연관된 궤적은 이제 수요 궤적으로 전송된다. 자신의 한계 궤적에 대한 이 궤적의 자아 비용은 협력 비용의 가치를 계산하는 데 사용된다. 다른 차량은 요구 궤적을 수신하며, 이 궤적은 이미 수용 가능한 것으로 결정된 전송된 대체 궤적을 나타내므로, 협력 요청을 수락하고 그에 따라 기준 궤적을 조정할 수 있는 좋은 기회가 있으며, 그리하여 다음 단계에서 원래 요구 궤적이 기준 궤적이 될 수도 있다.
차량이 결정된 상한 궤적을 대체 궤적으로 보내면 협력을 허용하는 차량은 각 협력 요청에 대해 최대 비용이 발생한다. 따라서, 도움이 필요한 차량이 요청 당사자의 관점에서 대체 궤적이 나타내는 상황의 최상의 활용을 나타내지 않는, 또 다른 요구 궤적을 보내면, 이는 "협조적" 이며, 이는 고 오히려 어느 정도("우호적" 요구 궤적) 협력 승인 당사자를 수용한다. 실제로 이것은, 예를 들어 "고속도로로 운전하는 당사자"가 필요한 것보다 더 강력하게 가속한다는 사실 때문에 달성될 수 있다.
즉, 가능한 자아 궤적의 범주에서 가장 저렴한 것이 아닌, 예를 들어 가장 저렴한 것보다 20 % 더 비싼 것이 선택된다.
반대의 경우, 펠로우 차량이 한계 궤적을 대체 궤적(대응적으로 비용 값이 1 미만)으로 전송하지 않으면, 시도를 통해, 예를 들어 비용과 관련하여 가능한 최선의 해결책과 대체 궤적을 고려한 최상의 해결책 사이에 있는, 자신의 하한 궤적에 더 가까운 요구 궤적을 전송할 수 있다. 다른 차량은 두 가지 요구 궤적을 수신하고 가장 유리한 것을 가능하게 한다. 여기에서, 그것들은 요구자들을 얼마나 수용할 것인지 결정할 수 있다. 전송된 기준 궤적과 관련하여 요구 궤적의 전송된 협력 비용을 평가하면 이 프로세스에 도움이 될 수 있다.
차량이 협력 요청을 승인하고 기준 궤적을 조정하면 제한 궤적이 대체로 일정하게 유지되기 때문에 전송된 협력 비용의 가치가 증가한다. 시간에 따른 이 값의 진행에 따라, 다른 차량은 전송 차량의 협력 준비 상태가 어떻게 변경되는지 다른 차량이 읽을 수 있으며, 예를 들어 지속적인 협력 중에 재조정이 가능하다. 값이 1에 가까워지면, 협력 요청 차량은 자체 차량에 대해 더 비싸고 협력 허가 차량에 더 잘 적응하는 궤적을 선택해야 한다(예를 들어, 필터링 하는 동안 더 많은 가속). 값이 -1에 가까워지면 자신의 차량에 더 유리한 궤적을 선택할 수 있다. 또한, 기준 궤적의 "협력 비용"의 과정은 차량이 현재 얼마나 "협조적"인지(즉, 차량에 협력 요청을 보내는 것이 타당한지 여부)를 보여줄 수 있다. 값이 1에 가깝거나 1과 같으면, 차량은 현재 양보를 거의 하지 않는다.
차량에서, 이 방법은 다음 단계로 수행할 수 있다: 다른 차량의 기동 조정 메시지 수신하는 단계(적용 가능한 경우, 시간적 정렬, 즉 현재 시간으로의 변환 및/또는 차량이 종속된 경우 펠로우 기준 궤적을 요구 궤적으로 재할당).
충돌 한계 내의 다른 기준 궤적에 대해 충돌이 없는 자체 기준 궤적을 결정하는 단계.
하한 궤적, 즉 하한 비용 제한 C = -1을 정의하는 최적의 요구 궤적(모든 협력 차량은 무시됨)을 결정하는 단계.
상한 궤적, 즉 상한 비용 제한 C = 1을 정의하는 허용 가능한 협력 제안(예를 들어, 기준 궤적 및 최적 사례 궤적의 비용을 합친 비용보다 20 % 높은 비용)으로서 최악의 대안 궤적 결정하는 단계.
선택적으로, 자체 협력 관용(own cooperation forebearance)을 제한까지 강조하지 않는 추가 대체 궤적이 결정될 수 있다.(예를 들어, 기준 궤적과 최상의 경우 궤적의 비용 조합 비용보다 10 % 만 높은 비용).
"현실적인" 요구 궤적(자아 비용이 가장 낮은 궤적, 다른 대체 및/또는 기준 궤적에서 튜플 중 하나를 향해 충돌이 없는 궤적)을 결정하여 자신의 희망을 도입할 수 있다. 고려되는 대체 궤적 중 하나가 협력 비용 C = 1 인 경우, "우호적 인" 요구 궤적을 결정할 때 "현실적인" 궤적 보다 20 % 더 높은 자아 비용을 갖는 궤적이 결정될 수 있다. 현실적인 충돌 없는 솔루션을 찾을 수 없는 경우 최상의 궤적을 시험적으로 전송할 수 있다.
협력을 위해, 충돌 없는 튜플은 다른 차량의 기준/대체/요구 궤적에서 형성될 수 있다. 여기서 적어도 하나의 요구 궤적이 포함된다. 위의 튜플 각각에 대해 가장 자아 비용 효율적인 자체 솔루션이 결정될 수 있다. 전체적으로 가장 자아 비용 효율적인 솔루션을 선택할 수 있다. 아마도 다른 차량의 "우호적 요구 궤적"에 대한 해결책이 이길 것이다.
협력 부여의 이행에 대한 최종 결정을 내리고 긍정적인 경우 기준 궤적을 조정한다.
마지막으로, 기준 궤적, 대체 궤적 및 해당되는 경우 요구 궤적이 전송된다.
이 개념에는 각각 하나의 비용 값이 있는 궤적과 궤적을 분류하고 카테고리 화 할 수 있는 가능성이 포함된다. 궤적은 기준 궤적, 요구 궤적 및 대체 궤적으로 분류된다. 대체 궤적은 협력 제안으로 이해될 수 있다. 기준 궤적은 정의된 관찰 시간 내에 충돌이 발생할 수 있다. 관찰 시간이 만료되면 충돌 없음이 필요로 된다. 차량의 기준 궤적이 충돌하지 않더라도 대체 궤적과 요구 궤적은 정당화된다.
따라서, 차량은 자체 비용 함수 내에서 단점을 수용할 수 있기 때문에 주행하고자 하는 궤적을 예방적으로/선제적으로 전달할 수 있다. 각 차량에 영향을 미치기 전에 협력 협상이 가능하다. 이것은 협력에 관련된 차량의 기동을 효율적으로 최적화할 수 있는 기회를 제공한다. 또한 모든 협력 파트너의 선호도가 노력 값 또는 비용을 통해 명시적으로 코딩 되고 전달되어 펠로우 차량에 대한 광범위한 비용 분석이 생략될 수 있기 때문에 계산 필요 사항이 극도로 감소할 가능성이 있다. 전달된 비용 값(cost value)은 협력 파트너의 비용을 보다 정확하게 추정할 수 있기 때문에 성공적인 협력 기회를 증가시킨다; 적용 가능한 경우 펠로우 비용에 대한 현지 추정치는 완전히 생략될 수 있다. 수신된 펠로우 궤적 중 하나에 대한 비용은 차량에서 로컬로 추정할 수도 있다. 적용 가능한 경우 펠로우 비용의 수신 비용 값을 조정할 수 있다. 이를 통해 적은 계산 노력으로 자체 비용과 펠로우 비용을 대략적으로 비교할 수 있다. 카테고리를 도입하면 기동 계획 알고리즘을 더 잘 지원할 수 있다.
주기적 또는 이벤트 기반(즉, 특정 조건이 충족되는 경우)의 차량 간의 궤적 정보 교환을 기반으로 하는 여러 차량 간의 협력적 기동 조정 방법이 설명된다. 먼저 전송된 정보가 설명된다. 그런 다음 조정 개념이 다른 방법 변형으로 설명된다.
첫째, 전송 규칙은 다양한 궤적에 대해 정의된다. 다음에서 교환된 궤적 집합 또는 궤적 클러스터로 설명되는 교환된 궤적 정보는 차량의 기준 궤적, 요구 궤적의 수 M(M > = 0), 수의 N(N > = 0), 및 전송된 각 궤적에 대한 대체 궤적 및 상대 비용 값 C(-1 <= C <= 1)으로 구성된다
기준 궤적은 명시적으로 표시되며, 예를 들어 항상 메시지에서 가장 먼저 나오기 때문이다. 이는 대안적으로 또는 추가로 명시적 마커로 식별할 수도 있다. 각 궤적에 대해 협력 제안(cooperation offer)/비상 궤적(emergency trajectory)/배치 궤적(deployment trajectory) 등으로 특별한 카테고리가 전송될 수 있다. 각 궤적은 궤적이 카테고리와 함께 참조하는 다른 차량의 V2X ID 목록으로 보완될 수 있다.
"제안" 카테고리는 예를 들어 비상 차량 접근을 위한 통로를 만들거나 장애물을 피하는 것과 같은 특수한 상황에서, 펠로우 차량에 궤적을 제안하는 데 사용될 수 있다.
궤적의 상대적 비용 값은 다음과 같이 설정된다. 기준 궤적은 -1 < C0 <1 구간에서 비용 값 C0를 갖는다. 요구 궤적의 비용 값은 C < C0 이다. 대체 궤적의 비용 값은 C > C0 이다.
기준 궤적은 차량이 현재 추종하고 있는 궤적이며 구동 제어기/운전자의 목표량이다. 기준 궤적은 원칙적으로 충돌이 없어야 하지만 제한된 기간이나 예측 한계 이상 또는 TTC(Time-to-collision) 임계 값 이상에서는 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하면 StVO(도로 교통 규정)에 따라 해결된다. 충돌은 StVO에 따라 종속된 차량에 의해 해결될 수 있다. 따라서 우선 차량은 충돌하는 궤적을 계속 보낼 수 있다.
대체 궤적은 기준 궤적보다 비용이 많이 들지만 적용 가능한 경우 차량이 계속 구동할 의사가 있는 궤적이다. 여기에서 "적용 가능한 경우"는 "예약 중"을 의미하며, 즉 대체 궤적이 기준 궤적이 되기 전에 운전자의 승인을 요청할 수 있다. 또한 전체 상황에 대한 평가가 이루어질 수 있으며, 여기에서 자체 추가 비용이 다른 차량에 대한 충분한 혜택으로 상쇄되는지 여부를 확인한다(현지 관점에서). 선택적으로, 대체 궤적은 다른 모든 기준 궤적과 충돌하지 않는 방식으로 계획될 수 있다.
요구 궤적은 원하는 목적지를 더 잘 충족시키는 궤적이므로 기준 궤적보다 유리하다. 요구 궤적이 다른 궤적과 상충(conflict)이 된다. "다른 궤적"은 펠로우 기준 궤적으로 이해되어야 한다. 다른 궤적들이 너무 짧은 경우, 예를 들어 상이한 계획 한계로 인하여, 기준 궤적의 내부 외삽과 상충이 발생하기에 충분한다.
궤적 클러스터의 교환된 궤적은 유클리드 공간(Euclidean space)에서 궤적으로 배타적으로 인식되는 것이 아니라 다른 가능한 공간의 궤적일 수도 있다. 예를 들어 차선 중앙을 따라 있는 프레네 공간(Frenet space)이 있으며, 궤적은 각 차선의 표시와 시간에 따른 차선 중앙의 섹션으로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 궤적 클러스터는 구조화된 교통 공간(예를 들어, 차선 표시가 있는 고속도로)에서 효율적으로 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 관련된 차량은 협력과 독립적으로 교환되는 자아 상태 또는 센서 정보와 같은 환경 메시지를 사용한다. 이런식으로, 다른 도로 사용자의 궤적은 예를 들어 펠로우 센서 데이터의 도움으로 상황을 더 명확하게 분류함으로써 추가적으로 그럴 듯 해 질 수 있다.
예를 들어, 또 다른 차가 고속도로까지 구동하고 그런 다음 협력할 필요가 있겠다는 상황 분석을 인식한 차량은 예를 들어 이미 선제적으로 협력을 제공할 수 있다. 적절한 대체 궤적을 생성하고 전송하여 이를 수행한다(선택적으로 "협력 제안" 카테고리도 설정). 구동 차량은 적절한 요구 궤적을 즉시 생성하고 전송할 수 있다. 그러면 메인 차선의 차량이 기준 궤적을 조정한다. 여기에 설명된 계산 효율성이 더 높은 개념은 차량이 영구적으로 협력을 제공한다는 사실에 기반한다.
특정 상황에서, 다른 차량에 제안으로 궤적을 보내는 것이 도움이 될 수 있다. 예를 들어 고속도로에 긴급 차량 접근을 위한 복도를 형성하려는 긴급 차량의 경우이다. 이러한 제안은 수동 주행 차량에 운전자에게 힌트로 유용할 수 있다. 조정 시간이 거의 없다면 갑작스러운 비상 상황(예기치 않은 장애물 회피)의 경우 또 다른 가능한 사용이 발생할 수 있다. 제안서는 또한 오른쪽-앞-왼쪽 교차로에 동시에 많은 차량이 있는 것과 같이 모호한 상황에서 도움이 될 수 있다. 이를 위해 차량은 다른 차량의 궤적을 계산하고 이를 "제안"으로 표시하고 주소 지정 차량의 V2X ID를 제공한다. 제안 궤적은 기동 협력 메시지에 첨부되어 전송된다. 이 경우 제안 궤적의 비용 값은 관련이 없다. 다른 차량은 메시지를 수신하고 제안이 포함되어 있는지 확인한다. 일반적인 궤적 결정 범위 내에서 제안의 타당성을 평가하고 적용 가능한 경우 우선적으로 고려한다. 장점은 가능한 대안 내부 솔루션이 있는 경우 중앙 위치에 의해 조정된 변형이 제안된다는 것이다. 여기에 설명된 방법은 중앙 기동 조정을 가능하게 한다.
여기에 제시된 접근 방식을 통해 협력적 기동의 효율적인 최적화를 달성할 수 있다. 하나의 요구 궤적 또는 하나의 대체 궤적 대신 각 차량은 이러한 궤적의 여러 변형을 보낸다. 전달된 협력 비용을 통해 다른 차량이 선호도를 인식하게 된다. 수신 차량은 이제 선호하는 솔루션을 직접 선택할 수 있다. 또한 자체 솔루션을 중심으로 여러 요구 궤적 또는 대체 궤적을 추가로 결정하고 보낼 수 있다.
여기에 제시된 접근 방식에 대한 기술적 배경에 대한 추가 정보는 다음 소스에서 찾을 수 있다.
https://www.imagine-online.de/home/(2018 년 1 월 26 일 게시) 프로젝트 IMAGinE-지능형 기동 자동화-실시간 협력 위험 회피 Werling(Projekt IMAGinE-Intelligente Man
Figure 112020110854386-pct00001
ver Automatisierung-Echtzeit) 월링(Werling) 등, "이산화된 터미널 매니 폴드를 사용하는 시간이 중요한 거리 시나리오를 위한 최적 궤적(Optimal trajectories for time-critical street scenarios using discretized terminal manifolds)", 로보틱스 리서치 국제 저널(The International Journal of Robotics Research), 2011년, 듀링(D
Figure 112020110854386-pct00002
ring) 등, "다양한 교통 상황에서 갈등 해결을 위한 적응형 협력적 기동 계획 알고리즘(Adaptive Cooperative Maneuver Planning Algorithm for Conflict Resolution in Diverse Traffic Situations)", 커넥티드 차량 및 엑스포 국제 컨퍼런스(International Conference on Connected Vehicles and Expo), 2014년, DE10 2016209330 A1, DE10 2012 011 994 A1.
마지막으로, "갖는(having)", "포함하는(comprising)" 등과 같은 용어는 다른 요소나 단계를 배제하지 않으며 "한(a)" 또는 "하나(an)"와 같은 용어는 다수를 배제하지 않는다. 청구항의 참조 번호는 제한으로 간주되어서는 안된다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 외부 차량(104)의 외부 기동을 사용하여 차량(100)의 미래 주행 기동을 협력적으로 조정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    외부 차량(104)으로부터 외부 데이터 패킷(202)을 수신하는 단계 - 상기 외부 데이터 패킷(202)은 외부 기준 궤적(206)의 외부 궤적 세트(200) 및 선택적으로 상기 외부 차량(104)에 대한 적어도 하나의 외부 궤적(204)을 포함하고, 상기 외부 데이터 패킷(202)은 상기 외부 기준 궤적(206)을 특징 짓는 외부 기준 복잡도 값(207) 및 선택적으로 상기 외부 궤적(204)을 특징 짓는 외부 복잡도 값(208)을 더 포함함 -;
    상기 외부 기준 궤적(206) 및 선택적으로 상기 외부 궤적(204)을 사용하여 상기 차량(100)에 대한 기준 궤적(110)으로서 상기 차량(100)에 대한 궤적 세트(106)로부터 궤적(108)을 선택하는 단계 - 상기 궤적 세트(106)의 궤적(108)은 외부 기준 궤적(206)을 향해 그리고 선택적으로 충돌 한계 내에서 외부 궤적(204)을 향해 충돌이 없는 궤적을 상기 기준 궤적(110)으로 선택됨 -;
    하한 궤적(111) 및 상한 궤적(113)을 사용하여 상기 궤적 세트(106)의 상기 기준 궤적(110) 및 추가 궤적(108)을 평가하는 단계 - 상기 기준 궤적(110)에는 기준 복잡도 값(114)이 할당되고 상기 궤적(108)에는 각각 복잡도 값(112)이 할당되고, 상기 하한 궤적(111)은 가능한 가장 낮은 주행 복잡도를 갖는 상기 차량(100)에 대한 현재 이상적인 궤적을 나타내며 상기 복잡도 값 공간의 하한 값을 정의하고, 및 상기 상한 궤적(113)은 협력을 위해 현재 허용 가능한 최대 추진 복잡도 및 복잡도 값 공간의 상한 값을 정의함 -;
    상기 기준 복잡도 값(114), 하한 값, 상기 상한 값, 상기 외부 기준 복잡도 값(207) 및 선택적으로 상기 외부 복잡도 값(208)을 사용하여 협력 요구 값을 결정하는 단계 - 상기 협력 요구 값은 협력 요청을 통해 자신의 상황을 개선하는 것이 더 합리적인지 또는 외부 차량의 협력 요청을 수행하는 것이 더 합리적인지를 나타냄 -;
    기준 복잡도 값(114) 및 협력 요구 값을 사용하여 궤적 세트(106)의 궤적(108)에서 적어도 하나의 협력 궤적(300)을 선택하는 단계 - 협력 궤적(300)으로서, 상기 협력 요구 값이 상기 외부 차량(104)에게 협력을 제공해야 함을 나타내는 경우, 상기 기준 복잡도 값(114)과 상기 상한 값 사이의 복잡도 값(112)을 갖는 궤적(108)이 대체 궤적으로 선택되거나, 또는 협력 궤적(300)으로서, 상기 협력 요구 값이 상기 외부 차량(104)으로부터 협력을 요청해야 함을 나타내는 경우, 상기 기준 복잡도 값(114)과 상기 하한 값 사이의 복잡도 값(112)을 갖는 궤적(108)이 요구 궤적으로 선택됨 -;
    데이터 패킷(120)을 상기 외부 차량(104)에 전송하는 단계 - 상기 데이터 패킷(120)은 상기 기준 궤적(110) 및 상기 기준 궤적(110)과 연관된 상기 기준 복잡도 값(114)을 포함하고, 뿐만 아니라 적어도 상기 협력 궤적(300) 및 상기 협력 궤적(300)과 연관된 상기 복잡도 값(112)을 포함함 -
    를 포함하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평가하는 단계에 있어서,
    상기 현재 허용되는 최대 주행 복잡도는 기준 복잡도 값을 사용하여 설정되는
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 복잡도 값은 하한 궤적(111) 및/또는 상기 기준 궤적(110)을 사용하여 결정되는
    방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계에 있어서,
    상기 데이터 패킷(120)은 상기 하한 궤적(111) 및/또는 상기 상한 궤적(113)을 더 포함하는
    방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계에 있어서,
    상기 외부 차량(104)이 종속된 경우 상기 외부 기준 궤적(206)을 외부 요구 궤적(204)으로 분류하고, 그리하여 상기 외부 차량은 더 이상 상기 기준 궤적(110)으로서 상기 충돌 한계 내에서 충돌이 없는 상기 궤적(108)의 선택으로 고려되지 않는
    방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계에 있어서,
    외부 협력 준비 값은 상기 외부 기준 복잡도 값(207)과 상기 외부 복잡도 값(208)을 사용하여 결정되고,
    상기 적어도 하나의 협력 궤적(300)을 선택하는 단계에 있어서, 상기 협력 궤적(300)은 상기 외부 협력 준비 값을 사용하여 더 선택되는
    방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계에 있어서,
    궤적(108)은 적어도 협력 량만큼 상기 기준 복잡도 값(114)보다 상기 상한 값에 더 가까운 복잡도 값의 궤적(108)이 협력 궤적(300)으로서 선택되는
    방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계에 있어서,
    상기 외부 궤적 세트(200)는 상기 궤적(108)이 계산된 시간 상으로 변환되는
    방법.
  9. 장치(102)에 있어서,
    상기 장치(102)는 대응하는 유닛에서 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행, 구현 및/또는 제어하도록 구성되는
    장치
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행, 구현 및/또는 제어하도록 구성된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능 저장 매체.

  11. 삭제
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