KR102529915B1 - 차량의 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 차량의 외부에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 외부 센서, 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 차량 센서, 차량의 조향각을 제어하도록 구성된 조향 장치, 차량의 속도를 제어하도록 구성된 가감속 장치, 차량 내에서 경고 신호를 출력하도록 구성된 출력 장치, 외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 회로 및 하나 이상의 외부 센서, 하나 이상의 차량 센서, 조향 장치, 가감속 장치, 출력 장치 및 통신 회로와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 자율 주행과 연관된 고장을 감지하고, 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 출력 장치를 이용하여 차량의 제어권 이양을 위한 경고 신호를 출력하고, 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 가감속 장치를 제어하고, 제2 시간 구간 이후, 차량의 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 차량의 주행 차로가 유지되도록 조향 장치 및 가감속 장치를 제어할 수 있다.

Description

차량의 주행 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVE OF VEHICLE}
본 발명은 차량 내 시스템의 고장을 감지한 경우 차량의 주행을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업의 발전에 따라 자율 주행 시스템 및 부분적으로 자율 주행을 가능케 하는 주행 보조 시스템(이하, 설명의 편의를 위해 자율 주행 및 주행 보조를 모두 자율 주행이라 한다.)의 개발이 이루어지고 있다. 자율 주행 시스템은 설정 속도 유지, 차간 거리 유지, 차로 유지 및 차로 변경 등과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 자율 주행 시스템은 차량의 외부 환경을 감지하기 위한 센서, 차량에 대한 정보를 감지하기 위한 센서, GPS, 정밀 지도, 운전자 상태 감지 시스템, 조향 액츄에이터, 가감속 액츄에이터, 통신 회로 및 제어 회로(예: ECU(electronic control unit)) 등과 같은 다양한 장치들을 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다.
자율 주행 시스템의 동작을 위해서는 상술한 바와 같이 다양한 장치들이 필요하다. 상기 장치들 중 일부가 고장난 경우, 자율 주행 시스템은 정상적으로 동작할 수 없다. 자율 주행을 수행하는 동안, 자율 주행과 연관된 장치가 고장나는 경우, 운전자는 위험에 빠질 수 있다. 따라서, 자율 주행 시스템의 일부에 문제가 발생된 경우, 운전자의 위험을 감소시킬 수 있는 전략의 개발이 요구된다.
본 발명은 자율 주행 시스템에 문제가 발생된 경우 위험을 감소시킬 수 있는 차량 제어 전략을 수행하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 차량의 외부에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 외부 센서, 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 차량 센서, 차량의 조향각을 제어하도록 구성된 조향 장치, 차량의 속도를 제어하도록 구성된 가감속 장치, 차량 내에서 경고 신호를 출력하도록 구성된 출력 장치, 외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 회로 및 하나 이상의 외부 센서, 하나 이상의 차량 센서, 조향 장치, 가감속 장치, 출력 장치 및 통신 회로와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 자율 주행과 연관된 고장을 감지하고, 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 출력 장치를 이용하여 차량의 제어권 이양을 위한 경고 신호를 출력하고, 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 가감속 장치를 제어하고, 제2 시간 구간 이후, 차량의 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 차량의 주행 차로가 유지되도록 조향 장치 및 가감속 장치를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 차량의 주행 차로 및 차량과 선행 차량 사이의 거리가 유지되도록 조향 장치 및 가감속 장치를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제1 시간 구간 이후, 경고 신호를 지속적으로 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제2 시간 구간 이후, 선행 차량이 정차하면, 차량이 정차하도록 가감속 장치를 제어하고, 차량의 정차 상태를 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량이 정차하면, 비상등을 점등할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 고장이 제1 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 가감속 장치를 제어하고, 고장이 제2 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 정차하도록 가감속 장치를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 카테고리는 주행 차로의 중앙 추종 불능, 하나 이상의 차량 센서의 고장, 차량과 선행 차량 사이 거리의 제어 불능, 차량 내 네트워크의 고장 및 제어 회로의 고장을 포함하고, 제1 카테고리는 제2 카테고리를 제외한 고장을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량이 정차하면, 비상등을 점등하고, 통신 회로를 이용하여 외부 장치로 긴급 상황을 통지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 차량의 제어권을 운전자에게 이양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간 동안의 예상 주행 경로를 조향 장치 및 가감속 장치로 전달하고, 조향 장치 및 가감속 장치는, 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로의 고장이 감지되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 예상 주행 경로를 따라 정차하도록 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 조향 장치 및 가감속 장치는, 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로의 고장을 감지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 조향 장치 및 가감속 장치는, 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 차량의 제어권을 운전자에게 이양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 외부 센서는 레이더, 라이다 및 카메라를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 차량 센서는 요레이트 센서, 타이어 압력 감지 센서, 스티어링 휠 앵글 센서 및 휠 스피드 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법은 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 자율 주행과 연관된 고장을 감지하는 단계, 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 차량의 제어권 이양을 위한 경고 신호를 출력하는 단계, 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 차량을 제어하는 단계 및 제2 시간 구간 이후, 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 차량의 주행 차로가 유지되도록 차량을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 시간 구간 이후, 선행 차량이 정차하면 차량이 정차하도록 차량을 제어하고, 차량의 정차 상태를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 시간 구간 동안 차량을 제어하는 단계는, 고장이 제1 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 차량을 제어하고, 고장이 제2 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 정차하도록 차량을 제어하는 단계일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량이 정차하면, 비상등을 점등하는 단계 및 외부 장치로 긴급 상황을 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 차량의 제어권을 운전자에게 이양하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간 동안의 예상 주행 경로를 산출하는 단계 및 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로의 고장이 감지되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 예상 주행 경로를 따라 정차하도록 차량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 자율 주행과 연관된 고장이 감지되면, 고장의 유형에 따라 경고 신호의 출력, 감속 제어, 정차 제어 및/또는 긴급 상황의 통지 등과 같은 다양한 위험 감소 전략을 제공함으로써, 운전자의 안전을 향상시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 동작 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 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 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 동작 환경을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량(100)은 자율 주행을 수행할 수 있다. 차량(100)은 자율 주행 시스템에 의해 생성된 경로(110)를 따라 이동될 수 있다. 차량(100)이 자율 주행을 수행하는 동안, 자율 주행 시스템의 일부에 고장이 발생될 수 있다. 고장이 발생된 후 자율 주행을 지속하는 경우, 운전자는 위험에 빠질 수 있다. 차량(100)은 자율 주행과 연관된 고장을 감지하고, 위험을 감소시킬 수 있는 전략에 따라 차량(100)의 거동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량(100)은 경고 신호의 출력, 감속 제어, 정차 제어 및/또는 긴급 상황의 통지 등과 같은 다양한 위험 감소 전략을 수행할 수 있다. 차량(100)은 고장의 유형을 판단하고, 고장의 유형에 적합한 위험 감소 전략을 수행할 수 있다. 상술한 위험 감소 전략에 대해서는 이하에서 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치(200)(이하, 설명의 편의를 위해 “장치(200)”라 한다.)는 외부 센서(210), 차량 센서(220), 조향 장치(230), 가감속 장치(240), 출력 장치(250), 통신 회로(260) 및 제어 회로(270)를 포함할 수 있다. 장치(200)는 자율 주행 시스템의 일부일 수 있고, 차량에 탑재될 수 있다.
외부 센서(210)는 차량의 외부에 대한 정보를 감지하도록 구성될 수 있다. 외부 센서(210)는, 예를 들어, 레이더, 라이다 및/또는 카메라 등을 포함할 수 있다.
차량 센서(220)는 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성될 수 있다. 차량 센서(220)는, 예를 들어, 요레이트 센서, 타이어 압력 감지 센서, 스티어링 휠 앵글 센서 및/또는 휠 스피드 센서 등을 포함할 수 있다.
조향 장치(230)는 차량의 조향각을 제어하도록 구성될 수 있다. 조향 장치(230)는, 예를 들어, 스티어링 휠, 스티어링 휠와 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기(예: ECU(electronic control unit))를 포함할 수 있다.
가감속 장치(240)는 차량의 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 가감속 장치(240)는, 예를 들어, 스로틀(throttle), 브레이크, 스로틀 및 브레이크와 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기(예: ECU)를 포함할 수 있다.
출력 장치(250)는 차량 내에서 경고 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 출력 장치(250)는, 예를 들어, 스피커, 디스플레이 및/또는 진동 모터 등을 포함할 수 있다.
통신 회로(260)는 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(260)는 긴급 상황을 콜 센터로 통지할 수 있다.
제어 회로(270)는 외부 센서(210), 차량 센서(220), 조향 장치(230), 가감속 장치(240), 출력 장치(250) 및 통신 회로(260)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 회로(270)는 외부 센서(210), 차량 센서(220), 조향 장치(230), 가감속 장치(240), 출력 장치(250) 및 통신 회로(260)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어 회로(270) 내부에는 센서에 의해 인지된 정보를 융합하는 센서 퓨전 기술, 정밀 지도를 자율 주행에 사용하기 위한 지도 처리 기술, GPS와 센서 정보를 융합함으로써 정밀한 차량의 위치를 추정하는 정밀 측위 기술, 목적지까지 주행 상황을 판단하기 위한 판단 기술, 및 차량 제어를 위한 제어 기술이 탑재될 수 있다. 제어 회로(270)는 이더넷, CAN(controller area network) 또는 CAN-FD(CAN with flexible data-rate) 등과 같은 통신 방식 중 하나 이상의 통신 방식으로 외부 센서(210), 차량 센서(220), 조향 장치(230), 가감속 장치(240), 출력 장치(250) 및/또는 통신 회로(260)와 연결될 수 있다..
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 자율 주행과 연관된 고장을 감지할 수 있다. 자율 주행과 연관된 고장은 외부 센서(210), 차량 센서(220), GPS, 정밀 지도, 운전자 상태 감지 모듈 및 제어 회로(270) 등과 같은 자율 주행과 연관된 요소의 고장을 의미할 수 있다. 자율 주행과 연관된 고장이 발생되면, 자율 주행이 정상적으로 수행될 수 없다. 다만, 조향 장치(230) 및/또는 가감속 장치(240)가 고장나면 차량의 제어가 불가능해지므로, 본 문서에서 자율 주행과 연관된 고장은 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)의 고장을 제외한다. 제어 회로(270)는, 예를 들어, 외부 센서(210), 차량 센서(220), GPS, 정밀 지도, 운전자 상태 감지 모듈 및 제어 회로(270) 자신의 고장을 감지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 고장이 감지되면, 제1 시간 구간(예: 약 4초) 동안 출력 장치(250)를 이용하여 차량의 제어권 이양을 위한 경고 신호를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 차량의 주행 차로 및 차량과 선행 차량 사이의 거리가 유지되도록 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)를 제어할 수 있다. 제어 회로(270)는 주행 차로에서의 주행을 유지하면서 제1 시간 구간 동안 운전자에게 경고 신호를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간(예: 약 6초) 동안 차량의 주행 속도(예: 100 kph)가 목표 속도(예: 65 kph)로 감속되도록 가감속 장치(240)를 제어할 수 있다. 제어 회로(270)는 제2 시간 구간 동안 주행 속도가 목표 속도에 도달하도록 가감소고 장치를 제어할 수 있다. 제어 회로(270)는 제1 시간 구간 이후, 경고 신호를 지속적으로 출력할 수도 있다. 제2 시간 구간 동안 출력되는 경고 신호는 제1 시간 구간 동안 출력되는 경고 신호와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 제2 시간 구간 이후, 차량의 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 차량의 주행 차로가 유지되도록 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)를 제어할 수 있다. 제어 회로(270)는 차량의 주행 속도가 목표 속도를 초과하지 않고 차량이 전방 물체와 충돌하지 않도록 주행 차로 내에서 차로 유지 제어 및 차간 거리 유지 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 제2 시간 구간 이후, 선행 차량이 정차하면, 차량이 정차하도록 가감속 장치(240)를 제어하고, 차량의 정차 상태를 유지할 수 있다. 제어 회로(270)는 목표 속도로 차량을 제어하는 동안 선행 차량의 정차가 감지되면, 차량을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 고속 도로에서 정차하는 것은 추돌 사고를 유발할 수 있으므로, 선행 차량으로 인해 정차하면 고장 시 즉시 정차하는 것보다 안전할 수 있다. 제어 회로(270)는 차량이 정차하면, 비상등을 점등할 수 있다. 제어 회로(270)는 이후 선행 차량이 다시 출발하더라도, 자율 주행 시스템의 고장이 감지된 상태이므로, 정차 상태를 유지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 차량의 제어권을 운전자에게 이양할 수 있다. 제어 회로(270)는 상술한 위험 감속 전략에 따라 제어를 수행하는 동안 운전자의 개입이 인식되면, 즉시 제어권을 운전자에게 이양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 고장이 제1 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 가감속 장치(240)를 제어하고, 고장이 제2 카테고리에 포함되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 정차하도록 가감속 장치(240)를 제어할 수 있다. 제어 회로(270)는 고장의 유형에 따라 적합한 위험 감소 전략을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 카테고리는 주행 차로의 중앙 추종 불능, 하나 이상의 차량 센서(220)의 고장, 차량과 선행 차량 사이 거리의 제어 불능, 차량 내 네트워크의 고장 및 제어 회로(270)의 고장을 포함할 수 있다. 제2 카테고리는, 예를 들어, 차로 유지 제어, 전방 차량 추종 제어 또는 차간 거리 유지 제어를 불가능하게 하는 고장을 포함할 수 있다. 중앙 추종 불능 상태는, 예를 들어, 카메라 및 정밀 지도 양자에 이상이 발생된 상태일 수 있다. 차량과 선행 차량 사이 거리의 제어 불능 상태는, 예를 들어, 카메라, 레이더 및 라이다 전부에 이상이 발생된 상태일 수 있다. 차량 내 네트워크의 고장 상태는, 예를 들어, 제어 회로(270)와 다른 구성들(예: 외부 센서(210), 차량 센서(220), 조향 장치(230), 가감속 장치(240), 출력 장치(250) 및/또는 통신 회로(260) 등) 사이의 연결에 이상이 발생된 상태일 수 있다. 제어 회로(270)의 고장 상태는, 예를 들어, 제어 회로(270)에 의해 실행되는 소프트웨어에 오류가 발생된 상태일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 카테고리는 제2 카테고리를 제외한 고장을 포함할 수 있다. 제1 카테고리는, 예를 들어, 차로 유지 제어, 전방 차량 추종 제어 및 차간 거리 유지 제어가 가능한 고장을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이더 센서가 고장난 경우, 제어 회로(270)는 카메라 및 레이더를 이용하여 전방 물체를 인식할 수 있으므로, 고장은 제1 카테고리에 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어 회로(270)는 고장이 감지되더라도 차로 유지 제어, 전방 차량 추종 제어 및 차간 거리 유지 제어 등이 가능한 경우 감속 제어를 수행하고, 차로 유지 제어, 전방 차량 추종 제어 또는 차간 거리 유지 제어 등이 불가능한 경우 정차 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 차량이 정차하면, 비상등을 점등하고, 통신 회로(260)를 이용하여 외부 장치로 긴급 상황을 통지할 수 있다.
다만, 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로(270)의 고장의 경우 제어 회로(270)가 직접 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)를 제어하기 어려울 수 있으므로, 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)가 직접 정차 제어를 수행할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(270)는 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간(예: 10초) 동안의 예상 주행 경로를 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)로 전달하고, 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는, 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로(270)의 고장이 감지되면, 제2 시간 구간 동안 차량이 예상 주행 경로를 따라 정차하도록 동작할 수 있다. 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는 주행 경로를 산출할 수 없으므로, 제어 회로(270)는 자율 주행을 수행하는 동안 지속적으로 지정된 시간 구간 동안의 예상 주행 경로를 산출하고, 산출된 예상 주행 경로를 지속적으로 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)로 전달할 수 있다. 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는 차량 내 네트워크의 고장 또는 제어 회로(270)의 고장을 감지할 수 있다. 네트워크의 고장 또는 제어 회로(270)의 고장이 발생되면, 고장의 정도에 따라 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는 제어 회로(270)에 의해 제어되지 못할 수도 있다. 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는 네트워크 또는 제어 회로(270)의 고장이 감지되면, 전달된 예상 주행 경로에 따라 제1 시간 구간 동안 차로 유지 제어 및/또는 차간 거리 유지 제어 등을 수행할 수 있고, 제2 시간 구간 동안 정차 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)는 상술한 위험 감소 전략을 수행하는 동안 차량의 운전자의 개입이 인식할 수 있고, 운전자의 개입이 인식되면, 차량의 제어권을 운전자에게 이양할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 도로에서 100 kph로 자율 주행을 수행할 수 있다. 차량은 자율 주행과 연관된 고장을 감지할 수 있다. 차량은 고장의 유형에 따라 전략 1(감속 제어) 또는 전략 2(정차 제어)를 수행할 수 있다.
차량은 제1 카테고리에 포함되는 고장이 감지되면 전략 1에 따라 제어를 수행할 수 있다. 전략 1에 따르면, 차량은 자율 주행의 기능을 제한할 수 있다. 차량은 차로 유지 제어 및 차간 거리 제어만을 수행할 수 있다. 차량은 제1 카테고리의 고장이 감지되면, 4초(제1 시간 구간) 동안 운전자에게 제어권 이양 경고를 제공할 수 있다. 이 경우, 차량은 4초 동안 고장이 감지되기 전에 수행되던 기존 제어를 유지할 수 있다. 4초 동안 제어권이 운전자에게 이양되지 않으면, 차량은 경고를 유지하고, 6초(제2 시간 구간) 내에 목표 속도 65 kph까지 감속할 수 있다. 10초(제1 시간 구간+제2 시간 구간) 이후, 차량은 65 kph 이하의 속도로 차로 유지 제어 및 차간 거리 제어를 수행할 수 있다. 차량은, 예를 들어, 차로 변경 제어를 수행하지 않는다. 20초 이후, 차량은 비상 스위치를 점등할 수 있다.
고장이 발생된 상태에서 차로 유지 제어 및 차간 거리 제어를 지속적으로 수행하는 경우, 운전자는 위험 상황에 직면할 수 있다. 따라서, 차량은 전략 1을 수행하는 동안 선행 차량의 정차를 감지할 수 있고, 감지에 반응하여 정차할 수 있다. 차량은 정차 후 비상등을 점등할 수 있고, 이후 선행 차량이 다시 출발하더라도 안전을 위해 정차 상태를 유지할 수 있다.
차량은 제2 카테고리에 포함되는 고장이 감지되면 전략 2에 따라 제어를 수행할 수 있다. 전략 2에 따르면, 차량은 정차 제어를 수행할 수 있다. 차량은 제2 카테고리의 고장이 감지되면, 4초 동안 운전자에게 제어권 이양 경고를 제공할 수 있다. 이 경우, 차량은 4초 동안 고장이 감지되기 전에 수행되던 기존 제어를 유지할 수 있다. 4초 동안 제어권이 운전자에게 이양되지 않으면, 차량은 경고를 유지하고, 6초(제2 시간 구간) 내에 정차할 수 있다. 차량은 정차 후 또는 감속 중에 비상등을 점등할 수 있다. 차량은 차량이 긴급 상황에 있음을 알리기 위해 콜 센터로 연락할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 자율 주행을 수행하는 동안 지정된 시간 구간(예: 제1 시간 구간+제2 시간 구간) 동안의 예상 주행 경로를 생성할 수 있다. 차량의 조향 장치 또는 가감속 장치는 차량 내 네트워크 또는 제어 회로의 고장을 감지할 수 있다. 차량은 도 3을 참조하여 설명한 전략 2를 수행하기 위해 예상 주행 경로를 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량은 현재 시간으로부터 10초 후까지의 예상 주행 경로를 지속적으로 생성할 수 있다. 예상 주행 경로는 차량의 제어 회로에 의해 생성될 수 있고, 조향 장치 및 가감속 장치로 전달될 수 있다. 예상 주행 경로는 복수의 지점에 대한 차량 기준의 상대 좌표 정보를 포함할 수 있다. 차량은 센서의 측정 거리(예: 170m) 내에서 지정된 간격(예: 1m)으로 배치된 복수의 지점(예: 170개 지점)에 대한 좌표 정보를 포함하는 예상 주행 경로를 산출할 수 있다. 예상 주행 경로는 차로 유지를 위한 경로일 수 있다.
차량의 조향 장치 및 가감속 장치는 예상 주행 경로를 따라 전략 2를 수행할 수 있다. 차량은 고장 감지 후 4초 동안 예상 주행 경로를 따라 주행하면서 제어권 이양 경고를 제공할 수 있다. 차량은 고장 감지 후 4초부터 10초까지 예상 주행 경로를 따라 주행하면서 정차 제어를 수행할 수 있다. 고장 감지 시점으로부터 10초 후, 차량은 정차할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 2의 장치(200)를 포함하는 차량이 도 5의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 5의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(200)의 제어 회로(270)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서, 차량은 자율 주행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량은 자율 주행을 수행하면서 자율 주행 시스템의 고장을 모니터링할 수 있다.
단계 520에서, 차량은 자율 주행과 연관된 고장을 감지할 수 있다. 예를 들어, 차량은 자율 주행 시스템의 고장을 감지할 수 있고, 고장의 유형을 판단할 수도 있다.
단계 530에서, 차량은 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 차량의 제어권 이양을 위한 경고 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 차량은 차로 유지 제어 및 차간 거리 유지 제어를 수행할 수 있고, 시각적, 청각적 및/또는 촉각적 경고 신호를 출력할 수 있다.
단계 540에서, 차량은 제2 시간 구간 동안 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량은 고장 감지 전 목표 속도보다 낮은 목표 속도로 차량을 제어할 수 있다.
단계 550에서, 차량은 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 차량의 주행 차로가 유지되도록 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량은 후방 차량과의 추돌 방지를 위해 낮은 속도를 유지하면서 주행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 2의 장치(200)를 포함하는 차량이 도 6의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 6의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(200)의 제어 회로(270), 또는 조향 장치(230) 및 가감속 장치(240)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 6을 참조하면, 단계 605에서, 차량은 자율 주행을 수행할 수 있다. 단계 610에서, 차량은 자율 주행 시스템의 고장을 감지할 수 있다. 단계 615에서, 차량은 고장의 유형을 판단할 수 있다.
고장이 카테고리 1에 포함되는 경우, 차량은 제어 회로를 이용하여 이하의 제어를 수행할 수 있다. 단계 620에서, 차량은 경고 신호를 출력할 수 있다. 단계 625에서, 차량은 운전자의 개입 여부를 판단할 수 있다. 운전자의 개입이 없는 경우, 단계 630에서, 차량은 지정된 목표 속도로 감속 제어를 수행할 수 있다. 감속 제어를 수행하는 동안 차랑은 지속적으로 운전자의 개입을 감지할 수 있다. 단계 635에서, 차량은 선행 차량의 정차 여부를 판단할 수 있다. 선행 차량이 정차하는 경우, 단계 640에서, 차량은 정차 제어를 수행할 수 있고, 정차 상태를 유지할 수 있다. 운전자의 개입이 감지되는 경우, 단계 645에서, 차량은 자율 주행을 해제할 수 있다.
고장이 카테고리 2-1에 포함되는 경우, 차량은 제어 회로를 이용하여 이하의 제어를 수행할 수 있다. 단계 650에서, 차량은 경고 신호를 출력할 수 있다. 단계 655에서, 차량은 운전자의 개입 여부를 판단할 수 있다. 운전자의 개입이 없는 경우, 단계 660에서, 차량은 정차 제어를 수행할 수 있다. 정차 제어를 수행하는 동안 차랑은 지속적으로 운전자의 개입을 감지할 수 있다. 운전자의 개입이 감지되는 경우, 단계 645에서, 차량은 자율 주행을 해제할 수 있다.
고장이 카테고리 2-1에 포함되는 경우, 차량은 조향 장치 및 가감속 장치를 이용하여 예상 주행 경로에 기초하여 이하의 제어를 수행할 수 있다. 단계 665에서, 차량은 경고 신호를 출력할 수 있다. 단계 670에서, 차량은 운전자의 개입 여부를 판단할 수 있다. 운전자의 개입이 없는 경우, 단계 675에서, 차량은 정차 제어를 수행할 수 있다. 정차 제어를 수행하는 동안 차랑은 지속적으로 운전자의 개입을 감지할 수 있다. 운전자의 개입이 감지되는 경우, 단계 645에서, 차량은 자율 주행을 해제할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 7을 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

Claims (20)

  1. 차량의 주행 제어 장치에 있어서,
    상기 차량의 외부에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 외부 센서;
    상기 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 차량 센서;
    상기 차량의 조향각을 제어하도록 구성된 조향 장치;
    상기 차량의 속도를 제어하도록 구성된 가감속 장치;
    상기 차량 내에서 경고 신호를 출력하도록 구성된 출력 장치;
    외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 회로; 및
    상기 하나 이상의 외부 센서, 상기 하나 이상의 차량 센서, 상기 조향 장치, 상기 가감속 장치, 상기 출력 장치 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 상기 자율 주행과 연관된 고장(failure)이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 상기 출력 장치를 이용하여 상기 경고 신호를 출력하고,
    상기 제1 시간 구간 이후, 상기 차량의 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 상기 차량의 주행 차로가 유지되도록 상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치를 제어하며,
    상기 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도로 감속되도록 상기 가감속 장치를 제어하고,
    상기 제2 시간 구간 이후, 선행 차량이 정차하면, 상기 차량이 정차하도록 상기 가감속 장치를 제어하고, 상기 차량의 정차 상태를 유지하며,
    임의의 시점부터 일정 시간 이후까지의 예상 주행 경로를 지속적으로 생성하여, 상기 예상 주행 경로를 상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치로 지속적으로 전송하며,
    상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치는, 상기 차량 내 네트워크의 고장 또는 상기 제어 회로의 고장이 감지되면, 미리 전송받은 상기 제2 시간 구간 동안의 상기 예상 주행 경로를 따라 상기 차량이 정차하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 고장이 감지되면, 상기 제1 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 차로 및 상기 차량과 선행 차량 사이의 거리가 유지되도록 상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 시간 구간 이후, 상기 경고 신호를 지속적으로 출력하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차량이 정차하면, 비상등을 점등하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 고장이 제1 카테고리에 포함되면, 상기 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도로 감속되도록 상기 가감속 장치를 제어하고,
    상기 고장이 제2 카테고리에 포함되면, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 차량이 정차하도록 상기 가감속 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 카테고리는 상기 주행 차로의 중앙 추종 불능, 상기 하나 이상의 차량 센서의 고장, 상기 차량과 선행 차량 사이 거리의 제어 불능, 상기 차량 내 네트워크의 고장 및 상기 제어 회로의 고장을 포함하고,
    상기 제1 카테고리는 상기 제2 카테고리를 제외한 고장을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차량이 정차하면, 비상등을 점등하고, 상기 통신 회로를 이용하여 상기 외부 장치로 긴급 상황을 통지하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 상기 차량의 제어권을 상기 운전자에게 이양하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치는,
    상기 차량 내 네트워크의 고장 또는 상기 제어 회로의 고장을 감지하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치는,
    상기 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 상기 차량의 제어권을 상기 운전자에게 이양하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 외부 센서는 레이더, 라이다 및 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 차량 센서는 요레이트 센서, 타이어 압력 감지 센서, 스티어링 휠 앵글 센서 및 휠 스피드 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 차량의 주행 제어 방법에 있어서,
    제어 회로가, 상기 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 상기 자율 주행과 연관된 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 경고 신호를 출력하는 단계;
    상기 제어 회로가, 상기 제1 시간 구간 이후상기 차량의 주행 속도가 목표 속도보다 낮고 상기 차량의 주행 차로가 유지되도록 상기 차량을 제어하는 단계;
    상기 제어 회로가, 상기 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도로 감속되도록 상기 차량을 제어하는 단계;
    상기 제어 회로가, 상기 제2 시간 구간 이후, 선행 차량이 정차하면 상기 차량이 정차하도록 상기 차량을 제어하고, 상기 차량의 정차 상태를 유지하는 단계;
    상기 제어 회로가, 임의의 시점부터 일정 시간 이후까지의 예상 주행 경로를 지속적으로 생성하여, 상기 예상 주행 경로를 조향 장치 및 가감속 장치로 지속적으로 전송하는 단계; 및
    상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치는, 상기 차량 내 네트워크의 고장 또는 상기 제어 회로의 고장이 감지되면, 미리 전송받은 상기 제2 시간 구간 동안의 상기 예상 주행 경로를 따라 상기 차량이 정차하도록 동작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도로 감속되도록 상기 차량을 제어하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 시간 구간 동안 상기 차량을 제어하는 단계는,
    상기 고장이 제1 카테고리에 포함되면, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도로 감속되도록 상기 차량을 제어하고,
    상기 고장이 제2 카테고리에 포함되면, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 차량이 정차하도록 상기 차량을 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 차량이 정차하면, 비상등을 점등하는 단계; 및
    외부 장치로 긴급 상황을 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 차량의 운전자의 개입이 인식되면, 상기 차량의 제어권을 상기 운전자에게 이양하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  20. 차량의 주행 제어 장치에 있어서,
    상기 차량의 외부에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 외부 센서;
    상기 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성된 하나 이상의 차량 센서;
    상기 차량의 조향각을 제어하도록 구성된 조향 장치;
    상기 차량의 속도를 제어하도록 구성된 가감속 장치;
    상기 차량 내에서 경고 신호를 출력하도록 구성된 출력 장치;
    외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 회로; 및
    상기 하나 이상의 외부 센서, 상기 하나 이상의 차량 센서, 상기 조향 장치, 상기 가감속 장치, 상기 출력 장치 및 상기 통신 회로와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 차량이 자율 주행을 수행하는 동안 상기 자율 주행과 연관된 고장(failure)을 감지하고,
    상기 고장이 감지되면, 제1 시간 구간 동안 상기 출력 장치를 이용하여 상기 차량의 제어권 이양을 위한 상기 경고 신호를 출력하고,
    상기 제1 시간 구간 이후, 제2 시간 구간 동안 상기 차량의 주행 속도가 목표 속도로 감속되도록 상기 가감속 장치를 제어하고,
    상기 제2 시간 구간 이후, 상기 차량의 주행 속도가 상기 목표 속도보다 낮고 상기 차량의 주행 차로가 유지되도록 상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치를 제어하고, 상기 차량의 정차 상태를 유지하며,
    임의의 시점부터 일정 시간 이후까지의 예상 주행 경로를 지속적으로 생성하여, 상기 예상 주행 경로를 상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치로 지속적으로 전송하며,
    상기 조향 장치 및 상기 가감속 장치는, 상기 차량 내 네트워크의 고장 또는 상기 제어 회로의 고장이 감지되면, 미리 전송받은 상기 제2 시간 구간 동안의 상기 예상 주행 경로를 따라 상기 차량이 정차하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 장치.
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