KR102537901B1 - 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법 - Google Patents
전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
차량이 자율주행 중(자율주행 모드, ACC 모드, 상시 ACC 작동) 전방 차량의 브레이크 램프 연동과 전방 레이더 및 전측방 레이더를 복합적으로 이용하여 회피 기동을 수행함으로써, 신속하고 정확한 회피기동을 도모하도록 한 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법에 관한 것으로서, 자율주행 중 DCU에서 전방 카메라를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하며, 자율주행 중 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하며, 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하여, 전방 물체와의 충돌을 방지한다.
Description
본 발명은 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 차량이 자율주행 중(자율주행 모드, ACC 모드, 상시 ACC 작동) 전방 차량의 브레이크 램프 연동과 전방 레이더 및 전측방 레이더를 복합적으로 이용하여 회피 기동을 수행함으로써, 신속하고 정확한 회피기동을 도모하도록 한 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량에서 자율주행 모드, 크루즈 컨트롤 시스템(Cruise Control System; 이하, "ACC"라 약칭함), 상시 ACC 동작과 같은 자율주행은 차량 전방에 장착된 레이더(또는, 라이다) 신호를 이용하여 앞차와의 거리를 측정 및 전방 차량의 속도와 자차량의 속도를 비교하고, 운전자가 설정한 설정 속도 이내에서 차량의 구동/제동 제어를 수행하여 앞 차량과의 차간 거리를 맞춰 주행하는 제어 기술을 의미한다.
자율 주행이 이루어지는 경우, 전방 레이더 및 전측방 코너 레이더를 이용한 물체 인식을 하고, 물체가 설정 거리 이내에서 감지되면 회피기동을 한다.
여기서 전방 및 전측방 물체 감지는 레이더(또는, 라이다)를 이용한 차량 자체(물체)를 감지하는 방식으로서, 물체 감지는 가능하나, 전방 차량의 브레이크 램프 동작 상황은 인지하지 못하므로, 회피기동의 판단에 정확성이 떨어져, 전방 차량의 브레이크 램프 조작으로 인한 차량 사고를 방지할 수 없다.
따라서 자율주행 중 전방 차량의 브레이크 동작 상태와 전방 레이더 및 코너 레이더를 조합하여 신속하고 정확하게 회피기동을 수행하여, 차량 사고를 방지할 수 있는 기술이 필요하다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 차량의 자율주행 중에 전방 레이더 및 전측방 레이더를 이용한 물체 인식을 통해 회피기동을 수행함으로써 회피기동의 정확성이 결여되어 발생하는 차량 사고를 미리 방지하기 위해서 제안된 것으로서, 차량이 자율주행 중(자율주행 모드, ACC 모드, 상시 ACC 작동) 전방 차량의 브레이크 램프 연동과 전방 레이더 및 전측방 레이더를 복합적으로 이용하여 회피 기동을 수행함으로써, 신속하고 정확한 회피기동을 도모하도록 한 전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템"은,
전방 차량을 촬영하기 위한 전방 카메라;
전방 물체 감지를 위한 전방 레이더;
전측방 물체 감지를 위한 코너 레이더;
자율주행 중 상기 전방 카메라와 전방 레이더 및 코너 레이더의 출력 신호를 기초로 자동 회피기동을 제어하는 DCU(Domain Control Unit);
상기 DCU와 연동하여 스티어링을 자동 조작하는 전기식 파워 스티어링(EPS; Electric Power Steering);
상기 DCU와 연동하며 차량 속도 표시 및 ACC 동작 표시를 위한 클러스터;
상기 DCU와 연동하여 차량 자세를 제어하는 차량 자세 제어장치(ESC; Electronic Stability Control);
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 ACC 기능 제어, 차량 가속 및 감속 제어를 수행하는 차량 제어 장치(VCU; Vehicle Control Unit);
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 브레이크 제어를 통해 감속을 수행하는 EPB(Electronic Parking Brake);
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 브레이크 램프의 점등 및 소등 제어를 수행하는 보디 컨트롤 모듈(BCM; Body Control Module)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 DCU는 자율주행 중 전방 카메라를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 상기 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 DCU는 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전방법"은,
(a) 자율주행 중 DCU에서 전방 카메라를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계;
(b) 상기 자율주행 중 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계;
(c) 상기 DCU에서 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 차량이 자율주행 중(자율주행 모드, ACC 모드, 상시 ACC 작동) 전방 차량의 브레이크 램프 연동과 전방 레이더 및 전측방 레이더를 복합적으로 이용하여 회피 기동을 수행함으로써, 신속하고 정확한 회피기동을 도모해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전방법을 보인 흐름도이며,
도 3은 본 발명에서 전방 차량 혹은 장애물 감지 시 회피기동 과정을 설명하는 예시이다.
도 2는 본 발명에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전방법을 보인 흐름도이며,
도 3은 본 발명에서 전방 차량 혹은 장애물 감지 시 회피기동 과정을 설명하는 예시이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템에 대한 구성도로서, 전방 차량을 촬영하기 위한 전방 카메라(101), 전방 물체 감지를 위한 전방 레이더(Front Radar)(102), 전측방 물체 감지를 위한 코너 레이더(Corner Radar)(103)를 포함할 수 있다. 여기서 코너 레이더(103)는 전방 좌·우, 후방 좌·우 해서 4개로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방 차량 브레이크 연동 비상회피 운전시스템은, 상기 전방 카메라(101)와 전방 레이더(102) 및 코너 레이더(103)의 출력 신호를 기초로 자동 회피기동을 제어하는 DCU(Domain Control Unit)(104)를 포함할 수 있다.
이러한 DCU(104)는 자율주행 중 전방 카메라(101)를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 상기 전방 레이더(102) 및 코너 레이더(103)를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환할 수 있다.
또한, 상기 DCU(104)는 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템은 상기 DCU(104)와 연동하여 스티어링(Steering)을 자동 조작하여 조향을 실행하는 전기식 파워 스티어링(EPS; Electric Power Steering)(105), 상기 DCU(104)와 연동하며 차량 속도 표시 및 ACC 동작 표시를 위한 클러스터(106), 상기 DCU(104)와 연동하여 차량 자세를 제어하는 차량 자세 제어장치(ESC; Electronic Stability Control)(107), 상기 차량 자세 제어장치(107)와 연동하여 ACC 기능 제어, 차량 가속 및 감속 제어를 수행하는 차량 제어 장치(VCU; Vehicle Control Unit)(내연기관 차량일 경우, EMS로 대체됨)(108), 상기 차량 자세 제어장치(107)와 연동하여 브레이크 제어를 수행하는 EPB(Electronic Parking Brake)(109), 상기 차량 자세 제어장치(107)와 연동하여 브레이크 램프(111)의 점등 및 소등 제어를 수행하는 보디 컨트롤 모듈(BCM; Body Control Module)(110)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 "전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전방법"을 보인 흐름도로서, (a) 자율주행 중 DCU(104)에서 전방 카메라(101)를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계(S101, S102, S104), (b) 상기 자율주행 중 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계(S103, S104), (c) 상기 DCU(104)에서 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하는 단계(S105 - S108)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 "전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템 및 방법"을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
자율주행 중 DCU(104)는 설정 거리 내에서 정차 차량 혹은 장애물이 감지되면, 차량 제동거리 범위 내에서 자동 회피기동을 수행하여 차량 사고를 방지한다.
여기서 자동 회피기동모드 진입이나 제어 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
예컨대, 자율주행 중 DCU(104)는 전방 카메라(101)를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지한다(S101- S102).
여기서 전방 차량의 브레이크 램프 작동 감지는 상기 전방 카메라(101)를 통해 획득한 전방 차량의 영상을 분석하여 전방 차량의 브레이크 램프가 작동되는지를 검출하는 방식을 이용할 수 있다. 상기 전방 차량의 브레이크 램프의 작동 유무는 통상의 영상 분석 알고리즘을 이용하여 간단하게 구현할 수 있다.
이어, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 진입을 한다.
상기 회피기동모드로 진입한 상태에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 차로 내 회피기동 가능 여부를 확인하여(S104), 차로 내 회피기동이 불가능할 경우에는 ESC(107)와 연동을 통해, VCU(또는, EMS)(108)를 제어하여 자동긴급 제동시스템인 AEB를 동작시켜 차량 제동 및 정차를 실행한다(S105). 여기서 차량 제동 및 정차 실행 시 BCM(110)을 통해 브레이크 램프(111)를 자동으로 점등시킨다.
이와는 달리 상기 차로 내 회피기동이 가능할 경우, 상기 ESC(107)와 연동을 통해 상기 VCU(108)를 동작시켜 감속 제어를 수행하고, 동시에 EPS(106)를 통해 차로 내 회피 가능한 방향으로 차량의 주행 방향을 제어하고, 아울러 BCM(110)을 통해 브레이크 램프(111)를 자동으로 점등시킨다.
한편, 상기 전방 차량 브레이크 램프가 감지되지 않으면, 상기 전방 레이더(102) 및 전측방 레이더(103)를 이용하여 전방 및 전측방 물체를 감지하고(S103). 상기 전방 및 전측방 물체 감지 결과 전방 및 전측방 물체가 감지되지 않으면 정상적인 주행을 제어하고, 상기 전방 및 전측방 물체가 감지되면 회피기동모드로 진입을 한다.
상기 회피기동모드로 진입한 상태에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 차로 내 회피기동 가능 여부를 확인하여(S104), 차로 내 회피기동이 불가능할 경우에는 ESC(107)와 연동을 통해, VCU(또는, EMS)(108)를 제어하여 자동긴급 제동시스템인 AEB를 동작시켜 차량 제동 및 정차를 실행한다(S105). 여기서 차량 제동 및 정차 실행 시 BCM(110)을 통해 브레이크 램프(111)를 자동으로 점등시킨다.
이와는 달리 상기 차로 내 회피기동이 가능할 경우, 상기 ESC(107)와 연동을 통해 상기 VCU(108)를 동작시켜 감속 제어를 수행하고, 동시에 EPS(106)를 통해 차로 내 회피 가능한 방향으로 차량의 주행 방향을 제어하고, 아울러 BCM(110)을 통해 브레이크 램프(111)를 자동으로 점등시킨다.
이상 상술한 본 발명에 따르면 차량이 자율주행 중(자율주행 모드, ACC 모드, 상시 ACC 작동) 전방 차량의 브레이크 램프 연동과 전방 레이더 및 전측방 레이더를 복합적으로 이용하여 회피 기동을 수행함으로써, 신속하고 정확한 회피기동을 도모할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
101: 전방 카메라 102: 전방 레이더
103: 코너 레이더 104: DCU
105: EPS 106: 클러스터
107: ESC 108: VCU
109: EPB 110: BCM
111: 브레이크 램프
103: 코너 레이더 104: DCU
105: EPS 106: 클러스터
107: ESC 108: VCU
109: EPB 110: BCM
111: 브레이크 램프
Claims (4)
- 전방 차량을 촬영하기 위한 전방 카메라;
전방 물체 감지를 위한 전방 레이더;
전측방 물체 감지를 위한 코너 레이더;
자율주행 중 상기 전방 카메라와 전방 레이더 및 코너 레이더의 출력 신호를 기초로 자동 회피기동을 제어하는 DCU(Domain Control Unit);
상기 DCU와 연동하여 스티어링을 자동 조작하는 전기식 파워 스티어링(EPS; Electric Power Steering);
상기 DCU와 연동하며 차량 속도 표시 및 ACC 동작 표시를 위한 클러스터;
상기 DCU와 연동하여 차량 자세를 제어하는 차량 자세 제어장치(ESC; Electronic Stability Control);
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 ACC 기능 제어, 차량 가속 및 감속 제어를 수행하는 차량 제어 장치(VCU; Vehicle Control Unit);
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 브레이크 제어를 통해 감속을 수행하는 EPB(Electronic Parking Brake); 및
상기 차량 자세 제어장치와 연동하여 브레이크 램프의 점등 및 소등 제어를 수행하는 보디 컨트롤 모듈(BCM; Body Control Module)을 포함하며,
상기 DCU는 자율주행 중 전방 카메라를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 상기 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하며,
상기 DCU는 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 상기 ESC와 연동을 통해, VCU를 제어하여 자동긴급 제동시스템인 AEB를 동작시켜 차량 제동 및 정차를 실행하고, 차량 제동 및 정차 실행 시 상기 BCM을 통해 브레이크 램프를 자동으로 점등시키며, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 기재된 전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전시스템을 이용하여 전방 차량 브레이크 연동을 통해 회피기동 운전을 제어하는 방법으로서,
(a) 자율주행 중 DCU에서 전방 카메라를 통해 전방 차량의 브레이크 램프 작동을 감지하고, 상기 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계;
(b) 상기 자율주행 중 전방 차량의 브레이크 램프 작동이 감지되지 않으면 전방 레이더 및 코너 레이더를 통해 물체를 감지하여 물체가 감지되면 자동으로 회피기동모드로 전환하는 단계; 및
(c) 상기 DCU에서 회피기동모드로 전환한 후, 차로 내 회피 가능 여부를 확인하여 차로 내 회피기동이 불가능하면 브레이크 동작을 통해 차량 제동을 수행하여 차량 정차를 실행하고, 상기 차로 내 회피기동이 가능하면 차량 감속과 조향 제어를 통해 회피 기동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차량 브레이크 연동 회피기동 운전방법.
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