KR102589617B1 - 운전자 보조 시스템 - Google Patents

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Abstract

레이더 반사체가 마련된 차선을 결정하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 차량 전방에 전파를 방사하고 상기 방사된 전파가 상기 차량 전방의 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하여 레이더 데이터를 획득하는 레이더, 상기 획득된 레이더 데이터에 포함된 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하고, 상기 결정된 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정하는 제어부를 포함하는 운전자 보조 시스템를 제공하여 레이더 트랙을 기반으로 차선을 인식하여 차선 정보를 획득할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

운전자 보조 시스템 {driver assistance apparatus}
개시된 발명은 운전자 보조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전방 추돌을 회피할 수 있는 운전자 보조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다. 차량은 주로 차체에 설치된 하나 이상의 차륜을 이용하여 여러 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 차량으로는 삼륜 또는 사륜 자동차나, 모터사이클 등의 이륜 자동차나, 건설 기계, 자전거 및 선로 상에 배치된 레일 위에서 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.
현대 사회에서 차량은 가장 보편적인 이동 수단으로서 차량을 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 차량 기술의 발전으로 인해 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등의 장점도 있지만, 우리나라와 같이 인구밀도가 높은 곳에서는 도로 교통 사정이 악화되어 교통 정체가 심각해지는 문제가 자주 발생한다.
최근에는 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assist System; ADAS)이 탑재된 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
차량에 탑재되는 첨단 운전자 보조 시스템의 일 예로, 전방 충돌 회피 시스템(Forward Collision Avoidance; FCA), 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Brake; AEB), 운전자 주의 경고 시스템(Driver Attention Warning, DAW), 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System; LKAS) 등이 있다. 이러한 시스템은 차량이 차선 내에서 주행하도록 하고, 차량의 주행 상황에서 객체와의 충돌 위험을 판단하고, 충돌 상황에서 긴급 제동을 통한 충돌 회피 및 경고 제공 시스템이다.
일반적으로, 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System ; LKAS)은 카메라에서 획득한 차선 정보를 활용하여 주행 중 차선 이탈 시, 보조 조향력을 발생시켜 운전의 편의를 돕는 시스템이다.
하지만 카메라는 직사광선(역광), 도로 위 먼지, 등에 의해 차선의 미인식이나 오인식 상황이 발생할 수 있고, 인식까지 걸리는 시각 지연 등에 따라 차선유지 보조 기능에 제약이 발생할 수 있다. 또한 LKAS는 근거리와 원거리의 차선 변화에 대해서도 민감하게 동작하는데, 차선의 경우 인식 시간이 오래 걸리기 때문에 성능의 제약이 따른다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 개시된 발명의 일 측면은 레이더 트랙을 기반으로 차선을 인식하여 차선 정보를 획득할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 시스템은, 레이더 반사체가 마련된 차선을 결정하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 차량 전방에 전파를 방사하고 상기 방사된 전파가 상기 차량 전방의 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하여 레이더 데이터를 획득하는 레이더, 상기 획득된 레이더 데이터에 포함된 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하고, 상기 결정된 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 상기 대상체를 상기 레이더 반사체로 결정할 수 있다.
또한, 개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 시스템은 상기 차량의 전방 영상 데이터를 획득하는 카메라를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는,상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 레이더 데이터를 사용하여 차선을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 영상 데이터를 사용하여 차선을 결정할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 방법은, 레이더 반사체가 마련된 차선을 결정하는 운전자 보조 방법에 있어서, 차량 전방에 전파를 방사하고 상기 방사된 전파가 상기 차량 전방의 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하여 레이더 데이터를 획득하고, 상기 획득된 레이더 데이터에 포함된 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하고, 상기 결정된 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하는 것은, 상기 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 상기 대상체를 상기 레이더 반사체로 결정하는 것일 수 있다.
또한, 개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 방법은, 상기 차량의 전방 영상 데이터를 획득하는 것을 더 포함하고, 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
또한, 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 것은, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 레이더 데이터를 사용하여 차선을 결정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 것은, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 영상 데이터를 사용하여 차선을 결정하는 것일 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 레이더 트랙을 기반으로 차선 인식을 수행하여 차선을 정확하게 인식하고, 원거리 차선 인식으로 차량의 조기 제어가 가능한 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 레이더 반사체가 포함된 차선의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 레이더 데이터에 기초한 차선 결정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템이 레이더 데이터 또는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 의한 레이더 데이터에 기초한 운전자 보조 방법의 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 의한 레이더 데이터 및 영상 데이터에 기초한 운전자 보조 방법의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)를 포함한다. 엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.
차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS; 11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU; 21)과, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module; 31)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS; 41) 과, 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM, 51)과, 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS, 100)을 더 포함한다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템(100)의 요청에 응답하여 엔진(10)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진(10)의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛(21)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기(20)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(21)은 엔진(10)으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈(31)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 조향 시에 감지되는 오버스티어링(oversteering) 및/또는 언더스티어링(understeering)에 응답하여 차륜의 제동을 선택적으로 해제할 수 있다(Electronic stability control, ESC). 또한, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 조향 장치(41)는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치(41)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(51)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(51)은 헤드 램프, 와이퍼, 클러스터, 다기능 스위치 및 방향 지시 램프 등을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트(cyclist), 차선, 도로 표지판 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA)와, 상향등 보조(High Beam Assist, HBA)와, 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB)과, 교통 표지판 인식(Traffic Sign Recognition, TSR)과, 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control, SCC)과, 사각지대 감지(Blind Spot Detection, BSD) 등을 제공할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득하는 카메라 모듈(101)과, 차량(1) 전방의 레이더 데이터를 획득하는 레이더 모듈(102)을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(101)은 카메라(101a)와 제어기(Electronic Control Unit, ECU) (101b)를 포함하며, 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 인식할 수 있다. 레이더 모듈(102)은 레이더(102a)와 제어기(102b)를 포함하며, 차량(1) 전방의 대상체(예를 들어, 주행 중인 차량, 도로의 시설물, 레이더 반사체 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 도 1에 도시된 바에 한정되지 아니하며, 차량(1) 주변을 스캔하며 객체를 감지하는 라이다(lidar)를 더 포함할 수 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 엔진 관리 시스템(11), 전자식 제동 제어 모듈(31) 및 전자식 조향 장치(41)에 각각 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 구동 제어 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.
도 2은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 구성을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 제동 시스템(32)과, 조향 시스템(42)과, 운전자 보조 시스템(100)을 포함할 수 있다.
제동 시스템(32)은 도 1과 함께 설명된 전자식 제동 제어 모듈(31, 도 1 참조)과 제동 장치(30, 도 1 참조)를 포함하며, 조향 시스템(42)은 전자식 조향 장치(41, 도 1 참조)와 조향 장치(40, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 전방 카메라(110)와, 전방 레이더(120)와, 복수의 코너 레이더들(130)을 포함할 수 있다.
전방 카메라(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view) (110a)를 가질 수 있다. 전방 카메라(110)는 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(1) 전방의 영상 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자, 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치를 포함할 수 있다.
전방 카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 제어부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1) 전방의 영상 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing) (120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 방사된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사파로부터 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 전방 레이더 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량, 도로의 시설물, 또는 레이더 반사체에 대한 거리 정보 및 속도 정도 및 반사파의 에너지 크기를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 대상체까지의 상태 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 대상체의 상대 속도를 산출할 수 있다.
전방 레이더(120)는 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130)은 차량(1)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더(131)와, 차량(1)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더(132)와, 차량(1)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더(133)와, 차량(1)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더(134)를 포함할 수 있다.
제1 코너 레이더(131)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방 우측을 향하는 감지 시야(131a)를 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제2 코너 레이더(132)는 차량(1)의 전방 좌측을 향하는 감지 시야(132a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다. 제3 코너 레이더(133)는 차량(1)의 후방 우측을 향하는 감지 시야(133a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제4 코너 레이더(134)는 차량(1)의 후방 좌측을 향하는 감지 시야(134a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 송신 안테나와 수신 안테나를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)은 각각 제1 코너 레이더 데이터와 제2 코너 레이더 데이터와 제3 코너 레이더 데이터와 제4 코너 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 제1 코너 레이더 데이터는 차량(1) 전방 우측에 위치하는 다른 차량,도로의 시설물 또는 레이더 반사체(이하 '대상체')에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제2 코너 레이더 데이터는 차량(1) 전방 좌측에 위치하는 대상체의 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 코너 레이더 데이터는 차량(1) 후방 우측 및 차량(1) 후방 좌측에 위치하는 대상체의 거리 정보 및 상대 속도를 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)은 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
제어부(140)는 카메라 모듈(101, 도 1 참조)의 제어기(101b, 도 1 참조) 및/또는 레이더 모듈(102, 도 1 참조)의 제어기(102b, 도 1 참조) 및/또는 별도의 통합 제어기를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 프로세서(141)와 메모리(142)를 포함한다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터와 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하고, 제동 시스템(32) 및 조향 시스템(42)을 제어하기 위한 제동 신호 및 조향 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터를 처리하는 이미지 프로세서 및/또는 레이더들(120, 130)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서 및/또는 제동 신호와 조향 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)를 포함할 수 있다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 차선을 결정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(141)는 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 대상체들의 위치(거리 및 방향), 상대 속도 및 반사파의 에너지 크기를 획득할 수 있다. 또한 프로세서(141)는 반사파의 에너지 크기에 기초하여 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 대상체를 복수의 레이더 반사체로 결정할 수 있고, 결정된 복수의 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정할 수 있다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 차선 정보를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(141)는 전방 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
프로세서(141)는 결정된 차선에 기초하여 제동 신호와 조향 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(141)는 전방 차선의 위치와 차량(1)의 속도 및 위치에 기초하여 운전자에게 차선 이탈을 경고하거나 제동 신호를 제동 시스템(32)으로 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(141)는 오디오 및/또는 디스플레이를 통한 경고를 출력하도록 할 수 있다.
프로세서(141)는 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터에 기초하여 차량(1)의 측방(전방 우측, 전방 좌측, 후방 우측, 후방 좌측) 차선의 위치(거리 및 방향)를 획득할 수 있다.
프로세서(141)는 차량(1)의 측방 차선의 위치(거리 및 방향)에 기초하여 조향 신호를 조향 시스템(42)으로 전송할 수 있다.
예를 들어, 차선까지의 거리 또는 차량(1)이 차선으로 향하는 속도에 기초하여 전방 차선의 이탈이 판단되면, 프로세서(141)는 차량(1)의 차선 이탈을 회피하기 위하여 조향 신호를 조향 시스템(42)으로 전송할 수 있다.
프로세서(141)는 차량(1)의 차선까지의 거리 또는 차량(1)이 차선으로 향하는 속도에 기초하여 차량(1)의 주행 방향을 변경함으로써 차선 이탈을 회피할지 여부를 판단할 수 있다. 차선의 위치 및 차량(1)의 속도 및 방향에 기초하여 차량(1)의 조향 이후 차선 유지가 예측되면, 프로세서(141)는 조향 신호를 조향 시스템(42)으로 전송하지 아니할 수 있다.
메모리(142)는 프로세서(141)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(141)가 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(142)는 전방 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더들(120, 130)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(141)의 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(142)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 도 2에 도시된 바에 한정되지 아니하며, 차량(1) 주변을 스캔하며 객체를 감지하는 라이다(lidar)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 레이더 반사체가 구비된 차선의 일 예시를 도시한다.
도 4를 참조하면, 레이더 반사체가 구비된 차선에서 레이더 반사체는, 레이더 반사기(Radar Reflector; M) 및/또는 레이더 반사가 가능한 도료(R)일 수 있다.
레이더 반사기(M)란, 레이더(102a)에서 방사되는 전파의 반사 능률을 높여주는 반사판을 조립한 것으로, 레이더(102a)의 응답을 강하게 하기 위하여 입사 전파 에너지를 원래의 방향으로 반사하는 성질이 있도록 만든 장치일 수 있다.
다시 말해서, 레이더 반사기(M)에 반사되어 나온 반사파의 에너지 크기는, 일반적인 물체에 반사되어 나온 반사파의 에너지 크기보다 클 수 있다.
레이더 반사가 가능한 도료(R) 또한, 레이더(102a) 에서 방사되는 전파의 반사 능률을 높여주는 도료일 수 있다.
레이더 반사가 가능한 도료(R)는 설치하는 데 드는 비용이 낮으나, 우천, 차량(1)의 주행 등의 요소에 의하여 훼손될 위험이 높다.
레이더 반사기(M)는 차선 중간 중간에 구비될 수 있다. 직선 도로의 차선의 경우에는, 차선의 곡률이 거의 변하지 않으므로, 각 레이더 반사기는 비교적 넓은 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 곡선 도로의 경우에는, 차선의 곡률이 변하기 때문에, 정확한 차선 인식을 위하여 각 레이더 반사기는 비교적 좁은 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
이하 도 5 내지 도 6을 참조하여 레이더 데이터 및/또는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 과정을 설명한다.
도 5는 일 실시예에 의한 레이더 데이터를 이용한 차선 결정 과정을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 레이더 반사체는 레이더 반사기(M)임을 전제로 설명한다.
도 5를 참조하면, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1)의 전방 대상체를 감지한다. 즉, 제어부(140)는 전방 레이더(120)로부터 수신된 레이더 데이터를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 레이더 데이터에 기초하여 차량(1)의 전방에 위치하는 대상체를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 레이더 데이터에 기초하여 차량(1)의 전방에 위치하는 복수의 레이더 반사체(M)를 감지할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 레이더 데이터에 기초하여 대상체가 복수의 레이더 반사체(M)인지 결정할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 반사파의 에너지 크기에 기초하여 대상체가 복수의 레이더 반사체(M)인지 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 대상체를 복수의 레이더 반사체(M)로 결정할 수 있다. 즉, 차선에 구비된 레이더 반사체(M)가 아닌 다른 대상체, 예를 들어, 주행 중인 차량(O), 도로의 시설물 등에서 반사되는 반사파의 에너지 크기는 복수의 반사체에서 반사되는 반사파의 에너지 크기보다 작을 것이다.
따라서, 미리 정해진 크기는 레이더 반사체(M)에서 반사되는 반사파의 예상 에너지 크기보다 작고, 주행 중인 차량(O), 도로의 시설물 등에서 반사되는 반사파의 예상 에너지 크기보다 큰 값으로 정해질 수 있다.
제어부(140)는, 대상체를 레이더 반사체(M)로 결정하면, 결정된 복수의 레이더 반사체(M)를 잇는 선(L)을 차선으로 결정할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)는 복수의 코너 레이더들(130)을 이용하여 차량(1) 주변의 차선을 결정할 수도 있다.
상술하여 설명한 바와 같이, 운전자 보조 시스템(100)은 결정된 차선에 기초하여 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA) 등의 차선 정보가 필요한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 6는 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템이 레이더 데이터 또는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)는 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리(D)보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1) 전방에 전파를 방사하고, 전파가 대상체에 부딪쳐 반사된 반사파를 관측하여 레이더 데이터를 획득하는데, 정확한 레이더 데이터를 획득하기 위해서는 집약된 전파를 방사하여야 하고 이 경우, 전파의 방사각(A1)은 전방 카메라(110)의 시야각(A2)보다 작을 수 있다.
또한, 전방 카메라(110)의 경우 차량(1)을 기준으로 멀리 위치하는 차선을 인식할 때에는 해상도가 비교적 낮고 정확성이 떨어져서 차선을 오인식 할 수 있는 확률이 비교적 증가할 수 있다.
따라서, 제어부(140)는 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리(D)보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 것이 바람직할 수 있다.
미리 정해진 거리(D)는, 전파의 방사각(A1) 및 전방 카메라(110)의 시야각(A2)에 기초하여 정해질 수 있고, 예를 들어, 전파의 방사각(A1)에 따라 전파가 차선과 맞닿을 것으로 예상되는 지점까지의 거리(D)로 미리 정해질 수 있다.
일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)는 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리(D)보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
상술하여 설명한 바와 같이, 전파의 방사각(A1)은 전방 카메라(110)의 시야각(A2)보다 작을 수 있으므로, 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리(D)보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
전방 카메라(110)의 경우 차량(1)을 기준으로 가까이 위치하는 차선을 인식할 때에는 해상도가 비교적 높아서 정확성이 증가하기 때문에 차선을 오인식 할 수 있는 확률이 비교적 감소할 수 있다.
다시 말해서, 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)는 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리(D)보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있으며, 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다.
다만, 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)가 레이더 데이터 및 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 경우에는, 결정하려는 차선의 위치가 미리 정해진 거리보다 멀거나 가깝다는 점만을 고려하는 데 한정되지 않으며, 미리 정해진 거리보다 가까운 경우에도 차선이 도로 오염 등으로 훼손 되어 인식이 불가능 한 경우에는 레이더 데이터를 이용하여 차선을 결정할 수 있고, 레이더 반사체(M)가 훼손되어 인식이 불가능 한 경우에는 영상 데이터를 이용하여 차선을 결정할 수 있음은 물론이다.
상술하여 설명한 바와 같이, 운전자 보조 시스템(100)은 결정된 차선에 기초하여 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA) 등의 차선 정보가 필요한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
이하 도 7을 참조하여 일 실시예에 의한 레이더 데이터에 기초한 운전자 보조 방법을 설명한다.
도 7은 일 실시예에 의한 레이더 데이터에 기초한 운전자 보조 방법의 순서도이다.
일 실시예에 의한 운전자 보조 방법을 구현하기 위하여, 운전자 보조 시스템(100)의 레이더(120)는 차량(1) 전방에 전파를 방사하고 전파가 대상체에 부딪쳐 반사된 반사파를 관측하여 레이더 데이터를 획득할 수 있다(1001).
이 후, 운전자 보조 시스템(100)의 제어부(140)는 대상체가 레이더 반사체(M)인지 여부를 결정할 수 있다(1002). 예를 들어, 제어부(140)는 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 대상체를 복수의 레이더 반사체(M)로 결정할 수 있다. 즉, 차선에 구비된 레이더 반사체(M)가 아닌 다른 대상체, 예를 들어, 주행 중인 차량, 도로의 시설물 등에서 반사되는 반사파의 에너지 크기는 복수의 반사체에서 반사되는 반사파의 에너지 크기보다 작을 것이다.
따라서, 미리 정해진 크기는 레이더 반사체(M)에서 반사되는 반사파의 예상 에너지 크기보다 작고, 주행 중인 차량, 도로의 시설물 등에서 반사되는 반사파의 예상 에너지 크기보다 큰 값으로 정해질 수 있다.
이 후, 제어부(140)는 복수의 레이더 반사체(M)를 잇는 선을 차선으로 결정할 수 있다(1003). 도면에는 도시되어 있지 않지만, 운전자 보조 방법을 구현하기 위한 운전자 보조 시스템(100)은 결정된 차선에 기초하여 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA) 등의 차선 정보가 필요한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 의한 레이더 데이터 및 영상 데이터에 기초한 운전자 보조 방법의 순서도이다.
일 실시예에 따른 운전자 보조 방법을 구현하기 위하여, 운전자 보조 시스템(100)의 레이더(120) 및 전방 카메라(110)는 차량(1) 전방의 레이더 데이터 및 영상 데이터를 획득할 수 있다(1101).
이 후, 제어부(140)는 차량(1)을 기준으로 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 것인지, 멀리 위치하는 차선을 결정하는 것인지 판단하고(1102), 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 영상 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다(1103).
제어부(140)는, 반대로 미리 정해진 거리보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정할 수 있다(1104).
이 후, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 운전자 보조 방법을 구현하기 위한 운전자 보조 시스템(100)은 결정된 차선에 기초하여 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA) 등의 차선 정보가 필요한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 100: 운전자 보조 시스템
110: 전방 카메라 120: 전방 레이더
130: 복수의 코너 레이더들 140: 제어부

Claims (10)

  1. 레이더 반사체가 마련된 차선을 결정하는 운전자 보조 시스템에 있어서,
    차량 전방에 전파를 방사하고 상기 방사된 전파가 상기 차량 전방의 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하여 레이더 데이터를 획득하는 레이더;
    상기 차량의 전방 영상 데이터를 획득하는 카메라; 및
    상기 획득된 레이더 데이터에 포함된 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하고, 상기 결정된 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하되, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 레이더 데이터를 사용하여 차선을 결정하고, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 영상 데이터를 사용하여 차선을 결정하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 상기 대상체를 상기 레이더 반사체로 결정하는 운전자 보조 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 레이더 반사체가 마련된 차선을 결정하는 운전자 보조 방법에 있어서,
    차량 전방에 전파를 방사하고 상기 방사된 전파가 상기 차량 전방의 대상체로부터 반사된 반사파를 수신하여 레이더 데이터를 획득하고;
    상기 획득된 레이더 데이터에 포함된 상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하고;
    상기 결정된 레이더 반사체를 잇는 선을 차선으로 결정하고,
    상기 차량의 전방 영상 데이터를 획득하는 것;을 더 포함하고,
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하고,
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 차선을 결정하는 것은,
    상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 멀리 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 레이더 데이터를 사용하여 차선을 결정하고, 상기 차량을 기준으로 미리 정해진 거리보다 가까이 위치하는 차선을 결정하는 경우에는 상기 영상 데이터를 사용하여 차선을 결정하는 것인 운전자 보조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사파의 에너지 크기에 기초하여 상기 대상체가 상기 레이더 반사체인지 결정하는 것은,
    상기 반사파의 에너지 크기가 미리 정해진 크기 이상이면 상기 대상체를 상기 레이더 반사체로 결정하는 것인 운전자 보조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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