KR102591356B1 - 군집주행 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 군집주행 제어장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 군집주행 제어장치는, 리더차량과 통신하여 리더차량의 운전상태 및 주행궤적을 수신받기 위한 차량 간 통신부; 차량 간 통신부를 통해 수신받은 리더차량의 운전상태를 기반으로 리더차량의 운전패턴을 학습하는 리더차량 학습부; 리더차량의 주행궤적에 따라 팔로워 차량을 자율적으로 주행시키는 자율주행부; 및 리더차량의 운전상태를 입력받아 리더차량의 운전패턴을 학습하고, 자율주행부를 통해 리더차량의 주행궤적을 추종하도록 제어하며 리더차량의 운전패턴을 적용하여 자율주행을 수행하는 추종 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

군집주행 제어장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING GROUP DRIVING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 군집주행 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 군집대열의 팔로워 차량이 군집대열을 이탈한 경우 군집 추종주행 중에 학습한 리더차량의 운전패턴을 기반으로 리더차량을 추종하여 군집대열을 유지할 수 있도록 하는 군집주행 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 군집주행이란 하나의 그룹으로 묶인 복수의 차량들이 상호 간에 주행 정보를 공유하고 외부 환경을 고려하면서, 도로를 주행하는 것을 의미한다.
하나의 군집에는 리더 차량 및 팔로워 차량이 포함된다. 리더 차량은 군집의 가장 선두에서 군집을 이끄는 차량이고, 팔로워 차량은 리더 차량을 추종하는 차량이다.
군집의 팔로워 차량은 차량 간 통신 방식 등을 통해, 전송되는 리더 차량의 주행 정보(예, GPS 좌표, 속도, 경로, 방향, 브레이크 밟는 정보)를 이용하여, 리더 차량에 대한 추종을 유지할 수 있다. 이에 따라, 팔로워 차량의 운전자는 실내에서 운전 외의 다른 행동(예, 스마트폰 조작, 취침)을 자유롭게 행할 수 있다. 이러한 군집주행에 의해 운전자의 편의가 증대되고, 수송의 효율성이 높아질 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0957137호(2010.05.03. 공고, 군집주행 제어 시스템 및 방법)에 개시되어 있다.
이와 같이 군집주행 중에 주행 도로의 상태나 교통 혼잡상태에 따라 팔로워 차량이 리더차량을 추종하지 못하고 군집대열에서 이탈하는 상황이 발생할 수 있다.
이때 팔로워 차량이 리더차량을 추종하여 군집대열을 유지하고자 할 경우 통상적인 운전패턴을 기반으로 자율주행이 이루어질 경우 군집대열을 다시 유지하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 군집대열의 팔로워 차량이 군집대열을 이탈한 경우 군집 추종주행 중에 학습한 리더차량의 운전패턴을 기반으로 리더차량을 추종하여 군집대열을 유지할 수 있도록 하는 군집주행 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 군집주행 제어장치는, 리더차량과 통신하여 리더차량의 운전상태 및 주행궤적을 수신받기 위한 차량 간 통신부; 차량 간 통신부를 통해 수신받은 리더차량의 운전상태를 기반으로 리더차량의 운전패턴을 학습하는 리더차량 학습부; 리더차량의 주행궤적에 따라 팔로워 차량을 자율적으로 주행시키는 자율주행부; 및 리더차량의 운전상태를 입력받아 리더차량의 운전패턴을 학습하고, 자율주행부를 통해 리더차량의 주행궤적을 추종하도록 제어하며 리더차량의 운전패턴을 적용하여 자율주행을 수행하는 추종 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 리더차량으로부터 수신한 리더차량의 운전상태와 주행궤적, 및 리더차량의 운전패턴을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 리더차량의 운전상태는, 리더차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선변경 시기, 진입 조향각, 진입 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 추종 제어부는, 군집대열의 이탈시 리더차량의 운전패턴을 적용하여 군집대열에 합류하도록 자율주행을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 군집주행 제어방법은, 추종 제어부가 리더차량으로부터 수신된 주행궤적에 따라 자율주행부를 통해 군집 추종주행을 수행하는 단계; 추종 제어부가 군집 추종주행 중에 리더차량으로부터 리더차량의 운전상태를 입력받아 운전패턴을 학습하는 단계; 및 추종 제어부가 리더차량의 운전패턴을 적용하여 자율주행을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 리더차량의 운전상태는, 리더차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선변경 시기, 진입 조향각, 진입 속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 추종 제어부가 리더차량으로부터 수신된 주행궤적과 리더차량의 운전상태 및 리더차량의 운전패턴을 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 자율주행을 수행하는 단계는, 추종 제어부가 리더차량과의 군집대열 이탈여부를 판단하여 리더차량의 운전패턴을 적용하여 군집대열에 합류하도록 자율주행을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 군집주행 제어장치 및 그 방법은 군집대열의 팔로워 차량이 군집대열을 이탈한 경우 군집 추종주행 중에 학습한 리더차량의 운전패턴을 기반으로 리더차량을 추종함으로써 도로 형태와 상황이 변하더라도 리더차량의 추종성능을 향상시켜 군집대열의 이탈을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 군집대열의 이탈 시 합류시간을 줄일 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 군집주행 제어장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어장치는 차량 간 통신부(10), 리더차량 학습부(20), 자율주행부(40) 및 추종 제어부(30)를 비롯하여 저장부(50)를 포함한다.
차량 간 통신부(10)는 리더차량과 V2X 통신기술을 기반으로 통신하여 리더차량의 운전상태 및 주행궤적을 수신 받는다.
V2X(Vehicle to Everything) 통신기술은 자동차에 통신 기능을 탑재해 차량 간(V2V) 소통은 물론이고 도로 인프라(V2I) 및 보행자(V2P) 등을 망라한 외부 개체와 연결할 수 있는 기술이다.
저장부(50)는 리더차량으로부터 수신한 리더차량의 운전상태 및 주행궤적 뿐만 아니라 리더차량의 운전패턴을 저장할 수 있다.
리더차량 학습부(20)는 차량 간 통신부(10)를 통해 수신 받은 리더차량의 운전상태를 기반으로 리더차량의 운전패턴을 학습한다.
여기서, 리더차량의 운전상태는 리더차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선변경 시기, 진입 조향각, 진입 속도를 포함할 수 있다.
즉, 리더차량에서 조향각이 일정범위 이상 급변하거나 방향지시등의 작동방향으로 조향각이 입력될 경우 차선변경 시기로 판단하고, 차선을 변경하는 시점에서의 조향각을 진입 조향각으로 판단하며, 차선을 변경하는 시점에서의 속도를 진입 속도로 판단하여 제공할 수 있다.
또한, 차선변경 시 도로 형태와 상황도 함께 제공함으로써 도로 형태와 상황에 따라 도로 곡률을 분석하고, 차선 변경률 및 변경 시기를 분석하여 운전패턴을 학습할 수 있도록 한다.
따라서, 리더차량 학습부(20)는 리더차량으로부터 입력된 운전상태를 기반으로 리더차량의 운전패턴을 학습하여 추종주행 시 리더차량의 운전패턴을 적용할 수 있도록 한다.
자율주행부(40)는 리더차량의 주행궤적에 따라 팔로워 차량을 자율적으로 주행시켜 추종 주행할 수 있도록 한다.
이를 위해 자율주행부(40)는 차량의 전후방 및 주변을 감지하기 위한 전방카메라, 후방카메라 및 초음파센서를 구비하고, 고정밀 지도정보를 이용하여 도로의 형태, 폭, 차선수, 곡률, 등강판 각도 등의 주행도로의 상황 및 교통 혼잡도를 분석하고, 엔진제어, 제동제어 및 조향제어를 수행하여 차량의 자율 주행을 수행한다.
추종 제어부(30)는 리더차량의 운전상태를 입력받아 리더차량의 운전패턴을 학습하고, 자율주행부(40)를 통해 리더차량의 주행궤적을 추종하도록 제어하며 리더차량의 운전패턴을 적용하여 자율주행을 수행한다.
즉, 추종 제어부(30)는 차량 간 통신부(10)를 통해 군집주행하는 리더차량으로부터 주행궤적을 입력받아 저장부(50)에 저장하고, 주행궤적을 추정하도록 자율주행부(40)를 통해 군집 추종주행을 수행하여 군집대열을 유지할 수 있도록 한다.
이때 추종 제어부(30)는 리더차량으로부터 운전상태를 입력받아 리더차량의 운전패턴을 학습함으로써 추종 주행할 때 리더차량의 운전패턴을 적용하여 차선변경을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 추종 제어부(30)는 리더차량과의 거리가 설정거리 이상 멀어져 군집대열을 이탈한 경우 리더차량과의 군집대열에 보다 빠르게 합류할 수 있도록 리더차량의 운전패턴을 적용하여 자율주행 할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 군집주행 제어장치에 따르면, 군집대열의 팔로워 차량이 군집대열을 이탈한 경우 군집 추종주행 중에 학습한 리더차량의 운전패턴을 기반으로 리더차량을 추종함으로써 도로 형태와 상황이 변하더라도 리더차량의 추종성능을 향상시켜 군집대열의 이탈을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 군집대열의 이탈 시 합류시간을 줄일 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 군집주행 제어방법에서는 먼저, 추종 제어부(30)가 군집주행하는 리더차량으로부터 차량 간 통신부(10)를 통해 주행궤적을 수신받아 자율주행부(40)를 통해 군집 추종주행을 수행한다(S10).
이때 추종 제어부(30)는 수신받은 주행궤적을 저장부에 저장할 수 있다.
S10 단계에서 군집 추종주행을 수행하면서, 추종 제어부(30)는 차량 간 통신부(10)를 통해 리더차량으로부터 리더차량의 운전상태를 입력받아 저장부(50)에 저장할 수 있다(S20).
여기서, 리더차량의 운전상태는 리더차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선변경 시기, 진입 조향각, 진입 속도를 포함할 수 있다.
즉, 리더차량에서 조향각이 일정범위 이상 급변하거나 방향지시등의 작동방향으로 조향각이 입력될 경우 차선변경 시기로 판단하고, 차선을 변경하는 시점에서의 조향각을 진입 조향각으로 판단하며, 차선을 변경하는 시점에서의 속도를 진입 속도로 판단하여 제공할 수 있다.
또한, 차선변경 시 도로 형태와 상황도 함께 제공함으로써 도로 형태와 상황에 따라 도로 곡률을 분석하고, 차선 변경률 및 변경 시기를 분석하여 운전패턴을 학습할 수 있도록 한다.
S20 단계에서 리더차량의 운전상태를 입력받은 후, 추종 제어부(30)는 리더차량 학습부(20)를 통해 리더차량으로부터 입력된 운전상태를 기반으로 리더차량의 운전패턴을 학습하여 추종주행 시 리더차량의 운전패턴을 적용할 수 있도록 한다(S30).
이와 같이 추종 제어부(30)는 군집대열을 유지하도록 군집 추종 주행을 수행하면서 리더차량으로부터 운전상태를 입력받아 리더차량의 운전패턴을 학습하여 저장부(50)에 저장할 수 있다.
이때 추종 제어부(30)는 자율주행부(40)를 통해 리더차량을 추종할 수 있도록 자율주행하면서 리더차량의 운전패턴을 적용하여 리더차량의 추종성능을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 추종 제어부(30)는 리더차량과의 거리가 설정거리 이상 멀어져 군집대열에서 이탈하였는지 판단할 수 있다(S40).
S40 단계에서 팔로워 차량이 군집대열에서 이탈하였는지 판단하여 팔로워 차량이 군집대열에서 이탈하지 않고 유지하는 경우, 추종 제어부(30)는 S10 단계로 리턴되어 계속해서 군집대열을 유지하여 군집 추종 주행을 할 수 있도록 제어한다.
반면, S40 단계에서 팔로워 차량이 군집대열에서 이탈하였는지 판단하여 팔로워 차량이 군집대열에서 이탈한 경우, 추종 제어부(30)는 저장부(50)에 저장한 리더차량의 운전패턴을 적용하여 군집대열에 보다 빠르게 합류하도록 자율주행을 수행한다(S50).
이와 같이 군집주행을 하는 리더차량과 팔로워 차량이 설정거리 이상 멀어지는 경우에 대해 리더차량의 운전자가 주행도로의 상황에 능숙하게 차선을 변경하면서 주행함으로써 거리가 멀어진다고 판단할 수 있다.
따라서, 팔로워 차량이 리더차량의 운전패턴을 학습하여 차선변경 등 추종 주행할 때 또는 군집대열에서 이탈한 경우, 추종 제어부(30)가 리더차량의 운전패턴을 적용함으로써 주행도로의 형태 및 상황에 능숙하게 대처하여 군집대열에 보다 빠르게 합류할 수 있도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 군집주행 제어방법에 따르면, 군집대열의 팔로워 차량이 군집대열을 이탈한 경우 군집 추종주행 중에 학습한 리더차량의 운전패턴을 기반으로 리더차량을 추종함으로써 도로 형태와 상황이 변하더라도 리더차량의 추종성능을 향상시켜 군집대열의 이탈을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 군집대열의 이탈 시 합류시간을 줄일 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 차량 간 통신부
20 : 리더차량 학습부
30 : 추종 제어부
40 : 자율주행부
50 : 저장부

Claims (8)

  1. 리더 차량(Leading Vehicle)을 포함하는 군집 대열에 포함된 팔로워 차량(Following Vehicle)을 제어하는 방법에 있어서,
    적어도 하나 이상의 센서로부터 획득한 데이터에 기초하여 군집에서의 주행을 제어하는 단계-상기 적어도 하나 이상의 센서는, 카메라 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함-;
    상기 리더 차량과 상기 팔로워 차량간 거리가 설정 거리에 있는 경우, 상기 리더 차량과의 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 통신을 통해 제1 자율 주행 모드에 따라 상기 팔로워 차량을 운행하는 단계; 그리고
    상기 리더 차량과 상기 팔로워 차량간 거리가 상기 설정 거리 이상 멀어진 경우, 저장부에 저장된 제2 자율 주행 모드에 따라 상기 팔로워 차량을 운행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더 차량(LV)을 포함하는 군집 대열에 포함된 팔로워 차량(FV)을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리더 차량은, 상기 군집 대열에서 가장 선두에 있는 차량을 의미하고,
    상기 팔로워 차량은, 상기 리더 차량을 추종하는 군집 대열내 적어도 하나 이상의 차량을 의미하는 것을 특징으로 하는 리더 차량(LV)을 포함하는 군집 대열에 포함된 팔로워 차량(FV)을 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 자율 주행 모드는,
    상기 저장부에 저장된 상기 리더 차량의 운전 패턴에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 리더 차량(LV)을 포함하는 군집 대열에 포함된 팔로워 차량(FV)을 제어하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리더 차량의 운전 패턴은,
    리더 차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선 변경 시기, 진입 조향각 및 진입 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더 차량(LV)을 포함하는 군집 대열에 포함된 팔로워 차량(FV)을 제어하는 방법.
  5. 팔로워 차량(Following Vehicle)에 있어서,
    저장부;
    적어도 하나 이상의 센서; 그리고
    컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 적어도 하나 이상의 센서로부터 획득한 데이터에 기초하여 군집에서의 주행을 제어하고(상기 적어도 하나 이상의 센서는, 카메라 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함),
    리더 차량과 상기 팔로워 차량간 거리가 설정 거리에 있는 경우, 상기 리더 차량과의 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 통신을 통해 제1 자율 주행 모드에 따라 상기 팔로워 차량을 운행하고, 그리고
    상기 리더 차량과 상기 팔로워 차량간 거리가 상기 설정 거리 이상 멀어진 경우, 상기 저장부에 저장된 제2 자율 주행 모드에 따라 상기 팔로워 차량을 운행하는 것을 특징으로 하는 팔로워 차량(FV).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리더 차량은, 군집 대열에서 가장 선두에 있는 차량을 의미하고,
    상기 팔로워 차량은, 상기 리더 차량을 추종하는 군집 대열내 적어도 하나 이상의 차량을 의미하는 것을 특징으로 하는 팔로워 차량(FV).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 자율 주행 모드는,
    상기 저장부에 저장된 상기 리더 차량의 운전 패턴에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 팔로워 차량(FV).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리더 차량의 운전 패턴은,
    리더 차량에서의 도로 형태와 상황에 따른 차선 변경 시기, 진입 조향각 및 진입 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 팔로워 차량(FV).
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