KR102607947B1 - 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

차량 제동 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 자차량 및 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 수신부와, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 여부를 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 산출부와, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 차량 제동 제어 장치을 포함한다.

Description

차량 제동 제어 장치 및 제어 방법{A APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF VEHICLE BRAKING}
본 개시는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하는 후방 제동 제어를 수행하는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
차량의 제동 시스템은 주행 안전을 보장하기 위한 필수적인 부분으로서, 특히 운전자의 개입이 최소화되는 자율주행 차량에서는 그 중요성이 더욱 강조된다. 그리고 이러한 추세에 따라 주행 중 다양한 상황에 대응할 필요가 있으므로, 제동 제어와 관련된 기술분야는 점차 세분화되고 있다.
그 중 자동 긴급 제동(AEB, Autonomous EmergencY Braking) 기술의 경우, 차량의 충돌이 예상되는 긴급한 상황에서 운전자의 직접적인 조작 없이도 이를 인지하여 경고 및 감속 제어를 수행하는 기술로서, 최근에는 AEB 장치를 기본으로 탑재하여 출시되는 차량이 증가하는 추세에 있다.
그러나, 이러한 AEB 기술은 대부분 전방 충돌 상황을 대비하기 위한 경우가 많으며, 실질적으로 골목길, 시내 주행 및 주차 상황 등에서 운전자 시야 바깥의 차량 또는 장애물로 인한 후방 충돌이 빈번하게 발생함에도, 이를 대비하기 위한 기술은 상대적으로 미비한 바, 후방 자동 긴급 제동을 수행할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 개시는, 차량의 후방 충돌을 방지할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는, 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등의 거동을 인식하여 미리 충돌 위험을 예측할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는, 운전자가 인식하기 어려운 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등을 효과적으로 인식하여 긴급 제동을 수행할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 실시예들은 자차량 및 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 수신부와, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 여부를 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 산출부와, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 차량 제동 제어 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은 자차량 및 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 것을 포함하는 정보 수신 단계와, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 여부를 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 것을 포함하는 정보 산출 단계와, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 것을 포함하는 차량 제어 단계를 포함하는 차량 제동 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 개시에 의하면, 차량의 후방 충돌을 방지할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등의 거동을 인식하여 미리 충돌 위험을 예측할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 운전자가 인식하기 어려운 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등을 효과적으로 인식하여 긴급 제동을 수행할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치에 관한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치에서 후방 영역을 설정하는 구성에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 측면 충돌 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 정면 충돌 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 정면 충돌 상황에서 조향 제동 제어를 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량 제동 장치에서 CTRA 모델을 이용하여 차량 거동을 예측하는 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량 제동 장치에서 2차원 CTRA 모델을 이용하여 차량 거동을 예측하는 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법을 수행하는 내용을 예시적으로 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치에 관한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치(100)는, 수신부(110), 산출부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다. 그리고 수신부(110), 산출부(120) 및 제어부(130)는 서로 연결될 수 있다.
일 예로, 차량 제동 제어 장치(100)는, 자차량 및 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 수신부(110)와, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 산출부(120)와, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.
수신부(110)는, 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신할 수 있다.
거동 측정 정보는, 자차량 및 타차량의 거동을 측정한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 거동 측정 정보는 센서, GPS, 네비게이션, V2X 통신 등 통신 수단을 이용하여 전송받을 수 있다.
그리고, 거동 측정 정보는, 차량의 위치 정보, 차속 정보, 가속도 정보, 각도 정보 및 각속도 정보 등 차량의 거동이 측정된 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 각도 정보는 차량의 회전 각도를, 각속도 정보는 차량의 요레이트(Yaw Rate)를 측정한 정보가 수신되는 형태로 설정될 수 있다.
또한, 위치 정보, 차속 정보 및 가속도 정보는 그 중 적어도 하나가 수신된 다음 미적분 관계를 이용하여 나머지 정보를 산출할 수도 있다. 예를 들면, 위치 정보를 수신하면서 그 변화율을 차속 정보로 산출할 수 있고, 차속 정보를 수신하면서 그 변화율을 가속도 정보로 산출할 수 있다. 그 뿐 아니라, 각도 정보 및 각속도 정보 또한 마찬가지로 미적분 관계를 이용하여 어느 하나를 수신하여 나머지 하나를 산출할 수 있다.
한편, 수신부(110)는, 타차량의 상기 거동 측정 정보의 경우 V2X 통신을 통해 수신되는 정보를 포함할 수 있다. 여기서, V2X 통신은, 타차량과의 V2V 통신 또는 차량 주변의 도로, 표지판, 기지국 등 V2I 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 V2X 통신을 이용하여 수신되는 정보의 경우, 일반적으로 레이더, 라이더 및 카메라 등 차량 내 센서를 통해 수신되는 정보보다 더 넓은 통신 범위에서 전송되는 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 자차량을 기준으로 타차량을 인식할 수 있는 범위 및 인식 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 수신부(110)는, 도로 정보를 더 수신할 수 있다. 이 경우, 도로 정보는 카메라, 레이더 및 라이더 등의 차량 내 센서, GPS, 네비게이션 및 V2I 통신 등의 통신 수단 중 적어도 하나를 통해 전송될 수 있다.
수신되는 도로 정보를 이용하여 도로 곡률반경 정보를 산출하고, 자차량의 차속 정보 및 도로 곡률반경 정보 중 적어도 하나에 기초하여 후방 영역을 설정하는 구성에 관하여는 이하 산출부(120) 및 도 2에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
산출부(120)는, 거동 예측 정보, 충돌 예측 정보 및 후방 제동 제어 정보를 산출할 수 있다.
일 예로, 산출부(120)는, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
이 경우, 거동 측정 정보에 포함되는 정보의 형식은 거동 측정 정보에 포함되는 정보의 형식을 모두 포함할 수 있다. 예를 들면, 거동 예측 정보는, 자차량 및 타차량의 거동에 관한 정보를 포함할 수 있고, 각 차량의 위치 예측 정보, 차속 예측 정보, 가속도 예측 정보, 각도 예측 정보 및 각속도 예측 정보 등을 포함할 수 있다.
물리 기반 모델 정보는, 동역할 모델을 기반으로 하는 정보라면 어느 것이든 포함될 수 있다. 예를 들면, 물리 기반 모델 정보는, CV 모델(Constant VelocitY Model), CA 모델(Constant Acceleration), CTRA 모델 (Constant Turn Rate and Acceleration) 등을 기반으로 하는 정보를 포함할 수 있다.
물리 기반 모델 정보로 CV 모델 정보을 이용하는 경우, 거동 측정 정보에 포함되는 차속 정보에 기초하여 거동 예측 정보에 포함되는 차속 정보를 고정값으로 산출하고, 이를 이용하여 위치 예측 정보, 가속도 예측 정보, 각도 예측 정보 및 각속도 예측 정보 등의 다른 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
물리 기반 모델 정보로 CA 모델 정보를 이용하는 경우, 거동 측정 정보에 포함되는 가속도 정보에 기초하여 거동 예측 정보에 포함되는 가속도 정보를 고정값으로 산출하고, 이를 이용하여 위치 예측 정보, 차속 예측 정보, 각도 예측 정보 및 각속도 예측 정보 등의 다른 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
물리 기반 모델 정보로 CTRA 모델 정보를 이용하는 경우, 거동 측정 정보에 포함되는 각속도 정보 및 가속도 정보에 기초하여 거동 예측 정보에 포함되는 각속도 정보 및 가속도 정보를 고정값으로 산출하고, 이를 이용하여 위치 예측 정보, 차속 예측 정보 및 각도 예측 정보 등의 다른 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
그리고, CTRA 모델 정보를 이용하는 경우, 타차량의 거동 측정 정보 수신은 카메라, 레이더 및 라이더 등 자차량 내의 센서를 이용하여 이루어질 수도 있고, 타차량과의 V2I 통신을 이용하여 이루어질 수도 있다.
이와 관련하여, 산출부(120)는, 거동 측정 정보에 포함되는 각 차량의 위치 정보, 차속 정보, 각속도 정보, 가속도 정보 및 CTRA 모델 정보 중 적어도 하나를 이용하여 각 차량의 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
한편, CTRA 모델 정보를 이용하는 경우, X축, Y축 및 시간축을 이용하는 3차원 CTRA 모델 정보를 이용할 수도 있고, X축 및 Y축을 이용하는 2차원 CTRA 모델 정보를 이용할 수도 있다.
3차원 CTRA 모델 정보를 이용하는 경우, X축, Y축 및 시간축을 모두 고려하는 형태로 모델링된 것을 이용할 수 있다. 구체적으로, 자차량 및 타차량의 위치, 차속, 가속도, 각도, 각속도는 각각 X축 성분, Y축 성분 및 시간축 성분의 3개 성분에 관한 값으로 구현할 수 있다.
2차원 CTRA 모델 정보를 이용하는 경우, 3차원 CTRA 모델 정보를 이용하는 경우와 달리 별도의 시간축을 포함시키지 않은 형태로 X축 및 Y축을 고려하여 모델링된 것을 이용할 수 있다. 구체적으로, 이러한 2차원 모델링을 위해 각 차량의 차속 정보 및 각속도 정보 등을 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보 등으로 산출함으로써 X축 성분 및 Y축 성분의 2개 성분에 관한 값으로 구현할 수 있다.
예를 들면, 산출부(120)는, 자차량 및 타차량의 차속 정보, 각속도 정보, 가속도 정보 및 CTRA 모델 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
다른 예를 들면, 산출부(120)는, 자차량 및 타차량의 차속 정보 및 각속도 정보에 기초하여 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보를 산출할 수 있고, 자차량 및 타차량의 상대 차속 정보, 상대 각속도 정보, 가속도 정보 및 2차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 상대적 거동값을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
다른 예로, 산출부(120)는, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 충돌 예측 정보는, 충돌 예측 지점, 충돌 예측 시간(Time To Intervening, TTI 또는 Time To Collison, TTC), 충돌 예측 거리 및 충돌 위험도 등을 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 산출부(120)는, 자차량 및 타차량의 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량 간의 충돌 가능성을 판단할 수 있고, 충돌 예측 시간, 충돌 예측 거리, 및 충돌 예측 지점 등을 산출할 수 있다.
구체적인 예로, 자차량 및 타차량이 일직선이 아닌 위치에서 서로 다른 각도로 주행하여 후방 측면 충돌 가능성이 있다고 판단되는 상황에서는 2차원(X축 좌표, Y축 좌표) 또는 2차원(X축 좌표, Y축 좌표, 시간) 물리 기반 모델에 기초하여 충돌 예측 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련된 실시예는 이하 도 3에 대한 부분에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
다른 구체적인 예로, 자차량 및 타차량이 일직선에 위치하여 후방 정면 충돌 가능성이 있다고 판단되는 상황에서는 1차원(X축 좌표) 또는 2차원(X축 좌표, 시간) 물리 기반 모델에 기초하여 충돌 예측 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련된 실시예는 이하 도 4 및 도 5에 대한 부분에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
충돌 예측 시간 및 충돌 예측 거리는, 자차량 및 타차량의 거동 예측 정보에 기초하여 산출될 수 있다. 구체적으로, 자차량의 예측 경로 및 타차량의 예측 경로를 비교하여 충돌 예측 거리를 산출할 수 있다.
충돌 예측 시간은, 자차량의 차속과 가속도 타차량의 차속과 가속도 및 충돌 예측 거리를 고려하여 산출할 수 있다.
예를 들면, 자차량 및 타차량의 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 자차량 및 타차량 간의 충돌 예측 시간을 산출할 수 있다. 구체적으로, 자차량 및 타차량의 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 시간에 따른 각 차량의 경로를 산출할 수 있고, 각 차량의 경로가 만나는 지점을 충돌 예측 지점으로 산출할 수 있으며, 충돌 예측 지점을 기준으로 하여 자차량의 현재 위치와 충돌 예측 지점 간의 거리를 충돌 예측 거리로 산출할 수 있고, 충돌 예측 거리 / 자차량의 차속 = 충돌 예측 시간으로 산출할 수 있다.
물론, 이 경우 자차량의 경로 및 차속이 직선이어서 스칼라(Scala) 값으로 간주하여 계산 가능한 경우에는 단순 나눗셈 계산으로도 산출될 수 있을 것이나, 경로 및 차속에 있어 방향 성분의 변화가 존재하는 경우에는 벡터(Vector) 개념에 기초하여 크기 성분 및 방향 성분을 모두 고려하여 산출될 것이다.
또한, 이에 더하여, 충돌 예측 지점, 충돌 예측 거리 및 충돌 예측 시간 등의 산출은, 시간축을 고려한 3차원 모델에서는 X축 좌표, Y축 좌표, 시간축 좌표를 고려하여 산출될 수 있고, 2차원 모델에서는 X축 좌표, Y축 좌표만을 고려하여 산출될 수 있을 것이다.
예를 들어, 자차량 및 타차량 각각의 거동을 별개로 예측하는 경우, 상기 3차원 모델을 이용하여 충돌 예측 정보를 산출할 수 있고, 자차량 및 타차량의 거동 측정 정보를 이용하여 상대 속도, 상대 각속도 등의 상대 정보로 산출하는 과정을 거치는 경우에는, 자차량 및 타차량의 경로를 각각 고려할 필요 없이, 상대 정보에 기초한 상대 경로만을 고려한 2차원 모델을 이용하여 충돌 예측 정보를 산출할 수 있을 것이다.
한편, 충돌 예측 시간의 산출은 자차량과 충돌 예측 지점까지의 거리 전체에 관한 충돌 예측 거리를 이용하여 할 수도 있으나, 보다 높은 안전 보장을 위하여 미리 설정된 안전 확보 거리를 고려한 안전 거리를 이용하여 산출될 수도 있다.
예를 들면, 자차량 위치 정보가 0m, 충돌 예측 지점이 10m로 예측되어 충돌 예측 거리가 10m로 산출되고, 자차량의 차속은 10m/s, 타차량의 차속은 5m/s로 측정되었으며, 안전 확보 거리가 2m로 설정되고, “안전 거리 = 충돌 예측 거리 -안전 확보 거리” 수식을 이용하여 안전 거리를 산출하는 경우에, 안전 거리는 10m - 2m = 8m 로 산출될 수 있다.
이러한 경우, 충돌 예측 시간은, 충돌 예측 거리 10m를 기준으로 하여 충돌 예측 거리 10m / 상대 차속 (10-5)m/s = 2초로 산출될 수도 있지만, 안전 거리 8m를 기준으로 하여 안전 거리 8m / 상대 차속 5m/s = 1.6초로 산출될 수 있다.
이에 따르면, 자차량의 차속은 상대 속도 5m/s를 감소시키기 위해, 충돌 예측 거리 10m에 기초하여 산출한 충돌 예측 시간 2초를 이용하면 5m/s / 2s = 2.5m/s2의 감속도가 요구되나, 안전 거리 8m에 기초하여 산출한 충돌 예측 시간 1초를 이용하면 5m/s / 1.6s = 3.125m/s2의 감속도가 요구된다.
결과적으로, 충돌 예측 거리에 기초하여 후방 자동 긴급 제동(Rear Autonomous EmergencY Braking)에 요구되는 감속도를 2.5m/s2로 산출하여 제어하는 경우에는 자차량 및 타차량의 충돌 직전 상태로 감속하여 충돌을 방지할 수 있으나, 안전 거리에 기초하여 RAEB에 요구되는 감속도를 3.125m/s2로 산출하여 제어하는 경우에는 자차량 및 타차량의 거리가 2m로 확보된 상태에서 충돌을 방지할 수 있기 때문에, 현실에서의 충돌 가능성을 낮출 수 있고, RAEB의 안전 보장 수준을 더 높일 수 있다.
한편, 산출부(120)는 충돌 예측 정보 산출에 있어서 충돌 위험도를 더 산출할 수 있고, 이를 이용하여 자차량 및 타차량 간의 충돌 가능성 및 충돌 위험의 정도를 판단할 수 있다.
예를 들면, 충돌 위험도는, 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 충돌 위험도가 상대적으로 높다고 판단하고, 충돌 예측 시간이 예측 기준 시간 이상인 경우 충돌 위험도가 상대적으로 낮다고 판단하는 내용으로 산출될 수 있다.
다른 예를 들면, 충돌 위험도는, 충돌 예측 시간은 물론, 자차량 및 타차량의 차속과, 자차량과 타차량 간의 각도를 더 고려하여 산출될 수도 있다. 다만, 충돌 예측 시간은 그 산출 과정에서 자차량 및 타차량의 차속과 자차량과 타차량 간의 각도를 모두 고려하여 산출될 수 있는 값이므로, 차속 및 각도를 더 고려한다고 하여 충돌 예측 시간의 산출 결과 및 예측 기준 시간과의 비교 결과가 달라지지는 않는다.
그러나, 자차량 및 타차량의 차속이 각각 높은 상태에서 발생하는 충돌 피해가 낮은 상태에서 발생하는 충돌 피해보다 현실적으로 더 큰 경우가 많으므로, 이러한 점을 고려하여 자차량 및 타차량의 차속이 각각 높은 상태라면, 충돌 예측 시간이 동일하더라도 자차량 및 타차량의 차속이 각각 높은 경우의 충돌 위험이 상대적으로 더 높은 것으로 보아 충돌 위험도를 산출할 수 있다.
마찬가지로, 자차량과 타차량의 각도 또한, 0 °에 가까울수록, 즉 나란히 주행하는 방향에 가까울수록 실제 충돌 피해가 더 적을 수 있고, 180 °에 아까울수록, 즉 정면 충돌에 가까울수록 실제 충돌 피해가 더 클 수 있으므로, 이러한 점을 고려하여, 충돌 예측 시간이 동일하더라도 자차량과 타차량의 각도가 큰 경우의 충돌 위험이 상대적으로 더 높은 것으로 보아 충돌 위험도를 산출할 수 있다.
다른 예로, 산출부(120)는, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 후방 제동 제어 정보는, 운전자의 조작에 의한 제동을 제어하기 위한 정보는 물론, RAEB 제어를 수행하기 위해 필요한 제어 정보를 포함할 수 있다.
특히, 산출부(120)는, RAEB 제어를 위한 제어 정보와 관련하여, 자차량이 타차량과의 충돌을 회피하기 위하여 요구되는 감속도에 관한 감속도 정보를 산출할 수 있다.
이러한 감속도 정보는, 충돌 예측 정보에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들면, “감속도 정보 = 타차량에 대한 자차량의 상대 속도 / 충돌 예측 시간”과 같은 수식을 이용하여 산출될 수 있다. 이 경우, 상대 속도는 자차량 및 타차량에 관한 거동 예측의 시작 시간을 기준으로 하여 감속도 정보 산출에 이용될 수 있다.
다른 예로, 산출부(120)는, 자차량과 충돌 가능성이 있는 후방 차량을 인식하기 위한 후방 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 산출부(120)는, 도로 정보에 기초하여 도로 곡률반경 정보를 산출할 수 있고, 자차량의 차속 정보 및 도로 곡률반경 정보에 기초하여 후방 영역을 설정할 수 있다.
이러한 자차량의 후방 영역 산출에 관한 실시예에 대하여는 도 2에 대한 부분에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
다른 예로, 산출부(120)는, 자차량과 충돌 가능성이 있다고 판단되는 타차량을 회피하기 위하여 자차량의 주행 방향을 변화시키기 위한 조향 제동 제어 정보를 산출할 수 있다.
이 경우, 조향 제동 제어 정보는, 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하는 경우에 조향 제동 제어를 수행하는 내용으로 산출될 수 있다. 즉, 감속도 정보가 한계 감속도 이하인 경우에는 조향 제동 제어를 수행하지 않는 내용으로 산출될 수 있다. 다만 경우에 따라, 감속도 정보가 한계 감속도 이하인 경우에도 조향 제동 제어를 수행하는 내용으로 산출될 수도 있을 것이다.
그리고, 조향 제동 제어 정보는, 자차량을 기준으로 설정되는 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하는지 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 자차량의 후방 영역에 포함되는 영역 중 자차량의 좌측에 위치한 좌측면부 및 자차량의 우측에 위치한 우측면부를 포함할 수 있다.
예를 들면, 조향 제동 제어 정보는, 자차량 후방 영역의 좌측면부에 장애물이 존재하고, 우측면부에 장애물이 존재하지 않는 경우, 장애물이 존재하지 않는 우측 방향으로 조향 제동 제어를 수행하는 내용으로 산출될 수 있다.
다른 예를 들면, 조향 제동 제어 정보는, 미리 설정된 조향 측면 판단 조건을 만족하는 방향으로 조향 제동 제어를 수행하는 내용으로 산출될 수 있다. 이 경우, 조향 측면 판단 조건은 장애물 여부, 도로인지 여부 등을 판단하는 조건을 포함할 수 있다. 구체적으로, 장애물이 존재하지 않는 측면으로 조향하도록 선택하는 조건을 포함할 수 있다. 좌우 모두 장애물이 존재하지 않고, 좌측면은 도로, 우측면은 비도로인 경우라면, 타차량 주행 가능성 및 그에 따른 충돌 가능성이 상대적으로 적은 비도로인 우측면으로 조향 제동 제어를 수행하는 내용으로 산출될 수 있다.
제어부(130)는, 후방 제동 제어 및 조향 제동 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
일 예로, 제어부(130)는, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 후방 제동 제어를 수행하도록 할 수 있다. 즉, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 충돌 예측 시간이 일정 기준 미만인 경우를 충돌 위험이 높은 것으로 판단하여, 운전자의 별도 조작 없이도 RAEB를 수행하도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 제어부(130)는, 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 수행할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 후방 제동 제어 및 조향 제동 제어를 함께 수행할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하고, 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 후방 영역의 측면부 방향으로 상기 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 더 수행할 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는, 자차량 후방 영역의 좌측면부에 장애물이 존재하고, 우측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 장애물이 존재하지 않는 우측 방향으로 조향 제동 제어를 수행할 수 있다.
다른 예를 들면, 제어부(130)는, 자차량의 후방 영역 내에서 좌측면 및 우측면 모두 장애물이 존재하지 않고, 좌측면은 도로, 우측면은 비도로인 경우라면, 타차량 주행 가능성 및 그에 따른 충돌 가능성이 상대적으로 적은 비도로인 우측면으로 조향 제동 제어를 수행할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치에서 후방 영역을 설정하는 구성에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량(210)의 후방에 위치한 일정 영역을 타차량 또는 장애물 등을 인식할 수 있는 후방 영역으로 설정할 수 있다.
일반적으로, 차량 운행에 있어 타차량 또는 장애물이 후방에 위치한 경우에는 전방에 위치한 경우보다 운전자의 인식이 어렵고, 운전자가 타차량 또는 장애물을 인식할 수 없는 사각지대의 비중 또한 후방이 전방보다 넓다. 또한, 운전자가 후방의 타차량 또는 장애물을 인식하더라도, 상대적으로 후방 인식에 대한 대응 속도가 전방 인식에 의한 대응 속도보다 느릴 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치는, 운전자 인식과 무관하게 제동 시스템을 빠르게 가동할 수 있는 자동 긴급 제동(AEB) 기술을 기반으로 하여 후방 제동에서 유용하게 이용될 수 있으며, 이를 위해서는 운전자의 인식이 어려운 부분들을 모두 포함하는 타차량 및 장애물에 관한 정보를 빠르고 정확하게 수집하는 것이 요구된다. 그리고 이를 위하여는 센서, V2X 통신, GPS, 네비게이션 등을 이용하여 및 정보의 전송을 수행하는 것이 필요하다.
또한, 자차량이 인식 가능한 모든 타차량 및 장애물에 대하여 RAEB를 수행하는 것이 아니라, 자차량을 기준으로 일정한 후방 영역을 설정하여, 후방 영역 내에 위치한다고 인식되는 타차량 및 장애물에 대하여만 후방 자동 긴급 제동(RAEB) 제어 여부를 판단하는 방식으로 수행한다면, 처리 시간 및 가용 자원의 한계를 고려할 때 RAEB 제어 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량(210)의 차속(220) 및 도로 곡률반경(230) 중 적어도 하나에 기초하여 자차량의 후방 영역(240)을 설정할 수 있다.
이하에서는, 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치가 장착되어 있는 자차량(210)을 기준으로 RAEB 기술에 이용하기 위한 후방 영역(240)을 설정하는 실시예를 설명한다.
우선, 차량 제동 제어 장치는, 카메라, 레이더 및 라이더 등의 차량 내 센서, V2X 통신, GPS 및 네비게이션 중 적어도 하나를 이용하여 자차량의 차속 정보 및 도로 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 수신되는 도로 정보에 기초하여 도로 곡률반경(230)을 산출할 수 있다.
다음으로, 후방 영역(240)은, 차속 정보 및 도로 곡률반경 정보 중 적어도 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
일 예로, 후방 영역(240)은 자차량(210)의 차속(220)에 기초하여 설정될 수 있다. 구체적인 예로, 차속(220)이 X km/s인 경우, 후방 영역(240)은 X m의 반경을 가지는 영역으로 설정될 수 있다. 또는, 도로교통공단 안전거리 기준을 참조하여, 차속(220)이 80km/s 이하인 경우는 (차속 - 15) 크기로, 80km/s 초과하는 경우는 차속 크기에 해당하는 m(meter) 만큼의 반경을 가지는 영역으로 설정될 수 있다.
또는, 자차량(210)이 도로 주행중인 경우에는 후방 영역(240)의 종 방향 반경은 차속(220)에 기초하여 설정되고, 횡 방향 반경은 차선의 너비에 기초하여 설정될 수도 있을 것이다.
다른 예로, 주행중인 도로에 곡선인 부분이 있는 경우, 후방 영역(240)은 도로 곡률반경(230)에 기초하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 후방 영역(240)은 도로 곡률반경(230)의 크기를 반경으로 하는 영역으로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 후방 영역(240)은 자차량(210)의 차속(220) 및 도로 곡률반경(230)을 모두 이용하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 후방 영역(240)의 종 방향 반경은 차속(220)에 기초하여 설정하고, 후방 영역(240)의 횡 방향 반경은 도로 곡률반경(230)에 기초하여 설정될 수도 있다.
그리고 이러한 후방 영역(240)의 설정은, 차속(220) 및 도로 곡률반경(230) 뿐만 아니라, V2X 통신, GPS, 네비게이션 등을 통해 전송되는 주변 환경 정보에 기초하여, 자차량 주변의 기상 정보, 도로 노면 정보 등을 더 고려하여 설정할 수 있고 이를 통해 후방 자동 긴급 제동을 수행함에 있어서 장애물로 인식하는 범위를 효율적으로 설정함으로써, 종래의 후방 제동 기술에 비해 보다 높은 안전 수준을 확보하면서도 처리 효율 및 수행 속도를 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 차속이 작은 주차장 등에서는 차속에 기초하여 후방 영역이 상대적으로 작게 설정될 수 있지만, 곡률반경, 노면 상태 등을 고려하여 동일한 차속이라도 후방 영역이 보다 넓게 설정되는 경우도 있을 수 있다.
또한, 현실적으로 자차량과의 충돌 가능성이 현저히 낮아지는 위치에 존재하는 타차량 또는 장애물은, 센서, V2X 통신, GPS, 네비게이션 등을 통하여 관련된 정보가 전송된다 하여도 이러한 부분을 제외한 나머지 정보들만을 후방 자동 긴급 제동의 제어에 이용하므로, 긴급한 상황에서 처리 능력 부하로 후방 자동 긴급 제동의 대응 속도가 느려지는 것을 방지 또는 감소시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 측면 충돌 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 자차량이 후진 주행중이고, 자차량 후방의 우측 방향에서 타차량이 다가오는 것으로 인하여 자차량과 타차량의 후방 측면 충돌이 예상되는 경우에, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치가 제공하는 RAEB 기능을 이용하여 자차량 및 타차량의 충돌을 방지할 수 있다.
일 예로, 자차량이 자차량 제 1 위치(310)에서 자차량 제 2 위치(312) 방향으로 후진 주행중이고, 타차량이 타차량 제 1 위치(320)에서 타차량 제 2 위치(322) 방향으로 전진 주행중인 경우에, 차량 제동 제어 장치는 자차량 및 타차량의 거동 측정 정보에 기초하여 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 충돌 예측 정보를 산출하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
충돌 예측 정보 산출 결과, 자차량 및 타차량이 후방 측면 충돌 예측 위치(330)에서 충돌 가능성이 있는 것으로 판단된 경우에, 자차량에 설치된 차량 제동 제어 장치는, 후방 충돌 제동 제어를 수행하여 운전자의 조작 없이도 자차량을 감속시키는 후방 자동 긴급 제동(RAEB) 제어를 수행할 수 있다.
그리고 이러한 경우, 거동 예측 정보 및 충돌 예측 정보의 산출에 있어 위치, 차속, 가속도, 각도 및 가속도 등의 물리값들은 크기 성분 뿐만 아니라 방향 성분을 모두 고려하여 산출될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어 설명하면, “자차량 제 1 위치(310) - 자차량 제 2 위치(312) = Y축 거리”, “타차량 제 1 위치(320) - 타차량 제 2 위치(322) = X축 거리”와 같은 수식을 이용하여 자차량 및 타차량의 위치를 (X축 좌표, Y축 좌표) 형태로 산출할 수 있다.
또한, 도 3과 같이 자차량은 종 방향, 즉 Y축 방향으로, 타차량은 횡 방향, 즉 X축 방향으로 주행하는 경우에, “자차량 속도 = (자차량 차속×cos 90°, 자차량 차속×sin 90°×(-1)) = (0, -자차량 차속)”, “타차량 속도 = (타차량 차속×cos 0°×(-1), 타차량 차속×sin 0°) = (-타차량 차속, 0)”과 같은 수식을 이용하여 자차량 및 타차량의 위치를 (X축 성분, Y축 성분) 형태로 산출할 수 있다.
예를 들어, 자차량 제 1 위치(310) = (0, +10m), 자차량 제 2 위치 = (0, 0), 자차량 제 1 위치(310) - 자차량 제 2 위치(312) = 10m 이고, 자차량의 차속 크기가 10m/s 이며, 타차량 제 1 위치(320) = (+5, 0), 타차량 제 2 위치(322) = (0, 0) 타차량 제 1 위치(320) - 타차량 제 2 위치(322) = 5m 이고, 타차량의 차속 크기가 5m/s 인 경우, 자차량에서 제동 제어를 수행하지 않는다면, 1초 후에 자차량 및 타차량 모두 (0, 0) 위치에 도달하게 되므로, 자차량을 기준으로 충돌 예측 거리는 10m, 충돌 예측 시간은 1초로 산출될 수 있다.
그리고, 예측 기준 시간이 2초로 설정된 경우, 충돌 예측 시간인 1초는 예측 기준 시간인 2초 미만이므로, 충돌 가능성이 높은 상황으로 판단될 수 있다.
이러한 경우, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량 및 타차량의 충돌을 방지하기 위한 감속도를 산출할 수 있고, 이를 위해 거리 = 초기 속도 × 시간 + 1/2 × 가속도 × 시간2 , 가속도 = (초기 속도)2 / (2 ×거리)공식을 이용할 수 있다.
상기 상황에서, 자차량에 적용할 감속도를 상기 식을 이용하여 산출하면, 거리 = 자차량 제 1 위치(310) - 자차량 제 2 위치(312) = 10m, 초기 Y 성분 상대 속도 = 10m/s 이므로, 감속도 = (10m/s)2 / (2×10m) = 5m/s2 로 산출될 수 있고, 감속도 5m/s2 를 이용하면 시간 = 2초로 될 수 있다.
이와 같이, 차량 제동 제어 장치는 감속도를 5m/s2로 하는 후방 긴급 제동 제어(RAEB)를 수행하여 자차량 및 타차량의 후방 측면 충돌을 회피할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 정면 충돌 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 자차량이 후진 주행중이고, 자차량 후방의 정면 방향에서 타차량이 다가오는 것으로 인하여 자차량과 타차량의 후방 정면 충돌이 예상되는 경우에, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치가 제공하는 RAEB 기능을 이용하여 자차량 및 타차량의 충돌을 방지할 수 있다.
일 예로, 자차량이 자차량 제 1 위치(410)에서 자차량 제 2 위치(412) 방향으로 후진 주행중이고, 타차량이 타차량 제 1 위치(420)에서 타차량 제 2 위치(422) 방향으로 전진 주행중인 경우에, 차량 제동 제어 장치는 자차량 및 타차량의 거동 측정 정보에 기초하여 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 충돌 예측 정보를 산출하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
충돌 예측 정보 산출 결과, 자차량 및 타차량이 후방 정면 충돌 예측 위치(430)에서 충돌 가능성이 있는 것으로 판단된 경우에, 자차량에 설치된 차량 제동 제어 장치는, 후방 충돌 제동 제어를 수행하여 운전자의 조작 없이도 자차량을 감속시키는 후방 자동 긴급 제동(RAEB) 제어를 수행할 수 있다.
다만, 이러한 후방 정면 충돌 상황의 경우에는, 자차량이 후진 방향으로 주행하면서 타차량에 접근함과 동시에, 타차량이 전진 방향으로 주행하면서 자차량에 접근하는 상황이 된다.
이에 따라, 도 3과 같은 후방 측면 충돌 상황과 비교하면, 자차량 및 타차량의 차속 크기가 같은 경우에 상대적으로 충돌 예측 시간이 더 짧게 산출될 수 있고, RAEB 기능이 작동하여도 자차량과 타차량의 충돌을 회피하는 것이 상대적으로 더 어려울 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어 설명하면, “자차량 제 1 위치(410) - 자차량 제 2 위치(412) = Y축 거리”, “타차량 제 1 위치(420) - 타차량 제 2 위치(422) = Y축 거리”와 같은 수식을 이용하여 자차량 및 타차량의 위치를 (X축 좌표, Y축 좌표) 형태로 산출할 수 있는데, 자차량 및 타차량이 모두 종 방향, 즉 Y축 방향으로만 이동하는 상황이므로, 이후 X축 성분을 제외하고 산출하여도 무방할 것이다.
이에 따르면, 자차량 제 1 위치(410) = +10m, 자차량 제 2 위치(412) = 0m 이고, 자차량의 차속 크기가 -10m/s 이며, 타차량 제 1 위치(420) = -10m, 타차량 제 2 위치(422) = 0m 이고, 타차량의 차속 크기가 +10m/s 인 경우, 자차량에서 제동 제어를 수행하지 않는다면, 1초 후에 자차량 및 타차량 모두 0m 위치에 도달하게 되므로, 자차량을 기준으로 충돌 예측 거리는 10m, 충돌 예측 시간은 1초로 산출될 수 있다.
그리고, 예측 기준 시간이 2초로 설정된 경우, 충돌 예측 시간인 1초는 예측 기준 시간인 2초 미만이므로, 충돌 가능성이 높은 상황으로 판단될 수 있다.
이러한 경우, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량 및 타차량의 충돌을 방지하기 위한 감속도를 산출할 수 있고, 도 3의 거리 및 가속도 산출 공식을 이용하면, 거리 = 자차량 제 1 위치(410) - 자차량 제 2 위치(412) = 10m, 초기 상대속도 = +10m/s - (-10m/s) = 20m/s 이므로, 감속도 = (20m/s)2 / (2×10m) = 20m/s2 로 산출될 수 있고, 감속도 20m/s2 를 이용하면 시간 = 0.5초로 될 수 있다.
이와 같이, 차량 제동 제어 장치는 감속도를 20m/s2로 하는 후방 긴급 제동 제어(RAEB)를 수행하여 자차량 및 타차량의 후방 측면 충돌을 회피할 수 있다. 그러나, 현실적으로 감속도를 20m/s2로 하는 제동 장치 구현에는 무리가 있으므로, 도 4와 같은 후방 정면 충돌 상황에서는, 자차량의 속도 성분만을 고려하여 감속시키는 후방 자동 긴급 제동의 제어 만으로는 충돌을 일부 경감시키는 것만 가능하고, 충돌을 완전히 회피하기는 어려운 상황이 발생할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치의 측면 충돌 상황에서 조향 제동 제어를 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 4와 마찬가지로 일 실시예에 따른 자차량이 후진 주행중이고, 자차량 후방의 정면 방향에서 타차량이 다가오는 것으로 인하여 자차량과 타차량의 후방 정면 충돌이 예상되는 경우에, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치가 제공하는 RAEB 기능을 이용하여 자차량 및 타차량의 충돌을 방지할 수 있다.
일 예로, 자차량이 자차량 제 1 위치(510)에서 자차량 제 2 위치(512) 방향으로 후진 주행중이고, 타차량이 타차량 제 1 위치(520)에서 타차량 제 2 위치(522) 방향으로 전진 주행중인 경우에, 차량 제동 제어 장치는 자차량 및 타차량의 거동 측정 정보에 기초하여 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 충돌 예측 정보를 산출하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
다만, 이러한 후방 정면 충돌 상황의 경우에는, 자차량이 후진 방향으로 주행하면서 타차량에 접근함과 동시에, 타차량이 전진 방향으로 주행하면서 자차량에 접근하는 상황이 된다.
이에 따라, 상대적으로 충돌 예측 시간이 더 짧게 산출될 수 있고, RAEB 기능이 작동하여도 자차량과 타차량의 충돌을 회피하는 것이 상대적으로 더 어려울 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어 설명하면, “자차량 제 1 위치(510) - 자차량 제 2 위치(512) = Y축 거리”, “타차량 제 1 위치(520) - 타차량 제 2 위치(522) = Y축 거리”와 같은 수식을 이용하여 자차량 및 타차량의 위치를 (X축 좌표, Y축 좌표) 형태로 산출할 수 있고, 도 4와 같이 자차량 및 타차량이 모두 종 방향, 즉 Y축 방향으로만 이동하는 상황이므로, 이후 X축 성분을 제외하고 산출하여도 무방할 것이다.
이에 따르면, 자차량 제 1 위치(510) = +10m, 자차량 제 2 위치(512) = 0m 이고, 자차량의 차속 크기가 -10m/s 이며, 타차량 제 1 위치(520) = -10m, 타차량 제 2 위치(522) = 0m 이고, 타차량의 차속 크기가 +10m/s 인 경우, 자차량에서 제동 제어를 수행하지 않는다면, 1초 후에 자차량 및 타차량 모두 0m 위치에 도달하게 되므로, 자차량을 기준으로 충돌 예측 거리는 10m, 충돌 예측 시간은 1초로 산출될 수 있다.
그리고, 예측 기준 시간이 2초로 설정된 경우, 충돌 예측 시간인 1초는 예측 기준 시간인 2초 미만이므로, 충돌 가능성이 높은 상황으로 판단될 수 있다.
이러한 경우, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량 및 타차량의 충돌을 방지하기 위한 감속도를 산출할 수 있고, 도 3의 거리 및 가속도 산출 공식을 이용하면, 감속도 = (20m/s)2 / (2×10m) = 20m/s2 로, 시간 = 0.5초로 될 수 있다.
다만, 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치는, 자차량의 속도에서 크기 성분만을 감소시키는 후방 자동 긴급 제동 제어뿐만 아니라, 방향 성분을 변화시키는 조향 제동 제어도 함께 수행할 수 있으므로, 이를 이용하면, 도 4와 같이 후방 자동 긴급 제동 제어만을 수행하는 경우와 비교하여, 상대적으로 자차량과 타차량의 충격 저감 효과를 향상시킬 수 있고, 충돌 회피 가능성을 높일 수 있다.
이에 따라, 도 4의 실시예에서는 도 4 및 도 5의 초기 상태가 동일하게 주어졌음에도 감속도 20m/s2를 구현하지 못하는 한 충돌을 완전히 회피할 수는 없었으나, 도 5에서는, 자차량을 자차량 제 1 위치(510)에서 자차량 제 2 위치(512)로 이동시키는 과정에서 감속도가 20m/s2 보다 작은 경우라도, 조향 제동 제어를 함께 수행함으로써 도 4와 달리 충돌을 완전히 회피할 가능성이 향상되었고, 충돌이 저감되는 정도도 개선되었다.
다만, 이러한 조향 제동 제어는, 자차량의 후방 측면 부분에 추가적인 타차량 또는 장애물이 존재하는 경우에는 추가적인 사고 위험이 발생하게 되므로, 자차량의 후방 영역 측면부에 장애물이 존재하는지 판단하고, 존재하지 않는다고 판단되는 방향으로만 조향 제동 제어를 수행할 수 있다.
정리하면, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치는, 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하고, 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 후방 영역의 측면부 방향으로 상기 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 더 수행할 수 있다.
예를 들면, 자차량 좌측면부에 장애물이 존재하고, 우측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 장애물이 존재하지 않는 우측 방향으로 조향 제동 제어를 수행할 수 있다.
다른 예를 들면, 자차량의 후방 영역 내에서 좌측면 및 우측면 모두 장애물이 존재하지 않고, 좌측면은 도로, 우측면은 비도로인 경우라면, 타차량 주행 가능성 및 그에 따른 충돌 가능성이 상대적으로 적은 비도로인 우측면으로 조향 제동 제어를 수행할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량 제동 장치에서 CTRA 모델을 이용하여 차량 거동을 예측하는 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량 제동 장치는, X축, Y축 및 시간축을 이용하는 3차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
이 경우, 3차원 CTRA 모델은, X축, Y축 및 시간축을 모두 고려하는 형태로 모델링된 것을 이용할 수 있다. 구체적으로, 자차량 및 타차량의 위치, 차속, 가속도, 각도, 각속도는 각각 X축 성분, Y축 성분 및 시간축 성분의 3개 성분에 관한 값으로 구현할 수 있다.
도 6의 그래프에서, 자차량 및 타차량 각각의 거동 예측에 따른 경로는 각각 하나씩의 선 형태로 표현될 수 있다. 다만, 자차량 및 타차량 모두 일정한 크기를 가지고 공간을 점유하는 물체이므로, 각 차량이 주행하면서 점유하게 되는 영역을 각각 자차량 영역, 타차량 영역으로 표시할 수 있고, 자차량 영역과 타차량 영역이 서로 중첩되는 영역이 발생하는 시점을 충돌 시점으로 볼 수 있다.
이 경우, 충돌 예측 정보는 (X 좌표, Y 좌표, 시간 좌표)로 나타낼 수 있고, 이 중 X 좌표, Y 좌표 성분을 추출하면 충돌 예측 위치가 산출되며, 시간 좌표를 추출하면 충돌 예측 시간이 산출된다. 충돌 예측 거리는 자차량에 관한 거동 예측 정보에서, “자차량의 초기 위치 ~ 자차량의 충돌 예측 위치” 범위의 자차량 예측 경로의 길이를 구함으로써 산출될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량 제동 장치에서 2차원 CTRA 모델을 이용하여 차량 거동을 예측하는 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량 제동 장치는, X축 및 Y축을 이용하는 2차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동 예측 정보를 산출할 수 있다.
이 경우, 2차원 CTRA 모델은, 3차원 CTRA 모델과 달리 별도의 시간축 없이 X축 및 Y축을 고려하여 모델링된 것을 이용할 수 있다. 구체적으로, 이러한 2차원 모델링을 위해 각 차량의 차속 정보 및 각속도 정보 등을 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보 등으로 산출함으로써 X축 성분 및 Y축 성분의 2개 성분에 관한 값으로 구현할 수 있다.
도 7의 그래프에서, 자차량 및 타차량의 거동 예측에 따른 경로는 하나의 선 형태로 표현될 수 있다. 이 경우, 충돌 예측 정보는 (X 좌표, Y 좌표)로 나타낼 수 있고, 각 X 좌표 및 Y 좌표는, 3차원 CTRA 모델과 달리 절대 위치에 관한 절대 좌표가 아니고, 타차량에 대한 자차량의 상대 위치에 관한 상대 좌표를 의미한다. 즉, X 좌표는 자차량의 상대 좌표 X, Y 좌표는 자차량의 상대 좌표 Y를 나타낸다.
그리고 위치 뿐만 아니라 속도, 가속도, 각도, 각속도 등의 물리량도 모두 상대값으로 표현될 수 있으므로, 2차원 CTRA 모델에 따른 그래프에서는 그러한 상대값 산출을 통해, 3차원 CTRA 모델에서는 별도의 시간축에 의해 표현되었던 시간 성분이, X축 및 Y축에 포함되어 표현될 수 있다.
예를 들어, 상대 위치 T1, T2, T3 및 T4는 각각 (X좌표, Y좌표) 형식의 위치 정보이기도 하나, 또한 T1 시점, T2 시점, T3 시점 및 T4 시점에 관한 시간 정보를 별도의 시간축 없이도 표현할 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 3차원 CTRA 모델을 기초로 하는 3차원 연산을 수행하는 것 보다는, 2차원 CTRA 모델을 기초로 하여 2차원 연산을 수행하는 것이 본 개시에 따른 차량 제동 제어 장치의 후방 자동 긴급 제동 등의 제어에 필요한 연산을 수행함에 있어 시간 복잡도 및 공간 복잡도 면에서 보다 효율적일 수 있다.
이하에서는, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 장치에서 2차원 CTRA 모델을 이용함에 있어, 차량의 위치, 각도, 각속도, 속도 및 가속도에 관한 내용을 수식을 이용하여 설명한다.
이하 각 수식에서, 각 부호 상단에 표시된 “~” (tilde) 표시는 예측값이라는 의미로, “.”(dot) 표시는 미분값이라는 의미로 사용된 것이고, 는 X축 위치, 는 Y축 위치, 는 각도, 는 각속도, 는 속도, 는 가속도를 의미한다.
[수학식 1]
수학식 1에 따르면, k+1 시점에서 X축 위치 k+1 및 Y축 위치 k+1은, 각각 k 시점의 X축 위치 k, Y축 위치 k, 각도 k, 각속도 k, 속도 k, 가속도 k 및 k+1 시점과 k 시점 간의 시간차 에 기초하여 표현할 수 있다.
[수학식 2]
수학식 2에 따르면, k+1 시점에서 각도 k+1은, k 시점의 각도 k 에 시간 에 각속도를 곱한 값을 더하여 산출될 수 있다.
[수학식 3]
수학식 3에 따르면, k+1 시점에서 속도 k+1은, k 시점의 속도 k 에 시간 에 가속도를 곱한 값을 더하여 산출될 수 있다.
[수학식 4]
수학식 4에 따르면, k+1 시점에서 각속도 및 각속도 은, k 시점의 각속도 및 가속도 와 동일하게 유지되는 것으로 가정함으로써, CTRA 모델을 이용하여 차량의 위치, 각도, 속도 등을 산출할 수 있다.
아래에서는 차량 제동 제어 장치(100)를 방법 관점에서 다시 한번 간략히 설명하며, 위에서 설명한 내용의 중복되는 내용은 필요에 따라 생략하나, 아래 방법 관점에서도 모두 적용될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법은, 정보 수신 단계(S810)와, 정보 산출 단계(S820)와, 차량 제어 단계(S830)를 포함할 수 있다.
정보 수신 단계(S810)는, 자차량 및 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
거동 측정 정보는, 자차량 및 타차량의 거동을 측정한 정보를 포함할 수 있으며, 차량의 위치 정보, 차속 정보, 가속도 정보, 각도 정보 및 각속도 정보 등 차량의 거동이 측정된 정보를 포함할 수 있다.
한편, 정보 수신 단계(S810)는, 타차량의 상기 거동 측정 정보의 경우 V2X 통신을 통해 수신되는 정보를 포함할 수 있다. 여기서, V2X 통신은, 타차량과의 V2V 통신 또는 차량 주변의 도로, 표지판, 기지국 등 V2I 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 정보 수신 단계(S810)는, 도로 정보를 더 수신하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 도로 정보는 카메라, 레이더 및 라이더 등의 차량 내 센서, GPS, 네비게이션 및 V2I 통신 등의 통신 수단 중 적어도 하나를 통해 전송될 수 있다.
정보 산출 단계(S820)는, 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
이 경우, 거동 측정 정보에 포함되는 정보의 형식은 거동 측정 정보에 포함되는 정보의 형식을 모두 포함할 수 있고, 물리 기반 모델 정보는, 동역할 모델을 기반으로 하는 정보라면 어느 것이든 포함될 수 있다.
예를 들면, 정보 산출 단계(S820)는, 자차량 및 타차량의 차속 정보, 각속도 정보, 가속도 정보 및 CTRA 모델 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 거동 예측 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 정보 산출 단계(S820)는, 자차량 및 타차량의 차속 정보 및 각속도 정보에 기초하여 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보를 산출할 수 있고, 자차량 및 타차량의 상대 차속 정보, 상대 각속도 정보, 가속도 정보 및 2차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 상대적 거동값을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 정보 산출 단계(S820)는, 거동 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
여기서, 충돌 예측 정보는, 충돌 예측 지점, 충돌 예측 시간(Time To Intervening, TTI 또는 Time To Collison, TTC), 충돌 예측 거리 및 충돌 위험도 등을 포함할 수 있다.
한편, 정보 산출 단계(S820)는, 충돌 예측 정보 산출에 있어서 충돌 위험도를 더 산출할 수 있고, 이를 이용하여 자차량 및 타차량 간의 충돌 가능성 및 충돌 위험의 정도를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 정보 산출 단계(S820)는, 충돌 예측 정보에 기초하여 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
특히, 정보 산출 단계(S820)는, RAEB 제어를 위한 제어 정보와 관련하여, 자차량이 타차량과의 충돌을 회피하기 위하여 요구되는 감속도에 관한 감속도 정보를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 정보 산출 단계(S820)는, 자차량과 충돌 가능성이 있는 후방 차량을 인식하기 위한 후방 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 산출부(120)는, 도로 정보에 기초하여 도로 곡률반경 정보를 산출할 수 있고, 자차량의 차속 정보 및 도로 곡률반경 정보에 기초하여 후방 영역을 설정할 수 있다.
또 다른 예로, 정보 산출 단계(S820)는, 자차량과 충돌 가능성이 있다고 판단되는 타차량을 회피하기 위하여 자차량의 주행 방향을 변화시키기 위한 조향 제동 제어 정보를 산출할 수 있다.
차량 제어 단계(S830)는, 후방 제동 제어 및 조향 제동 제어 중 적어도 하나를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 차량 제어 단계(S830)는, 후방 제동 제어 정보에 기초하여 상기 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 차량 제어 단계(S830)는, 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 후방 제동 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
다른 예로, 차량 제어 단계(S830)는, 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 차량 제어 단계(S830)는 후방 제동 제어 및 조향 제동 제어를 함께 수행할 수 있다.
또한, 차량 제어 단계(S830)는, 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하고, 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 후방 영역의 측면부 방향으로 상기 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 더 수행하는 것을 포함할 수 있다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법을 수행하는 내용을 예시적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법은, RAEB Switch ON 단계(S910), 차량 거동 예측 단계(S920), 충돌 위험도 탐지 단계(S930), 필요 제어값 산출 단계(S940) 및 위험 알림 및 차량 제어 단계(S950) 수행하는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 또 다른 실시예에 따른 차량 제동 제어 방법은, 측후방 주행 시 운전자 시야 밖에서 진입하는 차량 및 물체의 위험성을 빠르게 탐지하기 위하 차량의 동역학 정보와 센서 정보를 활용하여 측후면의 차량 및 물체 거동을 예측하고, 보다 빠르게 위험을 탐지하는 RAEB 제어를 수행할 수 있다.
RAEB Switch ON 단계(S910)에서는, 미리 설정된 RAEB 조건을 만족하면 RAEB 제어가 수행 가능한 상태로 전환하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, RAEB 조건은 자차량이 후진 주행중인 조건, 자차량의 후방 영역에 타차량이 인식되는 조건 및 운전자가 RAEB 스위치를 직접 ON으로 조작하는 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 자차량이 후진 주행중인 조건, 자차량의 후방 영역에 타차량이 인식되는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우에 운전자의 조작 없이도 RAEB 스위치가 ON으로 변경될 수 있다. 또는, 다른 조건을 만족하지 못하는 경우라도, 운전자가 RAEB 스위치를 직접 ON으로 조작하면 RAEB 스위치가 ON으로 변경되도록 설정될 수도 있을 것이다.
차량 거동 예측 단계(S920)에서는, 자차량 및 타차량에 관하여 취득한 정보 및 CTRA 동역학 모델을 기반으로 자차량과 타차량의 거동을 예측하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 정보의 취득은 차량의 후방 센서를 통해 이루어질 수도 있고, V2X 통신, GPS, 네비게이션 장치 등을 통해 이루어질 수도 있다.
충돌 위험도 탐지 단계(S930)에서는, 자차량과 타차량의 충돌이 예측될 경우, 충돌 예측 시간을 TTI(Time To Intervening)로 지정하는 것을 포함할 수 있다. 그런 다음, TTI 및 자차량의 속도를 기반으로 충돌 위험도를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
필요 제어값 산출 단계(S940)에서는, 취득한 정보 및 전술한 S920, S930단계에서 산출된 TTI, 충돌 위험도 등을 기초로 하여 RAEB 제어에 요구되는 필요 제어값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 자차량과 타차량의 충돌을 방지할 수 있는 최적 감속도를 산출할 수 있다.
위험 알림 및 차량 제어 단계(S950)는, 자차량 또는 자차량의 외부에 충돌 위험 알리기 위한 위험 알림 제어 및 S940 에서 산출된 필요 제어값에 기초하여 충돌을 회피하기 위한 차량 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시는, 차량의 후방 충돌을 방지할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시는, 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등의 거동을 인식하여 미리 충돌 위험을 예측할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시는, 운전자가 인식하기 어려운 차량의 후방 영역에 위치한 타차량 등을 효과적으로 인식하여 긴급 제동을 수행할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시는, 주로 전방 충돌 방지에 한정되어 있던 AEB (Autonomous Emergency Braking) 기술을 확장하여 측후방 주행 시 발생할 수 있는 충돌 방지를 목적으로 하는 RAEB 기능을 제공할 수 있으며, 해당 기능을 통해 후방 주행 시 제한된 운전자 시야를 극복하여 운전자가 보다 빠르게 대응할 수 있는 차량 제동 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 자차량 및 상기 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 수신부;
    상기 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 상기 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 상기 거동 예측 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 상기 충돌 예측 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 산출부; 및
    상기 후방 제동 제어 정보에 기초하여 상기 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함하며,
    상기 수신부는,
    상기 자차량이 주행하는 도로에 관한 도로 정보를 더 수신하고,
    상기 산출부는,
    상기 도로 정보에 기초하여 상기 도로의 곡률반경에 관한 도로 곡률반경 정보를 산출하며, 상기 자차량의 차속 정보 및 상기 도로 곡률반경 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 영역을 설정하며,
    상기 거동 측정 정보는,
    상기 각 차량의 위치 정보, 차속 정보, 각속도 정보 및 가속도 정보를 포함하고,
    상기 물리 기반 모델 정보는,
    CTRA(Constant Turn Rate and Acceleration) 모델에 기초하여 설정되는 CTRA 모델 정보이며,
    2차원 CTRA 모델을 이용함에 있어, k+1 시점에서 X축 위치 k+1 및 Y축 위치 k+1은, 각각 k 시점의 X축 위치 k, Y축 위치 k, 각도 k, 각속도 k, 속도 k, 가속도 k 및 k+1 시점과 k 시점 간의 시간차 에 기초하여 아래 식으로 설정되며,


    는 X축 위치, 는 Y축 위치, 는 각도, 는 각속도, 는 속도, 는 가속도, “~”(tilde) 표시는 예측값, “”표시는 미분값이고,
    k+1 시점에서 각도 k+1은, 아래 식과 같이, 시간 에 각속도 k 를 곱한 값을 k 시점의 각도 k에 더하여 산출되며,

    k+1 시점에서 속도 k+1은, 아래 식과 같이, 시간 에 가속도 k를 곱한 값을 k 시점의 속도 k에 더하여 산출되고,

    상기 산출부는,
    상기 차속 정보, 각속도 정보, 가속도 정보 및 2차원 공간을 기반으로 설정되는 상기 CTRA 모델 정보에 기초하여 상기 거동 예측 정보를 산출하되,
    상기 차속 정보 및 각속도 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보를 산출하고, 상기 상대 차속 정보, 상대 각속도 정보, 가속도 정보 및 상기 2차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 상기 거동 예측 정보를 산출하며,
    상기 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하고,
    상기 제어부는,
    상기 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 상기 후방 제동 제어를 수행하며,
    상기 후방 제동 제어 정보는,
    상기 자차량이 상기 타차량과의 충돌을 회피하기 위해 요구되는 감속도에 관한 감속도 정보를 포함하고,
    상기 충돌 예측 정보는,
    상기 충돌 예측 시간(Time To Intervening, TTI 또는 Time To Collison, TTC), 충돌 예측 지점, 충돌 예측 거리 및 충돌 위험도를 포함하며,
    상기 충돌 위험도는,
    상기 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 충돌 위험도가 높다고 판단하고, 충돌 예측 시간이 예측 기준 시간 이상인 경우 충돌 위험도가 낮다고 판단하며,
    상기 산출부는,
    상기 충돌 위험도에 기초하여 상기 자차량과 타차량의 충돌을 방지할 수 있는 감속도를 산출하고,
    상기 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 충돌 예측 위치를 산출하며, 상기 충돌 예측 위치 및 상기 차속 정보에 기초하여 상기 감속도 정보를 산출하며,
    상기 제어부는,
    상기 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하고, 상기 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 측면부 방향으로 상기 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 더 수행하되,
    상기 자차량의 후방 영역 내에서 좌측면 및 우측면 모두 장애물이 존재하지 않고, 어느 하나의 측면은 도로, 다른 하나의 측면은 비도로인 경우, 비도로인 측면으로 조향 제동 제어를 수행하는 차량 제동 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 타차량의 상기 거동 측정 정보를 V2V 통신을 통해 수신하는 차량 제동 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 자차량 및 상기 자차량의 후방 영역에 위치한 타차량을 포함하는 각 차량의 거동에 관한 거동 측정 정보를 수신하는 것을 포함하는 정보 수신 단계;
    상기 거동 측정 정보 및 미리 설정된 물리 기반 모델 정보에 기초하여 상기 각 차량의 거동을 예측하기 위한 거동 예측 정보를 산출하고, 상기 거동 예측 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량의 충돌 가능성을 예측하기 위한 충돌 예측 정보를 산출하며, 상기 충돌 예측 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량의 충돌을 회피하기 위한 후방 제동 제어 정보를 산출하는 것을 포함하는 정보 산출 단계; 및
    상기 후방 제동 제어 정보에 기초하여 상기 자차량의 차속을 감소시키는 후방 제동 제어를 수행하는 것을 포함하는 차량 제어 단계를 포함하며,
    상기 정보 수신 단계는,
    상기 자차량이 주행하는 도로에 관한 도로 정보를 더 수신하고,
    상기 정보 산출 단계는,
    상기 도로 정보에 기초하여 상기 도로의 곡률반경에 관한 도로 곡률반경 정보를 산출하며, 상기 자차량의 차속 정보 및 상기 도로 곡률반경 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 영역을 설정하며,
    상기 거동 측정 정보는,
    상기 각 차량의 위치 정보, 차속 정보, 각속도 정보 및 가속도 정보를 포함하고,
    상기 물리 기반 모델 정보는,
    CTRA(Constant Turn Rate and Acceleration) 모델에 기초하여 설정되는 CTRA 모델 정보이며,
    2차원 CTRA 모델을 이용함에 있어, k+1 시점에서 X축 위치 k+1 및 Y축 위치 k+1은, 각각 k 시점의 X축 위치 k, Y축 위치 k, 각도 k, 각속도 k, 속도 k, 가속도 k 및 k+1 시점과 k 시점 간의 시간차 에 기초하여 아래 식으로 설정되며,


    는 X축 위치, 는 Y축 위치, 는 각도, 는 각속도, 는 속도, 는 가속도, “~”(tilde) 표시는 예측값, “”표시는 미분값이고,
    k+1 시점에서 각도 k+1은, 아래 식과 같이, 시간 에 각속도 k 를 곱한 값을 k 시점의 각도 k에 더하여 산출되며,

    k+1 시점에서 속도 k+1은, 아래 식과 같이, 시간 에 가속도 k를 곱한 값을 k 시점의 속도 k에 더하여 산출되고,

    상기 정보 산출 단계는,
    상기 차속 정보, 각속도 정보, 가속도 정보 및 2차원 공간을 기반으로 설정되는 상기 CTRA 모델 정보에 기초하여 상기 거동 예측 정보를 산출하되,
    상기 차속 정보 및 각속도 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 상대 차속 정보 및 상대 각속도 정보를 산출하고, 상기 상대 차속 정보, 상대 각속도 정보, 가속도 정보 및 상기 2차원 CTRA 모델 정보에 기초하여 상기 거동 예측 정보를 산출하며,
    상기 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 충돌 예측 시간을 산출하는 것을 포함하고,
    상기 차량 제어 단계는,
    상기 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 상기 후방 제동 제어를 수행하며,
    상기 후방 제동 제어 정보는,
    상기 자차량이 상기 타차량과의 충돌을 회피하기 위해 요구되는 감속도에 관한 감속도 정보를 포함하고,
    상기 충돌 예측 정보는,
    상기 충돌 예측 시간(Time To Intervening, TTI 또는 Time To Collison, TTC), 충돌 예측 지점, 충돌 예측 거리 및 충돌 위험도를 포함하며,
    상기 충돌 위험도는,
    상기 충돌 예측 시간이 미리 설정된 예측 기준 시간 미만인 경우 충돌 위험도가 높다고 판단하고, 충돌 예측 시간이 예측 기준 시간 이상인 경우 충돌 위험도가 낮다고 판단하며,
    상기 정보 산출 단계는,
    상기 충돌 위험도에 기초하여 상기 자차량과 타차량의 충돌을 방지할 수 있는 감속도를 산출하고,
    상기 위치 정보 및 차속 정보에 기초하여 상기 자차량 및 타차량 간의 충돌 예측 위치를 산출하며, 상기 충돌 예측 위치 및 상기 차속 정보에 기초하여 상기 감속도 정보를 산출하며,
    상기 차량 제어 단계는,
    상기 감속도 정보가 미리 설정된 한계 감속도를 초과하고, 상기 후방 영역의 측면부에 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 측면부 방향으로 상기 자차량의 주행 방향을 변화시키는 조향 제동 제어를 더 수행하되,
    상기 자차량의 후방 영역 내에서 좌측면 및 우측면 모두 장애물이 존재하지 않고, 어느 하나의 측면은 도로, 다른 하나의 측면은 비도로인 경우, 비도로인 측면으로 조향 제동 제어를 수행하는 것을 포함하는 차량 제동 제어 방법.
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