KR102633251B1 - 주행 지원 시스템을 이용해서 자동 주행 과정을 선택하기 위한 방법 - Google Patents

주행 지원 시스템을 이용해서 자동 주행 과정을 선택하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 자율 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

주행 지원 시스템을 이용해서 자동 주행 과정을 선택하기 위한 방법{METHOD FOR SELECTING AUTOMATED DRIVING PROCESS BY MEANS OF A DRIVER ASSISTANCE SYSTEM}
본 발명은 차량의 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다.
현재의 주행 시나리오에 기초해서, 차량이 자동화되는, 즉 예를 들어 운전자의 조향 개입 없이 및/또는 운전자가 가속 페달이나 브레이크 페달을 작동하지 않고 차량이 움직이는 주행 궤적을 계산할 수 있는 주행 지원 시스템이 공개되어 있다. 특히, 차선 유지 기능을 갖지만, 운전자의 결단력 없이는 차선을 변경할 수 없는 자율 주행 레벨 2(SAE 레벨 2)에 따른 주행 지원 시스템들이 공개되어 있다. 운전자가 차선 변경을 개시하면, 이것은 다시 자동으로 수행될 수 있다.
관련 주행 시나리오에 따라 다양한 주행 과정을 개시할 수 있다. 따라서 예를 들어 다차선 도로에서 앞서 가는 느린 속도의 타차량에 접근하는 경우에 다양한 시점에 또는 이 타차량과의 다양한 거리에서 속도를 줄이는 것이 가능하다. 이는 특히, 자차의 운전자가 자율 주행 레벨 2 이하에 따라 주행 지원 시스템으로 차선 변경을 개시하는 것으로 가정할 수 있는지 여부에 좌우된다.
다른 주행 시나리오에서 타행위자의 가능한 교통 행위는, 특정 주행 과정을 도입하는 것이 바람직한지 여부를 결정한다. 즉, 주행 지원 시스템에 의해 영향을 받을 수 없는 트리거(trigger)는 자차의 운전자에 의해서가 아니라, 다른 도로 사용자(예를 들어 타차량, 보행자, 자전거 타는 사람 등) 또는 교통을 단속하는 설비(신호등, 장벽 등)에 의해 발생된다.
운전자가 차선 변경을 개시할 것으로 예상되면, 속도를 조기에 줄이지 않는 것이 바람직한데, 그 이유는 이것은 인간 운전자의 관점에서 불필요한 감속을 야기하기 때문이다. 이와 달리 운전자가 차선 변경을 개시하지 않을 것으로 예상되면, 앞서 가는 타차량을 바짝 따라가는 것과 그에 따른 급제동을 방지하기 위해, 조기에 감속하는 것이 바람직하다. 안전성 및/또는 편의성과 관련해서 어떤 주행 과정이 각각 바람직한지를 타행위자의 교통 행위가 결정하는 주행 시나리오에도 동일하게 적용된다.
이러한 배경에서 본 발명의 과제는 인간의 주행 거동에 최대한 가까운 차량의 제어를 가능하게 하는 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항 제 1항의 특징을 갖는 방법에 의해 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다. 주행 지원 시스템은 독립 독립 특허 청구항 제14 항의 대상이고, 이러한 주행 지원 시스템을 구비한 차량은 독립 특허 청구항 제 15 항의 대상이다.
제1 양상에 따르면, 본 발명은 차량의 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다:
먼저 현재의 주행 시나리오, 즉 현재 차량이 위치하고 있는 주행 상황이 결정된다. 예를 들면 다음과 같을 수 있다: "차량이 2차선 도로의 오른쪽 차선에서 주행 중이며, 왼쪽 차선은 비어 있고, 150m앞에 속도가 느린 타차량". 현재의 주행 시나리오에 기초해서 주행 지원 시스템에 의해 미래에 가능한 여러 다양한 주행 과정들이 조사된다. 이들은 전술한 주행 시나리오에서는 예를 들어 다음과 같을 수 있다: 동일한 속도로 차선 변경, 동일한 속도로 차선 유지, 감속하면서 차선 유지. 물론, 이러한 주행 과정들은 다양한 시점에 도입될 수 있다.
이어서, 이하 결정 트리라고도 하는 결정 구조가 주행 지원 시스템의 컴퓨팅 유닛에 의해 자동으로 생성된다. 결정 트리의, 이하 노드라고 하는 다수의 결정 스테이지가 확정되며, 이 경우 노드들은 각각 미래의 특정 시점과 연결된다. 주행 시나리오에 따라, 차선 변경 또는 교통 행위와 관련하여 차량의 운전자 또는 타행위자가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 하나의 결정이 노드들에 할당된다. 타행위자는 예를 들어 타차량, 보행자, 자전거 타는 사람 또는 예를 들어 차선 변경, 방향 변경, 차선 진입 등과 같은 교통 행위를 수행할 수 있는 기타 물체일 수 있다.
또한, 주행 지원 시스템 자체가 내릴 적어도 부분적으로 적어도 2개의 결정 또는 조작 옵션이 각각 노드에 할당된다. 이로써 결정 트리의 노드와 연결된 시점들에 결정 트리에 따라 다수의 결정이 내려질 수 있으며, 즉, 자차의 운전자에 의해 (자체 차선 변경) 또는 타행위자에 의해(예를 들어 타차량의 차선 변경) 또는 주행 지원 시스템 자체의 결정에 의해 (예를 들어 감속하면서 차선 유지, 감속 없이 차선 유지, 충돌 방지를 위한 급제동)이 개시될 수 있다.
관련 노드에서 내려질 결정들에 의해 부분 주행 과정들이 규정되고, 이 과정들은 지속 시간이 더 긴 주행 과정의 일부이다. 다시 말해서, 주행 과정은 결정 트리의 가지에 할당된 다수의 부분 주행 과정으로 구성된다. 예를 들어 다수의 노드를 통해 확장되는 결정 트리를 통한 경로는 따라서 다수의 결정 및 이에 연결된 부분 주행 과정들로 구성된다.
이어서 주행 궤적이 계산되고, 이 경우 각각의 주행 궤적은 결정 트리를 통한 규정된 경로에 할당되고, 각 경로는 차례로 내려질 하나 이상의 결정을 포함한다. 관련 주행 궤적은 예를 들어 2차원 좌표계에서 차량의 이동 궤적을 규정하고, 바람직하게는 또한 이러한 이동 궤적을 통해 이동하는 차량의 속도도 규정한다. 주행 궤적의 계산 시 또한 종방향- 및 횡방향 가속도 또는 종방향- 및 횡방향 저크(jerk)도 측정될 수 있다. 따라서 이 단계에서는 현재의 주행 시나리오에서 주행할 수 있는 다수의 주행 궤적이, 즉 결정 트리에 따라 내려질 수 있는 관련 결정에 따라서 계산된다.
또한, 주행 궤적에 대한 평가 지표가 계산된다. 평가 지표는 관련 주행 궤적의 편의성 및/또는 안전성의 척도이다. 평가 지표는, 평가 지표들을 비교함으로써 편의성 및/또는 안전성 면에서 개별 주행 궤적이 서로 비교될 수 있도록, 숫자인 것이 바람직하다.
또한 결정 트리의 노드에 할당된 확률값이 계산된다. 확률값은 각각, 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 기타 교통 행위를 결정할 확률을 나타낸다. 다시 말해서 확률값은, 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 내릴 결정의 확률을 나타내고, 주행 궤적이 제공됨으로써 자차의 주행 지원 시스템이 이러한 결정에 대응 대응해야 한다.
후속해서 다수의 결정 지표가 계산되고, 이 경우 각각 하나의 결정 지표가 노드에 할당된다. 결정 지표의 계산은 적어도 부분적으로 관련 노드의 확률값에 기초하고, 상기 확률값은 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정하는 것을 나타낸다. 또한 결정 지표의 계산은 적어도 주행 궤적의 평가 지표에 기초하고, 상기 주행 궤적은 관련 노드의 시점에 내려질 결정에 의해 규정된다.
마지막으로, 결정 트리, 즉 결정 지표에 기초해서 그리고 노드에 할당된 시점에 차량 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 개시하는지 여부에 따라 자율 주행 지원 시스템에 의해 적어도 부분적인 자율 주행 과정이 선택된다. 특히, 자차 운전자의 결정이나 타행위자의 결정이 사전에 다른 주행 과정의 도입을 강제하지 않는 경우, 결정 트리는 최소 결정 지표를 갖는 노드까지 이동하고 거기에서 주행 지원 시스템에 의해 자동으로 약간 감속하면서 차선을 유지하는 결정이 도입된다(예를 들어 완전 제동 시보다 적어도 80% 또는 90% 덜 감속).
본 발명에 따른 방법의 기술적인 장점은, 차선 변경 또는 교통 행위가 도입될 확률을 고려함으로써 그리고 편의성 및/또는 안전성과 관련해서 궤적 특성들을 고려함으로써 최대한 자연스러우며 인간의 주행 거동을 지향하는 주행감을 가능하게 하는 주행 과정이 자동으로 선택된다는 것이다. 다시 말해서, 인간 운전자의 주행 거동에 매우 부합하는 주행 과정이 선택된다.
실시예에 따르면, 결정 트리의 노드들의 결정 지표의 값들은 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위해 비교된다. 선택된 주행 과정은 최소 결정 지표값을 갖는 노드에 할당된 시점에 차선 변경 또는 감속 과정을 도입하는 주행 궤적에 기초한다. 다시 말해서, 노드들의 결정 지표들의 비교가 실행되어, 어느 노드에 최소 결정 지표값이 할당되는지 조사된다. 최소 결정 지표값은, 노드의 시점에 운전자가 차선 변경을 도입하는 확률과 이러한 노드의 주행 궤적의 평가 지표들을 고려할 때 이 시점에 차선 변경을 도입하는 것(이는 자차의 운전자 또는 타차량에 의해 개시되어야 함) 또는 차선을 유지하고 차량을 감속하는 것(주행 지원 시스템에 의해서만 개시됨)이 바람직하다는 것에 대한 증거이다.
바람직하게는 차선 변경을 위한 결단은 운전자에 의해서만 수행될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 차선 변경 자체는 주행 지원 시스템에 의해 자동으로 실행될 수 있다.
실시예에 따르면, 노드들의 결정 지표는 적어도 부분적으로 각각 제1 승산과 제2 승산의 결과를 더함으로써 계산된다. 제 1 승산 시, 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 도입할 확률값이 차선 변경이 수행되는 주행 궤적의 평가 지표와 곱해진다. 제 2 승산 시 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 도입하지 않을 확률값은 차선이 유지되고 차량이 감속되는 주행 궤적의 평가 지표와 곱해진다. 따라서 노드 및 관련 결정 시점에 할당된 결정 지표들의 계산을 위해 이 시점에 선택되는 주행 궤적의 평가 지표들은 물론 자차의 운전자나 타행위자의 거동에 따라 이러한 주행 궤적이 선택될 확률도 고려된다.
실시예에 따르면, 차량의 운전자가 내릴 결정은 차선 변경을 야기하는 방향 지시등의 설정 및/또는 조향 개입에 의해 검출된다. 따라서 주행 지원 시스템에 의해, 운전자가 언제 차선을 변경할 것인지 파악될 수 있다.
실시예에 따르면, 타행위자가 내릴 결정은 타차량의 방향 지시등의 감지에 의해 및/또는 타차량의 차선 변경에 의해, 타차량의 방향 전환에 의해, 자기 차선으로 타차량의 접근 및 끼어들기에 의해 또는 사람의 차선 진입에 의해 검출된다. 이것은 예를 들어 이에 적합한 센서 시스템에 의해 검출될 수 있고, 이러한 센서 시스템은 예를 들어 카메라, 레이더 센서 및/또는 라이다(LIDAR) 센서를 포함한다. 따라서 주행 지원 시스템에 의해, 타차량이 차선을 변경하는지 또는 필요한 경우 타행위자가 주행 지원 시스템에 의해 수행될 주행 과정을 필요로 하는 교통 행위를 수행하는지 여부가 파악될 수 있다.
실시예에 따르면, 주행 궤적의 계산은 주행 궤적을 통과할 때 차량이 따라 이동하는 다차원 좌표의 계산, 종방향- 및 횡방향 가속도값의 계산 및/또는 종방향- 및 횡방향 저크값의 계산을 포함한다. 따라서 궤적에 충돌이 없는지 여부 및 차량이 주행 궤적에서 이동할 때, 차량의 탑승자에게 어떤 힘이 작용하는지 조사될 수 있다. 이는 주행 궤적의 편안함과 안전성을 위한 필수 파라미터이다.
실시예에 따르면, 주행 궤적의 평가 지표의 계산은 차량과 타차량 및/또는 물체 사이의 거리, 설정된 속도와의 차이 및/또는 차선 변경 빈도를 고려하여 이루어진다. 이것 또한 주행 궤적의 편안함과 안전성을 위한 필수 파라미터이다.
실시예에 따르면, 주행 궤적은 결정 트리를 통한 경로에 대응하고, 이 경우 주행 궤적은 결정 트리의 경로에 할당된 결정에 기초한다. 따라서 주행 궤적은 여러 부분 궤적으로 구성될 수 있고, 예를 들어 동일한 속도로 처음의 차선 유지 및 추후의 차선 변경으로 구성될 수 있다.
실시예에 따르면, 노드에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은 운전자의 이전 주행 과정들로부터 획득된 데이터를 이용해서 훈련된 신경망에 기초해서 계산된다. 이로 인해 과거에 획득한 통계적 관련성으로부터 차선 변경 가능성이 추정되거나 계산될 수 있다.
실시예에 따르면, 노드에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은 관련 노드의 시점에 결정에 의해 도입되는 주행 궤적들의 평가 지표에 기초해서 계산된다. 주로 인간 운전자는 편의성 및/또는 안전성 면에서 충분히 유용한 차선 변경을 가능하게 하는 주행 궤적이 이용 가능할 때, 차선 변경을 도입한다. 따라서 주행 궤적들의 평가 지표는, 운전자에 의해 개시되는 차선 변경의 확률을 계산하거나 추정하는데 사용될 수 있다.
실시예에 따르면, 노드에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은 적어도 하나의 센서에 의해 감지된 운전자 거동에 기초해서 계산된다. 센서는 예를 들어, 운전자가 이미 사이드 미러를 보았는지, 어깨 너머로 보았는지, 오랫동안 전방으로 자신의 차선만 주시하였는지 등을 감지할 수 있다. 이로 인해 센서에 기반해서 차선 변경 확률이 계산 또는 추정될 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 노드들 중 일부에 대해 각각 다수의 결정 지표가 계산되고, 상기 결정 지표들은 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정할 다양한 확률값에 기초하고, 적어도 부분적인 자율 주행 과정의 선택을 위해 각 노드마다 최대 결정 지표가 사용된다. 차선 변경 또는 교통 행위와 관련된 확률값은 부정확성을 갖고, 이러한 부정확성은, 확률값이 관련된 시점이 더 먼 미래에 있을수록 커진다. 다양한 확률값에 기초해서 결정 지표들을 계산함으로써, 확률값이 부정확한 경우에도 편의성 및/또는 안전성 면에서 최적화된 주행 과정을 가능하게 하는 주행 과정이 선택될 수 있다.
실시예에 따르면, 차량의 운전자가 내릴 결정은 오른쪽 차선에서 왼쪽 차선으로 차선 변경 또는 중간 차선에서 왼쪽 또는 오른쪽 차선으로 차선 변경을 포함한다.
다른 양상에 따르면, 본 발명은 다수의 가능한 주행 과정 중에서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하도록 설계된 차량을 위한 주행 지원 시스템에 관한 것이다. 주행 지원 시스템은 다음 단계들을 수행하도록 설계된다:
a) 주행 지원 시스템에 의해 현재의 주행 시나리오에 기초해서 현재의 주행 시나리오 및 미래에 가능한 여러 다양한 주행 과정을 확정하는 단계;
b) 결정 트리의 다수의 노드를 확정함으로써 주행 지원 시스템의 컴퓨팅 유닛을 이용해서 결정 트리를 자동 생성하는 단계로서, 상기 노드는 미래의 시점에 연결되고, 주행 시나리오에 따라 차선 변경 또는 교통 행위와 관련하여 차량 운전자에 의해 또는 타행위자가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 하나의 결정이 상기 노드에 할당되고, 주행 지원 시스템 자체가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 2개의 결정 조치 옵션이 각각 상기 노드에 적어도 할당되며;
c) 자동 궤적 플래너를 이용해서 주행 궤적을 계산하는 단계로서, 각 주행 궤적이 결정 트리를 통한 규정된 경로에 할당되고, 각 경로는 차례로 내려질 하나 이상의 결정을 포함하고;
d) 주행 궤적에 대한 평가 지표를 자동으로 계산하는 단계로서, 상기 평가 지표는 관련 주행 궤적의 편의성 및/또는 안전성의 척도이고;
e) 확률값들을 계산하는 단계로서, 결정 트리의 노드에 상기 확률값들이 할당되고, 확률값들은 각각, 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정할 확률을 나타내고;
f) 다수의 결정 지표를 계산하는 단계로서, 하나의 결정 지표가 노드에 각각 할당되고, 결정 지표의 계산은 적어도 부분적으로,
- 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정하는 것을 나타내는 관련 노드들의 확률값; 및
- 관련 노드의 시점에 내려질 결정에 의해 규정되는 주행 궤적의 적어도 하나의 평가 지표에 기초하고;
g) 결정 트리, 즉 결정 지표들에 기초해서 그리고 노드에 할당된 시점에 차량의 운전자 또는 타행위자가 차선 변경 또는 교통 행위를 개시하는지 여부에 따라 자율 주행 지원 시스템에 의해 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하는 단계.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 전술한 실시예들 중 하나에 따른 주행 지원 시스템을 구비한 차량에 관한 것이다.
본 발명과 관련해서 "결정 트리"란 다수의 결정 스테이지(노드라고도 함)를 가진 결정 구조이다. 결정 스테이지는 미래의 다양한 시점들에 할당된다. 결정 스테이지에서 결정들이 내려질 수 있고, 이러한 결정들은 주행 지원 시스템 자체 또는 자차의 운전자에 의해 또는 타차량의 운전자 또는 주행 지원 시스템에 의해 내려질 수 있다.
본 발명과 관련해서 "타행위자"란, 자차의 주행 과정에 영향을 미칠 수 있는 행위를 수행할 수 있는 모든 행위자이다. 이는 예를 들어, 타차량, 버스 정류장에 접근하는 버스, 차선으로 진입이 예측되는 보행자, 자전거 도로에서 차선으로 변경할 수 있는 자전거, 도로의 교차로에서 방향을 바꿔 회전하는 자동차는 물론 신호등이나 장벽이기도 하다.
본 발명과 관련해서 "교통 행위"란, 자차의 운전자 또는 타행위자의 모든 조치이며, 이러한 조치의 개시는 주행 지원 시스템의 조치 옵션 또는 결정의 자유를 제한한다. 즉, 예를 들어 차선에 들어오는 사람은 주행 궤적 "동일한 속도로 차선 유지"가 더 이상 불가능하도록 그리고 오히려 차선 변경이나 제동을 시도하는 점에서, 주행 지원 시스템의 조치 옵션을 제한한다.
용어 "대략", "실질적으로" 또는 "거의"는 본 발명과 관련해서 각각의 정확한 값과 +/- 10%, 바람직하게는 +/- 5%의 편차 및/또는 기능에 있어 중요하지 않은 변경 형태의 편차를 의미한다.
본 발명의 개선예, 장점 및 가능한 응용은 실시예의 후속하는 설명 및 도면에 제시된다. 이 경우 전술한 및/또는 도시된 모든 특징들은 자체로 또는 임의의 조합으로, 청구범위 또는 그것의 인용부에 특징들의 개요와 무관하게 기본적으로 본 발명의 대상이다. 청구범위의 내용도 기재의 일부가 된다.
본 발명은 계속해서 도면을 참조하여 실시예에서 상세히 설명된다.
도 1은 차선 변경 또는 감속과 동시에 차선 유지와 관련해서 결정이 내려져야 하는 주행 시나리오에서 차량을 예시적으로 도시한 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 주행 시나리오에 대한 가능한 다수의 주행 과정의 선택을 가능하게 하는 결정 트리를 예시적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 결정 트리에 따른 주행 과정들을 예시적으로 도시한 개략도.
도 4는 결정에 할당된 확률값들을 갖는 도 2에 따른 결정 트리를 예시적으로 도시한 도면.
도 5는 주행 궤적에 대한 평가 지표 및 노드에 할당된 결정 지표를 갖는 도 4에 따른 결정 트리를 예시적으로 도시한 도면.
도 6은 선택 방법을 수행하기 위한 주행 지원 시스템의 블록도를 예시적으로 도시한 개략적인 블록도.
도 7은 적어도 반자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법의 단계들을 설명하는 흐름도를 예시적으로 도시한 개략도.
도 1은 하나 이상의 타차량(2, 2‘)도 주행하는 다차선 도로를 자차라고도 하는 차량(1)이 주행하는 주행 시나리오를 예시적으로 도시한다.
주행 시나리오는 특히, 차량(1) 전방에 동일 차선에서 타차량(2‘)이 주행하지만, 상기 타차량은 속도가 낮아서 차량들(1, 2‘) 사이의 거리(d)가 점점 줄어들고 있는 것을 나타낸다.
주행 상황은, 도로의 왼쪽 차선에 추가 타차량(2)이 뒤에서 접근하고 있는 것으로 도시된다.
이러한 주행 시나리오에서 다수의 주행 과정이 고려될 수 있다. 먼저, 화살표로 표시된 바와 같이, 차량(1)은 차선 변경을 도입하거나, 차선 변경 없이 주행 속도를 줄여서 앞서 주행하는 타차량(2) 뒤를 쫓을 수 있다.
이 두 가지 기본 주행 과정은 상이한 시점에 도입될 수 있다. 즉, 예를 들어 타차량(2')과 거리(d)가 먼 경우에 차량(1)의 속도는, 앞서 주행하는 타차량(2')에 천천히 접근하도록 미리 약간 감속될 수 있다. 대안으로서 감속 과정이 추후에 도입될 수 있고, 이는 더 큰 감속을 필요로 한다. 동일한 방식으로, 차량(1)의 차선 변경은 다양한 시점에 및 따라서 타차량(2')과의 상이한 거리(d)에서 도입될 수 있다.
자율 주행 레벨 2(SAE-레벨 2)에 따른 주행 지원 시스템을 구비한 차량에서 차선 변경은 운전자에 의해 개시되어야 하며, 즉 자율 주행 지원 시스템은 독립적으로 차선 변경을 도입할 수 없지만, 운전자가 차선 변경을 개시한 경우에만, 예를 들어 방향 지시등의 설정에 의해 또는 차선 변경을 유발하는 조향 개입에 의해 도입될 수 있다. 이러한 도입 후에 차선 변경이 자동으로 실행될 수 있다.
아래에서 설명되는 방법은, 운전자가 소정의 시점에 차선 변경을 도입할 확률에 따라 가능한 한 편안하고 인간 운전자의 자연스러운 주행 거동에 적응된 주행 과정을 수행하는 것을 가능하게 한다. 이는 특히, 급제동이나 급차선 변경이 필요한 주행 과정들이 효과적으로 방지될 수 있음을 의미한다.
도 2는 결정 트리(3)를 도시하고, 상기 결정 트리에 기초해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정이 선택될 수 있다.
결정 트리(3)는 몸통(3a)을 포함하고, 상기 몸통을 따라 다수의 노드(3.1)가 제공된다. 노드(3.1)로부터 가지(3b)가 분기된다. 각 가지(3b)는 각각의 결정(3.2)을 나타낸다. 트리의 가지(3b)는 주행 궤적(3.3)에 해당하는 소위 리프에서 각각 끝난다. 다시 말해서, 하나 이상의 결정(3.2)은 이에 따라 소정의 주행 궤적(3.3)으로 안내한다. 주행 궤적은 궤적 플래너에 의해 자동으로 계산되고, 이 주행 궤적(3.3)으로 안내하는 결정들(3.2)이 차례로 내려지면, 차량(1)이 어떤 이동 궤적에서 자동으로 이동되는지를 나타낸다.
노드들(3.1)은 각각 시점 t0 내지 t3 에 연결되며, 이 경우 시점 t0 내지 t3 은 현재의 시점("지금")에서 시작하여 시간순으로 연속한다. 노드(3.1)가 있는 결정 트리(3)의 몸통(3a)은 따라서 시간 축을 형성한다. 노드(3.1)에 연결된 시점(t0 내지 t3)은, 어느 시점에 노드(3.1)에 연결된 어떤 결정들이 내려질 수 있는지를 나타낸다.
따라서 결정 트리(3)는 다양한 시점에 내려질 결정들(3.2)을 주행 과정들과 매핑하며, 이 주행 과정들은 결정의 결과이며 주행 궤적(3.3)을 포함한다. 전체 결정 트리는 예를 들어 5초 내지 15초의 미래의 시간 범위를 포함할 수 있으며, 2개의 노드 사이의 시간 범위는 예를 들어 1초 내지 5초, 바람직하게는 1초, 2초 또는 3초일 수 있다.
도 2에 따른 결정 트리(3)에서, 예를 들어 시점 t0에 결정, "차선 변경과 속도 유지", "차선 유지와 속도 유지" 및 "차선 유지와 속도 감소" 가 가능하다.
노드에서 내려질 결정들(3.2) 중 일부는 예를 들어 운전자에 의해 직접 도입되어야 한다. 내려질 결정들(3.2)의 또 다른 일부는 자율 주행 지원 시스템 자체에 의해 도입될 수 있다. 따라서 예를 들어, 결정(3.2) "차선 변경"은 차량(1)의 운전자에 의해 도입되어야 하는 한편, 차선이 유지되는 결정(3.2)은 자율 주행 지원 시스템 자체에 의해 개시될 수 있고, 즉 운전자의 특수한 결단력을 필요로 하지 않고, 예를 들어 방향 지시등의 설정을 필요로 한다.
도 3은 도 2에 따른 결정 트리에 제시된 가능한 주행 과정들을 그래프로 나타낸다. 차량(1)이 타차량(2')을 향해 이동하면, 다양한 시점에 및 차량들 사이의 다양한 거리에서 차선 변경이 도입될 수 있다. 주행 궤적(Trj1, Trj3, Trj5)은 예를 들어, 시점(t0, t1 또는 t2)에 차선 변경이 도입되는 경우, 차선 변경 궤적에 해당한다.
주행 궤적은 하나의 결정에만 관련되는 것이 아니라, "지금"부터 관련 리프까지의 결정 트리(3)를 통한 전체 경로에 해당하므로 차례로 내려지는 다수의 결정(3.2)의 연쇄를 포함한다. 즉, 예를 들어, 주행 궤적(Trj5)의 이용은, "차선 유지 및 속도 유지" 결정이 각각 시점 t0 및 t1에 내려졌고 시점 t2에는 운전자가 차선 변경을 개시했다는 것을 전제로 한다.
주행 궤적(Trj2, Trj4, Trj6)은, 운전자에 의해 차선 변경이 개시되지 않고 다양한 시점 t0 내지 t2에 감속이 도입된다는 사실과 관련된다.
운전자에 의해 차선 변경이 도입되지 않고 주행 속도 감소가 미리 도입되지 않은 경우, 최종적으로 차량(1)의 비상 제동 보조 장치에 의해 비상 제동이 자동으로 도입된다.
후속해서 운전자가 관련 주행 상황에서 차선 변경을 개시할 확률에 따라 가능한 다수의 주행 과정 중에서 적어도 부분적인 자율 주행 과정의, 편의성과 안전성 면에서 개선된 선택이 어떻게 가능해지는지 설명된다.
도 4는 도 2에 따른 결정 트리(3)를 도시하며, 이 경우 결정 트리(3)의 가지(3b)에 확률값들이 추가된다. 특히, 운전자에 의해 개시되는 차선 변경에 해당하는 결정들(3.2)과 관련된 가지(3b)에 확률값(p0, p1, p2)이 할당된다. 확률값들은 각각 노드에 연결되어 시점 t0 내지t2에 운전자가 차선 변경에 대한 결정을 내릴 확률 p0 내지p2를 나타낸다.
따라서 도시된 실시예에서, 주행 지원 시스템은 관련 시점 t0 내지 t2에 확률 1-p0, 1-p1, 1-p2로, 2개의 다른 결정 중 하나를 내릴 수 있고, 즉 차선을 유지하며 감속하거나 속도를 일정하게 유지할 수 있다.
운전자가 차선 변경을 도입할 확률 p0 내지 p2은 모든 노드(3.1) 또는 시점 t0 내지 t2에 대해 미리 계산되거나 추정된다.
시점 t0 내지 t2에 차선 변경에 대한 확률 p0 내지 p2의 계산은 다양한 방식으로 가능하다. 후속해서 확률을 계산하기 위한 몇 가지 예가 제시된다. 물론, 확률을 계산하기 위한 다양한 옵션이 있다.
관련 운전자의 주행 이력, 즉 특히 지난 차선 변경 이벤트의 정보는, 특정 시점에 차선 변경 확률을 조사하는데 이용될 수 있다. 특히, 관련 운전자의 주행 이력에서 얻은 이러한 정보는 머신 러닝 시스템, 특히 신경망을 위한 훈련 데이터로 사용될 수 있으므로, 상기 시스템은 주어진 주행 시나리오에서 운전자가 각각 차선 변경을 도입하는 시점의 통계적 관계를 파악할 수 있다. 훈련 후 현재의 주행 시나리오에서 머신 러닝 시스템을 이용하여 미래의 관련 시점에 차선 변경의 확률을 계산할 수 있다.
다른 대안예에 따르면, 관련 주행 궤적에 할당된 평가 지표들이, 시점 t0 내지 t2에 차선 변경에 대한 확률 p0 내지 p2를 추정하는데 사용된다. 주행 궤적에 할당된 평가 지표는 주행 궤적의 편의성(예를 들어 미리 정해진 임계값 미만의 종방향- 및 횡방향 가속도, 미리 정해진 임계값 미만의 종방향- 및 횡방향 저크, 차선 변경 빈도) 및 안전성(예를 들어 타차량 및/또는 주변의 물체까지의 거리)을 나타낸다. 평가 지표에 기초한 시점 t0 내지 t2 에 차선 변경에 대한 확률 p0 내지 p2 의 계산은, 인간 운전자는 일반적으로, 편의성과 안전성이 높은 차선 변경이 수행될 수 있을 때, 차선을 변경한다는 점을 고려해서 이루어진다. 따라서 편의성과 안전성이 가장 높은 주행 궤적을 이용하는 시점에 차선 변경에 대한 확률이 가장 높을 것이다.
다른 대안예에 따르면, 차선 변경 확률을 계산하기 위해, 이용 가능한 추가 정보가 이용될 수 있다. 정보로서 예를 들어 다음이 이용될 수 있다:
- 방향 지시등이 설정되어 있는지 여부;
- 운전자 카메라를 이용해서, 운전자가 목표 차선을 향하는 사이드 미러를 보고 있음을 확인할 수 있는지 여부;
- 환경 검출 수단(즉, 하나 이상의 센서)에 의해, 목표 차선이 비어 있는 것을 확인할 수 있는지 여부;
- 운전자 카메라를 이용해서, 운전자가 목표 차선 방향으로 어깨 너머로 보고 있음을 확인할 수 있는지 여부;
- 내비게이션 목적지에 도달하기 위해, 차선 변경이 바람직한 경로를 내비게이션 시스템이 제안하는지 여부.
다른 대안예에 따르면, 이용 가능한 추가 정보는, 차선 변경 확률을 계산하기 위해 이용될 수 있다. 정보로서 예를 들어 다음이 이용될 수 있다:
- 운전자가 오랜 시간 동안 현재 주행 차선만 보고 있는 것이 운전자 모니터링 카메라에 의해 검출될 수 있는지 여부;
- 운전자가 오랜 시간 동안 현재 차선의 장애물만 보고 있는 것이 운전자 모니터링 카메라에 의해 검출될 수 있는지 여부;
- 내비게이션 목적지에 도달하기 위해, 차선을 유지하는 것이 바람직한 경로를 내비게이션 시스템이 제안하는지 여부.
시점 t0 내지 t2에 차선 변경에 대한 확률 p0내지 p2을 계산하기 위해 전술한 예들을 결합하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 결정 트리(3)에 따라 내려질 결정에 대해 적어도 부분적으로 주행 궤적이 계산된다. 주행 궤적은 한편으로, 예를 들어 2차원 좌표계에 기초해서, 공간에서 차량의 이동 궤적을 나타낸다. 다른 한편으로, x 및 y 방향 속도, 종방향- 및 횡방향 가속도 또는 종방향- 및 횡방향 저크 같은 정보도 주행 궤적에 할당된다. 그 결과 운전자가 궤적을 통해 주행하는 것이 얼마나 편안한지가 조사될 수 있다.
또한, 주행 궤적의 계산 시 차량과 타차량 사이 또는 주변의 물체와의 거리 같은 추가 정보도 결정될 수 있다.
결정 트리(3)에서 고려할 수 있도록 하기 위해, 계산된 주행 궤적들은 각각 충돌이 없어야 한다는 사실에 주목해야 한다.
주행 궤적의 계획은 궤적 플래너에 의해 수행될 수 있다. 상기 플레너는 다양한 주행 조작에 대해 궤적을 계산할 수 있다. 주행 조작은 특히 다음에 해당할 수 있다.
- 차선 유지;
- 차선 변경;
- 감속하면서 차선 유지;
- x초 동안 감속 없이 차선 유지 및 후속해서 감속, 이 경우 x는 정수이다.
또한, 편의성 및 안전성 면에서 계획된 주행 궤적을 판단할 수 있는 유닛이 제공된다. 바람직하게는 관련 주행 궤적에 할당된 평가 지표가 계산되고, 상기 평가 지표는 주행 궤적의 편의성과 안전성을 숫자 형태로 제시한다. 따라서 차량이 관련 주행 궤적을 주행할 때, 차량의 운전자가 갖는 편안함과 안전성에 대한 느낌이 평가 지표에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 낮은 종방향- 및 횡방향 가속도로 주행 궤적을 주행하는 제1 주행 궤적은 종방향- 및 횡방향 가속도가 높은 제2 주행 궤적보다 낮은 평가 지표를 갖는다.
마찬가지로, 차량이 서서히 감속되는 주행 궤적은 차량이 급격하게 감속되는 주행 궤적보다 낮은 평가 지표를 가질 것이다.
다시 말해서, 주행 궤적의 평가 지표는, 인간 운전자가 편의성 및 안전성과 관련해서 주행 궤적에 대해 느끼는 척도이다.
도 5는 도 4에 따른 결정 트리를 도시하고, 이 경우 평가 지표(Csw0, Csw1, Csw2, Csh0, Csh1, Csh2)가 개별 궤적(Trj1 내지 Trj6)에 각각 할당된다. 이때 아래 첨자 "sw"는 차선 변경을 나타내고, 아래 첨자 "sh"는 차선 유지를 나타낸다. 따라서 평가 지표 Csw0는 예를 들어 궤도 Trj1에 대한 평가 지표를 형성하고, 평가 지표 Csh0는 예를 들어 궤도 Trj2에 대한 평가 지표 등을 형성한다.
차선 변경에 대한 확률(p0 내지 p2)과 주행 궤적의 평가 지표에 기초해서 결정 지표들이 계산될 수 있다. 각각의 결정 지표는 바람직하게 각각의 노드 (3.1)에 할당된다. 도 5에서, 제 1노드의 결정 지표는 Cost_0로, 제 2 노드의 결정 지표는 Cost_1로, 제 3 노드의 결정 지표는 Cost_2로 표시된다.
다양한 노드들(3.1)의 결정 지표들의 비교에 기초해서 주행 지원 시스템은, 운전자가 특정 노드에서 차선 변경을 도입하지 않는 경우, 운전자가 느끼는 편의성 및 안전성 면에서 차선을 유지하고 감속을 도입하거나 또는 감속 없이 차선을 유지하는 것이 더 바람직한지 여부를 결정할 수 있다.
다양한 노드들(3.1)의 결정 지표 Cost_x(x는 노드- 또는 시간 인덱스를 나타냄)의 계산은 예를 들어 다음과 같이 수행할 수 있다:
Cost_x = px * Cswx + (1-px) * Cshx
상기 식에서,
Cost_x: 관련 노드들의 결정 지표
px: 시점 tx에 운전자에 의해 도입된 차선 변경에 대한 확률
Cswx: 노드 x에서 차선 변경 궤적의 평가 지표
Cshx: 노드 x에서 차선 유지 궤적의 평가 지표이다.
또한 비상 제동 옵션에는 가장 높은 평가 지표 또는 결정 지표값 C(NB)(NB: 비상 제동)이 할당된다.
모든 노드(3.1)마다 결정 지표(Cost_x)가 계산된 후에, 먼저 최소 결정 지표값을 갖는 노드가 확정된다. 예를 들어, 노드 0의 결정 지표값 Cost_0이 40이고, 노드 1의 결정 지표값 Cost_1이 30이고, 노드 2의 결정 지표값 Cost_2가 50이고, 노드 3의 결정 지표값 CNB가 100이면, 노드 1의 결정 지표값이 가장 낮기 때문에, 상기 노드 1이 선택된다.
최소 결정 지표값은, 상기 최소 결정 지표값이 할당된 노드에서 운전자가 차선 변경을 개시할 확률을 고려하여 결정의 비용 또는 이러한 결정에 할당된 주행 궤적의 비용이 최소인 것을 의미한다.
대안으로서 최소 결정 지표값은, 이 노드에서 비용의 예상값이 최소인 것을 의미할 수 있다. 이는, 이 노드의 가지의 모든 리프가 비용이 낮은 궤적을 갖거나, 비용이 더 낮은 궤적은 비용이 높은 궤적과 달리 높은 확률을 갖기 때문일 수 있다.
후속해서 운전자의 주행 거동과 노드(3.1)의 결정 지표에 따라 결정 트리(3)가 진행된다. 예를 들어, 노드(1)(시점 t1)보다 높은 결정 지표값을 갖는 노드(0)(시점 t0)에서 운전자가 차선 변경을 개시하지 않는 경우, 결정 트리가 노드(1)로 계속 진행되고, 즉 궤적 (Trj2)을 통과하지 않는데, 그 이유는 노드(1)에서 편의성 및 안전성 면에서 최적화된 주행 조작이 가능하기 때문이다.
운전자가 노드(1)에서도 차선 변경을 도입하지 않으면, 최소 결정 지표값에 따라서 자율 주행 지원 시스템이 시점 t1에 궤적(Trj4)을 도입하는 것, 즉 차선이 유지되고 감속되는 것이 결정된다.
다시 말해서, 운전자가 시점 t0에 차선 변경을 도입하지 않아서 궤적 Trj1을 지나게 되는 경우에, 시점 t1에 운전자가 차선 변경을 개시하면, 궤적 Trj3이 도입되거나, 궤적 Trj4 이 도입되고, 즉 차선이 유지되고 감속된다.
적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 전술한 방법은 이하에 설명된 요구가 있을 때 수정될 수 있다:
전술한 바와 같이, 노드(3.1)에 할당된 결정 지표들(Cost_0 내지 Cost_2)은 노드 (3.1)에 할당된 특정 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값(p0 내지 p2)의 영향을 받는다. 이러한 확률값은 부정확성을 갖는다. 확률값의 부정확성은, 확률값이 할당된 노드 또는 시점이 더 먼 미래에 있을수록 커진다.
따라서, 최초에 계산된 확률값들과의 다양한 확률 편차들에 대해, 예를 들어 편차가 없는 제 1 시나리오, +20%의 편차가 있는 제 2 시나리오, -20%의 편차가 있는 제 3 시나리오, +30%의 편차가 있는 제 4 시나리오, -30%의 편차가 있는 제 4 시나리오에 대해, 결정 지표들을 조사하는 것이 제안된다. 후속해서 이러한 모든 시나리오에 대해 노드들의 결정 지표가 계산될 수 있으며, 각 노드마다 최대값을 갖는 결정 지표가 선택될 수 있다. 이어서 값에 있어서 최대인 노드의 이러한 결정 지표에 기초해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정이 선택된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 결정 트리(3)를 진행할 때 노드에서, 현재 환경 정보에 기반해서 다시 궤적 계획이 수행되어야 하는지 여부 및 따라서 결정 트리(3)가 재생성되어 가능한 궤적, 확률, 주행 궤적의 평가 지표 및 결정 지표가 계산되어야 하는지 여부가 결정될 수 있다. 조건으로서 미래의 적어도 2개의 시점/노드에, 관련 결정에 대해 충돌 없는 궤적을 사용할 수 있어야 한다.
앞에서는 추월 과정을 도입하기 위해 차량이 왼쪽 차선으로 차선을 변경하는 본 발명의 예시적인 실시예가 설명되었다. 물론, 본 발명은 차량이 오른쪽 차선으로 차선을 변경하는 다른 주행 시나리오에도 적용될 수 있다. 좌우로 차선 변경이 가능한 주행 시나리오에 본 발명을 적용하는 것이 고려될 수도 있다.
또한, 본 발명은 자기 차선으로 타차량이 끼어들 것으로 예상되는 여부에 따라 자율 주행 과정이 수행되는 주행 시나리오에도 적용될 수 있다. 다시 말해서, 자기 차량(자차)의 운전자가 차선 변경을 도입할 확률이 아니라, 타차량이 차선 변경을 도입할 확률이 예측된다.
따라서 결정 트리의 노드에 연결된 확률값들은, 타차량이 자기 차량의 차선으로 차선 변경을 도입할 확률을 나타낸다. 결정 트리는, 타차량이 차선을 변경할 때, 주행 과정 도입을 결정하는데 이용되거나, 또는 타차량이 차선 변경을 하지 않는 경우, 적당한 감속으로 타차량의 차선 변경을 대비하는 것이 더 나은지 아니면 속도를 유지하고 추후에 차선을 변경하면, 급제동을 도입하는 것이 더 나은지 여부를 결정하는데 이용된다.
도 6은 적어도 부분적인 자율 주행 과정들을 실행하기 위한 주행 지원 시스템의 개략도를 도시한다.
주행 지원 시스템은 바람직하게 후술하는 과정들을 실행하기 위한 컴퓨팅- 및 저장 수단을 제공하는 중앙 제어 유닛(11)을 갖는다. 대안으로서, 센서가 충분한 컴퓨터 성능을 제공한다면, 분산형 컴퓨터 아키텍처가 제공되거나 또는 센서의 컴퓨터 유닛에서 과정들이 실행되거나 계산될 수 있다.
제어 유닛(11)은 차량의 환경의 환경 모델이 제공되는 환경 모델 유닛(12)을 갖는다. 이 환경 모델 유닛(12)은 하나의 또는 바람직하게 다수의 센서(13)로부터 정보를 받는다. 센서들(13)은 예를 들어 카메라, 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서 등일 수 있다. 환경 모델 유닛(12)은 센서들(13)의 정보로부터 주행 과정 플래너(14)에 제공되는 환경 모델을 생성한다. 주행 과정 플래너(14)는, 환경 모델에 기초해서 하나 이상의 주행 궤적을, 특히 바람직하게는 현재의 주행 시나리오에 따라 이러한 주행 시나리오에서 적용될 수 있고 충돌 없이 실행될 수 있는 다수의 주행 궤적을 계산할 수 있는 플래너이다.
바람직하게 주행 과정 플래너(14)는 관련 주행 궤적에 대한 평가 지표도 계산한다. 주행 과정의 선택을 위한 전술한 방법은 주행 과정 플래너(14)에서도 수행될 수 있다.
차량이 이동할 주행 궤적이 규정되면, 이어서 해당 정보가 차량 이동 제어 장치(15)로 전송된다. 이러한 차량 이동 제어 장치(15)는 제어 유닛(11)에 제공될 수 있거나 분산 방식으로, 즉 별도의 제어 유닛에 제공될 수 있다. 차량 이동 제어 장치(15)는 스티어링 장치, 제동 시스템 및 구동 트레인을 위한 출력 신호를 생성한다.
도 7은 차량의 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한다.
먼저, 현재의 주행 시나리오와 현재의 주행 시나리오에 기반하는 여러 다양한 추후에 가능한 주행 과정들이 주행 지원 시스템에 의해 확정된다(S10).
후속해서 자동으로 결정 트리가 생성된다(S11). 결정 트리는 다수의 노드를 가지며, 상기 노드들은 미래의 시점들에 연결된다. 주행 시나리오에 따라, 각 노드에는 차량 또는 타차량의 운전자가 결정할 차선 변경에 관한 적어도 부분적으로 각각 적어도 하나의 결정이 할당된다. 또한, 노드에는 주행 지원 시스템 자체가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 2개의 결정이 할당된다.
또한 주행 궤적이 계산되며, 이 경우 각 주행 궤적은 정의된 경로에 결정 트리에 의해 할당되고, 각 경로는 차례로 내려질 하나 이상의 결정을 포함한다(S12).
후속해서 주행 궤적에 대한 평가 지표들이 계산되며, 상기 평가 지표들은 관련 주행 궤적의 편의성 및/또는 안전성의 척도다(S13).
또한 확률값들이 계산되고, 상기 확률값들은 결정 트리의 노드에 할당되고, 확률값들은 각각, 차량 또는 타차량의 운전자가 노드에 할당된 시점에 차선 변경을 결정할 확률을 나타낸다(S14).
이어서 다수의 결정 지표가 계산된다(S15). 이때 하나의 노드에 각각 하나의 결정 지표가 할당된다. 결정 지표의 계산은 적어도 부분적으로 관련 노드에 할당된 확률값에 기초하고, 상기 확률값은 노드에 할당된 시점에 차량 또는 타차량의 운전자가 차선 변경을 결정하는 것을 나타낸다. 또한, 결정 지표의 계산은 관련 노드의 시점에 내려질 결정에 의해 규정되는 주행 궤적의 적어도 하나의 평가 지표에 기초한다.
마지막으로, 자율 주행 지원 시스템에 의해, 결정 트리, 즉 결정 지표에 기초해서 그리고 차량 또는 타차량의 운전자가 노드에 할당된 시점에 차선 변경을 개시하는지 여부에 따라 적어도 부분적인 자율 주행 과정이 선택된다(S16).
본 발명은 앞에서 실시예에 의해 설명되었다. 물론, 특허 청구 범위에 의해 정의된 보호 범위를 벗어나지 않으면서, 다양한 변경 및 수정이 가능하다.
1 차량
2, 2‘ 타차량
3 결정 트리
3a 몸통
3b 가지
3.1 노드
3.2 결정
3.3 주행 궤적
10 주행 지원 시스템
11 제어 유닛
12 환경 모델 유닛
13 센서
14 주행 과정 플래너
15 차량 이동 제어 장치
d 거리

Claims (15)

  1. 다음 단계들을 포함하며, 차량(1)의 주행 지원 시스템을 이용해서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위한 방법:
    a) 주행 지원 시스템에 의해 현재의 주행 시나리오에 기초해서 현재의 주행 시나리오 및 미래에 가능한 여러 다양한 주행 과정을 확정하는 단계(S10);
    b) 결정 트리(3)의 다수의 결정 스테이지(3.1)를 확정함으로써 주행 지원 시스템의 컴퓨팅 유닛을 이용해서 결정 트리(3)를 자동 생성하는 단계로서, 상기 결정 스테이지(3.1)는 미래의 시점들에 연결되고, 주행 시나리오에 따라, 차선 변경 또는 교통 행위와 관련하여 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 내릴 적어도 부분적으로 적어도 하나의 결정(3.2)이 각각 상기 결정 스테이지(3.1)에 할당되고, 주행 지원 시스템 자체가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 2개의 결정(3.2)이 각각 상기 결정 스테이지(3.1)에 할당되고 (S11);
    c) 주행 궤적(3.3)을 계산하는 단계로서, 각 주행 궤적이 결정 트리(3)를 통한 규정된 경로에 할당되고, 각 경로는 차례로 내려질 하나 이상의 결정(3.2)을 포함하고(S12);
    d) 주행 궤적(3.3)에 대한 평가 지표를 계산하는 단계로서, 상기 평가 지표는 관련 주행 궤적(3.3)의 편의성 및/또는 안전성의 척도이고(S13);
    e) 확률값들을 계산하는 단계로서, 결정 트리(3)의 결정 스테이지(3.1)에 상기 확률값들이 할당되고, 확률값들은 각각, 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경을 또는 교통 행위를 결정(3.2)할 확률을 나타내며(S14);
    f) 다수의 결정 지표를 계산하는 단계로서(S15), 하나의 결정 지표가 결정 스테이지(3.1)에 각각 할당되고, 결정 지표의 계산은 적어도 부분적으로,
    - 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경을 또는 교통 행위를 결정(3.2)하는 것을 나타내는 관련 결정 스테이지(3.1)의 확률값, 및
    - 관련 결정 스테이지(3.1)의 시점에 내려질 결정에 의해 규정되는 주행 궤적(3.3)의 적어도 하나의 평가 지표에 기초하고;
    g) 결정 트리(3), 즉 결정 지표에 기초해서 그리고 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 개시하는지 여부에 따라 자율 주행 지원 시스템에 의해 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하는 단계(S16).
  2. 제1항에 있어서, 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하기 위해, 결정 트리(3)의 결정 스테이지(3.1)의 결정 지표의 값들이 비교되고, 선택된 주행 과정은 주행 궤적(3.3)에 기반하고, 상기 주행 궤적은 최소 결정 지표값을 갖는 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차선 변경 또는 감속 과정을 도입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결정 스테이지(3.1)의 결정 지표는 적어도 부분적으로 각각 제 1 승산과 제 2 승산의 결과를 더함으로써 계산되며, 제 1 승산 시 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경을 도입할 확률값이 차선 변경이 수행되는 주행 궤적의 평가 지표와 곱해지고, 제 2 승산 시 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 도입하지 않을 확률값이 차선이 유지되고 차량(1)이 감속되는 주행 궤적의 평가 지표와 곱해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량(1)의 운전자가 내릴 결정(3.2)은 차선 변경을 야기하는 방향 지시등의 설정 및/또는 조향 개입에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 타행위자(2)가 내릴 결정은 방향 지시등의 감지에 의해, 타차량의 방향 전환 및/또는 차선 변경에 의해 또는 사람(2)의 차선 진입에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주행 궤적(3.3)의 계산은 주행 궤적을 주행할 때 차량(1)이 따라 이동하는 다차원 좌표의 계산, 종방향- 및 횡방향 가속도값의 계산 및/또는 종방향- 및 횡방향 저크값의 계산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량(1)과 타차량(2, 2') 및/또는 물체 사이의 거리, 설정된 속도와의 차이 및/또는 차선 변경 빈도를 고려하여 주행 궤적(3.1)의 평가 지표의 계산이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주행 궤적(3.3)은 결정 트리(3)를 통한 경로에 대응하고, 상기 주행 궤적(3.3)은 결정 트리(3)의 경로에 할당된 결정(3.2)에 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결정 스테이지(3.1)에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은, 운전자의 이전 주행 과정들로부터 획득된 데이터를 이용해서 훈련된 신경망에 기초해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결정 스테이지(3.1)에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은, 관련 노드(3.1)의 시점에 결정에 의해 도입되는 주행 궤적들(3.3)의 평가 지표에 기초해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결정 스테이지(3.1)에 할당된 미래 시점에 운전자가 차선 변경을 도입할 확률값은 적어도 하나의 센서에 의해 감지된 운전자 거동에 기초해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 결정 스테이지들(3.1) 중 적어도 일부에 대해 각각 다수의 결정 지표가 계산되고, 상기 결정 지표들은 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자가 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정할 확률값에 기초하고, 적어도 부분적인 자율 주행 과정의 선택을 위해 각 결정 스테이지(3.1)마다 각각 최대 결정 지표가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차량(1)의 운전자가 내릴 결정은 오른쪽 차선에서 왼쪽 차선으로 차선 변경 또는 중간 차선에서 왼쪽 또는 오른쪽 차선으로 차선 변경을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 차량(1)을 위한 주행 지원 시스템(1)으로서, 상기 시스템은 다수의 가능한 주행 과정 중에서 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하도록 설계되고, 상기 주행 지원 시스템은 다음 단계들을 수행하도록 설계되는 것인 주행 지원 시스템:
    a) 주행 지원 시스템에 의해 현재의 주행 시나리오에 기초해서 현재의 주행 시나리오 및 미래에 가능한 여러 다양한 주행 과정을 확정하는 단계;
    b) 결정 트리(3)의 다수의 결정 스테이지(3.1)를 확정함으로써 주행 지원 시스템의 컴퓨팅 유닛을 이용해서 결정 트리(3)를 자동 생성하는 단계로서, 상기 결정 스테이지(3.1)는 미래의 시점들에 연결되고, 주행 시나리오에 따라 차선 변경 또는 교통 행위와 관련하여 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 내릴 적어도 부분적으로 적어도 하나의 결정(3.2)이 상기 결정 스테이지(3.1)에 할당되고, 주행 지원 시스템 자체가 내릴 적어도 부분적으로 각각 적어도 2개의 결정(3.2)이 상기 결정 스테이지(3.1)에 할당되고;
    c) 자동 궤적 플래너를 이용해서 주행 궤적(3.3)을 계산하는 단계로서, 각 주행 궤적이 결정 트리(3)를 통한 규정된 경로에 할당되고, 각 경로는 차례로 내려질 하나 이상의 결정(3.2)을 포함하고;
    d) 주행 궤적(3.3)에 대한 평가 지표를 자동으로 계산하는 단계로서, 상기 평가 지표는 관련 주행 궤적(3.3)의 편의성 및/또는 안전성의 척도이고;
    e) 확률값들을 계산하는 단계로서, 상기 확률값들이 결정 트리(3)의 결정 스테이지(3.1)에 할당되고, 확률값들은 각각, 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정할 확률을 나타내며;
    f) 다수의 결정 지표를 계산하는 단계로서, 하나의 결정 지표가 결정 스테이지(3.1)에 각각 할당되고, 결정 지표의 계산은 적어도 부분적으로,
    - 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 결정(3.2)하는 것을 나타내는 관련 결정 스테이지(3.1)의 확률값, 및
    - 관련 결정 스테이지(3.1)의 시점에 내려질 결정(3.2)에 의해 규정되는 주행 궤적(3.3)의 적어도 하나의 평가 지표에 기초하고;
    g) 결정 트리(3), 즉 결정 지표에 기초해서 그리고 결정 스테이지(3.1)에 할당된 시점에 차량(1)의 운전자 또는 타행위자(2)가 차선 변경 또는 교통 행위를 개시하는지 여부에 따라 자율 주행 지원 시스템에 의해 적어도 부분적인 자율 주행 과정을 선택하는 단계.
  15. 제14항에 따른 주행 지원 시스템을 구비한 차량.
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