KR20130022151A

KR20130022151A - 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130022151A
Application number: KR1020110084944A
Authority: KR
Inventors: 윤철환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-03-06

Abstract

본 발명은 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서 정속주행 모드로의 진입을 유보함으로써, 효율적으로 차간거리 제어를 수행할 수 있도록 하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치에 있어서, 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지하는 선행차량 감지수단; 카메라를 통해 획득한 전방영상에서 상기 선행차량의 차선을 감지하는 차선 감지수단; 상기 전방영상에서 곡선로를 인식하는 곡선로 인식수단; 차량의 기울기를 감지하여 경사로를 인식하는 경사로 인식수단; 및 상기 선행차량이 차선을 변경한 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 허가하고, 상기 선행차량이 차선을 변경하지 않은 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 주행도로의 상태에 따라 상기 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 불허하는 제어수단을 포함한다.

Description

차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING BURST SITUATION IN SMART CRUISE CONTROL SYSTEM}

본 발명은 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서도 효율적으로 차간거리 제어를 수행할 수 있도록 하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

도로상에서 차량간 충돌 위험성이 날로 증가함에 따라 안전하면서 지능적인 자동차를 원하는 소비자의 욕구와 자동차 관련 산업의 발전 추이가 접목되어 다양한 지능형 안전 시스템이 개발되어 적용되고 있다.

특히, 자차와 선행 차량간의 충돌경고 및 회피를 가능하게 하는 차간거리 제어시스템(Smart Cruise Control System)은 복잡한 도로상황에 보다 안전하고 쾌적한 운전환경을 보장받을 수 있도록 한다.

이러한 차간거리 제어 시스템은 운전자에 의해 주행하고자 하는 속도가 설정되면 차량에 미치는 다양한 부하 조건과 차속을 분석하여 스로틀 액츄에이터 및 브레이크 액츄에이터를 제어하여 설정된 속도에 맞게 주행을 유지한다. 아울러 안전 주행거리를 유지할 수 있는 타임 갭(Time Gap)을 설정한다.

이와 같이 차량이 정속으로 주행하는 과정에서 차간거리 제어시스템은 차량의 전방에 설치되는 레이더를 통해 선행 차량과의 거리를 감지하여, 자차와 선행차량 간의 상대거리와 상대속도를 추출한 후 충돌 위험성이 있는 상대거리 및 상대속도의 상태이면 설정된 타임 갭을 적용하여 거리 제어를 수행한다. 여기서 안전 주행거리는 (타임 갭 × 자차속도)의 조건으로 산출한다.

이때, 자차와 선행차량과의 임계 제동거리를 산술적으로 계산하여 안전 주행거리 이내인 경우 브레이크 액츄에이터 제어를 통한 제동 제어 혹은 스로틀 액츄에이터 제어를 통한 엔진 토크 저감 제어로 안전 주행거리가 확보되도록 한다.

상기와 같이 안전 주행거리 유지를 위한 제어로 자차의 속도가 감속되고, 이에 따라 자차와 선행차량과의 상대거리가 멀어지게 되면 스로틀 액츄에이터 제어를 통해 엔진 토크를 회복시켜, 설정된 정속 주행 속도로 회복되도록 한다.

이러한 종래의 차간거리 제어시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 가드레일 및 중앙 분리대 구간의 곡선로(b), 반대 차선에 차량이 많은 상황에서의 곡선로, 급경사로(a) 등에서 선행차량을 놓치는 경우 곧바로 정속주행 모드로 진입함으로써, 이후 선행차량 재발견시 추돌의 위험이 있을 뿐 아니라, 차간거리 유지를 위해 급감속이 이루어지게 되어 운전자에게 위화감을 주는 것은 물론 불필요한 연료의 소모를 유발하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서 정속주행 모드로의 진입을 유보함으로써, 효율적으로 차간거리 제어를 수행할 수 있도록 하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치에 있어서, 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지하는 선행차량 감지수단; 카메라를 통해 획득한 전방영상에서 상기 선행차량의 차선을 감지하는 차선 감지수단; 상기 전방영상에서 곡선로를 인식하는 곡선로 인식수단; 차량의 기울기를 감지하여 경사로를 인식하는 경사로 인식수단; 및 상기 선행차량이 차선을 변경한 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 허가하고, 상기 선행차량이 차선을 변경하지 않은 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 주행도로의 상태에 따라 상기 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 불허하는 제어수단을 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차간거리 제어시스템의 돌발상황 처리 방법에 있어서, 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지하는 단계; 카메라를 통해 획득한 전방영상에서 상기 선행차량의 차선을 감지하는 단계; 상기 선행차량이 차선을 변경한 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 허가하는 단계; 및 상기 선행차량이 차선을 변경하지 않은 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 상기 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 불허하는 불허단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서 정속주행 모드로의 진입을 유보함으로써, 효율적으로 차간거리 제어를 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서 정속주행 모드로의 진입을 유보함으로써, 선행차량 재발견시 급제동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 일반적인 차간거리 제어시스템이 선행차량을 놓치는 경우에 대한 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 곡선로 인식부의 곡선로 인식과정에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 차간거리 제어시스템의 돌발상황 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치에 대한 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치는, 선행차량 감지부(10), 차선 감지부(20), 곡선로 인식부(30), 경사로 인식부(40), 및 제어부(50)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 선행차량 감지부(10)는 차량에 구비되어 있는 차선유지 보조시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System), 차선이탈 경보시스템(LDWS: Lane Departure Warning System) 등에서 사용되는 카메라를 통해 획득한 전방영상을 이용하여 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지한다. 이때, 카메라는 디지털 영상을 실시간으로 촬영할 수 있는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라가 바람직하다.

또한, 선행차량 감지부(10)는 차간거리 제어시스템에 구비되는 레이더를 통해 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지할 수도 있다.

또한, 선행차량 감지부(10)는 카메라를 통한 선행차량의 감지정보와 레이더를 통한 선행차량의 감지정보를 함께 이용하여 선행차량의 감지 정확성을 높일 수도 있다.

차선 감지부(20)는 상기 카메라를 통해 획득한 전방영상에서 선행차량의 차선을 감지한다.

곡선로 인식부(30)는 상기 카메라를 통해 획득한 전방영상에서 곡선로를 인식한다.

경사로 인식부(40)는 기울기 센서(중력 센서) 등을 통해 차량의 기울기를 감지하여 경사로를 인식한다.

제어부(50)는 선행차량 감지부(10)가 감지하고 있던 선행차량을 놓친 경우, 즉 선행차량 감지부(10)가 선행차량을 감지하다가 갑자기 감지하지 못하는 경우, 차선 감지부(20)를 통해 선행차량의 차선변경을 확인하여 선행차량이 차선을 변경했으면 곧바로 정속주행 모드로 진입하고, 선행차량이 차선을 변경하지 않았으면 곡선로 인식부(30)의 곡선로 인식 여부와 경사로 인식부(40)의 경사로 인식 여부를 확인한다.

그리고, 제어부(50)는 곡선로 인식부(30)가 현재 주행도로를 곡선로로 판단한 경우, 곡선로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 차간거리 제어시스템을 제어한다. 즉, 곡선로 인식부(30)가 곡선로를 인식하지 못하는 시점에 정속주행 모드로의 진입을 허가한다.

또한, 제어부(50)는 경사로 인식부(40)가 현재 주행도로를 경사로로 판단한 경우, 경사로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 차간거리 제어시스템을 제어한다. 즉, 경사로 인식부(40)가 경사로를 인식하지 못하는 시점에 정속주행 모드로의 진입을 허가한다.

이때, 경사로 인식부(40)는 기울기 센서를 통해 측정한 최초 기울기가 "+"형태의 값(차량이 경사도를 올라가는 경우)이든 "-"형태의 값(차량이 경사도를 내려가는 경우)이든 상관없이 0이 되는 시점(경사로를 인식하지 못하는 시점)을 갖는다. 즉, 차량이 경사로를 올라갔다가 내려오는 시점에 기울기가 0이 되고, 경사로를 내려갔다가 올라오는 시점에 기울기가 0이 된다. 물론, 차량이 경사로를 올라갔든 내려갔든 이어지는 길이 평지라면 기울기가 0이 되는 시점이 존재한다.

여기서, 정속주행 모드로 진입하는 시점을 기울기가 0이 되는 시점으로 설명했지만, 기울기가 일정 범위 내에 존재하는 경우를 정속주행 모드로 진입하는 시점으로 정할 수도 있다.

본 발명에 따른 선행차량 감지부(20), 차선 감지부(20), 곡선로 인식부(30), 경사로 인식부(40), 및 제어부(50)의 기능을 차간거리 제어시스템의 제어부가 수행하도록 구현할 수도 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 곡선로 인식부의 곡선로 인식과정에 대한 일예시도이다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 따른 곡선로 인식부(30)는 영상처리기, 전처리기, 및 곡률 산출기를 포함한다.

영상처리기는 카메라가 촬영한 도로 영상을 두 개의 영역으로 분할한다. 일예로, 상/하 2개 영역으로 분할한다. 이처럼 분리된 영상처리영역은 각각 영역 1과 영역 2로 칭한다.

이후, 전처리기는 2개의 영역에 대해 1차원 직선으로 차선 모델링을 수행한다. 이때, 차선 모델링은 영역 1과 영역 2에서 각각 도로 영상의 에지 성분(a)을 검출하고, 상기 검출된 에지 성분의 각 점간을 잇는 직선(b)을 산출하는 과정을 의미한다.

그리고 전처리기는 상기 모델링된 각 직선이 이루는 삼각형을 선정한다. 이때, 전처리기는 영역 1과 영역 2에서 모델링된 각 직선(b) 간 교점의 중심점(B, C) 및 소실점(A)을 꼭지점으로 하도록 선정한다.

그리고 전처리기는 상기 선정한 삼각형의 외접원 반지름을 산출한다. 이때 삼각형의 외접원 반지름(R)은 유일하게 결정되며, 그 연산은 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, AB와 BC 및 AC는 각 점이 이루는 선분, Len(x)은 선분 x의 길이, S는 삼각형 ABC의 넓이를 각각 의미한다.

곡률 산출기는 전처리기가 산출한 외접원 반지름을 이용하여 도로의 곡률을 산출한다. 외접원 반지름의 역수가 곡률이 된다.

이러한 과정을 통해 곡선로 인식부(30)는 곡선로를 인식하게 된다.

도 4 는 본 발명에 따른 차간거리 제어시스템의 돌발상황 처리 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 선행차량 감지부(10)는 동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지한다(401).

그리고, 차선 감지부(10)는 선행차량의 차선을 감지한다(402).

이후, 선행차량 감지부(10)가 감지하던 선행차량을 감지하지 못하는 경우(403), 선행차량이 차선을 변경했는지 확인한다(404).

상기 확인결과(404), 차선변경인 경우 차간거리 제어시스템이 정속주행 모드로 진입하는 것을 허가한다(405).

상기 확인결과(404), 차선변경이 아닌 경우 곡선로 인식부(30)를 통해 곡선로 여부를 판단하고, 경사로 인식부(40)를 통해 경사로 여부를 판단한다(406).

상기 판단결과(406), 곡선로이면 현재 속도를 유지하고 곡선로가 끝나면 차간거리 제어 알고리즘에 따라 차간거리 제어시스템이 정속주행 모드로 진입하는 것을 허가한다(407).

상기 판단결과(406), 경사로이면 현재 속도를 유지하고 경사로가 끝나면 차간거리 제어 알고리즘에 따라 차간거리 제어시스템이 정속주행 모드로 진입하는 것을 허가한다(408).

이러한 과정을 통해 선행차량이 돌발적으로 감지영역을 벗어나는 곡선로나 경사로에서도 효율적으로 차간거리 제어를 수행할 수 있도록 한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : 선행차량 감지부 20 : 차선 감지부
30 : 곡선로 인식부 40 : 경사로 인식부
50 : 제어부

Claims

동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지하는 선행차량 감지수단;
카메라를 통해 획득한 전방영상에서 상기 선행차량의 차선을 감지하는 차선 감지수단;
상기 전방영상에서 곡선로를 인식하는 곡선로 인식수단;
차량의 기울기를 감지하여 경사로를 인식하는 경사로 인식수단; 및
상기 선행차량이 차선을 변경한 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 허가하고, 상기 선행차량이 차선을 변경하지 않은 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 주행도로의 상태에 따라 상기 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 불허하는 제어수단
을 포함하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어수단은,
상기 선행차량 감지수단이 감지하고 있던 선행차량을 놓친 경우, 상기 차선 감지수단을 선행차량의 차선변경을 확인하여 차선변경이면 정속주행 모드로의 진입을 허가하고, 차선변경이 아니면 상기 곡선로 인식수단의 곡선로 인식 여부와 상기 경사로 인식수단의 경사로 인식 여부에 따라 곡선로이면 곡선로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 상기 차간거리 제어시스템을 제어하고, 경사로이면 경사로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 상기 차간거리 제어시스템을 제어하는 것을 특징으로 하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 선행차량 감지수단은,
카메라, 레이더 중 적어도 하나 이상을 이용하여 선행차량을 감지하는 것을 특징으로 하는 차간거리 제어시스템에서의 돌발상황 처리 장치.
동일 차선을 주행하는 선행차량을 감지하는 단계;
카메라를 통해 획득한 전방영상에서 상기 선행차량의 차선을 감지하는 단계;
상기 선행차량이 차선을 변경한 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 허가하는 단계; 및
상기 선행차량이 차선을 변경하지 않은 상태에서 상기 선행차량이 감지되지 않는 경우, 상기 차간거리 제어시스템의 정속주행 모드 진입을 불허하는 불허단계
를 포함하는 차간거리 제어시스템의 돌발상황 처리 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 불허단계는,
상기 감지되던 선행차량이 감지되지 않는 경우, 상기 선행차량의 차선변경을 확인하는 단계;
상기 확인결과, 차선변경이면 정속주행 모드로의 진입을 허가하고, 차선변경이 아니면 곡선로 또는 경사로 여부를 판단하는 단계;
상기 판단결과, 곡선로이면 상기 차간거리 제어시스템으로 하여금 곡선로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 하는 단계; 및
상기 판단결과, 경사로이면 상기 차간거리 제어시스템으로 하여금 경사로가 끝날 때까지 정속주행 모드로의 진입을 유보하고 현재 속도를 유지하도록 하는 단계
를 포함하는 차간거리 제어시스템의 돌발상황 처리 방법.