KR20130057571A - 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3단계의 회피전략을 통해 이동장애물을 효과적으로 회피하도록 한 것으로, 주행차량 전방의 주행 경로상에 이동장애물이 감지되면, 그 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재하는지를 판단하는 장애물 판단단계; 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재한 경우, 주행차량을 급제동하는 정지단계; 이동장애물이 최소 제동가능거리 미만인 경우, 이동장애물과의 충돌각도를 계산하여 조향여부를 판단하는 조향판단단계; 충돌각도를 만족하지 않아 주행방향을 변경하지 않은 경우, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하여 주행차량을 감속 또는 정상 주행하는 충돌회피단계;를 포함하는 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법이 소개된다.
Description
본 발명은 자율 주행차량 주행시 효과적으로 이동장애물을 회피하도록 한 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법에 관한 것이다.
산업이 고도화되고 사용자의 차량 사용이 빈번해짐에 따라 현대인의 차량 사용 시간이 길어져 자동차는 생활의 한 공간이 되므로써 보다 쾌적하고 편리함을 추구하게 되어 현대 차량은 화물의 수송 능력 외에 안락함을 얻기 위해 지속적으로 연구를 하고 있다.
최근에 들어 개발되고 있는 차량은 운전자가 직접 운전하지 않고도 차량 스스로 운전이 가능하도록 하는 시스템에 대한 연구를 하고 있으며, 사람의 감각을 대체할 수 있는 전기적인 센서를 이용해 차량의 주변 상태 및 차량 상태를 파악해 자동으로 운전을 할 수 있는 무인 차량을 연구하고 있다.
현재 개발된 무인 차량은 전방을 감지하여 주행하는 정도의 수준이다.
그러나, 종래의 무인 차량은 단순한 주행 방법으로써 주행 차선을 무인 카메라로 검출하여 차선을 벗어나지 않는 상태로 주행하는 중에 장애물 검출시 차량을 정지시켜 장애물에 대한 방어를 하는 것이었다.
이와 같이, 종래에는 차량의 전방에 위치한 차량이나 사람 등의 장애물 발견시 장애물과의 충돌회피를 위해 제동 제어를 이용하였다. 즉, 레이다와 카메라를 통해 전방 장애물과의 충돌위험을 계산하고 충돌을 회피하기 위해 필요한 장애물까지의 거리와 현재 거리를 비교하여 충분한 거리가 확보되지 못하면 운전자에게 경고를 수행하고 경고에도 불구하고 운전자가 적절한 반응을 보이지 못하는 경우, 제동 제어 시스템을 통해 자동적으로 제동력을 발생시키거나 보조하는 방법을 사용하였다.
그러나, 일반적으로 제동거리는 차속의 제곱에 비례하기 때문에 차량이 고속으로 주행하는 경우, 제동 제어만으로는 충돌회피가 어렵다는 문제가 있었다. 또한 제동 제어만을 통한 회피는 회피전략이 단순화될 수밖에 없어 상황에 따른 효과적인 회피가 어려웠다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이동장애물과 주행차량과의 거리, 이동장애물의 방향 및 속도 등을 계산하여 3단계의 회피전략을 통해 최적의 회피가 가능하도록 한 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법은 주행차량 전방의 주행 경로상에 이동장애물이 감지되면, 그 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재하는지를 판단하는 장애물 판단단계; 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재한 경우, 주행차량을 급제동하는 정지단계; 이동장애물이 최소 제동가능거리 초과인 경우, 이동장애물과의 충돌각도를 계산하여 조향여부를 판단하는 조향판단단계; 충돌각도를 만족하지 않아 주행방향을 변경하지 않은 경우, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하여 주행차량을 감속 또는 정상 주행하는 충돌회피단계;를 포함한다.
상기 장애물 판단단계는, 장애물 감지센서를 통해 주행 경로상에 이동장애물이 있는지를 감지하는 장애물 감지단계와, 이동장애물 감지시 주행차량의 최소 제동가능거리를 계산하는 제동거리 계산단계와, 주행차량의 위치정보와 감지된 이동장애물의 위치정보를 이용하여 주행차량과 이동장애물 간의 거리를 계산하는 거리계산단계와, 이동장애물과 주행차량의 거리가 최소 제동가능거리 미만인지를 판단하는 제동거리 판단단계를 포함할 수 있다.
상기 조향판단단계는, 이동장애물의 이동방향과 주행차량의 헤딩방향과의 사이 각도를 계산하는 각도계산단계와, 계산된 각도가 설정된 충돌각도를 만족하는지를 판단하는 각도판단단계와, 충돌각도를 만족하는 경우 좌측 또는 우측 방향으로 주행차량의 이동방향을 변경하여 이동장애물을 회피하는 방향변경단계를 포함할 수 있다.
상기 충돌회피단계는, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하는 충돌지점 계산단계와, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점 예상 도착시간을 계산하는 충돌시간 계산단계와, 계산된 충돌 예상시간이 설정된 시간 이내인 경우 주행차량을 감속하여 충돌을 회피하는 회피단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 이루어진 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법에 따르면, 이동장애물과의 거리, 방향, 속도 등을 계산하여 3단계의 회피전략을 통해 효과적인 회피가 가능함은 물론 상황에 맞게 적절하게 제공할 수 있게 되며, 자율 주행차량 뿐 아니라 충돌 안전관련 워닝 또는 세미오토 시스템으로 발전시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법의 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법에 대하여 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법은 장애물 감지센서를 통해 주행차량 전방의 주행 경로상에 이동장애물이 감지되면, 그 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재하는지를 판단하는 장애물 판단단계(S100)와, 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재한 경우 주행차량을 급제동하는 정지단계(S200)와, 이동장애물이 최소 제동가능거리를 초과한 경우 이동장애물과의 충돌각도를 계산하여 조향여부를 판단하는 조향판단단계(S300)와, 주행차량을 감속 또는 정상 주행하는 충돌회피단계(S400)를 포함한다.
상기 장애물 판단단계(S100)에서는 이동장애물 감지시 GPS를 이용하여 주행차량의 위치정보와 이동장애물의 위치정보를 통해 주행챠량과 이동장애물간의 거리를 계산하여 제동가능한지를 판단하게 되는 것으로, 구체적으로는 장애물 감지센서를 통해 주행 경로상에 이동장애물이 있는지를 감지하는 장애물 감지단계(S110)와, 이동장애물 감지시 주행차량의 최소 제동가능거리를 계산하는 제동거리 계산단계(S120)와, 주행차량의 위치정보와 감지된 이동장애물의 위치정보를 이용하여 주행차량과 이동장애물 간의 거리를 계산하는 거리계산단계(S130)와, 이동장애물과 주행차량의 거리가 최소 제동가능거리 미만인지를 판단하는 제동거리 판단단계(S140)를 포함한다.
상기 제동거리 판단단계(S140)를 통해 제동이 주행 차량의 최소 제동가능거리 내에 이동장애물이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 정지단계를 통해 주행차량을 급제동시켜 이동장애물과의 충돌을 회피하게 된다.
그리고, 주행차량의 최소 제동가능거리를 초과한 경우 조향판단단계(S300)를 거치게 되는데, 상기 조향판단단계(S300)는 이동장애물의 이동방향과 주행차량의 헤딩방향과의 사이 각도를 계산하는 각도계산단계(S310)와, 계산된 각도가 설정된 충돌각도를 만족하는지를 판단하는 각도판단단계(S320)와, 충돌각도를 만족하는 경우 좌측 또는 우측 방향으로 주행차량의 이동방향을 변경하여 이동장애물을 회피하는 방향변경단계(S330)를 포함한다.
상기 각도계산단계를 통해 충돌 위험도를 계산하여 설정된 각도 이내인 경우 즉, 충돌각도를 만족하는 경우 좌우 조향하게 된다.
상기 충돌회피단계는 상기 각도판단단계에서 주행차량이 충돌각도를 만족하지 않아 주행방향을 변경하지 않은 경우에, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하여 주행차량을 감속 또는 정상 주행하는 단계로서, 충돌회피단계는 주행차량과 이동장애물의 속도를 근거로 하여 예상 충돌 지점을 계산하는 충돌지점 계산단계(S410)와, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점까지의 예상 도착시간을 계산하는 충돌시간 계산단계(S420)와, 계산된 충돌 예상시간이 설정된 시간 이내인 경우 주행차량을 감속하여 충돌을 회피하는 회피단계(S430)를 포함한다.
위에서 보듯이, 본 발명은 이동장애물 발견시 충돌을 회피하기 위한 방법으로, 주행차량을 정지하거나 주행차량의 이동방향을 변경하거나 또는 주행차량의 이동속도를 감속하는 과정을 통해 이동장애물을 회피하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법의 순서도로서, 장애물 감지센서를 통해 주행 경로상에 이동장애물이 있는지를 감지하는 장애물 감지단계(S110)를 수행하고, 주행차량의 최소 제동가능거리를 계산하는 제동거리 계산단계(S120)를 수행하며, GPS를 이용하여 주행차량의 위치정보와 감지된 이동장애물의 위치정보를 통해 주행차량과 이동장애물 간의 거리를 계산하는 거리계산단계(S130)를 수행하고, 이동장애물과 주행차량의 거리가 최소 제동가능거리 미만인지를 판단하는 제동거리 판단단계(S140)를 수행한다.
이후, 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재한 것으로 판단되면 주행차량을 급제동하고(S200), 이동장애물이 최소 제동가능거리를 초과한 것으로 판단되면 이동장애물의 이동방향과 주행차량의 헤딩방향과의 사이 각도를 계산하는 각도계산단계(S310)를 수행하고, 계산된 각도가 설정된 충돌각도를 만족하는지를 판단하는 각도판단단계(S320)를 수행하며, 충돌각도를 만족하는 경우 좌측 또는 우측 방향으로 주행차량의 이동방향을 변경하여 이동장애물을 회피하는 방향변경단계(S330)를 수행한다.
각도판단단계에서 주행차량이 충돌각도를 만족하지 않은 경우에는 시간적인 충돌 위험도를 계산하는 과정을 수행(S410, S420)한 후 충돌을 회피하기 위해 주행차량을 감속 또는 정상 주행(S430)하는 충돌회피단계(S400)를 수행한다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100: 장애물 판단단계 S110: 장애물 감지단계
S120: 제동거리 계산단계 S130: 거리계산단계
S140: 제동거리 판단단계 S200: 정지단계
S300: 조향판단단계 S310: 각도계산단계
S320: 각도판단단계 S330: 방향변경단계
S400: 충돌회피단계 S410: 충돌지점 계산단계
S420: 충돌시간 계산단계 S430: 회피단계
S120: 제동거리 계산단계 S130: 거리계산단계
S140: 제동거리 판단단계 S200: 정지단계
S300: 조향판단단계 S310: 각도계산단계
S320: 각도판단단계 S330: 방향변경단계
S400: 충돌회피단계 S410: 충돌지점 계산단계
S420: 충돌시간 계산단계 S430: 회피단계
Claims (4)
- 주행차량 전방의 주행 경로상에 이동장애물이 감지되면, 그 이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재하는지를 판단하는 장애물 판단단계;
이동장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재한 경우, 주행차량을 급제동하는 정지단계;
이동장애물이 최소 제동가능거리 초과인 경우, 이동장애물과의 충돌각도를 계산하여 조향여부를 판단하는 조향판단단계;
충돌각도를 만족하지 않아 주행방향을 변경하지 않은 경우, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하여 주행차량을 감속 또는 정상 주행하는 충돌회피단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 장애물 판단단계는, 장애물 감지센서를 통해 주행 경로상에 이동장애물이 있는지를 감지하는 장애물 감지단계와, 이동장애물 감지시 주행차량의 최소 제동가능거리를 계산하는 제동거리 계산단계와, 주행차량의 위치정보와 감지된 이동장애물의 위치정보를 이용하여 주행차량과 이동장애물 간의 거리를 계산하는 거리계산단계와, 이동장애물과 주행차량의 거리가 최소 제동가능거리 미만인지를 판단하는 제동거리 판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 조향판단단계는, 이동장애물의 이동방향과 주행차량의 헤딩방향과의 사이 각도를 계산하는 각도계산단계와, 계산된 각도가 설정된 충돌각도를 만족하는지를 판단하는 각도판단단계와, 충돌각도를 만족하는 경우 좌측 또는 우측 방향으로 주행차량의 이동방향을 변경하여 이동장애물을 회피하는 방향변경단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 충돌회피단계는, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점을 계산하는 충돌지점 계산단계와, 주행차량과 이동장애물의 충돌 지점 예상 도착시간을 계산하는 충돌시간 계산단계와, 계산된 충돌 예상시간이 설정된 시간 이내인 경우 주행차량을 감속하여 충돌을 회피하는 회피단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행차량의 이동장애물 회피방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20111124 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20130523 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20130801 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20130523 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |