KR20140066301A

KR20140066301A - 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20140066301A
Application number: KR1020120133349A
Authority: KR
Inventors: 양현종
Original assignee: 현대엠엔소프트 주식회사
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-06-02
Also published as: KR101442702B1

Abstract

본 발명은 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차와 상기 주 차량이 회전 차선 인접 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 전방 회전 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차와 상기 전방 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차와 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차와 상기 회전 차선 인접 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차 및 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차를 수행하는 것을 포함한다.

Description

차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법{Method for vehicles change lanes and turn lanes at the crash protection system}

차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 V2X 기술 즉, 차량과 인프라 간 통신(Vehicle to infrastructure, 이하 V2I), 차량과 차량 간 통신(Vehicle to vehicle, 이하 V2V)을 사용하여 회전 차선에 진입한 타 차량이 직진 차선으로 차선 변경 시 직진 차선 내에 후방 주행 차량의 안전성을 확보하기 위해 차선 변경 차량의 차선 변경에 따른 위험 정보를 제공하여 미연에 사고를 방지하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

기존 지능형 교통 시스템(Intelligent Transportation Systems, 이하 ITS)은 전자, 정보, 통신, 제어 등의 기술을 교통체계에 접목시킨 시스템이다. 영상, 전자기파 등의 기술을 이용해 특정지점에서 차량 통과 시 차량을 물체로 인식하고 해당 차량의 주행정보를 획득하는 수동적인 방식을 사용하며, 차량 내 설치된 단말기와 노변장치(Road Side Equipment)간 통신을 통해 차량의 정보를 추출하기도 하지만, 이러한 방식은 교통정보 및 통계 산출에는 문제가 없더라도 도로상에 발생하는 각종 돌발상황에 대처하기는 어렵다.

반면, V2X 기술은 차량과 인프라 간 통신(V2I) 및 차량과 차량 간 통신(V2V)을 의미하며, 차량이 주행하면서 인프라 및 다른 차량과 지속적으로 정보를 주고 받는다. ITS 기술이 단방향 정보 전달 기술이라면, V2X는 쌍방향 정보 전달 기술이다. 차량 간에는 전방 사고 발생 유무나 충돌 경고를 서로 보내줄 수 있고, 인프라는 실시간 교통 상황을 차량에 알려주거나 신호 대기 시간을 제어하여 교통 흐름을 제어할 수 있다. 또한, 우회로를 설정해 차량 집중에 따른 도로 정체현상을 해소 가능하다.

한편, 출발지에서 목적지로 이어지는 경로를 따라 주행하는 차량은 도로 정체, 도로 공사구역, 사고 발생 지역 등의 도로 상황에 따라 미리 설정된 경로를 벗어나 우회하여 다시 목적지를 향해 주행하게 된다. 여기서 주행 중인 차선을 변경하여 다른 차선으로 진입하여 주행을 지속하려는 운전자의 행동은 자연스러운 운전 행동이다. 이러한 차선 변경 시 가장 고려되어야 할 것은 차선 변경을 원하는 차량과 타 차량의 안전이다.

예컨대, 회전 차선 즉, 좌 또는 우 회전만 가능한 차선에 인접한 차선으로 주행 중인 차량의 운전자는 회전 차선 내에 차량들 중에 갑자기 인접한 차선으로 차선 변경을 시도하는 타 차량으로 인해 급정거하는 경우가 빈번하게 발생한다. 이는 상기 설명된 주행 중에 차선 변경 행동은 자연스러운 운전 행동이기 때문이며, 대부분 타 차량의 운전자가 운전 실력이 미숙하여 자신의 경로를 따라 이동 중 경로와 상이한 차선으로 차량이 진입하여 이를 만회하고자 조급하게 차선 변경하여 차선 변경 대상 차선 즉, 회전 차선의 인접 차선에서 주행 중인 후방 차량들에게 충돌 사고 및 차량 정체 현상을 유발하는 원인이 된다.

또한, 회전 차선의 인접 차선에서 주행 중인 후방 차량의 운전자 입장에서는 차선 변경 차량이 운전자의 시야각 또는 타 차량들의 시야 방해로 인해 인지 불가능한 경우 충돌 사고를 회피하기는 어렵다.

또한, 충돌 사고가 발생한 운전자들로 인해 다시 정체 현상이 유발되고 있는 실정이다.

종래의 차량간 충돌 방지 기술은 차선 변경을 원하는 차량의 운전자를 위한 기술로서 차선 변경 시 진입 위치에 타 차량의 존재 여부, 진입을 위한 차량 제어 기술 등이 있었다.

하지만, 차선 변경 차량뿐만 아니라 상기 자세히 기술된 도로에 차량의 정체 상황에 따라 운전자가 대응할 수 있도록 각 차량의 물리적 상황에 따른 충돌 가능성 및 충돌 방지하기 위한 정보가 각 차량의 운전자들에게 제공되어야 한다.

차선 변경의 목표 차선에서 주행 중인 운전자들에게는 운전자의 시야각 또는 타 차량들의 시야 방해와 상관없이 차선 변경 중이거나 차선변경을 시도하는 차량을 인지할 수 있어야하며, 차선 변경 차량과의 충돌 가능성이 함께 고려되어야 차선 변경에 따른 사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 차선 변경을 시도하는 운전자에게는 주행 차량과 전방 차량과의 충돌 가능성, 현재 차선에서 벗어나 차선 변경 시도 시 차선 변경을 위한 목표 차선에서 주행 중인 차량들과의 충돌 가능성이 함께 고려되어야 차선 변경에 따른 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이는 각 차량의 운전자들의 운전 숙련도와 갑작스런 상황에 대한 상황 대처능력이 상이하기 때문이다. 따라서, 사고를 근원적으로 방지하기 위해서는 상기 기술된 운전자의 차량과 타 차량과의 물리적 상황이 실시간 감지되어야하며, 차선 변경 시 추천 차선 정보 및 타 차량과의 충돌 가능성에 따른 위험 여부를 운전자에게 제공하여야하며, 차선 변경 시 위험 요소로 작용할 수 있는 타 차량들에게도 차선 변경에 따른 충돌 가능성에 따른 위험 여부를 제공해주어 위험을 인지시켜야 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.

JP 2003-025868 A1

본 발명은 회전 차선에 인접한 차선 내에 주행 중인 차량 운전자가 용이하게 차선 변경을 시도하는 차량을 인지하여 충돌 사고를 미연에 방지할 수 있도록 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공한다.

또한, 회전 차선 내에 위치한 차량이 차선 변경 시 회전 차선에 인접한 차선 내에 주행 중인 차량 운전자가 운전자의 시야각과 상관없이 차선 변경 차량을 인지할 수 있도록 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지하는 방법에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차와 상기 주 차량이 회전 차선 인접 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차와 상기 주 차량의 전방 회전 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차와 상기 전방 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차와 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차와 상기 회전 차선 인접 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차 및 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차를 수행하는 것을 포함한다.

또한, 상기 전방 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차는, 상기 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 신호를 송신하는 차량이 있는지 판별하는 절차와 상기 차선 변경 신호를 상기 주 차량이 수신되었는지 판별하는 절차와 상기 차선 변경 신호로부터 차선 변경 목표 차선을 추출하고, 상기 목표 차선이 상기 주 차량이 현재 주행 중인 차선과 일치하는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차와 상기 회전 차선 내에 타 차량 중 상기 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 방향 지시등을 점등한 차량이 있는지 판별하는 절차와 상기 방향 지시등의 점등 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하는 차량이 있는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차와 상기 회전 차선 내에 타 차량 중 상기 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 조향 장치를 회전시킨 차량이 있는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차와 상기 차선 변경 시도 차량이 차선 변경시 상기 주 차량의 주행 차선에서의 예상 위치를 산출하는 절차를 추가로 포함한다.

또한, 상기 차선 변경 신호를 상기 주 차량이 수신되었는지 판별하는 절차는, 전방 차량에 수신된 상기 차선 신호를 재수신 받는 절차를 추가로 수행하는 것을 포함한다.

또한, 상기 추천 속도는 상기 주 차량이 주행 시 상기 회전 차선 인접 차선에서 차선 변경을 시도하는 상기 차선 변경 시도 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 차선 변경 시도 차량이 사고 발생 시 상기 주 차량이 사고 차량들과 2차 충돌 사고를 발생시키지 않고 정지할 수 있는 속도를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차 전에, 상기 주 차량이 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차 및 상기 주 차량이 차량 정보를 주기적으로 생성하는 절차를 추가로 수행하는 것을 포함한다.

또한, 상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량이 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차는, 상기 주 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득하고, 상기 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하는 단계 및 상기 위치 정보 데이터를 상기 주 차량에 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 예상 위치는 상기 차선 변경 시도 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주행 시간) +(가감속 계수 × 시간²))로 산출되고, 상기 주 차량의 예상 위치는 상기 주 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주행 시간) +(가감속 계수 × 시간²))로 산출한다.

또한, 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 산출은 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 거리, 안전 거리, 가 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치를 바탕으로 충돌 가능성이 산출한다.

또한, 상기 안전 거리는 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출한다.

또한, 상기 운전자 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지하는 시스템에 있어서, 상기 주 차량은, 상기 주 차량의 위치 정보 데이터를 수신하는 위치정보 수신부와 무선통신을 통하여 상기 타 차량들과 연결되고, 상기 타 차량들이 주기적으로 전송하는 타 차량들의 차량 정보 데이터들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부와 정밀 지도가 내장된 정밀 지도 DB와 상기 주 차량 정보 데이터를 주기적 생성하는 차량 정보 생성부와 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 상기 타 차량들에게 주기적으로 송신하는 차량 정보 송신부와 상기 타 차량 정보 데이터들과 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 바탕으로 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터를 산출하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달받은 상기 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터에 따라 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 경보하는 표시부를 포함한다.

또한, 상기 주 차량 및 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터는 차량의 ID(identification) 데이터, 시간 데이터, 차량 위치 데이터, 차량 운행 데이터, 차량 제어 데이터, 차량 크기 데이터, 차량의 급제동 데이터, 제어상실 데이터, 차량의 경로 기록 데이터, 차량의 예상 경로 데이터, GPS(Global Positioning system)을 사용한 상대 위치 데이터를 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 주 차량의 위치 정보 데이터와 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터를 상기 정밀 지도와 매핑하여 상기 주 차량과 상기 타 차량들의 위치 정보 데이터를 보정한다.

또한, 상기 제어부는 상기 주 차량이 회전 차선 인접 차선 내에 위치하고, 상기 회전 차선에 타 차량들이 존재하고, 상기 타 차량들 중 차선 변경 신호가 송신되거나 상기 타 차량들 중 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향과 조향 장치의 회전 방향이 상기 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하거나, 상기 타 차량들 중 차량의 조향 장치의 회전 방향이 상기 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하면, 상기 충돌 가능성 데이터 및 상기 추천 속도 데이터를 산출한다.

또한, 상기 제어부는 전방에 위치한 타 차량이 수신한 차선 변경 신호를 재수신 받는 것을 포함한다.

또한, 상기 충돌 가능성 데이터는 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 거리, 안전 거리, 가 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치를 바탕으로 충돌 가능성이 산출한다.

또한, 상기 추천 속도 데이터는 상기 주 차량이 주행 시 상기 회전 차선 인접 차선에서 차선 변경을 시도하는 상기 차선 변경 시도 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 차선 변경 시도 차량이 사고 발생 시 상기 주 차량이 사고 차량들과 2차 충돌 사고를 발생시키지 않고 정지할 수 있는 속도를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 안전 거리는, 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출된다.

또한, 상기 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 포함한다.

본 발명 실시 예들에 따르면, 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템은 주행 중인 운전자에게 인접 차선 내의 전방 차량이 차선 변경시 충돌 가능성 정보를 제공하여 미연에 사고를 방지할 수 있는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공한다.

또한, 차선 변경 차량과 충돌을 방지하기 위한 추천 속도 정보를 함께 제공하여 미연에 사고를 방지할 수 있는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 처리 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 시도 차량 추출 처리 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 동일 목표 차선으로 진입하는 타 차량과의 충돌 가능성(a), 차선 변경 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 주 차량과의 충돌 가능성(b), 차선 변경 차량 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성(c)이 표현된 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 가능성 정보와 가속 추천 감속 속도 정보가 함께 표시(a), 차선 변경 차량과 충돌 가능성 정보와 정지 정보가 함께 표시(b)가 표현된 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따라 제공되는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법은 V2X 통신 즉, 차량과 인프라 간 통신(V2I)을 지원하는 노변 장치, 차량과 차량간 V2V 통신을 지원하는 차량을 포함하는 차량의 차선 변경 시 위험 알림 시스템을 예를 들어 설명한다.

또한, V2X 통신 지원 노변 장치, 차량이 각각 적어도 하나 이상으로 구성되는 시스템이라면 본 발명에 적용됨에 제한이 없을 것이다. 여기서 사용되는 V2X의 통신 기술은 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 하기에서 기술되는 본 발명에서 노변 장치와 차량 간 통신은 V2I 통신, 차량과 차량 간 통신은 V2V 통신을 의미한다. V2I와 V2V 통신은 차량 정보 즉, 기본 차량 상태 메시지를 노변 장치와 차량 간, 차량과 차량간 송수신한다. 기본 차량 상태 메시지로는 차량의 ID(identification) 데이터, 데이터 순열, 시간 데이터, 차량 위치 데이터, 차량 운행 데이터, 차량 제어 데이터, 차량 크기 데이터가 필수적으로 포함된다. 또한, 차량의 급제동 데이터, 차량 제어상실 데이터 등의 이벤트 정보, 차량의 경로 기록 데이터, 차량의 예상 경로 데이터, GPS(Global Positioning system)를 사용한 상대 위치 데이터 등을 송수신한다. 여기서 GPS를 이용한 상대 위치 정보를 통해 차량의 주행 중인 위치와 차선 정보를 획득할 수 있다.

또한, V2X 통신을 지원하는 차량의 통신은 데이터 송수신을 위한 별도의 통신 설정 절차가 필요없이 V2X 통신 범위 내에서 차량과 차량 간의 V2V 통신, 차량과 노변 장치 간의 V2I 통신이 수행된다. 여기서 V2X 통신에서 데이터 송수신이 출발지와 목적지가 설정된 이동 경로를 따라 주행 중인 차량을 전제로 개발된 기술이기 때문이다.

또한, 본 발명에 실시 예에 따른 차량의 직진 주행성 확보 시스템 및 그 방법에서 사용되는 용어에 대해 설명한다.

"회전 차선(Turn lanes)"이란 차량이 우 또는 좌 회전 주행만 가능한 차선을 의미한다.

"주 차량(Master Vehicle)"이란 운전자가 주행 중인 차량을 의미하며, 본 발명의 실시 예에서는 회전 차선과 인접한 차선 내에 위치하여 주행 중인 차량을 의미한다.

"차선 변경 차량(Vehicles change lanes)"이란 회전 차선 내에서 인접 차선으로 차선 변경을 시도하는 차량이며 상기 주 차량 전방에 위치하는 차량을 의미한다.

"목표 차선(Objective Lane)"이란 상기 차선 변경 차량이 차선 변경을 위해 진입을 시도하는 차선을 의미한다. 즉, 회전 차선과 인접한 차선을 의미한다.

"예상 위치(Expected location)"란 상기 차선 변경 차량이 차선 변경 시 상기 목표 차선으로 이동하여 주행하게 되는 위치를 의미한다.

"타 차량(Others Vehicle)"이란 상기 주 차량을 제외한 주변 차량을 의미하며, 주 차량의 주행 차선을 기준으로 다음과 같이 분류된다.

주 차량이 목표 차선으로 주행하는 경우 타 차량들은 주 차량의 전방에 위치하며, 회전 차선에 위치하는 차량들이고, 차선 변경 신호를 송신하는 차량, 방향 지시등이 점등 방향이 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하는 차량, 조향 장치의 회전 방향이 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하는 차량으로 분류된다.

상기 타 차량의 용어는 차량의 회전 차선 위치하여 차선 변경을 시도하는 방법에 따라 상기 설명된 각 차량들을 의미한다.

하기에 설명되는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 순서에 의해 자세히 설명된다.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 차량이 현재 주행 차선을 인식하는 방법에 대하여 설명한다.

2. 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템에 대하여 설명한다.

3. 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성에 대하여 설명한다.

4. 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 정보 처리에 대하여 설명한다.

5. 본 발명의 실시 예에 따른 회전 차선에서 타 차량들 중 차선 변경 시도 차량 추출 처리에 대하여 설명한다.

6. 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량이 목표 차선 진입 시 주 차량과의 충돌 가능성에 대하여 설명한다.

7. 본 발명의 실시 예에 따른 충돌 가능성과 추천 속도 정보를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.

종래의 GPS를 사용하여 위치 정보를 획득 방법은 복수 개의 위성과 GPS 모듈 간의 삼각측량 방법으로 위치 정보를 획득하는 데 10미터의 오차 범위를 갖는다. 대한민국의 도로인 경우 도로교통법에서 지정된 도로의 폭은 고속도로의 경우 3.5미터 이상, 일반도로의 경우 도로 주행 속도에 따라 3미터 내지 3.5미터 이상인 것을 감안하면, 10미터의 오차 범위로는 정확한 주행 차선을 인식하기 어렵다.

본 발명에 실시 예에 따른 차량은 V2X 기술이 적용된 차량을 대상으로 하며, V2X 차량 정보 데이터 중 GPS(Global Positioning system)를 사용한 상대 위치 데이터를 활용하면, 현재 주행 중인 차선을 인식 가능하다. 여기서 사용되는 GPS 기술은 DGPS(Differential Global Positioning system) 기술을 사용하여 차량에 구비된 GPS 모듈과 다수의 위성 간 삼각측량 실행하여 차량 위치 정보 데이터를 획득하고, 차량 위치 정보 데이터의 오차 범위를 줄이기 위하여 실측을 통해 지표면 위에 설치된 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 차량 위치 데이터 간의 측위 오차 분석을 실행한다. 여기서 측위 오차 분석 시 기반 데이터로 해상교통안전에 사용되는 GPS 데이터를 사용한다. 보정된 차량의 현재 위치 데이터는 1미터 이내의 오차 범위를 갖는다. 이는 상기 자세히 설명된 도로 폭의 범위 내의 오차이므로 현재 차량의 주행 차선 인식이 가능하다.

또한, 보정된 차량의 위치 데이터와 차량에 구비된 정밀 지도 데이터를 매핑하여 현재 주행 중인 차선과 현재 차량의 위치를 인식할 수 있다.

종래의 차량 간 충돌 사고 예방기술은 주행 중 차량의 운전자가 차선 변경을 시도할 때, 진입 가능 여부 즉, 목표 차선에 해당 차량이 이동할 수 있는 충분한 공간이 확보 여부를 판단하여 사고를 예방하는 기술과 변경 목표 차선에 위치하며 후방에서 주행중인 차량과의 충돌 가능성을 경고하여 사고를 예방하는 기술 등이 있었다.

한편, 주 차량과 회전 차선에서 차선 변경 중인 전방 차량들과 충돌 위험성으로 부터 미연에 사고를 방지할 수 있는 기술이 필요하다.

또한, 차선 변경 차량과 타 차량과의 충돌 사고로 인한 주 차량의 2차 충돌 가능성으로부터 미연에 사고를 방지할 수 있는 기술이 필요하다. 상기 설명된 어려움을 종래의 차량 간 충돌 사고 기술 및 기존 지능형 교통 시스템으로 해결하기는 힘들다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법은 회전 차선에서 차선 변경을 시도하는 차량을 대상으로 차선 변경 의도를 판단하여 후방에서 주행 중인 주 차량 운전자의 안전을 확보한다. 예컨대, 회전 차선 내에 차량들 중 주 차량 운전자가 시야로 인지할 수 없는 위치의 차량이 차선 변경을 시도하는 경우 주 차량 간의 충동 가능성을 고려하여 주 차량의 안전성을 확보하는 기술이다.

예를 들어, 다음과 같은 타 차량들이 고려되어야 한다.

주 차량이 회전 차선의 인접 차선에서 주행하는 경우는 주 차량의 전방에 위치하며, 회전 차선에 위치하는 차량들 중 차선 변경 신호를 송신하는 차량과의 충돌 가능성, 방향 지시등이 점등되었고 점등 방향이 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하는 차량과의 충돌 가능성, 조향 장치의 회전 방향이 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하는 차량과의 충돌 가능성이 고려되어야한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법은 회전 차선의 인접 차선에서 주행 중인 운전자가 현재 차선에서 어느 속도를 유지하며 주행해야 차선 변경 차량과 충돌 사고를 회피할 수 있는지 차선 변경 차량과의 사고 가능성 및 추천 감속 속도를 제공하여 준다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법은 회전 차선의 인접 차선에서 주행 중인 운전자가 차선 변경 차량으로 인해 발생할 수 있는 충돌 가능성 정보를 제공한다.

또한, 차선 변경 차량과 충돌 가능성에 따라 충돌 사고를 예방하기 위해 주 차량의 운전자가 현재 주행 속도를 어느 정도로 조절해야 하는지 판단을 용이하게 할 수 있도록 정보를 제공한다. 예컨대, 어느 정도로 감속 또는 정지해야하는지 추천 속도 정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 용이하게 판단할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 구성도이다.

차선 변경시 위험 알림 시스템에서 차량(100)은 V2X 통신을 지원하는 차량으로서 주행 중 주 차량의 위치 정보를 위치 정보 수신부(103)를 통해 실시간 수신받고, 정밀 지도 DB(104)에 내장된 정밀 지도와 매핑시켜 주 차량이 현재 주행 중인 차선을 실시간 인식한다. 또한, 타 차량과의 V2V 통신을 통해 타 차량들의 차량 정보들을 실시간 획득하고, 획득된 타 차량 정보 중에 타 차량들의 위치 정보들을 정밀 지도와 매핑시켜 타 차량들의 현재 주행 중인 차선을 실시간 인식한다. 따라서 주 차량 기준으로 전방에 정체 현상 발생 시 인식 가능하며, 전방의 정체 구역을 벗어나 직진 주행하기 위해 주 차량이 차선 변경 시도 시 상기 획득한 타 차량들의 차량 정보들과 주 차량의 차량 정보를 산출하여 충동 가능성과 충돌 가능성을 회피할 수 있는 추천 속도 데이터를 함께 운전자에게 제공하여 주 차량과 타 차량과의 충돌 사고를 미연에 방지한다. 여기서 주 차량과 타 차량들은 기본적으로 V2X 통신 가능한 차량들이며, 실시간으로 차량에 구비된 차량 정보 생성부(105)를 통해 실시간 차량 정보 데이터를 생성하고, 차량 정보 송신부(106)을 통해 주변 차량들 및 노변 장치에 전송한다.

차량(100)은 차량의 위치 인식 정보 산출을 위해 GPS 신호를 수신하는 위치정보 수신부(103), 타 차량들이 전송하는 차량 정보 신호들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부(102), 주 차량 및 타 차량의 위치 정보를 보정 시 사용되는 정밀 지도 DB(104), 차량 정보를 생성하는 차량 정보 생성부(105), 차량의 차량 정보를 주변 차량들 및 노변 장치에 전송하는 차량 정보 송신부(106), 주변 차량 정보 수신부(102)로부터 전달받은 타 차량들의 차량 정보들과 차량 정보 생성부(105)에서 생성되어 전달받은 주 차량의 차량 정보를 비교 산출하여, 충돌 가능성 데이터와 추천 속도 데이터를 생성하는 제어부(101), 제어부(101)로부터 충돌 가능성과 추천 속도 데이터를 전달받아 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 표시 및 알림을 수행하는 표시부(107)를 포함한다.

위치 정보 수신부(103)는 주 차량의 GPS 신호를 수신하고, 수신된 GPS 신호를 기반으로 주 차량의 위치를 산출한다. 여기서 주 차량의 위치 정보는 현재 주행 중인 주행 차선, 주행 차선에서의 주 차량의 위치, 주 차량의 주행 중인 도로의 총 차선의 개수, 각 차선의 위치 정보를 포함한다. 예컨대, 위치 정보를 수신하여 주 차량의 위치를 산출하는 방법으로는 상기 자세히 설명된 종래의 GPS를 사용하여 위치 정보를 획득 방법, V2X 차량 정보 데이터 중 GPS를 사용한 상대 위치 데이터를 활용하여, 현재 주행 중인 주 차량의 위치를 인식하는 방법, V2V 통신을 사용하는 차량간 상대적 위치를 산출하여 주 차량의 위치를 인식하는 방법 등이 사용될 수 있다.

주변 차량 정보 수신부(102)는 주변의 타 차량들로부터 차량 정보 데이터들을 수신받는다. 여기서 차량 정보 데이터들을 구성하는 각 데이터에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 V2X 통신을 사용하는 차량의 차량 정보 설명과 동일하므로 생략한다. 예컨대, 주 차량은 V2V 통신 범위 내에 위치한 주변에 노변 장치 및 타 차량들과 별로의 통신 연결 설정 없이 차량과 차량 간 V2V 통신, 차량과 노변 장치 간 V2I 통신을 사용하여 데이터 송수신이 가능하다.

차량 정보 생성부(105)는 주 차량의 차량 정보를 생성한다. 예컨대, 차량 정보는 차량에 구비된 V2X 단말 장치가 전자제어장치 ECU(Electronic Control Unit)로부터 전달받은 차량 전자 장치 데이터와 상기 위치 정보 수신부(103)로부터 전달받은 위치 정보를 기반으로 상기 자세히 설명된 차량 정보 데이터들을 생성한다.

제어부(101)는 주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성과 추천 속도 데이터를 생성한다.

주 차량과 타 차량 간의 충돌 가능성은 다음과 경우 산출된다. 회전 차선에 위치한 타 차량이 차선 변경을 하여 주행을 진행할 시 주 차량은 차선 변경 차량이 차선 변경을 하는 차선이 주 차량이 주행하는 차선과 일치하는지 확인하고, 차선 변경 대상 차선과 주 차량의 주행 차선이 일치하면 주 차량과 주 차량의 현재 위치 기준으로 전방의 회전 차선에서 차선 변경 중이거나 차선 변경을 시도하는 차량과의 물리적인 환경 즉, 차량간 거리, 주차량과 차선 변경 차량의 주행 속도 등이 고려된 충돌 가능성과 추천 속도가 산출되어야 한다. 예컨대, 현재 주 차량의 위치 정보와 차선 변경 차량의 위치 정보를 기반으로 차량 간 거리를 산출하고, 주 차량이 현재 주행 속도로 주행 시 차선 변경 차량과 충돌할 수 있는 충돌 가능성을 산출한 뒤 주 차량이 차선 변경 차량과 충돌없이 주행할 수 있는 속도를 계산한다. 여기서 추천 속도는 주차량의 현재 주행 속도와 주차량이 차선 변경 차량과 충격 없이 주행할 수 있는 속도를 비교하여 산출된다.

또한, 추천 속도 데이터는 현재 주 차량의 주행 속도와 타 차량들의 주행 속도를 기반으로 충돌 예측 시간을 산출하고, 충돌 위험 예측 시간 값이 소정의 기준 시간 값 이상의 값을 만족할 시 운전자에게 제공될 수 있다. 여기서, 소정의 기준 시간 값은 운전자가 시각으로 위험 정보를 인지하고 인지 반응할 수 있는 시간을 의미한다. 통상적으로 2 내지 2.5초의 시간이 운전자의 인지 반응에 걸리는 시간이므로 상기 범위 내에서 설정 가능하다. 또한, 운전자의 운전 숙련도에 따라 2.5초로 이상의 시간으로도 설정 가능하다.

표시부(107)는 상기 제어부(101)로부터 생성된 충돌 가능성 데이터와 추천 속도 데이터를 전달받아 운전자에게 화면 표시 및 알람을 통해 위험 정보, 추천 속도 정보를 제공한다. 예컨대, 차량에 구비된 화면 표시장치, 소리 출력장치, 실내등 밝기 제어 등을 사용하여 위험을 경고한다. 화면 표시장치의 경우 화면에 옅은 색부터 진한 색으로 차선 변경 차량의 접근 방향에 따른 위험 정도를 표시하여 위험 메시지를 출력하거나 차선 변경 차량과 충돌 가능성이 있는 위험 방향을 좌우 삼각형 모양으로 위험의 정도에 따라 색을 달리하여 점등시키며 위험을 고지할 수 있다.

또한, 소리 출력 장치의 경우 소리의 크기 정도의 변화를 주며 위험 정보를 음성으로 출력하여 위험을 경고할 수 있다. 예컨대, " 위험! 차선 변경 차량 2미터 이내로 접근 중"과 같이 차선 변경 차량 발견 시 주 차량과 충돌 가능성을 차선 변경 차량과의 남은 거리 차를 음성으로 출력할 수 있다.

또한, 차선 변경 차량 인식 시 추천 속도 정보를 주 차량의 운전자에게 제공하며, 차량 화면 표시장치에 가속 30km가 필요한 경우 "30+", 감속이 필요한 경우 "30-"등으로 표시할 수 있고, 소리 출력 장치의 경우 "30km 가/감속하여 주행을 진행하세요."와 같이 타 차량의 차선 변경 시 주 차량 및 타 차량들의 주행 속도를 바탕으로 추천 속도를 산출하여 음성으로 제공할 수 있다.

또한, 실내등 밝기 제어의 경우 실내등의 색의 변화를 주거나 실내등의 발광이 점등을 반복하는 디밍(dimming) 변화를 주어 운전자에게 충돌 가능성을 경고할 수 있다.

차량 정보 송신부(106)는 기본적으로 주 차량의 차량 정보를 타 차량 및 노변 장치에 주기적으로 전송하며, 차선 변경 차량의 경우 차선 변경 시 차선 변경 신호를 주 차량 및 노변 장치에 송신한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 처리 순서도이다.

먼저, 주 차량은 위치 정보를 수신하는 절차를 수행한다(S100). 여기서 위치 정보는 차량에 구비된 위치 정보 수신부로부터 주 차량의 현재 위치 데이터를 실시간 수신받고, 주변차량 차량 정보 수신부로부터 실시간 수신받은 타 차량의 차량 정보들로부터 타 차량들의 현재 위치 정보 데이터들을 추출한 뒤, 상기 주차량 현재 위치 데이터와 타 차량들의 현재 위치 정보 데이터들을 차량에 구비된 정밀 지도 DB에 내장된 정밀 지도 데이터와 매핑하여 오차를 보정하는 단계를 진행하여 주 차량이 주행중인 차선 위치와 타 차량이 주행중인 주행 차선을 인식 가능하다. 따라서 주 차량은 주 차량의 현재 위치뿐만 아니라 주 차량의 주변 타 차량들의 현재 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.

여기서 차량은 V2X로 통신하는 주 차량과 타 차량을 의미하며 각 차량에 구비된 위치 정보 수신부를 통해 주기적으로 차량의 위치정보를 수신받는다. 예컨대, 각 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득한다.

또한, 획득한 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하여 오차를 줄인 위치 정보 데이터를 산출할 수 있다.

또한, 산출된 위치 정보 데이터를 차량의 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑 시켜 현재 차량의 위치를 알 수 있다.

그 후, 주 차량은 주 차량 정보를 생성하여 주기적으로 주변 타 차량 및 노변 장치로 송신한다(S101). 예컨대, 차량에 구비된 차량 정보 생성부를 통해 주 차량의 차량 정보를 주기적으로 생성한다. 여기서 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보의 설명과 동일하므로 생략한다.

또한, 주 차량에서 주기적으로 생성된 차량 정보 또한 주기적으로 주변의 타차량들에게 송신된다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.

그 후, 주 차량은 주변 차량들의 타 차량 정보들을 주기적으로 수신하는 절차를 수행한다(S102). 예컨대, V2X로 통신하는 차량들은 주기적으로 차량 정보를 생성하고, 타 차량과 차량 정보를 주기적으로 송수신한다. 여기서, 차량 정보에 대한 설명은 상기 자세히 설명된 차량 정보 데이터에 대한 설명과 동일하므로 생략한다. 해당 절차는 실시간으로 갱신되며 다 절차와 상관없이 독립적으로 반복 수행된다.

그 후, 주 차량이 회전 차선과 인접한 차선으로 진입했는지를 판단한다(S103). 여기서 회전 차선은 한 가지 주행 방향으로 진행 가능한 차선을 의미한다. 대한민국의 경우 통상적으로 회전 차선으로 지정되는 차선의 위치는 차량의 주행 방향을 기준으로 제일 좌측에 위치한 차선과 제일 우측에 위치한 차선일 가능성이 크다. 제일 좌측의 차선의 경우 좌회전 또는 유턴이 가능하며, 제일 우측의 차선의 경우 우회전이 가능하다. 회전 차선의 주행 가능한 방향은 각 국가의 도로교통법에 의해 정하여진다. 또한, 차량에 구비된 정밀 지도 DB를 통해 보정된 주 차량의 위치 정보를 바탕으로 현재 주 차량이 회전 차선과 인접한 차선에 진입하여 주행하고 있는지 판단 가능하다. 주 차량이 회전 차선과 인접한 차선으로 주행 중인 경우는 다음 절차로 이동하며, 주 차량이 회전 차선과 인접한 차선으로 주행 중이 아닌 경우는 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다.

그 후, 주 차량의 현재 위치를 기준으로 전방 회전 차선 내에 타 차량이 있는지 판단하는 절차가 수행된다(S104). 여기서 전방에 회전 차선 내에 타 차량이 존재하지 않다면, 주 차량은 회전 차선에서 주 차량이 주행 중인 차선으로 차선 변경을 수행하는 타 차량과의 충돌 가능성 없이 주행이 가능하다. 따라서 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다. 또한, 전방에 타 차량이 존재하는 경우는 다음 절차가 수행된다.

그 후, 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경을 시도하는 차량을 추출하는 루틴으로 이동하여 해당 절차들을 수행한다(S105). 여기서 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경을 시도하는 차량을 추출 루틴의 설명은 하기 도 3을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

그 후, 주 차량과 차선 변경 시도 차량 간의 거리를 산출한다(S106). 여기서 차량 간 거리는 실시간 갱신되는 주 차량의 현재 위치와 차선 변경 시도 차량의 예상 위치 간의 거리로서 각 차량의 현재 위치, 예상 위치, 주행 속도, 전장 등을 바탕으로 실시간 산출된다.

그 후, 주 차량이 주행 시 차선 변경 시도 차량과 충돌 가능성을 산출한다(S107). 여기서 차선 변경 시도 차량과 충돌 가능성은 상기 S106 절차에서 산출된 주 차량과 차선 변경 시도 차량 간의 거리, 안전 거리, 가 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치를 바탕으로 충돌 가능성이 산출된다. 예컨대, 안전 거리의 산출은 각 차량의 전장, 안전계수 등을 바탕으로 산출된다. 안전 거리는 운전자가 시거 상으로 위험을 감지하여 브레이크를 작동시켜 차량을 정지하는데 까지 필요한 거리이다. 또한, 안전 계수는 각 차량의 무게, 각 차량의 주행 속도, 각 차량의 제동 관련 장치의 성능, 도로의 노면 상태 등을 기반으로 산출된다. 예컨대, 차량 정보 데이터에서 차량에 대한 정보를 획득하고, 현재 차량이 주행 중인 위치를 기준으로 날씨 정보 데이터를 수신받아 도로의 노면 상태 데이터를 산출하고, 차량의 전장, 차량의 무게 및 차량 제동 장치의 성능 등을 바탕으로 산출된다. 다음과 같은 안전 거리 기준 연산식으로 안전 거리 기준은 산출 가능하다.

안전 거리 기준 = 전장 × 안전 계수

또한, 차선 변경 시도 차량의 예상 위치와 주 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터는 상기 산출된 안전 거리 데이터와 비교되는 단계를 거친다. 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터가 안전 거리 데이터보다 큰 값을 가지면, 차선 변경 시도 차량이 차선 변경 중 전방 사고 발생 시 주 차량 운전자가 2차 충돌 사고를 회피하기 위하여 차량을 정지시키기 위한 제동 거리가 충분하게 확보되었다고 판단할 수 있다.

한편, 안전 거리 데이터가 주 차량의 예상 위치와 타 차량의 예상 위치 간의 거리 데이터보다 큰 값을 가지면 차선 변경 시도 차량이 차선 변경 중 전방 사고 발생 시 주 차량 운전자가 2차 충돌 사고를 회피하기 위하여 차량을 정지시키기 위한 제동 거리가 충분하게 확보되지 못해 2차 충돌 사고가 발생할 수 있으므로 충돌 가능성이 크다. 따라서 하기 추천 속도 산출 절차에서 충돌 가능성을 낮추기 위하여 주 차량의 현재 주행 속도보다 감속하여 주행하거나 정지할 것을 주 차량 운전자에게 위험을 알린다.

그 후, 추천 속도 산출이 진행된다(S108). 여기서 산출된 추천 속도는 운전자가 추천 속도 정보를 참고하여 주행을 수행하면 현재 주행 속도로 주행할 때보다 더 안전하게 주행을 수행할 수 있는 속도를 의미한다. 예컨대, 추천 속도는 주 차량이 주행 시 차선 변경 시도 차량의 주차량의 주행 차선으로 진입에 대응하여 주행해야 주 차량의 안전을 확보할 수 있기 때문이다. 통상적으로 회전 차선에서 차선 변경하는 경우 가속하므로 해당 절차에서 주 차량의 추천 속도로 현재 주행 속도보다 감속된 속도 데이터를 생성한다.

그 후, 운전자에게 충돌 가능성 및 추천 속도를 표시 및 알람을 통해 경보하는 절차를 수행한다(S109). 상기 주 차량과 전방 차량의 충돌 가능성 산출 절차에서 산출된 결과의 정도에 따라 생성된 충돌 가능성 데이터에 대응하는 표시 및 알람을 경보하여 운전자가 용이하게 회전 차선과 인접한 차선에서 안전 주행할 수 있도록 충돌 가능성 및 추천 속도를 제공한다.

그 후, 주 차량이 회전 차선과 인접한 차선을 통과 완료하면, 다시 설정된 주행 경로를 따라 운전자의 조작에 의해 주행이 재개된다. 여기서 주 차량은 위치 정보를 수신하는 절차(S100)로 이동한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 시도 차량 추출 처리 순서도이다.

먼저, 타 차량의 차량 정보를 재수신하여 데이터를 갱신한다(S200). 예컨대 차량에 구비된 주변 차량의 차량 정보 수신부를 통해 주기적으로 수신되는 타 차량 정보 데이터를 정밀 지도 DB에 내장된 정밀 지도와 매핑하여 타 차량들의 현재 위치를 인지할 수 있다. 주 차량에서는 인지된 타 차량들의 위치를 기반으로 회전 차선 내에 위치하는 차량 중 차선 변경 중이거나 차선 변경을 시도하는 차량을 세 가지 상태로 인식하고, 각 차량들의 차선 변경시 주 차량의 주행차선에서 예상 위치를 산출하기 위한 절차가 독립적으로 수행된다.

첫 번째로는 회전 차선에 대기 중인 차량 중 차선 변경 신호를 송신하는 차량이 있는지 판단하는 절차가 진행된다(S201). 예컨대, 차선 변경을 시도하는 차량은 차량 정보 데이터를 통해 차량이 차선 변경 중일 경우 차선 변경 중이라는 것을 주변 차량에 경보하기 위하여 차선 변경 신호를 송신한다. 따라서, 주 차량은 타 차량의 차선 변경 신호를 수신하여 전방에 차선 변경 중인 차량이 있음을 판단한다. 여기서 차선 변경 신호를 수신하면 다음 절차가 진행되고, 수신된 차선 변경 신호가 없다면 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다(S206).

또한, 전방 차량이 수신받은 차선 변경 신호를 재수신 받는 절차가 수행될 수 있다. 예컨대, 차선 변경 신호를 수신을 위해 차선 변경 시도 차량과 주 차량간의 통신 거리가 멀어서 차선 변경 신호를 직접적으로 수신받지 못하는 경우를 방지하기 위하여, 주 차량은 V2X 통신 범위가 허락하는 범위 내에서 회전 차선에 차량들을 대상으로 전방 차량의 차선 변경 신호를 수신받은 차량이 있는지 검색한다. 검색한 차량 중 전방 차량의 차선 변경 신호를 수신받은 차량이 존재하면 차선 변경 신호를 전달받을 수 있다. 예컨대, 고속 주행을 하는 도로의 경우 차량간 거리가 상대적으로 도심 도로보다 넓어 통신 범위 내에 차선 변경 차량이 검색되지 않을 수 있다. 하지만, 전방 차량이 수신받은 차선 변경 신호를 전달받아서 통신 범위의 제약을 극복 가능하며, 고속 주행 중 충돌 사고로부터 주 차량의 운전자를 보호할 수 있다.

그 후, 차선 변경 신호를 수신하면, 차선 변경 중인 차량이 차선 변경하는 목표 차선이 주 차량이 현재 주행 중인 차선과 동일한 차선인지 판단하는 절차를 수행한다(S202). 여기서 목표 차선과 주 차량의 주행 차선이 동일 차선이면 다음 타 차량의 예상 위치 산출 절차 S207를 수행한다. 또한, 목표 차선과 주 차량의 주행 차선이 동일 차선이 아니면 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다(S206).

두 번째로는 회전 차선에 대기 중인 차량 중 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 방향 지시등이 점등된 차량이 있는지 판단하는 절차가 진행된다(S203). 예컨대, 주 차량이 주행 차선이 2차선이고, 회전 차선이 1차선이라면 차선 변경을 시도하는 차량은 우측 방향으로 방향 지시등을 점등할 것이다. 따라서 차선 변경 시도차량으로 간주할 수 있으며 현재 주 차량의 주행에 잠재적 위험 요소로 작용할 수 있는 차량이다. 여기서 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 방향 지시등이 점등된 차량이 있다면 다음 절차가 진행되고, 해당 차량이 없다면 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다(S206).

그 후, 점등된 방향 지시등 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하는지 판단하는 절차가 진행된다(S204). 예컨대, 회전 차선에 대기 중인 차량 운전자가 회전 주행 방향으로 방향 지시등을 점등하지 않고 실수로 반대 방향의 방향 지시등을 점등하는 경우가 있기 때문에 조향 장치의 회전 방향을 다시 한번 판단하여 차선 변경 의도를 파악할 수 있다. 여기서 점등된 방향 지시등 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하면 다음 절차로 타 차량의 예상 위치 산출 절차 S207를 수행한다. 또한, 점등된 방향 지시등 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하지 않으면 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다(S206).

세 번째로는 회전 차선에 대기 중인 차량 중 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 조향 장치가 회전된 차량이 있는지 판단하는 절차가 진행된다(S205). 예컨대, 회전 차선에 대기 중인 차량 운전자가 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 방향 지시등을 점등하지 않고, 조향 장치를 회전만으로 차선 변경을 시도하는 경우가 있기 때문에 조향 장치의 회전 방향을 판단하여 차선 변경 의도를 파악할 수 있다. 여기서 조향 장치의 회전 방향과 주 차량이 주행 중인 차선 방향이 일치하면 다음 절차로 타 차량의 예상 위치 산출 절차 S207를 수행한다. 또한, 주 차량이 주행 중인 차선 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하지 않으면 위치 정보 수신 절차 S100으로 이동한다(S206).

상기 설명된 절차에서 차선 변경 시도 차량의 방향 지시등 점등 상태, 조향 장치의 회전 상태 등은 상기 설명된 타 차량 정보 데이터에서 차량 제어 데이터를 추출하여 획득할 수 있다.

그 후, 타 차량의 예상 위치를 산출하는 절차가 진행된다(S207). 여기서 예상 위치는 타 차량의 현재 위치, 타 차량의 현재 주행 속도, 주행 시간, 가감속 계수 등을 바탕으로 산출이 수행된다. 예컨대, 예상 위치는 다음과 같은 연산식으로 산출 가능하다.

예상 위치 = 현재 위치 + ((현재 속도 × 시간) +(가감속 계수 × 시간²))

또한, 타 차량 차선 변경 시 목표 차선으로 진입 완료까지 2초간 시간이 소요되는 것을 변수로 포함하여 산출된다. 2초의 기준은 교통 공학에서 차선 변경에 따른 소용 시간이 2초 이내로 정의하고 있기 때문이다. 즉, 최종적으로 산출되는 타 차량의 예상 위치는 현재 주행 차선에서 목표 차선으로 2초 동안 차선 변경 시 이동되는 위치를 예상하여 산출된 위치이다.

상기 설명된 회전 차선에서 타 차량들 중 차선 변경 시도 차량 추출 절차는 실시간으로 독립적으로 수행된다. 즉, 서로 간 시간 순위에 따라 절차가 진행되지 않고 제어부에서 다중 연산방식으로 동시에 진행된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 동일 목표 차선으로 진입하는 타 차량과의 충돌 가능성(a), 차선 변경 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 주 차량과의 충돌 가능성(b), 차선 변경 차량 차량과 동일 목표 차선에서 주행 중인 전방 차량과의 충돌 가능성(c)이 표현된 평면도이다.

본 발명에 실시 예에 따른 주 차량과 차선 변경 차량 간의 충돌 가능성의 경우는 다음 세 가지 경우로 분류할 수 있다. 예컨대, (a)에 표현된 바와 같이 차선 변경 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 동일 위치로 진입을 시도하는 차량과 발생할 수 있는 충돌 가능성, (b)에 표현된 바와 같이 차선 변경 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 동일 목표 차선에서 주행 중인 후방 주 차량과의 충돌 가능성, (c)에 표현된 바와 같이 차선 변경 차량이 목표 차선의 예상 위치로 진입 시 전방 주행 차량 중 주행 속도를 감속하는 차량과의 충돌 가능성으로 분류할 수 있다. 여기서 (a)와 (c)의 경우는 주 차량과 1차 사고가 발생할 위험보단 차선 변경 차량과 타 차량 간의 충돌 사고로 인한 주 차량과 2차 충돌 사고 가능성이 있는 경우를 의미한다.

상기 설명된 세 가지 경우는 본 발명의 실시 예에 따른 대표적인 경우로서 단일 충돌 가능성으로 발생할 수 있으며, 상호 복합적으로 발생할 수 있다. 예컨대, 도 4의 (a), (b), (c)가 서로 조합되어 동시에 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템 및 그 방법에서는 주 차량과 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 예방하기 위해 충돌 가능성 정보만 제공하지 않고, 주변에 타 차량과의 물리적 환경을 고려하여 운전자에게 충돌 사고를 회피할 수 있도록 추천 속도를 충돌 가능성과 함께 표시 및 알람을 통해 제공한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차선 변경 차량과 충돌 가능성 정보와 가속 추천 감속 속도 정보가 함께 표시(a), 차선 변경 차량과 충돌 가능성 정보와 정지 정보가 함께 표시(b)가 표현된 평면도이다.

(a)는 주 차량이 주행 중에 회전 차선과 인접한 차선으로 주행 중이며, 좌측 차선으로부터 주 차량의 주행 차선으로 차선 변경을 시도하는 차량이 감지되어 차선 변경 차량의 진입 방향이 좌에서 우로 표시되며, 차선 변경 차량과 주 차량의 충돌 가능성에 근거하여 충돌 사고를 방지하기 위하여 현재 주행 속도보다 감속하여 주행하라는 정보가 표현되었다.

(b)는 주 차량이 주행 중에 회전 차선과 인접한 차선으로 주행 중이며, 좌측 차선으로부터 주 차량의 주행 차선으로 차선 변경을 시도하는 차량이 감지되어 차선 변경 차량의 진입 방향이 좌에서 우로 표시되며, 차선 변경 차량과 주 차량의 충돌 가능성에 근거하여 충돌 사고를 방지하기 위하여 전방 차량 간의 충돌이 예상될 때 "정지"하라는 정보 표현되었다.

또한, 상기 표시된 도면에서 주 차량과 차선 변경 차량 간의 거리 차에 따라 색상의 변화로 표현될 수 있다. 예컨대 (a)에서 전방 차량과 차선 변경 차량간의 안전 거리는 파란색 계열로 표시하고, 안전 거리 이하의 거리는 붉은 계열로 표시할 수 있다. 또한, 차량의 구비된 표시부를 통해 운전자 눈이 위치하는 높이의 차량 유리창에 해당 정보를 투영하는 방식을 사용하고, 음성 메시지를 동시에 출력하여 경보 가능하다.

또한, 위험 정도를 음성으로 화면 표시와 함께 출력 가능하다. 운전자에게 충돌 가능성, 추천 속도를 경보하는 방법은 상기 설명된 표시부 설명과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 차량 101: 제어부
102: 주변 차량 정보 수신부 103: 위치 정보 수신부
104: 정밀 지도 DB 105: 차량 정보 생성부
106: 차량 정보 송신부 107: 표시부

Claims

V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지하는 방법에 있어서,
상기 주 차량은,
상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차;
상기 주 차량이 회전 차선 인접 차선으로 진입했는지 유무를 판단하는 절차;
상기 주 차량의 전방 회전 차선에 타 차량의 존재 유무를 판단하는 절차;
상기 전방 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차;
상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 산출하는 절차;
상기 회전 차선 인접 차선으로 주행 시 추천되는 추천 속도를 산출하는 절차; 및
상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 운전자에게 알리는 운전자 경보 절차;
를 수행하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 전방 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차는,
상기 회전 차선 내에 타 차량 중 차선 변경 신호를 송신하는 차량이 있는지 판별하는 절차;
상기 차선 변경 신호를 상기 주 차량이 수신되었는지 판별하는 절차;
상기 차선 변경 신호로부터 차선 변경 목표 차선을 추출하고, 상기 목표 차선이 상기 주 차량이 현재 주행 중인 차선과 일치하는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차;
상기 회전 차선 내에 타 차량 중 상기 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 방향 지시등을 점등한 차량이 있는지 판별하는 절차;
상기 방향 지시등의 점등 방향과 조향 장치의 회전 방향이 일치하는 차량이 있는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차;
상기 회전 차선 내에 타 차량 중 상기 주 차량이 주행 중인 차선 방향으로 조향 장치를 회전시킨 차량이 있는지 판별하여 차선 변경 시도 차량을 추출하는 절차;
상기 차선 변경 시도 차량이 차선 변경시 상기 주 차량의 주행 차선에서의 예상 위치를 산출하는 절차;
를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 차선 변경 신호를 상기 주 차량이 수신되었는지 판별하는 절차는, 전방 차량에 수신된 상기 차선 신호를 재수신 받는 절차를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 추천 속도는 상기 주 차량이 주행 시 상기 회전 차선 인접 차선에서 차선 변경을 시도하는 상기 차선 변경 시도 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 차선 변경 시도 차량이 사고 발생 시 상기 주 차량이 사고 차량들과 2차 충돌 사고를 발생시키지 않고 정지할 수 있는 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 주 차량이 수행하는 상기 타 차량들의 타 차량 정보 데이터들을 주기적으로 수신받는 절차 전에,
상기 주 차량이 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신 받는 절차; 및
상기 주 차량이 차량 정보를 주기적으로 생성하는 절차를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 주 차량이 수행하는 상기 주 차량이 구비된 위치 정보 수신부를 통해 위치 정보를 주기적으로 수신받는 절차는,
상기 주 차량에 구비된 GPS 또는 DGPS 모듈과 적어도 3개 이상의 위성 간 삼각 측량을 실행하여 상기 차량의 위치 정보 데이터를 획득하고, 상기 위치 정보 데이터를 GPS 기준국의 기준 위치 데이터와 측위 오차 분석을 실행하는 단계; 및
상기 위치 정보 데이터를 상기 주 차량에 구비된 정밀 지도 데이터와 매핑하는 단계를 포함하는 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 예상 위치는 상기 차선 변경 시도 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주행 시간) +(가감속 계수 × 시간²))로 산출되고, 상기 주 차량의 예상 위치는 상기 주 차량의 현재 위치 + ((현재 속도 × 주행 시간) +(가감속 계수 × 시간²))로 산출되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 충돌 가능성을 산출은 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 거리, 안전 거리, 가 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치를 바탕으로 충돌 가능성이 산출되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 안전 거리는 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 운전자 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 방법.
V2X 통신으로 연결되는 주 차량 및 타 차량들 간의 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지하는 시스템에 있어서,
상기 주 차량은,
상기 주 차량의 위치 정보 데이터를 수신하는 위치정보 수신부;
무선통신을 통하여 상기 타 차량들과 연결되고, 상기 타 차량들이 주기적으로 전송하는 타 차량들의 차량 정보 데이터들을 수신하는 주변 차량 정보 수신부;
정밀 지도가 내장된 정밀 지도 DB;
상기 주 차량 정보 데이터를 주기적 생성하는 차량 정보 생성부;
상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 상기 타차량들에게 주기적으로 송신하는 차량 정보 송신부;
상기 타 차량 정보 데이터들과 상기 주 차량의 차량 정보 데이터를 바탕으로 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터를 산출하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 전달받은 상기 충돌 가능성 데이터 및 추천 속도 데이터에 따라 차량에 구비된 표시장치를 통해 운전자에게 경보하는 표시부;
를 포함하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 주 차량 및 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터는 차량의 ID(identification) 데이터, 시간 데이터, 차량 위치 데이터, 차량 운행 데이터, 차량 제어 데이터, 차량 크기 데이터, 차량의 급제동 데이터, 제어상실 데이터, 차량의 경로 기록 데이터, 차량의 예상 경로 데이터, GPS(Global Positioning system)을 사용한 상대 위치 데이터를 포함하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 제어부는 상기 주 차량의 위치 정보 데이터와 상기 타 차량들의 차량 정보 데이터를 상기 정밀 지도와 매핑하여 상기 주 차량과 상기 타 차량들의 위치 정보 데이터를 보정하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 11 또는 청구항 13에 있어서,
상기 제어부는 상기 주 차량이 회전 차선 인접 차선 내에 위치하고, 상기 회전 차선에 타 차량들이 존재하고, 상기 타 차량들 중 차선 변경 신호가 송신되거나 상기 타 차량들 중 차량에 구비된 방향 지시등이 점등되어 지시하는 방향과 조향 장치의 회전 방향이 상기 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하거나, 상기 타 차량들 중 차량의 조향 장치의 회전 방향이 상기 주 차량의 주행 차선 방향과 일치하면, 상기 충돌 가능성 데이터 및 상기 추천 속도 데이터를 산출하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 제어부는 전방에 위치한 타 차량이 수신한 차선 변경 신호를 재수신 받는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 충돌 가능성 데이터는 상기 주 차량과 상기 차선 변경 시도 차량 간의 거리, 안전 거리, 가 차량의 현재 주행 속도, 각 차량의 현재 위치를 바탕으로 충돌 가능성이 산출되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 추천 속도 데이터는 상기 주 차량이 주행 시 상기 회전 차선 인접 차선에서 차선 변경을 시도하는 상기 차선 변경 시도 차량과 충돌 사고를 방지할 수 있는 속도를 갖고, 상기 차선 변경 시도 차량이 사고 발생 시 상기 주 차량이 사고 차량들과 2차 충돌 사고를 발생시키지 않고 정지할 수 있는 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 안전 거리는, 상기 주 차량의 전장 × 안전 계수로 산출되며, 상기 안전 계수는 상기 주 차량의 주행 속도 데이터, 주행 중인 노면의 상태 데이터, 노면과 타이어의 마찰계수 데이터, 차량의 무게데이터, 제동장치의 성능 데이터를 바탕으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 경보는 화면 표시장치, 소리 출력장치를 사용하여 상기 충돌 가능성 및 상기 추천 속도를 음성 메시지, 문자 메시지, 화면의 색 변화로 출력하는 차선 변경 차량과 충돌 사고 방지 시스템.