KR20160053385A - 운전 안내 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

운전 안내 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전 안내 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 운전 안내 장치는, GPS 신호를 수신하여 차량의 위치정보를 산출하는 GPS 수신부; 위치정보에 매핑된 지도정보를 저장하는 맵저장부; 차량이 주행 중인 도로의 전방영상을 촬영하는 영상촬영부; 차량의 주변영역에 존재하는 주변 차량을 감지하는 주변차량 감지부; 안내정보 제공서버와 접속되어 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부; GPS 수신부로부터 파악된 차량의 위치정보, 맵저장부로부터 위치정보에 근거하여 도로정보를 추출하고, 영상촬영부에서 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하고, 주변차량 감지부로부터 감지된 주변차량과의 충돌위험에 따라 주위차량 부하량을 산출하여, 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와 주위차량 부하량을 데이터 송수신부를 통해 안내정보 제공서버에 전송하고, 안내정보 제공서버로부터 제공되는 운전 안내정보를 출력하는 단말 제어부; 및 단말 제어부에서 출력되는 운전 안내정보 및 단말 제어부의 작동상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

운전 안내 장치 및 그 제어 방법{DRIVING GUIDANCE APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 운전 안내 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시야가 확보되지 않은 교차로에서 신호등의 신호변경을 예측하여 제공하고, 자기 차량 및 주변 차량의 궤적을 통해 분석된 충돌위험 뿐만 아니라 사고다발지역에 대한 위험수치를 제공하는 운전 안내 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 사람에게 이동 편의성 및 시간 효율성을 제공하나, 운전자 부주의로 인해 운전자는 물론 주변인에게 큰 피해를 끼칠 수 있어, 이용에 주의가 필요하다.
특히 최근 들어, 자동차와 ICT(Information & Communication Technology)의 기술 융합으로 점차 차량의 지능화, 고도화가 이루어지고 있고, 이에 따라 자동차 내 구현된 안전운전 지원시스템은 위험상황을 인지하고, 이를 운전자에게 알리는 동작을 수행한다.
이러한 안전운전 지원시스템은 위험상황을 인지하기 위해 주로 외부센서(레이더, 카메라 등)를 통해 정보를 수집하여 위험 여부(차선이탈, 충돌예상 등)를 판단하는 형태로 이루어진다.
또한, 운전안내 시스템을 대표하는 내비게이션(Navigation) 장치는 GPS(Global Positioning System)로부터 수신한 정보를 이용하여 계산된 이동체의 현재 위치를 표시화면에 표시되는 지도상에 표시할 뿐만 아니라 이동체의 진행 방향, 가고자 하는 목적지까지의 거리, 이동체의 현재 이동속도, 운전자가 주행 전에 설정한 경로, 목적지까지의 최적경로 등을 표시하여 주는 등 주행에 필요한 각종의 정보를 운전자에게 제공한다.
최근의 내비게이션 장치는 경로 안내와 더불어 도로 상황 등 전반적인 운전환경을 안내해주는 시스템으로 도약하고 있다.
단순히, 지도상의 도로 정보를 기반으로 운전환경을 안내해 주는 개념에서 벗어나, 현실감 있는 운전안내를 위해 현재 주행 중인 차선이 무엇인지, 운전자의 시야는 어디를 바라보고 있는지 등을 인식하여 보다 세밀한 운전상황을 안내하고자 하는 시도가 이루어지고 있다.
즉, 카메라 등의 각종 센싱(sensing) 장비를 이용하여, 차량이 현재 이동하는 차선 정보, 외부 신호등 정보, 도로상에 마킹된 교통표지 정보, 운전자의 시선 정보 등의 운전 환경을 인식하고, 운전자가 그에 적합한 운전을 수행할 수 있도록 안내하는 운전 안내 시스템을 제공하고 있다.
본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0003521호(공개일 : 2013.01.09.)인 "센서를 이용한 운전 안내 시스템"에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 시야가 확보되지 않은 교차로에서 신호등의 신호변경을 예측하여 제공하고, 자기 차량 및 주변 차량의 궤적을 통해 분석된 충돌위험 뿐만 아니라 사고다발지역에 대한 위험수치를 제공하는 운전 안내 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 운전 안내 장치는, GPS 신호를 수신하여 차량의 위치정보를 산출하는 GPS 수신부; 위치정보에 매핑된 지도정보를 저장하는 맵저장부; 차량이 주행 중인 도로의 전방영상을 촬영하는 영상촬영부; 차량의 주변영역에 존재하는 주변 차량을 감지하는 주변차량 감지부; 안내정보 제공서버와 접속되어 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부; GPS 수신부로부터 파악된 차량의 위치정보, 맵저장부로부터 위치정보에 근거하여 도로정보를 추출하고, 영상촬영부에서 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하고, 주변차량 감지부로부터 감지된 주변차량과의 충돌위험에 따라 주위차량 부하량을 산출하여, 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와 주위차량 부하량을 데이터 송수신부를 통해 안내정보 제공서버에 전송하고, 안내정보 제공서버로부터 제공되는 운전 안내정보를 출력하는 단말 제어부; 및 단말 제어부에서 출력되는 운전 안내정보 및 단말 제어부의 작동상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주변차량 감지부는, 차량의 좌우 차선에 존재하는 주변차량을 감지하는 측방 초음파센서; 및 차량의 전후방에 존재하는 주변차량을 감지하는 전후방 레이더와 전방카메라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 단말 제어부는, GPS 수신부로부터 수신된 차량의 위치정보와 맵저장부에 저장된 지도정보를 기반으로 차량의 위치정보와 도로정보를 제공하는 위치인식 및 도로정보 제공부; 영상촬영부로부터 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하는 신호등 및 표지판 인식부; 및 주변차량 감지부로부터 입력된 주변차량에 대해 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 주위차량 부하량을 산출하는 주위차량 부하 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 단말 제어부는, 영상촬영부에서 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보가 인식되지 않을 경우 안내정보 서버에 운전 안내정보를 요청하여 수신받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 안내정보 제공서버는, 운전안내 단말기와 데이터를 송수신하는 센터 데이터 송수신부; 신호등 구동정보, 기상정보 및 사고다발지역 정보를 저장하는 데이터DB; 및 센터 데이터 송수신부로부터 입력되는 운전안내 단말기의 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량에 기초하여 신호등의 점멸 예측시간을 산출하고, 주위차량 부하량과 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 주변의 사고 발생위험도를 산출하여 센터 데이터 송수신부를 통해 운전안내 단말기에 제공하는 서버 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 서버 제어부는, 운전안내 단말기로부터 입력된 위치정보와 신호등 정보를 기반으로 데이터DB에 저장된 신호등 구동정보를 통해 신호등의 변경패턴을 분석하여 점멸 예측시간을 산출하는 신호등 예측부; 및 주위차량 부하량과 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 사고 발생위험도를 산출하는 환경요인 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법은, 단말 제어부가 GPS 수신부로부터 차량의 위치정보를 입력받는 단계; 단말 제어부가 차량의 위치정보를 기반으로 맵저장부로부터 도로정보를 추출하는 단계; 단말 제어부가 영상촬영부로부터 도로의 전방영상을 입력받는 단계; 단말 제어부가 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하는 단계; 단말 제어부가 주변차량 감지부로부터 주변차량의 감지결과를 입력받는 단계; 단말 제어부가 주변차량의 감지결과로부터 주위차량 부하량을 산출하는 단계; 단말 제어부가 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 안내정보 제공서버에 전송하는 단계; 및 단말 제어부가 안내정보 제공서버로부터 운전 안내정보를 수신받아 표시부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주위차량 부하량을 산출하는 단계는, 단말 제어부가 주변차량 감지부로부터 입력된 주변차량에 대해 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 주위차량 부하량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 안내정보 제공서버에 전송하는 단계는, 단말 제어부가 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하지 못한 경우 위치정보, 도로정보 및 주위차량 부하량을 전송하고, 운전 안내정보의 제공을 요청하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 안전 운전 안내 장치의 제어 방법은, 서버 제어부가 운전안내 단말기로부터 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 입력받는 단계; 서버 제어부가 운전안내 단말기의 위치에서 각 방향에 대한 신호등 점멸 예측시간을 산출하는 단계; 서버 제어부가 주위차량 부하량과 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 사고 발생위험도를 산출하는 단계; 및 서버 제어부가 운전 안내정보를 운전안내 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 운전 안내정보를 운전안내 단말기에 전송하는 단계는, 서버 제어부가 운전 안내정보의 요청이 수신된 운전안내 단말기에 운전 안내정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 운전 안내 장치 및 그 제어 방법은 시야가 확보되지 않은 교차로에서 신호등의 신호변경을 예측하여 제공하고, 자기 차량 및 주변 차량의 궤적을 통해 분석된 충돌위험 뿐만 아니라 사고다발지역에 대한 위험수치를 제공함으로써 복잡한 교차로나 시야가 확보되지 않은 교차로에서 운전자가 신호등의 점멸 예측시간과 도로 표지판 정보 뿐만 아니라 사고 발생위험도를 인지할 수 있어 운전자의 불안감을 해소하여 보다 안전한 운전이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치의 운전안내 단말기를 구체적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 주위차량 부하량을 산출하기 위한 가중치 영역을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 주위차량 감지부의 감지영역을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 신호등 점멸 예측시간을 설명하기 위한 교차로 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 안내정보 제공서버를 나타낸 블록구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 운전 안내 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치는 다수의 운전안내 단말기(10)와 안내정보 제공서버(20)를 포함하여 이루어질 수 있다.
다수의 운전안내 단말기(10)는 차량에 탑재되어 차량의 위치정보와 도로정보를 추출하고, 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하며 주변차량과의 주위차량 부하량을 산출하여 안내정보 제공서버(20)에 전송한다. 그러면 안내정보 제공서버(20)는 다수의 운전안내 단말기(10)로부터 차량의 위치정보와 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 입력받아 신호등 점멸 예측시간을 산출하여 제공할 뿐만 아니라 실시간으로 산출된 주위차량 부하량과 기 저장된 위험요소를 반영하여 주변의 사고 발생위험도를 산출하여 운전안내 단말기(10)에 전송한다.
또한, 안내정보 제공서버(20)는 주변의 사고 발생위험도를 유관기관 서버(30)로 전송하여 구조센터 등에서 사고가 발생할 경우 신속하게 대응할 수 있도록 한다.
이와 같이 운전안내 단말기(10)는 복잡한 교차로나 시야가 확보되지 않은 교차로에서 안내정보 제공서버(20)로부터 운전 안내정보로써 신호등 점멸 예측시간 및 도로 표지판 정보를 제공받아 전방의 상황을 인지할 수 있을 뿐만 아니라 주변의 사고 발생위험도를 제공받아 안전 운전할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치의 운전안내 단말기를 구체적으로 나타낸 블록구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 주위차량 부하량을 산출하기 위한 가중치 영역을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 주위차량 감지부의 감지영역을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 신호등 점멸 예측시간을 설명하기 위한 교차로 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내장치의 운전안내 단말기(10)는 GPS 수신부(110), 맵저장부(120), 영상촬영부(130), 주변차량 감지부(140), 단말 제어부(150), 표시부(160) 및 데이터 송수신부(170)를 포함한다.
GPS 수신부(110)는 GPS 신호를 수신하여 차량 위치정보를 산출하여 단말 제어부(150)에 제공한다.
맵저장부(120)는 위치정보에 매핑된 지도정보를 저장하여 단말 제어부(150)에서 도로정보를 추출할 수 있도록 제공한다.
영상촬영부(130)는 차량이 주행 중인 도로의 전방영상을 촬영하여 단말 제어부(150)에 제공함으로써 신호등 및 도로 표지판을 인식할 수 있도록 한다.
주변차량 감지부(140)는 차량의 주변영역에 존재하는 주변 차량을 감지하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 차량의 좌우 차선에 존재하는 주변차량을 감지하는 측방 초음파센서 및 차량의 전후방에 존재하는 주변차량을 감지하는 전후방 레이더와 전방카메라를 포함할 수 있다.
데이터 송수신부(170)는 안내정보 제공서버(20)와 접속되어 운전안내 단말기(10)에서 추출한 정보를 안내정보 제공서버(20)에 전송하고, 안내정보 제공서버(20)에서 산출한 운전 안내정보를 수신받는다.
단말 제어부(150)는 GPS 수신부(110)로부터 파악된 차량의 위치정보, 맵저장부(120)로부터 위치정보에 근거하여 도로정보를 추출하고, 영상촬영부(130)에서 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하고, 주변차량 감지부(140)로부터 감지된 주변차량과의 충돌위험에 따라 주위차량 부하량을 산출하여, 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와 주위차량 부하량을 데이터 송수신부(170)를 통해 안내정보 제공서버(20)에 전송하고, 안내정보 제공서버(20)로부터 제공되는 운전 안내정보를 출력한다.
이를 위해 단말 제어부(150)는 위치인식 및 도로정보 제공부(152), 신호등 및 표지판 인식부(154) 및 주위차량 부하 분석부(156)를 포함한다.
위치인식 및 도로정보 제공부(152)는 GPS 수신부(110)로부터 수신된 차량의 위치정보와 맵저장부(120)에 저장된 지도정보를 기반으로 차량의 위치와 도로정보를 제공한다.
신호등 및 표지판 인식부(154)는 영상촬영부(130)로부터 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식한다.
그리고, 주위차량 부하 분석부(156)는 주변차량 감지부(140)로부터 입력된 주변차량에 대해 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 도 3과 같이 가중치 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 주위차량 부하량을 산출한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 주행 중인 차량의 주변에 차량들이 많고, 이 차량들의 궤적 변화가 심하다면 사고가 발생될 위험이 높게 된다. 따라서 주위차량 부하량은 TTC(Time To Collision) 기반으로 도 3와 같이 자기 차량을 중심으로 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 3개의 영역(section 1,2,3)으로 구분하고, 각 영역에서 감지되는 차량의 수와 차선변경 유무에 따라 산출할 수 있다. 즉, 도 4과 같이 주변차량 감지부(140)의 전후방레이더, 전방카메라 및 측방 초음파센서를 이용하여 전,후방에 대한 정보를 통해 주변차량을 인식하고 TTC 값으로 검지차량과 상대거리에서 상대속도를 나누어 시간을 계산함으로써 위험 영역을 구할 수 있다.
예를 들어, 차량에 근접한 영역(section 1)에서 검지된 차량의 수가 많고 차선변경이 많을 경우 주위차량 부하량은 증가하게 되고, 반대로 검지된 차량의 수가 거의 없거나, 차량에서 먼 영역(section 3)에서 검지된 경우, 또한 주변차량의 궤적이 심하지 않은 경우 주위차량 부하량(B)은 감소하게 된다.
이를 수학식으로 정의하면, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 즉, S는 검지된 차량의 영역(section 1,2,3)을 나타내고, L은 검지차량의 차선변경 유무를 나타내고, 변경이 있을 경우 '1', 없을 경우 '0'을 반영할 수 있으며, 검지된 차량은 1부터 n까지로 표시할 수 있다.
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또한, 단말 제어부(150)는 영상촬영부(130)에서 촬영된 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보가 인식되지 않을 경우 안내정보 제공서버(20)에 운전 안내정보를 요청하여 수신받을 수 있다. 운전 안내정보로는 신호등 점멸 예측시간 및 도로 표지판 정보를 비롯하여 주변의 사고 발생위험도가 포함될 수 있다.
예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 교차로에 대기하고 있는 차량(41~45) 중 2열에 위치한 차량(45)에서는 차량(41)이 전방에 위치하고 있기 때문에 신호등 및 도로 표지판을 인식할 수 없게 된다.
이와 같이 전방 시야가 확보되지 않은 경우 단말 제어부(150)는 위치정보, 도로정보 및 주위차량 부하량을 전송하고, 운전 안내정보의 제공을 요청하여 안내정보 제공서버(20)로부터 운전 안내정보를 수신받아 출력할 수 있다.
예를 들어 "현재 적색등, 녹색등 예상 점멸시간 약 10초 뒤"와 같이 신호등의 점멸 예측시간을 표시함으로써 복잡한 교차로 및 비보호 지역이나 유턴 지역에서 신호의 점멸 예측시간에 따라 통과 가능여부를 예측할 수 있도록 하여 운전자의 불안감을 해소시킬 수 있다.
표시부(160)는 단말 제어부(150)에서 출력되는 운전 안내정보 및 단말 제어부(150)의 작동상태를 표시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서 안내정보 제공서버를 나타낸 블록구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치에서의 안내정보 제공서버(20)는 센터 데이터 송수신부(210), 데이터DB(130) 및 서버 제어부(220)를 포함한다.
센터 데이터 송수신부(210)는 운전안내 단말기(10)와 접속되어 운전안내 단말기(10)에서 추출한 정보를 입력받고, 안내정보 제공서버(20)에서 산출한 운전 안내정보를 전송한다. 또한, 유관기관 서버(30)와도 접속되어 기상정보 및 사고 발생정보 등을 입력받을 수도 있다.
데이터DB(230)는 신호등 구동정보, 기상정보 및 사고다발지역 정보를 저장하여 환경요인을 분석하는 데이터로 사용할 수 있도록 제공한다.
서버 제어부(220)는 센터 데이터 송수신부(210)로부터 입력되는 운전안내 단말기(10)의 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량에 기초하여 신호등의 점멸 예측시간을 산출하고, 주위차량 부하량과 데이터DB(230)에 저장된 위험요소를 반영하여 주변의 사고 발생위험도를 산출하여 센터 데이터 송수신부(210)를 통해 운전안내 단말기(10)에 제공한다.
이를 위해 서버 제어부(220)는, 운전안내 단말기(10)로부터 입력된 위치정보와 신호등 정보를 기반으로 데이터DB(230)에 저장된 신호등 구동정보를 통해 신호등의 변경패턴을 분석하여 점멸 예측시간을 산출하는 신호등 예측부(222) 및 주위차량 부하량과 데이터DB(230)에 저장된 위험요소를 반영하여 사고 발생위험도를 산출하는 환경요인 분석부(224)를 포함할 수 있다.
신호등 예측부(222)에서는 다수의 운전안내 단말기(10)로부터 입력된 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보를 기반으로 데이터DB(230)에 저장된 각 차로별로 신호등의 구동순서 및 시간정보를 통해 신호등의 변경패턴을 분석하여 점멸 예측시간을 산출한다.
따라서, 운전안내 단말기(10)에서 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하지 못하여 운전 안내정보를 요청할 경우, 서버 제어부(220)는 운전안내 단말기(10)의 위치정보를 기반으로 신호등 점멸 예측시간 및 주변의 사고 발생위험도를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 운전 안내 장치에 따르면, 시야가 확보되지 않은 교차로에서 신호등의 신호변경을 예측하여 제공하고, 자기 차량 및 주변 차량의 궤적을 통해 분석된 충돌위험 뿐만 아니라 사고다발지역에 대한 위험수치를 제공함으로써 복잡한 교차로나 시야가 확보되지 않은 교차로에서 운전자가 신호등의 점멸 예측시간과 도로 표지판 정보 뿐만 아니라 사고 발생위험도를 인지할 수 있어 운전자의 불안감을 해소하여 보다 안전한 운전이 가능하도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법에서는 운전안내 단말기(10)의 동작을 설명한다.
먼저, 단말 제어부(150)가 GPS 수신부(110)로부터 차량의 위치정보를 입력받는다(S10). 그리고, 차량의 위치정보를 기반으로 단말 제어부(150)는 맵저장부(120)로부터 도로정보를 추출한다(S12). 이를 통해 차선정보 및 주행정보도 파악할 수 있다.
또한, 단말 제어부(150)는 영상촬영부(130)로부터 도로의 전방영상을 입력받는다(S14). 그리고, 입력된 전방영상으로부터 단말 제어부(150)는 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식한다(S16).
이때 도로 전방에 대형 차량이 서있는 경우 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식할 수도 있다. 이와 같이 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식할 수 없을 경우, 단말 제어부(150)는 안내정보 제공서버(20)에 운전 안내정보의 제공을 요청할 수 있다.
또한, 단말 제어부(150)는 주변차량 감지부(140)로부터 주변차량의 감지결과를 입력받는다(S18). 그리고, 입력된 주변차량의 감지결과로부터 단말 제어부(150)는 주위차량 부하량을 산출한다(S20).
주위차량 부하량은 단말 제어부(150)가 주변차량 감지부(140)로부터 입력된 주변차량에 대해 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 도 3과 같이 가중치 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 산출한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 주행 중인 차량의 주변에 차량들이 많고, 이 차량들의 궤적 변화가 심하다면 사고가 발생될 위험이 높게 된다. 따라서 주위차량 부하량은 TTC(Time To Collision) 기반으로 도 3과 같이 자기 차량을 중심으로 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 3개의 영역(section 1,2,3)으로 구분하고, 각 영역에서 감지되는 차량의 수와 차선변경 유무에 따라 산출할 수 있다. 즉, 도 4와 같이 주변차량 감지부(140)의 전후방레이더, 전방카메라 및 측방 초음파센서를 이용하여 전,후방에 대한 정보를 통해 주변차량을 인식하고 TTC 값으로 검지차량과 상대거리에서 상대속도를 나누어 시간을 계산함으로써 위험 영역을 구할 수 있다.
예를 들어, 차량에 근접한 영역(section 1)에서 검지된 차량의 수가 많고 차선변경이 많을 경우 주위차량 부하량은 증가하게 되고, 반대로 검지된 차량의 수가 거의 없거나, 차량에서 먼 영역(section 3)에서 검지된 경우, 또한 주변차량의 궤적이 심하지 않은 경우 주위차량 부하량(B)은 감소하게 된다.
이를 수학식으로 정의하면, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. 즉, S는 검지된 차량의 영역(section 1,2,3)을 나타내고, L은 검지차량의 차선변경 유무를 나타내고, 변경이 있을 경우 '1', 없을 경우 '0'을 반영할 수 있으며, 검지된 차량은 1부터 n까지로 표시할 수 있다.
Figure pat00002
이후 단말 제어부(150)는 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 안내정보 제공서버(20)에 전송한다(S22).
이때 단말 제어부(150)가 S16 단계에서 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하지 못한 경우, 단말 제어부(150)는 위치정보, 도로정보 및 주위차량 부하량을 전송하고, 안내정보 제공서버(20)에 운전 안내정보의 제공을 요청할 수도 있다.
이후 단말 제어부(150)는 안내정보 제공서버(20)로부터 운전 안내정보를 수신받고(S24), 표시부(160)에 수신딘 신호등 점멸 예측시간 및 주변의 사고 발생위험도를 표시한다(S26). 이때 단말 제어부(150)가 운전 안내정보의 제공을 요청한 경우에만 운전 안내정보를 수신 받아 표시할 수도 있다.
예를 들어 "현재 적색등, 녹색등 예상 점멸시간 약 10초 뒤"와 같이 신호등의 점멸 예측시간을 표시함으로써 복잡한 교차로 및 비보호 지역이나 유턴 지역에서 신호의 점멸 예측시간에 따라 통과 가능여부를 예측할 수 있도록 하여 운전자의 불안감을 해소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전 안내 장치의 제어 방법에서는 안내정보 제공서버(20)의 동작을 설명한다.
먼저, 서버 제어부(220)가 다수의 운전안내 단말기(10)로부터 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 입력받는다(S30).
이후 서버 제어부(220)는 운전안내 단말기(10)의 위치에서 각 방향에 대한 신호등 점멸 예측시간을 산출한다(S32).
즉, 서버 제어부(220)는 다수의 운전안내 단말기(10)로부터 입력된 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보를 기반으로 데이터DB(230)에 저장된 각 차로별로 신호등의 구동순서 및 시간정보를 통해 신호등의 변경패턴을 분석하여 점멸 예측시간을 산출한다.
또한, 서버 제어부(220)는 실시간으로 입력되는 주위차량 부하량과 데이터DB(230)에 저장된 위험요소를 반영하여 주변의 사고 발생위험도를 산출한다(S34).
이후 서버 제어부(220)는 운전 안내정보로써 신호등 점멸 예측시간과 사고 발생위험도를 운전안내 단말기(10)에 전송한다(S36).
이때 서버 제어부(220)는 운전안내 단말기(10)로부터 운전 안내정보의 요청이 수신된 경우 요청한 운전안내 단말기(10)에만 운전 안내정보를 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 운전 안내 장치의 제어 방법에 따르면, 시야가 확보되지 않은 교차로에서 신호등의 신호변경을 예측하여 제공하고, 자기 차량 및 주변 차량의 궤적을 통해 분석된 충돌위험 뿐만 아니라 사고다발지역에 대한 위험수치를 제공함으로써 복잡한 교차로나 시야가 확보되지 않은 교차로에서 운전자가 신호등의 점멸 예측시간과 도로 표지판 정보 뿐만 아니라 사고 발생위험도를 인지할 수 있어 운전자의 불안감을 해소하여 보다 안전한 운전이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 운전안내 단말기 20 : 안내정보 제공서버
30 : 유관기관 서버 41~45 : 차량
110 : GPS 수신부 120 : 맵저장부
130 : 영상촬영부 140 : 주변차량 감지부
150 : 단말 제어부 152 : 위치인식 및 도로정보 제공부
154 : 신호등 및 표지판 인식부 156 : 주위차량 부하 분석부
160 : 표시부 170 : 데이터 송수신부
210 : 센터 데이터 송수신부 220 : 서버 제어부
222 : 신호등 예측부 224 : 환경요인 분석부
230 : 데이터DB

Claims (11)

  1. GPS 신호를 수신하여 차량의 위치정보를 산출하는 GPS 수신부;
    상기 위치정보에 매핑된 지도정보를 저장하는 맵저장부;
    상기 차량이 주행 중인 도로의 전방영상을 촬영하는 영상촬영부;
    상기 차량의 주변영역에 존재하는 주변 차량을 감지하는 주변차량 감지부;
    안내정보 제공서버와 접속되어 데이터를 송수신하는 데이터 송수신부;
    상기 GPS 수신부로부터 파악된 상기 차량의 상기 위치정보, 상기 맵저장부로부터 상기 위치정보에 근거하여 도로정보를 추출하고, 상기 영상촬영부에서 촬영된 상기 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하고, 상기 주변차량 감지부로부터 감지된 주변차량과의 충돌위험에 따라 주위차량 부하량을 산출하여, 상기 위치정보, 상기 도로정보, 상기 신호등 및 도로 표지판 정보와 상기 주위차량 부하량을 상기 데이터 송수신부를 통해 상기 안내정보 제공서버에 전송하고, 상기 안내정보 제공서버로부터 제공되는 운전 안내정보를 출력하는 단말 제어부; 및
    상기 단말 제어부에서 출력되는 상기 운전 안내정보 및 상기 단말 제어부의 작동상태를 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주변차량 감지부는,
    상기 차량의 좌우 차선에 존재하는 주변차량을 감지하는 측방 초음파센서; 및
    상기 차량의 전후방에 존재하는 주변차량을 감지하는 전후방 레이더와 전방카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단말 제어부는,
    상기 GPS 수신부로부터 수신된 상기 차량의 상기 위치정보와 상기 맵저장부에 저장된 상기 지도정보를 기반으로 상기 차량의 상기 위치정보와 상기 도로정보를 제공하는 위치인식 및 도로정보 제공부;
    상기 영상촬영부로부터 촬영된 상기 전방영상으로부터 상기 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하는 신호등 및 표지판 인식부; 및
    상기 주변차량 감지부로부터 입력된 상기 주변차량에 대해 상기 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 상기 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 상기 주위차량 부하량을 산출하는 주위차량 부하 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 단말 제어부는, 상기 영상촬영부에서 촬영된 상기 전방영상으로부터 상기 신호등 및 도로 표지판 정보가 인식되지 않을 경우 상기 안내정보 서버에 상기 운전 안내정보를 요청하여 수신받는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 안내정보 제공서버는,
    상기 운전안내 단말기와 데이터를 송수신하는 센터 데이터 송수신부;
    신호등 구동정보, 기상정보 및 사고다발지역 정보를 저장하는 데이터DB; 및
    상기 센터 데이터 송수신부로부터 입력되는 상기 운전안내 단말기의 상기 위치정보, 상기 도로정보, 상기 신호등 및 도로 표지판 정보와, 상기 주위차량 부하량에 기초하여 신호등의 점멸 예측시간을 산출하고, 상기 주위차량 부하량과 상기 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 주변의 사고 발생위험도를 산출하여 상기 센터 데이터 송수신부를 통해 상기 운전안내 단말기에 제공하는 서버 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 서버 제어부는,
    상기 운전안내 단말기로부터 입력된 상기 위치정보와 상기 신호등 정보를 기반으로 상기 데이터DB에 저장된 상기 신호등 구동정보를 통해 신호등의 변경패턴을 분석하여 상기 점멸 예측시간을 산출하는 신호등 예측부; 및
    상기 주위차량 부하량과 상기 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 상기 사고 발생위험도를 산출하는 환경요인 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치.
  7. 단말 제어부가 GPS 수신부로부터 차량의 위치정보를 입력받는 단계;
    상기 단말 제어부가 상기 차량의 상기 위치정보를 기반으로 맵저장부로부터 도로정보를 추출하는 단계;
    상기 단말 제어부가 상기 영상촬영부로부터 도로의 전방영상을 입력받는 단계;
    상기 단말 제어부가 상기 전방영상으로부터 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하는 단계;
    상기 단말 제어부가 주변차량 감지부로부터 주변차량의 감지결과를 입력받는 단계;
    상기 단말 제어부가 상기 주변차량의 감지결과로부터 주위차량 부하량을 산출하는 단계;
    상기 단말 제어부가 상기 위치정보, 상기 도로정보, 상기 신호등 및 도로 표지판 정보와, 상기 주위차량 부하량을 안내정보 제공서버에 전송하는 단계; 및
    상기 단말 제어부가 상기 안내정보 제공서버로부터 운전 안내정보를 수신받아 표시부에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치의 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 주위차량 부하량을 산출하는 단계는, 상기 단말 제어부가 상기 주변차량 감지부로부터 입력된 상기 주변차량에 대해 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 상기 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 상기 주위차량 부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치의 제어 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 안내정보 제공서버에 전송하는 단계는, 상기 단말 제어부가 상기 전방영상으로부터 상기 신호등 및 도로 표지판 정보를 인식하지 못한 경우 상기 위치정보, 상기 도로정보 및 상기 주위차량 부하량을 전송하고, 상기 운전 안내정보의 제공을 요청하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치의 제어 방법.
  10. 서버 제어부가 운전안내 단말기로부터 위치정보, 도로정보, 신호등 및 도로 표지판 정보와, 주위차량 부하량을 입력받는 단계;
    상기 서버 제어부가 상기 운전안내 단말기의 위치에서 각 방향에 대한 신호등 점멸 예측시간을 산출하는 단계;
    상기 서버 제어부가 상기 주위차량 부하량과 데이터DB에 저장된 위험요소를 반영하여 사고 발생위험도를 산출하는 단계; 및
    상기 서버 제어부가 운전 안내정보를 상기 운전안내 단말기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치의 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 운전 안내정보를 상기 운전안내 단말기에 전송하는 단계는, 상기 서버 제어부가 상기 운전 안내정보의 요청이 수신된 상기 운전안내 단말기에 상기 운전 안내정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 운전 안내 장치의 제어 방법.
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