KR20170040604A - 네비게이션 정보를 이용한 충돌 회피 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네비게이션 정보를 이용한 이동체 감지 및 충돌회피 장치를 제공한다. 본 발명의 이동체의 충돌 회피 장치는, 이동체 외부의 객체를 감지하여 객체 신호를 생성하는 센서부; 상기 이동체가 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게될 지역이 위험 지역인지 여부를 판단하고, 위험 지역 진입 신호를 생성하는 네비게이션; 상기 객체 신호를 이용하여 상기 감지된 외부의 객체를 판단 하되, 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 객체 판단 정보를 생성하는 센싱 제어부; 및 상기 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험과 관련된 충돌 위험 신호를 생성하는 충돌 판단부를 포함한다.

Description

네비게이션 정보를 이용한 충돌 회피 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COLLISION AVOIDING USING NAVIGATION INFORMATION}

본 발명은 차량, 로봇과 같이 주행을 하는 이동체의 충돌 회피 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 위험 지역에 있는 보행자를 감지하고, 감지된 상황에 따라 충돌을 회피하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도로교통공단의 조사 자료에 따르면 교통사고 사망자 중 보행자의 사망사고가 전체에서 약 36.5%를 차지하고 있으며, 이와 같은 보행자의 교통사고로 인한 사회적 손실비용은 년간 13조원이 넘는 것으로 평가되고 있다.

유럽, 미국, 일본 등 주요국가에서는 보행자의 교통사고를 감소시키기 위하여 안전규제를 강화하고 있는 추세이며, 차량에서 보행자를 감지하여 자동으로 충돌을 방지하기 위한 다양한 첨단 기술들이 도입되고 있다. 특히, 유럽(EU)에서는 보행자 상해 및 사망자를 줄이기 위한 목적으로 AEB 시스템 장착을 의무화하고 있으며, Euro NCAP(New Car Assessment Program)에서는 2014년부터 차량 안전도 평가 항목으로 공식적으로 AEB가 포함되었다.

AEB 시스템(Autonomous Emergency Braking System)은 자동 위험감지 브레이크 시스템으로, 선행 차량이 속도를 줄이거나 멈출 경우, 또는 보행자 등의 장애물이 갑자기 나타나는 경우에 운전자의 능동적 지시가 없더라도 차량에서 이를 감지하고 위험 상황을 판단하여 운전자에게 경고를 하거나 자동으로 감속 제어하며, 더 나아가서 차량에서 스스로 브레이크를 작동시켜서 추돌사고를 방지하거나 그 피해를 최소화하는 시스템이다.

AEB 시스템에서는 차량과 보행자와의 충돌을 방지하기 위해서 보행자의 정확한 감지, 보행자의 이동방향과 이동속도의 정확한 예측 및 그 예측 정보를 바탕으로 충돌가능 여부와 충돌예측 시간을 정확히 판단한 후, 충돌이 예상될 경우 운전자에게 회피 유도를 위해 위험 경고를 출력하거나 충돌 직전에 자동 제동을 수행해야 한다.

이와 같은 AEB 시스템은 정확한 보행자 감지와 거리 검출을 위해서 다양한 방식의 센서를 사용하고 있으나, 각 방식의 센서 성능에는 한계가 있으며, 특히 야간이나 악천후 또는 각종 지형지물로 인해 보행자를 감지하는데 장애가 있는 환경에서는 센서의 기술적 한계로 인하여 AEB 성능을 담보할 수 없는 문제가 있다.

최근 발표된 유로 NCAP의 AEBS 요구사항을 참조하면, 차량이 시속 20-60km로 주행중인 경우에도 보행자의 보행속도가 3-8km/h인 보행자와의 충돌 위험을 탐지할 것을 요구하고 있다. 그러나 차량이 시속 20km 이상으로 주행중 급작스런 보행자의 출현을 감지하여 충돌위험 여부를 판단하고 충돌발생 가능성이 있다고 판정하여 짧은 시간 내에 감속 내지는 급제동을 하기에는 기술적 한계가 존재하며, 특히 보행자가 주차중인 주변 차량에 가려져 있는 경우에는 보행자의 감지에 어려움이 있어서 유로 NCAP의 요구사항을 만족시키기는 매우 어려운 점이 존재한다.

또한, 유로 NCAP에서 요구하는 CP2 시나리오(Running Child from Nearside from Obstruction)의 경우 주변 정차된 차량에 의해 시야가 완전히 가려진 어린이 보행자를 감지하여 충돌위험에 대응하여야 하는 것으로서, 일반 성인에 비하여 행동 패턴이 불규칙적인 어린이 보행자의 특성과 더불어 크기가 작은 어린이 보행자가 차량에 가려진 상태에서 돌발적으로 주행중인 차량의 전방/측방으로 뛰어나오는 가혹한 환경에서는 AEB 시스템에서 이를 사전 감지하여 충돌을 예방하도록 구현하는데 많은 기술적 제약사항이 존재한다.

미국 특허등록공보 제6,862,537호는 'Sensor fusion system architecture'에 관한 것으로서, 차량 주변의 상황을 파악하기 위한 센서 시스템으로 각각의 다른 특성을 지닌 센서가 차량의 각각의 위치에 배치되며, 이를 통해서 차량 주변의 상황을 파악할 수 있는 다양한 센싱 정보를 획득하고 이를 융합하여 보다 정확한 주변 상황을 인지할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따르더라도 주변 정차된 차량에 의해 시야가 완전히 가려진 어린이 보행자를 사전에 감지하고 충돌 위험 여부를 신속히 파악하여 대응하는 것은 여전히 어려움이 있다.

한편, 네비게이션 등 경로를 자동으로 탐색하여 안내하는 기능 수단은 차량의 필수품으로 자리잡고 있다. 또한, 네비게이션에 포함된 지도 데이터베이스에는 다양하면서 방대한 도로 속성 정보가 포함되어 있으며, 운전자의 안전운전을 위한 각종 부가기능이 포함되어 있다. 따라서, 이와 같은 네비게이션 정보를 AEB 시스템에서 활용할 수 있다면 보다 능동적인 보행자의 탐지 및 위험회피가 가능할 것이다.

미국 특허등록공보 USP 6,862,537호 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0140062호

본 발명은 네비게이션 정보를 이용하여 차량의 근방에 있는 보행자 또는 장애물을 효과적으로 감지하고, 감지된 결과에 따라 브레이크 동작을 제어하는 위험 감지 브레이크 시스템(AEBS)에 적용될 수 있는 충돌 회피 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 어린이 보호구역, 보행자 사고 다발 지역, 교통섬, 급경사 지역 등 보행자등의 이동 객체를 감지하기 어려운 지역을 관심영역으로 사전에 설정하고, 차량이 해당 관심영역에 진입할 경우 위험감지 브레이크 시스템(AEBS)의 센서들로부터 입력되는 센싱신호를 네비게이션 정보를 이용하여 보다 정확히 보정하여 긴급상황에서 신속히 대응할 수 있는 위험감지 브레이크 시스템(AEBS)을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치는 상기 이동체 외부의 객체를 감지하여 객체 신호를 생성하는 센서부; 상기 이동체가 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게될 지역이 위험 지역인지 여부를 판단하고, 위험 지역 진입 신호를 생성하는 네비게이션; 상기 객체 신호를 이용하여 상기 감지된 외부의 객체를 판단 하되, 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 객체 판단 정보를 생성하는 센싱 제어부; 및 상기 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험과 관련된 충돌 위험 신호를 생성하는 충돌 판단부를 포함한다.

본 발명에서 상기 네비게이션은 GPS 수신기와 지도 데이터베이스를 포함하며, 상기 이동체의 위치와 주행중인 도로의 속성을 비교하여 위험지역에 진입하였는지 여부를 판단하고, 위험 지역에 진입한 경우에는 주행중인 도로의 속성정보를 포함하는 위험지역 진입 신호를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 충돌 위험 신호를 수신하여, 충돌 위험을 표시하는 경고 신호를 출력하거나, 또는 상기 이동체를 감속시키거나, 방향 전환시키는 차량 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 이동체는 차량이고, 상기 객체는 보행자이며, 상기 센싱 제어부는 상기 네비게이션으로부터 전달받은 위험 지역 진입 신호를 이용하여 POI(Position of Interest)를 결정하고, 상기 센싱 제어부는 상기 객체 신호를 이용하여 상기 이동체의 근처에 보행자가 존재할 가능성이 높은 영역을 ROI(Region of Interest)으로 결정하며, 상기 ROI를 포함하는 객체 판단 정보를 생성할 수 있다.

본 발명에서 상기 충돌 판단부는 상기 POI와 상기 ROI의 위치 관계 또는 상기 이동체와 상기 보행자의 충돌 예상 시간을 이용하여 충돌 위험 신호를 생성할 수 있다. 또한, 위험 지역은 어린이 보호구역, 보행자 사고 다발 지역, 교통섬, 고개길, 급경사 도로 또는 터널로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이고, 상기 도로 속성정보는 도로의 종별, 기울기 또는 경사도 정보일 수 있다.

본 발명에서 차량 제어부는 초기 유량증대(pre-fill) 모듈을 동작시켜서 브레이크 응답 지연시간을 감축하도록 제어하는 브레이크 제어부를 포함할 수 있고, 엔진 벨브의 개도를 조절하여 엔진 출력을 저하시키는 엔진 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 방법은, 상기 이동체 외부의 객체를 감지하여 객체 신호를 생성하는 단계; 상기 이동체가 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게될 지역이 위험 지역인지 여부를 판단하고, 위험 지역 진입 신호를 생성하는 단계; 상기 객체 신호를 이용하여 상기 감지된 외부의 객체를 판단 하되, 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 객체 판단 정보를 생성하는 단계; 및 상기 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험과 관련된 충돌 위험 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 상술한 이동체의 충돌 회피 방법을 수행하는 컴퓨터에서 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 또한, 상술한 이동체의 충돌 회피 방법을 수행하는 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체를 제공한다.

본 발명에 따르면, 네비게이션에 설정된 특정 지역 정보를 활용하여 보행자 또는 이동체 충돌사고 발생 위험이 높은 지역에서는 센서의 민감도를 극대화하고 사전에 주행중인 차량의 충분한 감속 및 긴급 제동을 위한 예비 동작을 수행함으로써 신속한 보행자 충돌 판단 및 대응이 가능한 효과가 있다.

또한, 고가의 센서 및 복잡한 알고리즘을 사용하지 않고서도 AEB 시스템의 성능을 높일 수 있으므로 원가 절감 및 차량의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일실시예에 따른 관심지역 진입시 ROI 영역의 조정을 통한 이동체 검출 및 판단 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 충돌위험을 회피하기 위한 차량 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이다
도 5는 주행 경로상에 교통섬이 존재하는 경우 본 명세서의 일 실시예에 따른 AEB 시스템의 충돌위험 판단을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 급경사 도로를 주행하는 경우 본 명세서의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치의 충돌위험 판단을 설명하기 위한 참고도이다

이하, 본 명세서의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 명세서에서 이동체는 자동차, 기차 등의 차량과, 청소로봇, 서비스로봇과 같은 로봇을 포함하며, 이동 가능한 장치이면 충분하며, 그 종류에 특별한 제한은 없다. 본 명세서에서 의미하는 객체를 감지하고, 충돌회피 장치는 선행 차량이 속도를 줄이거나 멈출 경우, 또는 보행자/장애물이 갑자기 나타나는 경우에 운전자의 능동적 지시가 없더라도 차량에서 이를 감지하고 위험 상황을 판단하여 운전자에게 경고를 하여 긴급 제동이 가능하도록 유도하거나 또는 자동으로 감속 제어하며, 더 나아가서 차량에서 스스로 브레이크를 작동시켜서 추돌사고를 방지하거나 그 피해를 최소화하는 시스템을 의미하며, AEBS(Autonomous Emergency Braking System) 또는 EBS(Emergency Braking System) 라고 지칭될 수도 있다.

또한, 본 명세서에서 의미하는 외부의 객체는, 대표적으로 보행자가 이에 속한다. 보행자는 도로를 보행하거나 노상 작업 중인 자, 노상 유희중인 자, 도로에 서있거나 누워있는 사람, 장애자용 휠체어를 타고 있거나 밀고 가는 사람, 세발 자전거나 모형자동차에 타고 있는 아이 또는 이를 밀고 가는 사람, 이륜차, 원동기 장치자전거, 자전거를 끌고 가는 사람 등 광의의 의미로서 사용되며, 이하에서는 보행자 또는 객체로 정의하여 사용된다. 또한, 본 발명에서 객체는 보도블록이나 가드레일등과 같이 도로 주변에 있는 시설물과 같은 정적인 시설물도 더 포함할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동체의 충돌 회피 장치는, 센서부(100), 네비게이션(200), 센싱제어부(130), 충돌 판단부(140), 및 차량 제어부(150)를 포함한다.

센서부(100)는 이동 중인 차량의 외부에 위치하는 객체를 감지하고, 객체 신호를 생성한다. 객체 감지를 위한 센서는 단일의 센서일 수 있고, 복수의 센서일 수 있다. 본 실시예에서 센서부(100)는 이미지 센서부(110)와 거리 센서부(120)를 포함할 수 있다. 이미지 센서부(110)는 외부의 영상 정보를 객체 신호로서 생성하며, 거리 센서부(120)는 거리 값을 계산할 수 있다. 센서부(100)는 차량 주변의 보행자, 자전거, 유모차 등의 외부 객체 또는 장애물이 존재할 경우, 객체의 존재 여부에 대한 정보, 또는 촬영된 영상 정보, 또는 차량과의 거리 값을 포함하는 객체 신호를 생성하고, 이를 센싱 제어부에 전달한다.

본 실시예에서 이미지 센서부(110)는 적어도 하나 이상의 이미지 센서를 포함하도록 구현될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면 이미지 센서부(110)는 FIR(Far Infra Red) 카메라인 제1 이미지 센서(111)와 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)인 제2 이미지 센서(112)를 포함할 수 있다. 그러나 본 명세서에서는 이에 한정하지 않고 다른 방식의 이미지 센서(또는 카메라 센서)를 더 포함할 수도 있다.

CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다. 그러나 FIR 카메라는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영하여 영상을 획득한다. 상기 적외선은 빛의 파장 중 750nm에서 1mm의 대역의 빛으로서, 그 중 NIR(Near Infra Red)는 700nm에서 1400nm의 파장을 말하며, FIR의 빛은 LWIR(Long Wavelength Infra Red)라고도 하며, 빛의 파장 중 8μm 에서 15μm의 대역을 나타낸다. 특히 FIR 대역은 온도에 따라 파장이 변하기 때문에 온도를 구별할 수 있는 장점이 있다. 특히 사람의 체온이 10μm의 파장을 가지기 때문에 많이 사용되고 있다.

이미지 센서부(110)는 주시방향(또는 차량 주행방향)을 촬영하여 외부에서 이동하는 객체(또는 장애물) 영상을 획득한다. 상기 이미지 센서부(110)에 포함된 적어도 하나 이상의 이미지 센서(111, 112)로부터 획득한 영상은 센서 퓨전 처리부(도시하지 않음)를 통해 영상 퓨전시킴으로써 더 정확하게 이동하는 객체(예: 보행자)의 감지를 수행할 수 있도록 한다. 즉, 상기 영상 퓨전을 통해 각 이미지 센서(111, 112)로부터 획득한 영상에서 부족한 부분(예: 정확하지 않은 부분의 영상)을 보완할 수 있도록 함으로써 외부의 객체를 더 정확히 감지할 수 있도록 한다.

거리 센서부(120)는 적어도 하나 이상의 거리 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면 거리 센서부(120)는 레이더(Radar) 센서인 제1 거리 센서(121)와 라이다(LIDAR) 센서인 제2 거리 센서(122)를 포함할 수 있다. 그러나 본 명세서에서는 이에 한정하지 않고 다른 방식의 거리 센서(예 : 초음파 거리 센서, 적외선 거리 센서 등)를 더 포함할 수도 있다. 라이다(LIDAR : Light Detection And Ranging) 센서는 레이저 펄스를 발사하고, 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 반사체의 위치좌표를 측정하는데 사용할 수 있는 센서이다.

상기 거리 센서부(120)는 주시방향(또는 차량 주행방향)에 있는 객체(또는 장애물)로부터 반사되는 신호를 검출하여 객체(또는 장애물)와 차량간의 거리를 검출한다. 상기 거리 센서부(120)에 포함된 적어도 하나 이상의 거리 센서(121, 122)는 서로 동기화되어 동작한다. 따라서 주시방향에 있는 움직이는 객체(또는 장애물)까지의 거리를 동시에 검출 가능하다. 상기와 같이 동시에 검출된 객체의 거리정보는 어느 하나의 거리 센서에 이상이 있을 경우에 이를 보완할 수 있도록 함으로써 더 높은 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.

네비게이션(200)은 차량이 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게 될 지역이 위험 지역인지 여부를 정의하는 위험 지역 진입 신호를 생성한다. 네비게이션(200)은 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기(161)와 도로 등의 정보가 저장된 맵 데이터베이스(162)를 포함할 수 있다. 네비게이션은 상용화된 다양한 네비게이션이 존재하며, 위험 지역과 관련된 소프트웨어를 네비게이션에 설치할 경우, 출력값으로서 위험 지역 진입 신호를 출력할 수 있다.

본 실시예에서 위험 지역 진입 신호는 네비게이션과 위치 정보를 기준으로 판단할 때, 현재의 이동체가 위험 지역에 진입하였는지 여부 및 위험 지역에 진입한 이후 도로의 속성, 상황에 대한 정보를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 위험 지역 진입 신호는, 위험 지역 진입 여부, 위험 지역의 종류, 위험 지역의 위치, 도로의 폭 정보 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 네비게이션이 내적 구성요소로 예시되어 있지만, 네비게이션을 외적 구성요소로 구비하고, 네비게이션으로부터 위험 지역 진입 신호를 수신하는 방식으로 충돌 위험 회피 장치를 구현할 수도 있다.

네비게이션(200)의 맵 데이터베이스(162)에는 어린이 보호구역, 보행자 사고 다발 지역, 교통섬, 급경사 지역, 안개구역 등 외부의 보행자를 감지하기 어려운 지역 또는 사고발생 위험이 높은 지역이 관심 영역(POI: Point of Interest)으로 사전에 설정될 수 있다. 이러한 관심 영역은 경우에 따라서는 위험지역 또는 관심지역이 될 수 있으므로, 이하에서는 구체적 사례에 따라 혼용하여 사용한다. 관심 영역에 대한 정보는 사용자가 임의로 설정하거나 또는 네비게이션의 POI 정보를 이용하여 설정될 수도 있다.

센싱 제어부(130)는 센서부(100)과 네비게이션 유닛(200)으로부터 각종 정보를 전달받아서 외부의 객체를 판단하여 객체 판단 정보를 생성한다. 센싱 제어부는 센서부로부터 전달받은 객체 신호를 보정하여 객체 판단 정보를 생성할 수도 있고, 또는 객체 신호를 미리 설정된 알고리즘에 따라 해석하여 객체 자체에 대한 정보 또는 객체가 위치하는 상황에 대한 정보를 포함하는 객체 판단 정보로서 생성할 수 있다. 예를 들어, 객체 판단 정보는 위험 지역 진입 신호를 고려하여 객체의 종류, 현재 상황, 위치, 이동 방향, 또는 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다.

센싱 제어부(130)는 센서 보정부(미도시)와 센서퓨전 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 센서 보정부는 센서부로부터 전달받은 객체 신호에 보행자나, 장애물이 포함되었는지 여부를 판단하고, 출력값으로서 객체 판단 정보를 생성한다.

또한, 센싱 제어부(130)는 이미지 센서, 거리 센서 등 차량에 장착된 센서들의 상태를 주기적으로 체크하고, 센서의 정상 동작 여부를 확인하고, 네비게이션으로부터 차량이 관심지역에 진입하였다는 신호를 수신하면 센서의 출력을 조절하여 센서의 민감도를 제어할 수 있고, 또한 센서로부터 출력되는 객체에 대하여 획득된 객체 신호를 보정할 수도 있다.

또한, 센싱 제어부(10)는 네비게이션(200)으로부터 차량이 관심지역에 진입하였다는 신호를 수신하고, 이미지 센서부(110)로부터 입력되는 영상 신호의 해상도 또는 프레임레이트를 높이는 동작을 수행함으로써, 결과적으로 보다 정밀한 영상을 획득하고 보행자의 판단의 정밀성을 높일 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부(110)로부터 입력되는 영상 데이터의 이미지 프레임을 고프레임 레이트로 동작시키면 입력되는 프레임들 간의 객체의 이동량은 작아지게 되므로 인접 화소와의 상관관계를 기반으로 화면 내에서 객체의 이동 방향과 이동 속도를 보다 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 센싱 제어부(130)는 네비게이션(200)으로부터 차량이 관심지역에 진입하였다는 신호를 수신하고, 이미지 센서부(110) 또는 거리 센서부(120)로부터 입력되는 객체 신호(영상)에서 관심 영역(ROI) 영역을 확대적용함으로써, 보행자를 검출하지 못하는 오류의 발생 가능성을 낮추고, 객체의 출현 가능성을 높이도록 동작할 수 있다. 관심 영역은 객체 검출을 통해 객체의 존재 가능성이 높은 영역을 통상적으로 의미하는데, 본 실시예에서는 객체가 등장할 가능성인 높은 영역도 관심 영역에 포함하는 것으로 정의된다.

도 2는 본 명세서의 일실시예에 따라, 차량이 관심 지역(POI) 진입시 관심 영역(ROI) 영역의 조정을 통한 보행자 검출 및 판단 과정을 설명하기 위한 참고도이다.

본 실시예에서는 차량에 설치된 CMOS 카메라 등의 이미지 센서부(110)로부터 획득될 수 있는 감지 가능한 영역을 감지 영역을 FOV(Field of View)라고 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 이미지 센서가 획득할 수 있는 전방의 이미지 획득 영역은 렌즈의 화각 및 이미지 프로세싱의 한계로 인하여 종측 및 횡측으로 한계가 발생한다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 차량에 장착된 이미지 센서부(110)로부터 물리적으로 획득될 수 있는 이미지 영역을 A라고 가정한다. 만약, 차량이 주행 중에 보행자 사고 다발지역, 횡단보도 또는 어린이 보호구역 등의 관심 지역에 접근할 경우, 네비게이션(200)은 이를 감지하여 관심지역에 접근하였다는 위험 지역 진입 신호를 센싱 제어부(130)로 전달한다.

도 2 (a)는 차량이 보행자 사고 다발지역에 접근한 경우를 나타낸 도면으로, 보행자 P가 갓길로부터 차로를 건너서 이동하고 있는 경우를 나타낸다. 본 예는 이미지 센서부(110)에서 획득 가능한 차량전방의 FOV상에는 보행자가 위치하지 않아 직접적인 검출이 가능하지 않는 예이다. 이 경우 센싱 제어부는 네비게이션으로부터 위험 지역 진입 신호를 고려하여 해당 방향을 보행자가 존재할 가능성이 높은 영역으로 설정할 수 있다. 이를 통해 해당 방향에서 보행자가 갑자기 나타날 경우, 일반적인 동작상황에서는 신속한 보행자 검출을 하지 못할 가능성을 낮출 수 있다. 즉, 센서 제어부는 FOV의 외곽 영역을 잠재적인 관심 영역으로 예측할 수 있으며, 이를 통해 이미지 센서부에서 획득된 영상에 객체가 나타날 경우, 객체 검출의 신속성과 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 2(b)는 이미지 센서부(110)에서 획득 가능한 영상을 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이, 통상 보행자들은 FOV의 외곽에서부터 접근하여 FOV의 가장자리 영역으로 진입을 하게 된다. 따라서, 차량이 주행 중에 네비게이션(200)으로부터 횡단보도 또는 어린이 보호구역 등의 관심지역에 접근하였다는 신호를 수신하더라도 이미지 센서를 통해서 획득될 수 있는 FOV 바깥에서 접근하는 보행자는 이미지 센서를 통해서 검출하는 것이 불가능하다. 그러나, 센싱제어부(130)는 획득가능한 이미지 영역 A의 우측 바깥 영역을 보행자가 존재할 가능성이 높은 ROI로 설정하고, Radar, Lidar 또는 다른 가용한 센서들을 통해서 이미지 센서가 탐지할 수 없는 ROI 영역에 보행자 또는 여타의 물체가 존재하는지 감지할 수 있다.

한편 이미지 센서부(110)는 관심 영역 중 차량의 주행 방향에 대응되는 영역에서 보행자를 탐지할 가능성이 가장 높은 영역 A의 우측 에지 영역을 이미지 처리 필드 F로 설정하고, F 영역에 대한 영상 처리를 보다 신속하고, 정밀하게 함으로써 보행자의 출현을 감지할 수 있도록 이미지 처리를 수행한다. 예를들어, 획득된 전체 이미지 중 특정 영역 F에 대하여는 별도의 이미지 프로세싱을 수행하거나 또는 최우선의 이미지 프로세싱을 수행할 경우, 보행자 추돌의 가능성을 보다 빠르고 정확하게 예측할 수 있다.

또한, 에지 영역은 이미지의 왜곡이 발생하기 쉬운 부분으로서 이미지 프로세싱을 통한 물체를 감지하는 것이 어려울 수 있으나, 에지 영역을 확대하거나 보정 알고리즘을 적용하거나, 또는 실시간으로 획득되는 모든 이미지 프레임에 대해서 에지 검출 또는 보행가 검출을 위한 프로세싱을 수행하도록 구현함으로써, 신속하고 정확하게 에지 영역에서 보행자 등의 물체를 감지하는 것도 가능하다.

센서퓨전 처리부는 상기 적어도 하나 이상의 이미지 센서(111, 112) 및 상기 적어도 하나 이상의 거리 센서(121, 122)로부터 획득한 센싱 정보를 공지된 임의의 센서 퓨전 알고리즘(또는 센서 퓨전 엔진)을 이용해 융합하여 차량 진행방향의 상황을 종합적으로 판단한다. 예컨대 차량 진행방향에 보행자가 있는지 혹은 장애물이 있는지를 센싱 정보를 융합하여 종합적으로 판단한다.

즉, 센서퓨전 처리부는 차량에 설치된 어느 한 가지 센서로부터 검출된 센싱 정보만을 이용하여 보행자를 감지하는 것이 아니라, 차량에 설치된 다수의 센서로부터 검출된 센싱 정보들을 융합하여 종합적인 판단을 통해 장애물과 객체를 정확히 구분하여 감지하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 센서퓨전 처리부는 FIR 카메라와 CMOS 카메라, CMOS 카메라와 Radar/Lidar 센서, FIR 카메라와 Radar/Lidar 센서, FIR 카메라 및 CMOS 카메라와 Radar/Lidar 의 4가지 조합 중, 어느 한 가지 퓨전 방법을 선택하여 센서 퓨전을 수행할 수 있다.

충돌 판단부(140)는 센싱 제어부를 통해서 생성된 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험에 대한 충돌 위험 신호를 생성한다. 본 발명의 또 다른 일실시예에 따를 경우, 충돌 판단부는 객체와 관련된 정보(예: 객체까지의 거리정보, 객체의 속도정보, 객체의 이동방향정보), 차량에서 검출할 수 있는 다른 정보(예: 차속 정보, 요 레이트 정보, 운전자 상태정보, 차선 정보, 주변 차량정보 등) 및 네비게이션(200)에서 획득된 주행 도로 등의 정보를 포함하는 위험 지역 진입 신호를 이용하여, 객체와의 충돌 가능성을 정의하는 충돌 위험 신호를 생성할 수 있다.

센서들을 통하여 객체가 검출된 경우, 충돌 판단부(140)는 객체와 관련된 정보(예: 객체까지의 거리정보, 속도정보, 이동 방향정보 등)와 차량에서 검출할 수 있는 정보(예: 차속 정보, 요 레이트 정보 등)를 조합하여 충돌 위험도를 충돌 위험 신호로서 계산할 수 있다. 여기에서 충돌 위험도는 충돌 가능성을 미리 설정된 충돌 예측 모델에 따라 계산한 값으로서, 충돌 가능성을 예측하는 방법에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 본 명세서의 일 실시예에 따르면 충돌 위험도는 충돌예상시간(TTC : Time To Collision)을 이용하여 판단될 수 있다. 즉, 충돌 판단부(140)는 보행자와 관련된 정보와 차량에서 검출할 수 있는 정보를 조합하여 충돌예상시간(TTC)을 산정한다.

그리고, 산정된 충돌예상시간을 기준으로 운전자가 감지된 객체와의 충돌을 회피할 수 있도록 제어 가능한 상태인지 판단하고, 그 운전자의 상태에 따라 경고신호의 출력에서부터 차량의 제동까지 개입할 정도를 판단한다.

즉, 객체와 관련된 정보(예 : 객체까지의 거리정보, 객체의 속도정보, 객체의 이동방향정보 등) 및 그 정보로부터 산출된 충돌 예상 시간 정보와 차량에서 검출할 수 있는 정보(예 : 차속 정보, 요 레이트 정보, 차선 정보, 주변 차량정보 등) 및 운전자 상태정보(예 : 정상, 비정상)를 조합하여 운전자가 충돌을 회피할 수 있는 상태인지 판단한다. 이때, 운전자가 충돌을 회피할 수 있는 상태인지 판단하는 것은 현재 차량의 속도, 객체의 이동 속도 및 예상 경로 등을 기준으로 기 설정된 기준값(threshold)과 충돌예상시간을 비교하여 판단할 수 있다.

즉, 운전자가 충돌을 회피할 수 있는 기준값(threshold)과 상기 충돌예상시간을 비교하여 산출된 충돌예상시간이 기준값보다 작은 경우에는 충돌 위험이 있는 것으로 판단하여 운전자에게 경고신호를 출력하거나 차량의 감속 및 자동 제동이 가능하도록 소정의 신호를 출력하여 차량 제어부로 전달한다.

또한, 충돌 판단부(140)는 네비게이션(200)으로부터 현재 차량의 위치를 기반으로 도로 경사도 등의 도로 속성 정보를 전달받아서, 차량이 급경사 도로를 주행중이라고 판단된 경우에는 상기 산정된 보행자와의 충돌예상시간 값을 경사도에 따른 가충치(C)를 가감하여 보정할 수 있다.

차량 제어부(150)는 상기 충돌 판단부(140)에서 출력된 제어신호에 의해 차량의 제어에 직접적으로 개입하여 경고 출력, 종방향 제동(예 : 브레이크 제동), 또는 횡방향 제어(예 : 차선 변경을 위한 스티어링 휠 제어)를 통해 보행자와의 충돌을 회피할 수 있도록 한다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 충돌 위험을 회피하기 위한 차량 제어부(150)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 충돌 판단부(140)에서 객체에 관련된 정보와 차량에서 검출할 수 있는 정보(예 : 차속 정보, 요 레이트 정보 등)를 조합하여 충돌위험도를 판단하여 충돌 위험이 있는 것으로 판단되면, 차량 제어부(150)는 상기 충돌 판단부(140)에서 출력된 제어신호에 의해 차량의 제어에 직접적으로 개입하여 브레이크 제동 등 종방향 제동, 또는 스티어링 휠 능동 제어를 통한 횡방향 제어를 통해 보행자와의 충돌을 회피할 수 있다.

도 3을 참조하면, 차량제어부(150)는 조향제어부(151), 브레이크 제어부(152) 및 엔진제어부(153)를 포함할 수 있다.

조향제어부(151)는 차량이 보행자와의 충돌을 회피하기 곤란하다고 판단된 경우, 네비게이션(200)으로부터 조향 능동제어가 가능한 구간인지 파악하여 운전자의 조향제어가 없더라도 능동적으로 조향제어를 수행하여 충돌을 회피하도록 스티어링 휠을 제어한다. 예를 들어, 네비게이션 유닛(200)으로부터 수신된 정보를 통하여 현재 주행중인 차선이 횡방향 제어를 하기에 충분한지 차선폭과 차선의 너비 등을 파악하고 옆 차선으로 주행중인 차량이 감지되지 않은 경우에 보행자와 충돌이 예상되는 방향과 멀어지는 각도로 조향각을 설정하여 능동 제어를 수행한다.

한편, 긴급한 충돌회피가 필요하지 않더라도 네비게이션(200)으로부터 위험지역에 진입하였다는 신호를 수신하여 각별한 주의가 필요하다고 판단되는 경우에는 능동적인 사전제어 설정(pre-setting)을 통하여 긴급 상황에 보다 신속히 대처할 수도 있다. 즉, 브레이크 제어부(152)를 통하여 초기 유량증대(pre-fill) 모듈을 동작시킴으로써 브레이크 작동시 발생되는 응답지연시간을 최소화하거나, 엔진제어부(153)를 통하여 의도적으로 엔진의 응답성을 저하시키거나 출력이 저하되도록 제어함으로써 긴급 상황에 보다 신속히 대처할 수도 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 유압계통의 제동장치는 브레이크 페달의 답력을 증폭시켜주는 배력 장치와, 배력 장치에서 발생된 힘을 유압으로 전환하는 마스터실린더 및 마스터실린더의 상부에 결합되어 마스터실린더에 오일을 공급하는 리저버를 포함하며, 운전자의 답력에 의하여 제동유압을 유압라인을 통해 각 휠에 설치된 디스크 브레이크로 전달함으로써 제동력을 발생시킨다. 그러나, 통상적인 유압제동장치를 이용하여 제동시 브레이크 페달에 답력을 가하였을 때부터 제동이 발생하는 것이 아니라, 브레이크 페달이 어느 정도 전진한 이후에 제동이 시작된다. 상기와 같이, 브레이크 폐달을 밟을 때부터 제동이 시작되는 구간 사이를 무효 스트로크(Lost Travel) 구간이라고 한다. 따라서, 운전자가 긴급제동이 필요하다고 판단하거나 AEBS에서 자동 긴급제동을 시작하더라도 무효 스트로크 구간의 발생으로 인하여 즉각적인 제동 효과를 발휘시키기는 어렵다. 이때, 브레이크 제어부(152)는 차량이 위험지역으로 진입하였다는 신호를 네비게이션(200)로부터 수신하면 상기와 같은 무효 스트로크 구간을 최소화하기 위하여 pre-fill 모듈(도시하지 않음)을 동작시킨다. pre-fill 모듈은 마스터 실린더와 디스크 브레이크 사이에 설치되며, 제동력이 발생되기 전까지의 초기 구간에 제동 유압을 제공하여 브레이크 패드를 디스크 쪽으로 이동시킴으로써 패드와 디스크 사이의 간격을 더욱 줄이는 기능을 수행한다. 이를 통해서 제동 응답성을 높일 수 있으며, 긴급한 상황에서 보다 신속하고 긴밀하게 제동력을 발휘할 수 있다.

또한, 긴급한 충돌회피가 필요하지 않더라도 네비게이션(200)으로부터 위험지역에 진입하였다는 신호를 수신하여 각별한 주의가 필요하다고 판단되는 경우에는 엔진제어부(153)를 통하여 의도적으로 엔진의 응답성을 저하시키거나 출력이 저하되도록 제어함으로써 긴급 상황에 보다 신속히 대처할 수도 있다.

통상적으로 디젤엔진은 연료 분사량을 제어함으로써 출력을 제어할 수 있으며, 가솔린 엔진의 경우에는 공기량을 제어함으로써 엔진의 출력을 제어할 수 있다. 따라서, 디젤 엔진의 경우에는 가속페달을 조작하게 되면 연료펌프가 조절되어 연료 분사량이 증가되고 연소된 혼합기의 팽창압력이 높아져서 출력이 증가한다. 이때, 엔진제어부(153)에서는 연료펌프를 조절하여 연료 분사량이 줄어들도록 제어함으로써 엔진의 출력을 의도적으로 낮출 수 있다.

또한, 가솔린 엔진의 경우에는 스로틀밸브의 개도를 조절하여 공기량을 조절함으로써 엔진의 출력을 제어할 수 있다. 이때, 엔진제어부(153)에서는 스로틀밸브의 개도를 조절하여 엔진 연소실 내로 흡입되는 공기량을 줄임으로써 엔진의 출력을 의도적으로 낮출 수 있다.

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 충돌 회피 장치의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이다.

도 4에 도시된 충돌 회피 동작은, 본 실시예의 충돌 회피 장치에서 시계열적으로 수행되는 하기 단계들을 포함한다.

우선, 센서부(100)는 주기적으로 보행자 또는 장애물 존재 여부를 감지하는 센싱하고, 결과로서 획득된 객체 신호를 센싱 제어부(130)로 전달한다(S401). 센서부(100)는 이미지 센서부(110)와 거리 센서부(120)를 포함할 수 있으며, 센서부는 차량 주변의 보행자, 자전거, 유모차 등의 이동 객체 또는 장애물 등을 검출하고 검출된 물체와 차량간의 거리를 감지한다.

또한, 네비게이션(200)은 차량의 현재위치 정보를 수신하여 Map DB 상의 지도정보와 비교한다(S403). 맵 데이터베이스(162)에는 어린이 보호구역, 보행자 사고 다발 지역, 교통섬, 급경사 지역, 안개구역 등 보행자를 감지하기 어려운 지역 또는 사고발생 위험이 높은 지역이 위험 지역 또는 관심 지역으로 사전에 설정된다.

상기 S403 단계에서, 차량의 현재위치와 주행중인 도로의 속성을 비교하여 위험지역에 진입하였다고 판단된 경우에는, 네비게이션(200)은 주행중인 도로 속성정보를 포함하는 위험지역 진입 신호를 생성하여 센싱제어부(130)로 전달한다(S405).

센싱제어부(130)는 상기 위험지역 진입 신호를 수신하면, 센서부로부터 수신된 센싱 신호를 보정한다(S406).

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 네비게이션 유닛(200)으로부터 차량이 관심지역에 진입하였다는 신호를 수신하면, 센싱제어부(130)는 이미지 센서부(110)로부터 입력되는 영상 신호의 해상도 또는 프레임레이트를 높임으로써 보다 정밀한 보행자의 판단이 가능하도록 센싱된 영상 신호를 보정할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서부(110)로부터 입력되는 영상 데이터의 이미지 프레임을 고프레임 레이트로 동작시키면 입력되는 프레임들 간의 객체의 이동량은 작아지게되므로 인접 화소와의 상관관계를 기반으로 화면 내에서 객체의 이동 방향과 이동 속도를 보다 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.

또는, 네비게이션(200)으로부터 차량이 관심지역에 진입하였다는 신호를 수신하면, 센싱제어부(130)는 이미지 센서부(110) 또는 거리 센서부(120)로부터 입력되는 센싱 신호의 ROI(Region of Interest) 영역을 확대 또는 조정하여 보다 넓은 영역 또는 보행자가 출현할 확률이 높은 특정 영역에서 센싱 신호 처리를 수행하도록 할 수 있다.

이후, 센싱 제어부(130)는 상기 보정된 감지신호를 통하여 장애물 또는 보행자를 판단하고 객체 판단 정보를 생성한다(S407).

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 센싱 제어부(130)는 특정한 관심영역(ROI)에 객체로서 보행자가 존재하는지 여부도 추가적으로 판단한다(S409). 예를 들면, 교통섬과 같은 위험지역 정보를 기반으로 교통섬이 위치하는 영역을 ROI로 설정하고, 상기 설정된 ROI(교통섬)에 보행자가 존재하는지 판단함으로써 후속되는 충돌위험도 판단의 정확성을 높일 수도 있다.

센싱 제어부(130)의 영상 신호 보정에 관한 상세는 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바, 이하 생략한다.

이후, 센싱제어부(130)는 객체 판단 정보와 위험 지역정보를 충돌 판단부(140)로 전달한다(S415).

센싱 제어부(130)로부터 객체 판단 정보와 위험 지역정보를 수신한 충돌판단부(140)는 차량 정보를 기반으로 보행자와의 충돌 위험도를 충돌 위험 신호로서 생성한다. 여기에서, 상기 충돌 위험도는 보행자와의 충돌 예상 시간(TTC)으로 예시될 일 수 있으며, 충돌판단부(140)는 보행자 정보와 차량 정보를 기반으로 TTC를 산출할 수 있다(S417).

이후, 상기 산출된 TTC는 도로 경사도, 기울기, 노면 정보 등의 도로 속성 정보를 이용하여 보정된다(S419). 이와 같이 실 주행상황을 반영한 TTC 보정을 통하여 보행자와의 충돌 가능성을 보다 정확하게 판단할 수 있다.

이후, 충돌판단부(140)는 상기 보정된 TTC와 기 설정된 충돌판단 기준값을 비교하여 상기 보행자와 충돌위험이 있는지 판단한다(S421).

이후, S421 단계에서 판단된 정보는 차량 제어부(150)로 전달되고(S423), 차량 제어부(150)는 충돌 위험신호가 수신되면 충돌 위험을 운전자에게 알릴 수 있도록 경보하거나, 차량 능동제어를 통한 감속, 조향각 제어 또는 긴급제동 제어를 수행한다(S425). 차량 능동제어 및 사전 제어에 관한 상세는 앞서 도 3을 참조하여 상세히 설명한 바, 이하 생략한다.

도 5는 주행 경로상에 교통섬이 존재하는 경우 본 명세서의 일 실시예에 따른 AEB 시스템의 충돌위험 판단을 설명하기 위한 참고도이다.

교통섬은 차량의 안전하고 원활한 교통처리나 보행자의 도로횡단의 안전을 확보하기 위하여 교차로 또는 차도의 분기점 등에 설치하는 섬모양의 시설을 의미하며, 도 5(a)에 도시한 바와 같이 직진 차로와 우회전 차로 사이에 설치된 보행자 대기영역을 교통섬으로 볼 수 있다. 통상적으로 교통섬은 다수의 보행자가 교차로의 보행신호를 대기하기 위하여 존재할 수 있으며, 다수의 보행자들이 교통섬과 인도 사이를 빈번하게 왕래할 수도 있다. 또한, 교통섬은 차로 사이에 존재하는 공간이므로 야간이나 악천후 시 차량이 차로를 이탈하여 교통섬을 침범할 수 있는 우려가 있다. 따라서, 교통섬과 인도 사이를 이동하는 보행자 뿐만 아니라, 교통섬에 대기중인 보행자에 대한 차량 추돌의 안전사고의 우려가 존재하므로 네비게이션(200)은 교통섬 근처로 차량이 진입할 때, 이에 대한 주의신호를 사전에 생성하여 운전자에게 경고하거나 또는 감속, 긴급제동 등의 동작을 수행하도록 할 수 있다.

그러나, 교통섬은 일종의 보행자 안전구역에 해당되므로 오히려 교통섬 영역에 보행자가 존재함으로써 의도치 않은 AEB 시스템의 능동제어 오동작이 발생하는 것을 방지할 필요성도 존재한다.

구체적으로 도 5(b) 및 도 5(c)를 참조하면, 주행중인 차량(A)이 교통섬이 존재하는 교차로에서 우회전을 하게 되는 경우, 우회전 차도로 진입하면서 자연스럽게 교통섬에 존재하는 다수의 보행자(P)를 차량 측방에서 전방으로 근접하여 충돌 위험이 있는 타겟으로 인식하게 된다. 이 경우, AEB 시스템에서는 교통섬에 존재하는 보행자(P)들과 차량(A)의 충돌 위험을 감지하게 되어 충돌 회피를 위한 사전제어 또는 능동제어를 수행하게 된다. 그러나, 정상적인 교통섬 지역의 우회전 주행에서도 AEB 시스템이 교통섬의 보행자를 인식하여 자동 제동 등의 동작을 수행하는 것은 불필요한 AEB 시스템 동작에 해당되어 오히려 정상적인 주행을 방해하는 요소로 작용하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같은 정상적인 교통섬 지역 주행시 불필요한 AEB 시스템의 동작을 차단하기 위하여 교통섬을 지도상에서는 POI 영역으로 설정하고, 해당 POI 영역에서 획득되는 센서 이미지를 ROI 영역으로 사전 설정하고, 해당 ROI 영역에 보행자(P)가 존재하더라도 이를 필터링 처리함으로써 AEB 시스템의 잘못된 검출(False detection)을 사전에 차단하도록 할 수 있다.

이때, 해당 ROI 영역의 보행자 감지 신호를 필터링 처리하는 것은 보행자로 탐지를 하지만 위험한 보행자 정보로 판단하지 않도록 부가 정보를 제공하거나 또는 노이즈 정보로 처리하는 것을 모두 포함한다.

즉, 센서 유닛(100)에서 교통섬(ROI) 영역의 보행자를 감지하고 주행중인 차량과 보행자 간의 거리를 측정하여 충돌 위험이 있다고 판단하더라도, 센싱제어부(130)는 네비게이션 유닛(200)으로부터 보행자(P)가 위치하고 있는 영역(ROI)이 안전영역인 교통섬이라는 정보를 사전 수신함으로써, 교통섬(ROI)영역의 보행자 탐지를 사전 차단하거나 또는 위험도 판단시 중요도를 낮출 수 있도록 전처리한다.

도 6은 급경사 도로를 주행하는 경우 본 명세서의 일 실시예에 따른 AEB 시스템의 충돌위험 판단을 설명하기 위한 참고도이다.

본 실시예는, 앞서 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한 충돌 판단부(140)의 충돌 위험도를 산출하는 과정에서, 도로의 속성 정보를 이용하여 충돌 위험도를 보다 정확하게 산출할 수 있도록 보정하는 실시예를 설명하기 위한 참고도이다. 본 실시예에서는 상기 충돌위험도는 충돌 예상시간(TTC)으로 가정한다.

센서부(100)에서 보행자 등의 객체를 탐지한 경우, 충돌 판단부(140)는 보행자의 거리 정보, 보행자 속도 정보, 보행자의 이동 궤적 등 객체에 관련된 정보와, 차속 정보, 차량의 요 레이트 정보 등을 조합하여 보행자와 차량 간의 충돌 예상시간을 산정한다.

도 6(a)는 평지를 주행하고 있다고 가정한 경우, 차량과 이동체와의 충돌 예상시간을 산출한 것으로서 이때의 충돌 예상시간을 TTC1이라고 가정한다. 실제로 TTC1을 도출하기 위해서는 보행자가 감지된 위치로부터 보행자의 예상 궤적을 산출하고 차량의 주행 궤적을 기준으로 예상되는 충돌지점을 찾아내어 해당 지점과 현재 차량의 위치 간의 상대 거리(x)와, 차량과 보행자와의 상대 속도(v)를 우선 도출하여야 한다. 그러나, 본 실시예에서는 보행자와 차량 간의 상대 거리(x) 및 상대속도(v)가 결정된 것으로 가정하면, TTC1은 다음 수학식1과 같이 결정될 수 있다.

[수학식 1]

TTC1=x/v

그러나, 도 6(b)와 같이 급경사 지역에서는 객체와 차량 간의 상대 거리 및 속도가 평지와 동일하다고 하더라도 충돌 예상시간은 평지와 비교하여 좀더 짧아질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 네비게이션 유닛(200)으로부터 도로 속성정보를 전달받아 도로의 경사도, 기울기 등의 정보를 수신하고 이와 같은 도로 속성 정보를 이용하여 산출된 충돌 예상시간을 보정함으로써 보다 정확한 충돌 위험도를 산출할 수 있다.

네비게이션 유닛으로부터 수신하는 도로 속성 정보에는 도로의 기울기 정보가 포함될 수 있다. 이때, 도로의 기울기에 따른 보정값은 사전에 설정되어 메모리 등에 저장된다고 가정한다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 도로 기울기에 따른 보정값 C는 다음 표 1과 같다.

기울기(K)	C	비교
...	...	...
11<K<13	1.7	내리막
5<K<10	1.5	내리막
1<K<5	1.2	내리막
-1<K<1	1	평지
-5<K<-1	0.8	오르막
-10<K<-5	0.7	오르막
...	...	...

따라서, 도 6(b)에 도시된 실시예에서는 객체와 차량 간의 상대 거리(x) 및 상대속도(v)가 결정되면, 도로 속성 정보에 포함된 도로 기울기 값을 기준으로 기 설정된 보정 테이블에서 C값을 구하여 이를 가중치로 하여 충돌 예상시간 TTC2를 산출한다. TTC2는 다음 수학식2와 같이 결정될 수 있다.

[수학식 2]

TTC2 = TTC1 X C = x/v X C

상기와 같이, 도로의 경사도를 고려하면 급경사 도로에서는 평지와 비교하여 상대적으로 충돌 예상시간이 짧아질 수 있으므로 보다 정확한 충돌 위험도를 산출하는 것이 가능하다.

또한, 또 다른 일 실시예에 따라, 본 발명은 이동체의 충돌 회피 방법을 수행하기 위한 컴퓨터에서 수행되는 컴퓨터 프로그램 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나 이상의 실행 명령을 포함하며, 이러한 실행 명령은 상술한 충돌 회피 장치 내지는 컴퓨터에서 수행되는 시계열적으로 수행되는 상술한 단계들을 포함한다.

여기에서, 컴퓨터(미도시)는 이미 공지된 다양한 형태의 전자기기들이 조합된 형태로 구현될 수 있다. 예컨데, 컴퓨터는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Randum Access Memeory)가 버스를 통해 접속된 형태로 마련될 수 있다. 물론, 상기 버스에는 내장/외장 메모리와 입출력 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 위와 같이 예시되는 컴퓨터에서 본 발명의 일 실시예에 따라 마련된 컴퓨터 프로그램은 메모리에 저장된 후, 버스를 통해 RAM에 로드된 후 상술한 일련의 방법들이 실현될 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터 프로그램은 ROM에 미리 저장된 후 실행 명령에 따라 별도의 메모리로 부터 로드하는 과정없이 실현되도록 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터에서 판독가능한 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 인터넷, 근거리 통신망, 디지털 방송등의 유선/무선의 통신 방식을 통해 타 장치에 전송되는 형태로 실시될 수 있다.

컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체의 종류로는 특별한 제한이 없지만, 예를 들어 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리, 캐리어 웨이브 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)가 보편적이다. 본 발명에 따른 충돌 회피 방법은 소프트웨어여 형태로 기록매체에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행되는 형태로 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 센서부
200: 네비게이션
110: 이미지 센서부
111: 제1 이미지 센서
112: 제2 이미지 센서
120: 거리 센서부
121: 제1 거리 센서
122: 제2 거리 센서
130: 센싱 제어부
140: 충돌 판단부
150: 차량 제어부
151: 조향 제어부
152: 브레이크 제어부
153: 엔진 제어부
161: GPS
162: 맵 데이터베이스

Claims (15)

1. 이동체의 충돌 회피 장치에 있어서,
   상기 이동체 외부의 객체를 감지하여 객체 신호를 생성하는 센서부;
   상기 이동체가 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게될 지역이 위험 지역인지 여부를 판단하고, 위험 지역 진입 신호를 생성하는 네비게이션;
   상기 객체 신호를 이용하여 상기 감지된 외부의 객체를 판단 하되, 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 객체 판단 정보를 생성하는 센싱 제어부; 및
   상기 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험과 관련된 충돌 위험 신호를 생성하는 충돌 판단부를 포함하는 이동체의 충돌 회피 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 네비게이션은 GPS 수신기와 지도 데이터베이스를 포함하며, 상기 이동체의 위치와 주행중인 도로의 속성을 비교하여 위험지역에 진입하였는지 여부를 판단하고, 위험 지역에 진입한 경우에는 주행중인 도로의 속성 정보를 포함하는 위험지역 진입 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 충돌 위험 신호를 수신하여, 충돌 위험을 표시하는 경고 신호를 출력하거나, 또는 상기 이동체를 감속시키거나, 방향 전환시키는 차량 제어부를 포함하는 이동체의 충돌 회피 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 이동체는 차량이고, 상기 객체는 보행자이며,
   상기 센싱 제어부는 상기 네비게이션으로부터 전달받은 위험 지역 진입 신호를 이용하여 POI(Position of Interest)를 결정하고,
   상기 센싱 제어부는 상기 객체 신호를 이용하여 상기 이동체의 근처에 보행자가 존재할 가능성이 높은 영역을 ROI(Region of Interest)으로 결정하며, 상기 ROI를 포함하는 객체 판단 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 충돌 판단부는 상기 POI와 상기 ROI의 위치 관계 또는 상기 이동체와 상기 보행자의 충돌 예상 시간을 이용하여 충돌 위험 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 위험 지역은 어린이 보호구역, 보행자 사고 다발 지역, 교통섬, 고개길, 급경사 도로 또는 터널로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나이고, 상기 도로 속성정보는 도로의 종별, 기울기 또는 경사도 정보인 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
7. 제 2항에 있어서, 상기 이동체는 차량이고, 상기 차량 제어부는
   초기 유량증대(pre-fill) 모듈을 동작시켜서 브레이크 응답 지연시간을 감축하도록 제어하는 브레이크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 차량 제어부는,
   엔진 벨브의 개도를 조절하여 엔진 출력을 저하시키는 엔진 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 장치.
9. 이동체의 충돌 회피 방법에 있어서,
   상기 이동체 외부의 객체를 감지하여 객체 신호를 생성하는 단계;
   상기 이동체가 현재 주행하고 있거나, 또는 주행하게될 지역이 위험 지역인지 여부를 판단하고, 위험 지역 진입 신호를 생성하는 단계;
   상기 객체 신호를 이용하여 상기 감지된 외부의 객체를 판단 하되, 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 객체 판단 정보를 생성하는 단계; 및
   상기 객체 판단 정보를 이용하여 상기 검출된 객체와의 충돌 위험과 관련된 충돌 위험 신호를 생성하는 단계를 포함하는 이동체의 충돌 회피 방법.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 위험 지역 진입 신호를 생성하는 단계는 상기 이동체에 탑재되는 네비게이션이 수행하며, 상기 네비게이션은 GPS 수신기와 지도 데이터베이스를 포함하며, 상기 이동체의 위치와 주행중인 도로의 속성을 비교하여 위험지역에 진입하였는지 여부를 판단하고, 위험 지역에 진입한 경우에는 주행중인 도로의 속성정보를 포함하는 위험지역 진입 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 방법.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 충돌 위험 신호를 수신하여, 충돌 위험을 표시하는 경고 신호를 출력하거나, 또는 상기 이동체를 감속시키거나, 방향 전환시키는 단계를 더 포함하는 이동체의 충돌 회피 방법.
12. 제9 항에 있어서, 상기 이동체는 차량이고, 상기 객체는 보행자이며,
    상기 객체 판단 정보를 생성하는 단계는 상기 위험 지역 진입 신호를 이용하여 POI(Position of Interest)를 결정하고,
    상기 객체 신호를 이용하여 상기 이동체의 근처에 보행자가 존재할 가능성이 높은 영역을 ROI(Region of Interest)으로 결정하며,
    상기 ROI를 포함하는 객체 판단 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 방법
13. 제12 항에 있어서,
    상기 충돌 위험 신호를 생성하는 단계는 상기 POI와 상기 ROI의 위치 관계 또는 상기 이동체와 상기 보행자의 충돌 예상 시간을 이용하여 충돌 위험 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동체의 충돌 회피 방법.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이동체의 충돌 회피 방법을 수행하는 컴퓨터에서 수행되는 컴퓨터 프로그램.
15. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이동체의 충돌 회피 방법을 수행하는 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체.

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