KR20170054186A - 자율주행차량 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행차량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 일반주행 중 운전자에 의해 자율주행모드가 활성화됨에 따라 운전자로부터 목적지를 입력받는 동안 차량 내 LKAS(Lane Keeping Assist System), SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시킴으로써, 운전자가 운전에 신경 쓰지 않고 목적지를 설정할 수 있도록 하는 자율주행차량 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 자율주행차량 제어 장치에 있어서, 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는 입력부; 및 일반주행중에 상기 입력부를 통해 자율주행모드의 활성화신호가 입력됨에 따라 자율주행모드로 진입하기 전에 LKAS(Lane Keeping Assist System)와 SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시키는 제어부를 포함한다.

Description

자율주행차량 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING AUTONOMOUS VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자율주행차량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반주행 중 운전자에 의해 자율주행모드가 활성화됨에 따라 운전자로부터 목적지를 설정받는 동안 차량 내 LKAS(Lane Keeping Assist System), SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시켜 운전자가 운전에 신경 쓰지 않고 목적지를 설정할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에서 일반주행은 운전자의 조작에 의해 자율주행차량이 주행하고 있는 상태를 의미한다.
일반적으로, 자율주행차량이 자율주행모드로 동작하기 위해서는 반드시 경로가 설정되어 있어야 한다. 즉, 자율주행차량은 출발지부터 목적지까지 설정된 경로를 따라 자율주행을 수행한다. 이를 위해 자율주행차량의 내비게이션은 운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 생성한다.
자율주행차량이 정차중인 상태에서 운전자가 자율주행모드를 활성화한 경우에는 경로설정을 위한 목적지를 입력하는데 어려움이 없지만, 자율주행차량이 일반주행중인 상태에서 운전자가 자율주행모드를 활성화한 경우에는 경로설정을 위한 목적지를 입력하는데 어려움이 있다. 즉, 자율주행차량이 일반주행중인 상태에서는 운전자가 주행중인 자율주행차량을 직접 조작하면서 목적지를 입력해야 하기 때문에 운전자의 주의가 분산되어 교통사고의 위험을 초래한다.
종래의 자율주행차량 제어 장치는 자율주행차량이 정차중인 상태에서 운전자가 자율주행모드를 활성화한 경우에 운전자의 안전을 도모하면서 목적지를 입력받을 수 있는 방안에 대해 제시하지 못하고 있다.
즉, 종래의 자율주행차량 제어 장치는 자율주행차량이 일반주행중인 상태에서 운전자가 자율주행모드를 활성화한 경우, 자율주행차량을 정차한 후 목적지를 입력하라는 경고만을 출력할 뿐, 근본적인 대책을 제시하지 못하는 문제점이 있다.
국제공개특허 WO 2014/085380 Al
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일반주행 중 운전자에 의해 자율주행모드가 활성화됨에 따라 운전자로부터 목적지를 입력받는 동안 차량 내 LKAS(Lane Keeping Assist System), SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시킴으로써, 운전자가 운전에 신경 쓰지 않고 목적지를 설정할 수 있도록 하는 자율주행차량 제어 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, 자율주행차량 제어 장치에 있어서, 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는 입력부; 및 일반주행중에 상기 입력부를 통해 자율주행모드의 활성화신호가 입력됨에 따라 자율주행모드로 진입하기 전에 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 운전자로부터 목적지를 입력받을 때까지, 또는 운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 설정할 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 주행 도로상에 이벤트가 발생한 경우, 이를 운전자에게 경고한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 자율주행차량 제어 방법에 있어서, 입력부가 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는 단계; 및 일반주행 중인 경우, 제어부가 자율주행모드로 진입하기 전에 LKAS(Lane Keeping Assist System)와 SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시키는 단계를 포함한다. 이때, 운전자로부터 목적지를 입력받을 때까지, 또는 운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 설정할 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 방법은 주행 도로상에 이벤트가 발생한 경우 경고음을 출력하는 단계를 더 포함한다. 이때, 상기 이벤트는 교차로, 장애물, 공사구간, 톨게이트, IC(InterChange), JC(JunctionCross), 휴게소 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 일반주행 중 운전자에 의해 자율주행모드가 활성화됨에 따라 운전자로부터 목적지를 설정받는 동안 차량 내 LKAS(Lane Keeping Assist System), SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시킴으로써, 운전자가 운전에 신경 쓰지 않고 목적지를 설정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 운전자의 안전을 도모하면서 일반주행에서 자율주행으로 안전하게 전환시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 자율주행차량 제어 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 자율주행차량 제어 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 1 은 본 발명에 따른 자율주행차량 제어 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자율주행차량 제어 장치는, 입력부(10), LKAS(20), SCC 시스템(30), 자율주행시스템(40), 내비게이션시스템(50), 제어부(60), 및 출력부(70)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 입력부(10)는 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는다. 이때, 입력부(10)는 버튼 형태의 스위치를 구비하여 운전자로 하여금 자율주행모드를 활성화하거나 비활성화할 수 있도록 구현할 수도 있다.
또한, 입력부(10)는 터치 스크린을 구비하여 운전자로 하여금 자율주행모드를 활성화하거나 비활성화할 수 있도록 구현할 수도 있다. 이때, 터치 스크린은 AVN(Audio, Video, Navigation) 시스템(미도시)에 구비되어 있는 터치 스크린으로 대체할 수도 있다.
다음으로, LKAS(20)는 자율주행차량의 주행차선을 유지하도록 보조하는 시스템이다. 즉, LKAS(20)는 차선유지 기능을 수행한다.
참고로, LKAS(20)는 다음 순서에 따라 구동된다.
먼저, 차량의 윈드실드와 룸미러 사이 공간에 장착된 카메라 시스템을 이용하여 전방의 도로 이미지를 획득한다.
이후, 영상 처리를 통해 주행중인 차선(lane)의 양쪽 끝선(line or edge of the lane) 또는 자차로의 중심으로부터의 차량의 횡방향 상대 위치(lateral offset), 도로의 곡률(curvature), 차선과 차량 중심선이 이루는 각(heading angle) 등의 차선 정보를 추출한다.
이후, 차량의 현재 주행 상태를 추정하기 위하여 차량에 장착된 여러 센서(Radar 센서 포함)의 신호정보를 바탕으로 차선 이탈 여부를 감시한다.
이후, 운전자가 의도하지 않은 차선 이탈이 발생할 경우, 현재 주행중인 차선 안쪽으로 차량을 밀어 넣어 주어 운전자의 주행을 보조한다. 이때 MDPS(Motor Driven Power System)는 LKAS(20)로부터 전달받은 조향 토크 신호를 이용하여 실제 조향을 발생시키는 액츄에이터(Actuator) 역할을 한다.
다음으로, SCC 시스템(30)은 선행차량과의 이격거리를 일정하게 유지시켜 주는 시스템으로서, 차량에 장착된 레이더 센서로 전방을 감지하여 선행차량과 일정한 간격을 유지하면서 운전자가 설정한 속도로 자동 주행하는 크루즈 기능을 제공하거나, 운전자가 설정한 속도를 초과하지 않도록 차량의 속도를 제어하는 속도 제한 기능을 제공한다. 즉, SCC 시스템(30)은 차속유지 기능과 차간거리유지 기능을 수행한다.
이러한 SCC 시스템(30)은 운전자가 차량의 주행속도를 조절하기 위하여 엑셀을 지속적으로 조작하지 않아도 된다는 편리함이 있고, 설정속도 이상으로 차량이 주행하는 것을 방지하여 안전운전을 지향할 수 있다.
다음으로, 자율주행시스템(40)은 차량의 자율주행을 제어한다.
이러한 자율주행시스템(40)은 LKAS(20), SCC 시스템(30), 자율주행 시스템(40), 및 내비게이션시스템(60)과 연동하여 차량의 자율주행을 제어한다.
참고로, 자율주행시스템(40)의 자율주행 레벨은 하기의 [표 1]과 같다.
[표 1]
Figure pat00001
여기서, '레벨 0'는 운전자의 운전을 지원하는 시스템으로서 MDPS, ABS 등을 포함하고, '레벨 1'은 조향 또는 감/가속의 기능이 자동화된 시스템으로서 LKAS, SCC 시스템 등을 포함하며, '레벨 2'는 한가지 이상의 기능이 자동화된 시스템으로서 LKAS와 SCC 시스템을 동시에 제어하는 시스템을 포함한다.
또한, '레벨 3'은 운전자의 개입이 필요하나 일정 수준의 자동 운전이 가능한 시스템을 의미하고, '레벨 4'는 운전자의 적절한 개입 없이도 자동 운전이 가능한 시스템을 의미하며, '레벨 5'는 운전자의 완전한 개입 없이 자동 운전이 가능한 시스템을 의미한다.
본 발명에서 자율주행시스템(40)이 수행하는 자율주행은 레벨 3 이상이 바람직하다.
다음으로, 내비게이션시스템(50)은 지도정보데이터베이스(미도시)를 기반으로, 운전자로부터 입력받은 목적지까지의 경로를 생성한다. 이때, 지도정보는 도로의 종류는 물론 교차로 위치를 포함한다.
다음으로, 제어부(60)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.
특히, 제어부(60)는 자율주행차량이 일반주행중인 상태에서, 즉 운전자가 자율주행차량을 운전하고 있는 상태에서, 입력부(10)를 통해 자율주행모드 활성화신호가 입력됨에 따라 LKAS(20)와 SCC 시스템(30)을 동작시킨다. 이때, 제어부(60)는 내비게이션시스템(50)을 통해 사용자로부터 목적지가 입력되는 동안, 또는 내비게이션시스템(50)을 통해 사용자로부터 목적지가 입력되고 이를 기반으로 경로를 설정하는 동안, LKAS(20)와 SCC 시스템(30)을 동작시키는 것이 바람직하다. 이는 경로가 설정되면 곧바로 자율주행시스템(40)이 동작하기 때문이다.
이러한 제어부(60)는 LKAS(20)와 SCC 시스템(30)을 동작시켜 주행하고 있는 차선을 유지하고 선행차량과의 이격거리를 유지하며 아울러 선행차량과의 충돌을 방지한다.
부가적으로, 본 발명은 운전자에게 경고하는 화면, 소리 등을 출력하기 위한 출력부(70)를 더 포함한다.
여기서, 제어부(60)는 내비게이션시스템(50)을 통해 이벤트를 인지하면 출력부(70)를 통해 경고음을 출력할 수도 있다. 이때, 이벤트는 교차로(삼거리/사거리/T자형 교차로, 원형 교차로), 장애물(보행자, 정적 장애물), 공사구간, 톨게이트, IC(InterChange), JC(JunctionCross), 휴게소 등이 전방에 위치하는 경우(일례로, 전방 500m 거리에 위치하는 경우)를 의미한다.
이렇게 경고음이 출력되고 운전자의 차량제어를 위한 조작이 감지되면 차량의 제어권을 운전자에게 이양하고, 운전자의 차량제어를 위한 조작이 감지되지 않으면 일례로 하기의 조건에 따라 자율주행차량의 주행을 제어한다. 이때, 운전자의 조작은 운전자의 스티어링 휠 조작, 브레이크 페달 조작, 가속 페달 조작 등을 포함한다.
[조건]
- 사거리 교차로: 직진
- 삼거리/T자형 교차로: 오른쪽 진출로로 진행
- 원형 교차로: 정지
- 장애물, 공사구간: 정지 또는 장애물 회피
- 톨게이트: 정지
- IC/JC/휴게소: 직진
본 발명에서는 제어부가(60)가 LKAS(20)와 SCC 시스템(30)을 제어하는 예를 설명했지만, 이는 제어부가(60)가 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)의 종방향/횡방향 제어를 수행하도록 구현할 수도 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 자율주행차량 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 입력부(10)가 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는다(201).
이후, 자율주행차량이 일반주행 중인 경우, 제어부(60)가 자율주행모드로 진입하기 전에 LKAS(Lane Keeping Assist System)와 SCC(Smart Cruise Control) 시스템을 동작시킨다(202). 이때, 제어부(60)는 운전자로부터 목적지를 입력받을 때까지, 또는 운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 설정할 때까지 LKAS(20)와 SCC 시스템(30)을 동작시킴으로써, 운전자의 주의가 분산되는 동안 차량을 안전하게 제어한다.
이후, 제어부(60)는 사용자로부터의 목적지 입력이 완료되거나 경로 설정이 완료되면 자율주행모드로 진입한다(203).
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 : 입력부
20 : LKAS
30 : SCC 시스템
40 : 자율주행시스템
50 : 내비게이션시스템
60 : 제어부
70 : 출력부

Claims (10)

  1. 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는 입력부; 및
    일반주행중에 상기 입력부를 통해 자율주행모드의 활성화신호가 입력됨에 따라 자율주행모드로 진입하기 전에 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 제어부
    를 포함하는 자율주행차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    운전자로부터 목적지를 입력받을 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 설정할 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    경고음을 출력하는 출력부
    를 더 포함하는 자율주행차량 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주행 도로상에 이벤트가 발생한 경우, 이를 운전자에게 경고하도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 장치.
  6. 입력부가 운전자로부터 자율주행모드의 활성화신호를 입력받는 단계; 및
    일반주행 중인 경우, 제어부가 자율주행모드로 진입하기 전에 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 단계
    를 포함하는 자율주행차량 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 동작시키는 단계는,
    운전자로부터 목적지를 입력받을 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 동작시키는 단계는,
    운전자로부터 목적지를 입력받고 상기 목적지까지의 경로를 설정할 때까지 차선유지, 차속유지, 차간거리유지를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    주행 도로상에 이벤트가 발생한 경우 경고음을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 자율주행차량 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이벤트는,
    교차로, 장애물, 공사구간, 톨게이트, IC(InterChange), JC(JunctionCross), 휴게소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자율주행차량 제어 방법.
KR1020150157014A 2015-11-09 2015-11-09 자율주행차량 제어 장치 및 그 방법 KR20170054186A (ko)

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