KR20170082674A - 차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법 - Google Patents

차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법 Download PDF

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KR20170082674A
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민경욱
박상헌
최정단
한승준
손주찬
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 차량안전 주행지원 단말장치에 관한 것으로, 핵심처리장치, V2X 통신장치 및 인터넷 통신장치를 포함하며, 핵심처리장치는 차량의 안전 주행을 지원하기 위한 처리장치로서, 정밀맵 데이터베이스, 주변환경 검출부, 차량움직임 검출부, 정밀차량위치 인식부, 정밀장애물위치 인식부, 위험도 및 주의도 계산부, 위험대응 모듈부 및 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ASSISTING SAFETY DRIVING}
본 발명은 차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정밀맵을 기반으로 하고, V2X 통신을 활용하여 자율주행 및 안전주행에 이용 가능한 차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법에 관한 것이다.
현재 차량의 안전을 위한 ADAS(Advanced Driver Assistance System)이 상용화되고 있으며, 각 차량 제작회사들은 가까운 미래에 자율주행 자동차를 선보일 것이라고 홍보하고 있다. 실제로 벤츠, 아우디, BMW 등에서는 자율주행 자동차를 이용한 시연을 선보이고 있다. 자율주행기술 중 일부는 이미 상용화되어 제한적인 상황에서 차량충돌예방, 차선유지시스템 등의 기능이 사용되고 있다.
차량이 자율주행하기 위해서 필요로 하는 요소는 다양하며, 그 중 정밀맵 데이터가 중요한 요소로 부각되고 있다. 정밀맵 데이터는 현재의 노드-링크 중심으로 이루어지는 네비게이션 맵과는 다르게 차선, 정지선 위치, 도로 마커, 표지판 등의 세부정보까지 포함하고 있다. 이에 따라 정밀맵은 현재 차량의 위치, 장애물(도로상의 주변 차량 및 물체) 위치 등을 보다 자세히 표현할 수 있다는 장점이 있다.
정밀맵이란, 아주 상세한 정보를 포함하는 맵으로서, 도로상의 차선 수뿐만 아니라, 도로상의 모든 마커(방향지시 표시, 정지선 표시, 횡단보도 표시 등)에 대한 위치정보와 표지판 정보 및 주변 건물의 특징정보까지 포함한 지도데이터를 말한다. 다른 용어로는, 자율주행맵(Autonomous car maps)이란 용어도 함께 사용되고 있다.
정밀맵에 대한 일례로서, Nokia here사의 정밀맵을 들 수 있으며, 주변 건물의 모습과 차선, 정지선 등의 모습이 정밀맵에 나타나 있다.
또한, 도 1은 한국전자통신연구원(ETRI: Electronics and Telecommunications Research Institute)에서 제작한 정밀맵의 일례로서, 사람이 측량을 통해 구축한 정밀맵의 예시를 보여준다. 비록 도 1에서는 주변 건물에 대한 정보는 포함되어 있지 않지만, 차선, 횡단보도, 진행방향표시, 정지선 등이 정밀맵에 구축되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 정밀맵은 차량위치인식, 차선확인 등에 활용될 수 있다.
한편, 차량의 안전 주행을 지원하기 위한 기술도 다양한 방향에서 개발이 진행되고 있으며, 그 중 V2X(Vehicle to Everything)기술을 활용한 기술도 개발 단계에 있다. V2X 기술은 차량간 통신(V2V: Vehicle to Vehicle) 및 차량과 인프라(V2I: Vehicle to Infrastructure) 간의 통신을 모두 포함하는 기술로서, 운전 중 도로 인프라 및 다른 차량과 통신하면서 교통상황 등의 정보를 교환하거나 공유하는 기술이다.
일반적으로 V2X 통신의 경우, 불특정 다수의 주변 차량에 메시지를 전송하게 되므로, 브로드캐스팅하는 것을 기본으로 한다. 현재 차량의 주변 차량에 메시지를 전송하고, 주변 차량에서는 해당 메시지에 반응하여 사고 위험을 줄일 수 있게 된다. V2X 통신을 이용하면, 어떤 기지국을 통하지 않고 차량간에 직접적인 통신을 수행하게 되므로 메시지 전송에 대한 딜레이가 매우 적은 장점이 있다.
그러나, 아직까지는 차량의 안전 주행을 지원하는데 있어서, V2X 통신에서 이용되는 정보를 맵데이터와 연계시켜 활발히 사용되고 있지는 않다. 다만, 일부 기능에 대해서는 맵데이터를 사용 중이지만 네비게이션 맵과 같이 제한된 정보만 갖는 맵 데이터를 사용 중이다.
또한, V2X 통신의 경우, 지속적인 메시지 전송(polling)을 주로 수행하고, GPS 기반의 위치정보를 이용하여 메시지를 전송한다고 하더라도 그 위치 정확도가 떨어져 지도 어플리케이션에서 활용하기에 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 정밀맵을 기반으로 하되, 차량에서 검출하는 주변환경정보 및 차량내부정보와 함께 V2X 통신에 이용되는 정보를 정밀맵 데이터와 연계시켜 자기차량 및 장애물(도로상의 주변 차량 및 물체)에 대한 위치, 속도 등을 보다 정확하게 인식함으로써 차량의 안전주행을 지원하기 위한 차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 정밀맵 데이터가 저장된 정밀맵 데이터베이스; 차량의 주변환경정보를 검출하는 주변환경 검출부; 차량의 움직임에 대한 차량내부정보를 검출하는 차량움직임 검출부; 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량의 정밀위치를 인식 처리하는 정밀차량위치 인식부; 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 장애물의 정밀위치를 인식 처리하는 정밀장애물위치 인식부; 및 인식된 자기차량의 정밀위치 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 제어부를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 상기 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 위험도 및 주의도 계산부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 상기 계산된 위험도에 따라 대응하는 장애물에 대해 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 회피동작을 수행하도록 제어하는 위험 대응 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 상기 제어부에 의해 제어되며, V2X 통신을 수행하는 제1 통신장치를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 장애물에 대해서 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 제1 통신장치를 통해 브로드캐스팅할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 제1 통신장치를 통해 다른 차량의 제1 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보를 수신하는 경우, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 상기 제어부에 의해 제어되며, 정밀맵 제공 서버에 접속되어 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 수신하는 제2 통신장치를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 제2 통신장치를 이용하여 정밀맵 제공 서버로 상기 주변환경 검출부에서 검출된 주변환경정보를 자기차량의 위치정보와 함께 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 자기차량이 정밀맵 데이터에서 미리 설정된 지역에 위치하는 경우 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 제1 통신장치를 통해 주기적으로 브로드캐스팅할 수 있다.
여기서, 상기 정밀맵 데이터는, 차선표시, 정지선표시, 방향지시표시 및 횡단보도표시를 포함하는 도로상의 마커에 대한 위치정보, 표지판 정보 및 도로 주변건물 정보를 포함하는 정밀맵 데이터인 것을 의미하며, 상기 주변환경정보는, 자기차량이 주행하는 차선이 포함된 모든 주행차로의 차선이 표시되는 영상정보 및 자기차량을 기준으로 한 장애물의 위치정보를 포함한다. 그리고, 상기 차량내부정보는, 자기차량의 움직임에 대한 주행방향정보, 속도정보, GPS 정보를 포함한다.
또한, 본 발명의 일면에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 상기 제어부에 의해 제어되고, 매핑 처리된 정밀맵 데이터를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 면에 따른 차량안전 주행지원 방법은, 정밀맵 데이터베이스에 정밀맵 데이터를 저장하는 단계; 차량의 주변환경정보와 차량내부정보를 검출하는 단계; 상기 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 인식하는 단계; 인식된 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 단계; 및 상기 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 매핑 처리하는 단계에서, 제1 통신장치를 통해 다른 차량의 제1 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보가 수신되는 경우, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 면에 따른 차량안전 주행지원 방법은, 상기 계산된 위험도가 설정된 기준치 이상인 경우, 대응하는 장애물에 대해 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 회피동작을 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 면에 따른 차량안전 주행지원 방법은, 상기 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 경우, 대응하는 장애물에 대한 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 제1 통신장치를 통해 브로드캐스팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 면에 따른 차량안전 주행지원 방법은, 상기 매핑 처리하는 단계 이후, 상기 정밀맵 데이터에서 자기차량이 미리 설정된 지역에 위치하는 경우, 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 제1 통신장치를 통해 주기적으로 브로드캐스팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 면에 따른 차량안전 주행지원 시스템은, 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 제공하는 정밀맵 제공서버; 및 각 차량에 설치되는 차량안전 주행지원 단말장치를 포함하며, 상기 차량안전 주행지원 단말장치는, 다른 차량의 차량안전 주행지원 단말장치와 V2X 통신을 수행하는 제1 통신장치와, 상기 정밀맵 제공서버와 인터넷 통신을 수행하는 제2 통신장치와, 정밀맵 제공서버로부터 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 수신하고, 상기 정밀맵 데이터에 차량의 주변환경정보 및 차량의 움직임에 대한 차량내부정보를 이용하여 주행차선이 구분되게 자기차량 및 장애물의 정밀 위치를 맵핑 처리하며, 각 장애물에 대해서 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 핵심처리장치를 구비하되, 상기 핵심처리장치는 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 장애물에 대해서 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 V2X 통신을 통해 브로드캐스팅하거나, 또는 V2X 통신을 통해 다른 차량안전 주행지원 단말장치로부터 주의정보를 수신하면 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 정밀맵을 기반으로 하되, 차량에서 검출하는 주변환경정보 및 차량내부정보와 함께 V2X 통신에 이용되는 정보를 정밀맵 데이터와 연계시켜 자기차량 및 장애물(주변 차량 및 도로상의 물체)에 대한 위치, 속도 등을 보다 정확하게 인식함으로써, 차량의 안전주행을 지원할 수 있다.
도 1은 한국전자통신연구원(ETRI: Electronics and Telecommunications Research Institute)에서 제작한 정밀맵의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량안전 주행지원 단말장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량안전 주행지원 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 4는 정밀맵을 기반으로 하되, V2X 통신을 활용하여 안전 주행 상황을 설명하기 위한 도로 상황을 나타내는 도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 차량안전 주행지원 단말장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량안전 주행지원 단말장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량안전 주행지원 단말장치(100)는, 크게 핵심처리장치(10), V2X 통신장치(제1 통신장치)(20) 및 인터넷 통신장치(제2 통신장치)(30)를 포함한다.
핵심처리장치(10)는 차량의 안전 주행을 지원하기 위한 처리장치로서, 정밀맵 데이터베이스(11), 주변환경 검출부(12), 차량움직임 검출부(13), 정밀차량위치 인식부(14), 정밀장애물위치 인식부(15), 위험도 및 주의도 계산부(17), 위험대응 모듈부(18) 및 제어부(16)를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 정밀맵 데이터베이스(11)는 정밀맵 데이터를 저장하는 구성으로서, 제어부(16)에 의해 제어된다. 정밀맵 데이터는 정밀맵 데이터베이스(11) 내에 미리 저장되어 있거나, 또는 인터넷 통신장치(30)를 이용하여 외부 정밀맵 제공서버로부터 정밀맵 데이터 및 업데이트 정보를 수신하여 저장할 수 있다.
여기서, 상기 정밀맵 데이터는, 차선표시, 정지선표시, 방향지시표시 및 횡단보도표시를 포함하는 도로상의 모든 마커에 대한 위치정보, 표지판 정보 및 도로 주변건물 정보를 포함하는 데이터인 것을 의미한다.
주변환경 검출부(12)는 차량의 주변환경정보를 검출하는 구성으로서, 제어부(16)에 의해 제어된다. 여기서, 상기 주변환경정보는, 자기차량(즉, 차량안전 주행지원 단말장치(100)가 장착된 차량)이 주행하는 차선이 포함된 모든 주행차로의 차선이 표시되는 영상정보 및 자기차량을 기준으로 한 장애물의 위치정보를 포함한다.
주변환경 검출부(12)는 주변환경정보를 검출하기 위해 차량에 미리 설치된 검출 장비들로부터 주변환경정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 영상정보를 획득하기 위해 비디오 카메라 등을 이용할 수 있으며, 장애물의 위치정보를 획득하기 위해 라이더(Lidar: Light Detection And Ranging), 레이더(Radar), 초음파 센서 등을 이용할 수 있다.
이때, 본 발명에서 언급하는 장애물이란, 도로 안팎에 위치하여 감지되는 모든 물체를 의미하는 것으로, 예를 들면, 동일 차선 또는 옆 차선에서 주행하고 있는 주변 차량, 동일 차선 또는 옆 차선에서 정차하고 있는 주변 차량, 도로상에 존재하는 물체나 사람, 그리고 도로 밖 인도에서 이동하거나 정지된 물체나 사람 등을 의미한다.
또한, 차량움직임 검출부(13)는 차량의 움직임에 대한 차량내부정보를 검출하는 구성으로서, 제어부(16)에 의해 제어된다. 여기서, 차량내부정보는, 자기차량의 움직임에 대한 주행방향정보, 속도정보, GPS 정보를 포함한다.
차량움직임 검출부(13)는 차량내부정보를 검출하기 위해 차량 내부에 미리 설치된 센서 등으로부터 차량내부정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 주행방향정보를 획득하기 위해 핸들각도센서 등을 이용할 수 있고, 속도정보를 획득하기 위해 휠스피드센서, 스로틀앵글(throttle angle)센서, 요(yaw)센서 등을 이용할 수 있으며, GPS 정보를 획득하기 위해 GPS 수신기를 이용할 수 있다. 이때, GPS 수신기는 일반적인 GPS 수신기로서 대략 2 ~ 10m의 오차가 존재한다.
또한, 정밀차량위치 인식부(14)는 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량의 정밀위치를 인식 처리하는 구성으로서, 제어부(16)에 의해 제어된다. 자기차량의 정밀위치에 대한 인식 처리를 수행하는 하나의 예는 다음과 같다.
주변환경정보 중 영상정보를 획득한 후, 영상 내의 차선에 대한 직선라인을 검출한다. 이후 GPS 정보를 함께 이용하여 검출된 직선라인을 정밀맵 데이터와 매칭시켜 정밀맵 데이터 내 각 위치에 대한 매칭 정확도를 구한다. 매칭정확도가 가장 높은 곳을 차량의 현재위치로 인식한다.
이어서, 차량내부정보 중 주행방향정보 및 속도정보를 이용하여 차량의 움직임을 미리 예측 계산하고, 매칭정확도가 높을 곳을 예측 계산하여 더 빠르게 매칭정확도를 구할 수 있다. 이렇게 자기차량의 정밀위치를 인식 처리하여 차량의 위치를 정확하게 구할 수 있다. 즉, 본 발명에서 정밀위치를 인식한다는 것은 차량의 현재 주행 차선을 구분할 수 있는 정도 이상의 정밀도를 갖는다는 것을 의미한다.
또한, 정밀장애물위치 인식부(15)는 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 장애물의 정밀위치를 인식 처리하는 구성으로서, 제어부(16)에 의해 제어된다. 장애물의 정밀위치에 대한 인식 처리를 수행하는 하나의 예는 다음과 같다.
예로서, 차량의 미리 설정된 위치에 설치된 여러 대의 라이더(Lidar) 센서를 이용하여 장애물 요소를 인식한다. 각 센서로부터 검출된 장애물 요소에 대한 데이터들을 차량의 뒷바퀴 축의 중심점을 기준으로 데이터 변환한다.
즉, 여러 대의 라이더 센서로부터 측정된 데이터들을 하나의 기준점을 기준으로 변환하여 동일한 좌표축 상에 놓이게 하고, 이어서, 데이터들을 취합하여 장애물을 인식하기 위한 데이터 처리를 진행한다. 데이터 처리에는 지면 제거처리 및 자기차량으로부터 일정거리 내에 위치하는 일정 높이 이상의 물체를 인식처리하는 등의 장애물 인식처리를 수행한다.
즉, 정밀맵 데이터 상에서 자기차량의 정밀위치를 먼저 인식하고, 자기차량의 정밀위치를 기준으로 장애물의 위치를 인식하게 되므로, 장애물의 위치도 현재 차선의 구분이 가능하게 그 정밀위치를 측정할 수 있는 것이다.
또한, 제어부(16)는 핵심처리장치 내 각 구성부들(11, 12, 13, 14, 15, 17, 18)과 연결되어 각 구성부들을 제어하는 구성으로서, 정밀차량위치 인식부(14)와 정밀장애물위치 인식부(15)로부터 인식된 자기차량의 정밀위치 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 기능을 수행한다. 이렇게 매핑 처리된 정밀맵 데이터는 다른 구성부들에 의해 다양하게 활용될 수 있다.
보통, 차량의 안전을 지원하기 위해 이미 공개된 기능들(예시: 차선변경 위험경고 기능, 우회전합류 경고기능 등)은 안전주행 지원서비스를 제공하기 위해서 적어도 1m 이내의 위치정확도를 가지는 고성능 GPS 수신기를 사용해야 하지만, 본 발명에서는 정밀맵 데이터와 차량에서 획득한 정보(주변환경정보 및 차량내부정보)를 활용함으로써 자기차량 및 장애물의 정밀한 위치인식을 할 수 있다.
이어서, 위험도 및 주의도 계산부(17)는, 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 구성이다.
먼저 위험도 계산의 일례로는, 현재 자기차량이 주행해야 하는 주행경로 상에 장애물이 들어올 수 있는 확률로 계산하는 방법이 있다. 보다 구체적으로 정밀맵 데이터 내에 주행경로가 설정된 경우, 각 장애물의 위치를 일정시간 동안 지속적으로 인식하여 장애물의 위치, 속도, 자기차량과의 거리 등을 인식하고, 이를 이용하여 현재 자기차량의 주행경로를 침범할 확률 또는 충돌할 확률(또는 주행방해가능성)을 계산하여 장애물의 위험도를 나타낼 수 있다.
또한, 주의도 계산의 일례로는, 건널목을 건너는 사람이 존재하는 경우(이상 상황 1), 도로상에 정지된 차량이나 물체가 존재하는 경우(이상 상황 2), 또는 도로상에 과속하는 챠량이 존재하는 경우(이상 상황 3) 등이 발생시, 해당 장애물과의 거리 등을 기준으로 주의도를 계산할 수 있다. 즉, 주의도 계산시에는 자기차량과의 충돌과 관계없이 도로상의 이상 상황을 기준으로 주의도를 계산할 수 있다. 다만, 위험도 및 주의도는 다양한 계산방식을 통해 계산할 수 있다.
여기서, 위험도와 주의도의 관계를 예를 들어 설명하면, 현재 내 차량(즉, 자기차량)을 기준으로 내 차량과 충돌 가능성이 있는 위치 및 장애물의 경우는 위험도와 주의도가 모두 높게 되고, 내 차량의 진행방향과는 상관없으나 주변 차량에서 주의해야 할 위치 및 장애물의 경우는 위험도는 낮으나 주의도가 높게 된다.
이렇게, 차량의 정밀한 위치정보와 장애물의 정밀한 위치정보를 계산한 후, 정밀맵에 장애물 정보를 맵핑하여 위험도 및 주의도를 계산하므로, 잘못된 위험도 등의 오류를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이어서, 위험 대응 처리부(18)는 위험도 및 주의도 계산부(17)에서 계산된 위험도에 따라 대응하는 장애물에 대해 회피동작을 수행하도록 제어하는 구성으로서, 회피동작은 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 동작을 수행하도록 제어하는 것이다.
회피동작을 수행하기 위해서는, 예를 들면, 차량안전 주행지원 단말장치가 차량 내부에 설치된 차량제어 시스템과 연결되어, 차량제어 시스템에 미리 정해진 회피동작에 대한 제어신호를 전송함으로써 이루어질 수 있다.
또한, V2X 통신장치(20)는 V2X 통신을 수행하는 통신장치로서, 제어부(16)에 의해 제어되는 구성이다. V2X 통신장치(20)는 V2X 통신을 통해 주변차량의 차량안전 주행지원 단말장치(100-A)의 V2X 통신장치 및 노변 장치(100-N)의 V2X 통신장치와 직접적으로 통신하여 교통상황 등의 정보를 송수신할 수 있으며, 특히, 위험도 및 주의도 계산부(17)에 의해 계산된 주의도에 관한 주의정보를 송수신할 수 있다.
이를 위해, 상기 제어부(16)는, 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 장애물에 대해서 위치정보 및 속도정보(추가적으로, 이동방향정보 및 크기정보 등을 더 포함할 수 있다)를 포함하는 주의정보(추가적으로, 자기 차량에 대한 위치정보 및 속도정보 등을 더 포함할 수 있다)를 생성하고, V2X 통신장치를 통해 브로드캐스팅할 수 있다. 이에 따라, 모든 감지정보를 전송하는 것이 아닌, 주의도가 높게 계산된 장애물에 대한 정보만을 전송함으로써 데이터 전송량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또는, 이와 반대로, 주변차량 등으로부터 브로드캐스팅된 주의정보를 수신할 수도 있다. 즉, 상기 제어부(16)가, V2X 통신장치를 통해 다른 차량의 V2X 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보를 수신하는 경우, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리할 수 있다. 이에 따라, 위험도 및 주의도 계산부(17)는 정밀맵에 맵핑된 정보(외부로부터 수신된 주의정보도 포함)를 기준으로 위험도와 주의도를 계산할 수 있다.
본 발명에서는 V2X를 통해 수신한 정보를 정밀맵에 맵핑하여 위험도와 주의도를 계산하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 차량의 감지범위를 넘어서거나, 다른 장애물에 의해 가로막혀 감지하지 못한 장애물에 대한 정보(즉, 주의정보)까지 획득하여 위험도 및 주의도를 계산할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부(16)는 외부로부터 주위정보를 수신하여 정밀맵 데이터에 매핑 처리할 때, 수신된 주의정보에 오류가 있는지 여부를 확인하여 주의정보로서 매핑 처리에 반영할지 여부를 결정하는 처리과정과 주의정보에 포함된 장애물의 위치가 이미 인식된 자기차량 정밀위치 및 장애물 정밀위치와 중복되는지 여부를 확인하여 매팽 처리에 반영할지 여부를 결정하는 처리과정을 포함할 수 있다.
또한, 인터넷 통신장치(30)는 인터넷망을 통해 정밀맵 서버와 통신이 가능한 통신장치로서, 제어부(16)에 의해 제어되는 구성이다. 인터넷 통신장치(30)는 정밀맵 제공 서버(200)에 접속되어 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 수신할 수 있다.
이때, 상기 제어부(16)는 인터넷 통신장치를 이용하여 정밀맵 제공 서버(200)로 주변환경 검출부(12)에서 검출된 주변환경정보를 자기차량의 위치정보와 함께 전송할 수 있다.
이때, 전송되는 주변환경정보는 영상정보인 것이 바람직하다. 이에 따라, 차량에서 획득한 감지정보를 정밀맵 제공서버(200)에 업로드함으로써, 정밀맵 제공서버(200)에서는 정밀맵의 정확도를 더 높일 수 있는 기초 데이터로 활용할 수 있다.
다시 말해, 여러 대의 차량에서 중복적으로 검출된 정보를 수신하여 정밀맵 데이터 구축에 활용함으로써 정밀맵 업데이트를 자주 수행하여 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다. 이것은 정밀맵 구축비용을 절감시키는 효과로 이어질 수 있다.
참고로, V2X 통신장치(20)와 인터넷 통신장치(30)는 하나의 하드웨어 장치로 구현될 수 있다. 즉 하나의 하드웨어 장치에서 기지국 등을 통해 인터넷에 접속하는 동시에 주변 차량 또는 주변 노변통신장치(Road Side Unit, RSU)와 직접적으로 통신이 가능하다면 이 두 장치를 모두 포함한 것으로 볼 수 있다.
또한, 상기 제어부(16)는, 정밀맵 데이터에서 자기차량이 미리 설정된 지역(사고 발생이 잦은 지역으로서, 예를 들면, 교차로 지점 또는 합류지점 등)에 위치하는 경우 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 V2X 통신장치(20)를 통해 주기적으로 브로드캐스팅할 수 있다. 이로써, 사고 발생이 낮은 지역에서 주변차량이 자기차량에 대해 주의도를 높일 수 있다.
또한, 바람직할 실시예로써, 본 발명에 따른 차량안전 주행지원 단말장치는, 제어부(16)에 의해 제어되고, 매핑 처리된 정밀맵 데이터를 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 차량안전 주행지원 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량안전 주행지원 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량안전 주행지원 방법은, 우선, 정밀맵 데이터베이스(11)에 정밀맵 데이터를 저장한다(S10).
여기서, 정밀맵 데이터를 저장하는 것은 기설정된 프로그램에 의해 정밀맵 데이터베이스 내에 미리 저장되어 있거나, 또는 외부 정밀맵 제공서버(200)로부터 정밀맵 데이터 및 업데이트 정보를 제공받을 수 있다.
일례로서, 정밀맵 제공서버(200)는 차량의 대략적인 현재위치(GPS 정보)를 참고하여 해당 지역에 대한 정밀맵 데이터를 제공할 수 있다.
이어서, 주행 시 차량의 주변환경정보와 차량내부정보를 검출한다(S20). 이때, 주변환경정보는, 주변환경 검출부(12)에 의해 얻어지며, 자기차량이 주행하는 차선이 포함된 모든 주행차로의 차선이 표시되는 영상정보 및 자기차량을 기준으로 한 장애물의 위치정보를 포함한다. 또한, 차량내부정보는, 차량움직임 검출부(13)에 의해 얻어지며, 자기차량의 움직임에 대한 주행방향정보, 속도정보, GPS 정보를 포함한다.
이어서, 상기 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 인식한다(S30). 이때, 자기차량의 정밀위치를 인식하는 것은 정밀차량위치 인식부(14)에 의해 수행되는 것이며, 장애물의 정밀위치를 인식하는 것은 정밀장애물위치 인식부(15)에 의해 수행되는 것이다.
이어서, 제어부(16)가 인식된 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리한다(S40).
이어서, 위험도 및 주의도 계산부(17)가 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산한다(S50).
이어서, 제어부(16)는 계산된 위험도 및 주의도를 각각 설정된 기준값 이상인지 여부를 판단하는 과정(S60, S65)을 통해 안전 주행지원에 대한 후속처리를 할 수 있다.
보다 구체적으로, 먼저 계산된 위험도가 설정된 기준치 이상인 경우, 대응하는 장애물에 대해 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 회피동작을 수행하도록 제어할 수 있다(S74). 만일, 계산된 위험도가 설정된 기준치보다 작은 경우에는, 대기한다(S72).
또한, 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 경우, 대응하는 장애물에 대한 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 V2X 통신장치(20)를 통해 브로드캐스팅할 수 있다(S76). 만일, 계산된 주의도가 설정된 기준치보다 작은 경우에는, 대기한다(S72).
한편, 상기 매핑 처리하는 과정(S40)에서, V2X 통신장치(20)를 통해 다른 차량의 V2X 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보가 수신되는 경우(S45)에는, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 매핑 처리하는 과정(S40) 이후, 정밀맵 데이터에서 자기차량이 미리 설정된 지역에 위치하는 경우, 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 V2X 통신장치를 통해 주기적으로 브로드캐스팅할 수 있다. 이때, 브로드캐스팅은 자기차량이 미리 설정된 지역에 진입하는 시점부터 상기 지역을 빠져나갈 때까지 계속되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 정밀맵을 기반으로 하면서 V2X 통신을 활용하여 주의정보를 브로드캐스팅 함으로써 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 전방에 장애물(또는 차량)이 있어서 LOS(Line of Sight)가 확보되지 않는 경우, 차량에 장착된 센서만을 이용하게 되면 장애물에 의해 시야가 가려져서 전방에 대한 센싱 범위가 상당히 줄어들게 된다. 이때, V2X통신을 통해 해당 지역에 대해 주의할 또 다른 장애물이 있는 경우, 주의정보를 수신하여 가려진 지역에 대한 장애물 정보를 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 보다 세부적인 도로 상황을 구체적으로 예시하여 본 발명에 따른 효과를 설명하기로 한다. 도 4는 정밀맵을 기반으로 하되, V2X 통신을 활용하여 안전 주행 상황을 설명하기 위한 도로 상황을 나타내는 도이다.
도 4에서 예시된 도로 상황은, 현재 3번 차량은 우회전을 하려 하고 있으며, 전방의 2번 차량 및 주변환경에 의해 전방영역이 가려져 있어, 횡단보도를 건너는 사람 A가 보이지 않는 상황이다.
이 상황에서 3번 차량이 우회전하는 경우에는, 2번 차량이 빠져나간 이후, 횡단보도 직전에 와서야 사람 A를 보고 긴급정지를 하던지, 아니면 사고가 발생할 수 있다. 이 상황에 대해 본 발명에서의 차량안전 주행지원 단말장치를 적용하면 다음과 같이 해결이 가능하다.
우선, 1번 차량에서 주의상황(건널목을 건너는 사람 A)을 감지하고 주의정보를 브로드캐스팅한다. 3번 차량은 주의정보를 수신하고, 수신된 주의정보를 정밀맵에 맵핑한다.
이때, 해당 장애물(사람 A)은 자신의 주행경로 상에 있으니, 충돌가능성이 있는 장애물로 판단되어 위험도를 갖게 되고, 해당 위험을 회피할 수 있도록 저속주행 또는 회피주행을 수행할 수 있게 된다.
만일, 2번, 4번 차량만 주의정보를 수신하고, 3번 차량은 주의정보를 수신하지 못한 상황인 경우에는, 2번, 4번 차량은 정밀맵에 주의정보를 맵핑한다. 이때, 다만 2번, 4번 차량의 진행방향과는 관련이 없으므로 위험도가 높지 않아 두 차량은 해당 장애물(사람A)은 위험하지 않다고 판단한다.
그러나 해당 장애물(사람A)이 길을 건너는 사람이므로 주의도는 높게 계산되어 주의정보를 브로드캐스팅한다. 이에 따라, 3번 차량은 2번, 4번 차량이 전송한 주의정보를 수신할 수 있게 된다.
또 다른 실시예로서, 고속도로의 도로 상황을 예로 들 수 있다. 예를 들어, 고속도로에서 감지 범위를 넘어선 곳에서 사고가 발생하여 1차선이 막혀있는 상황에서, 전방에 위치하는 차량들이 주의정보를 브로드캐스팅하여, 자기차량까지 전달되면, 자기차량은 정밀맵에 사고발생 위치에 대한 주의정보를 맵핑한다.
이에 따라, 자기차량이 사고구간에 접근하면 운전자는 1차선에 사고가 있음을 인지하여, 저속주행과 함께 1 차선이 아닌 다른 차선으로 이동하는 등의 반응을 할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 정밀맵을 기반으로 하되, 차량에서 검출하는 주변환경정보 및 차량내부정보와 함께 V2X 통신에 이용되는 정보를 정밀맵 데이터와 연계시켜 자기차량 및 장애물(주변 차량 및 도로상의 물체)에 대한 위치, 속도 등을 보다 정확하게 인식함으로써, 차량의 안전주행을 지원할 수 있다.
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 핵심처리장치 11: 정밀맵 데이터베이스
12: 주변환경 검출부 13: 차량움직임 검출부
14: 정밀차량위치 인식부 15: 정밀장애물위치 인식부
16: 제어부 17: 위험도 및 주의도 계산부
18: 위험대응 처리부 20: V2X 통신장치
30: 인터넷 통신장치 100: 차량안전 주행지원 단말장치
200: 정밀맵 제공서버

Claims (18)

  1. 정밀맵 데이터가 저장된 정밀맵 데이터베이스;
    차량의 주변환경정보를 검출하는 주변환경 검출부;
    차량의 움직임에 대한 차량내부정보를 검출하는 차량움직임 검출부;
    정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량의 정밀위치를 인식 처리하는 정밀차량위치 인식부;
    정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 장애물의 정밀위치를 인식 처리하는 정밀장애물위치 인식부; 및
    인식된 자기차량의 정밀위치 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 제어부
    를 포함하는 차량안전 주행지원 단말장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 위험도 및 주의도 계산부
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 단말장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 계산된 위험도에 따라 대응하는 장애물에 대해 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 회피동작을 수행하도록 제어하는 위험 대응 처리부
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 단말장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되며, V2X 통신을 수행하는 제1 통신장치를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 장애물에 대해서 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 제1 통신장치를 통해 브로드캐스팅하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 제1 통신장치를 통해 다른 차량의 제1 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보를 수신하는 경우, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되며, 정밀맵 제공 서버에 접속되어 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 수신하는 제2 통신장치
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 단말장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 자기차량이 정밀맵 데이터에서 미리 설정된 지역에 위치하는 경우 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 제1 통신장치를 통해 주기적으로 브로드캐스팅하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정밀맵 데이터는, 차선표시, 정지선표시, 방향지시표시 및 횡단보도표시를 포함하는 도로상의 마커에 대한 위치정보, 표지판 정보 및 도로 주변건물 정보를 포함하는 정밀맵 데이터인 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 제2 통신장치를 이용하여 정밀맵 제공 서버로 상기 주변환경 검출부에서 검출된 주변환경정보를 자기차량의 위치정보와 함께 전송하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주변환경정보는, 자기차량이 주행하는 차선이 포함된 모든 주행차로의 차선이 표시되는 영상정보 및 자기차량을 기준으로 한 장애물의 위치정보를 포함하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차량내부정보는, 자기차량의 움직임에 대한 주행방향정보, 속도정보, GPS 정보를 포함하는 것
    인 차량안전 주행지원 단말장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되고, 매핑 처리된 정밀맵 데이터를 표시하는 표시부
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 단말장치.
  13. 정밀맵 데이터베이스에 정밀맵 데이터를 저장하는 단계;
    차량의 주변환경정보와 차량내부정보를 검출하는 단계;
    상기 정밀맵 데이터, 주변환경정보, 차량내부정보를 이용하여, 주행차선이 구분되게 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 인식하는 단계;
    인식된 자기차량 및 장애물의 정밀위치를 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 단계; 및
    상기 매핑 처리된 정밀맵 데이터에 기초하여, 각 장애물에 대해서 자기차량과의 충돌가능성에 대한 위험도와, 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 각각 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 단계
    를 포함하는 차량안전 주행지원 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 매핑 처리하는 단계에서,
    제1 통신장치를 통해 다른 차량의 제1 통신장치 또는 도로상의 노변장치로부터 주의정보가 수신되는 경우, 상기 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 것
    인 차량안전 주행지원 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 계산된 위험도가 설정된 기준치 이상인 경우,
    대응하는 장애물에 대해 주행속도 감속, 자율회피주행, 경적울림 또는 비상등 켜기 중 적어도 하나의 미리 설정된 회피동작을 수행하도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 경우,
    대응하는 장애물에 대한 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 제1 통신장치를 통해 브로드캐스팅하는 단계
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 매핑 처리하는 단계 이후,
    상기 정밀맵 데이터에서 자기차량이 미리 설정된 지역에 위치하는 경우, 현재 자기차량의 위치 정보 및 속도 정보를 포함하는 주의정보를 제1 통신장치를 통해 주기적으로 브로드캐스팅하는 단계
    를 더 포함하는 차량안전 주행지원 방법.
  18. 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 제공하는 정밀맵 제공서버; 및
    각 차량에 설치되는 차량안전 주행지원 단말장치
    를 포함하며,
    상기 차량안전 주행지원 단말장치는, 다른 차량의 차량안전 주행지원 단말장치와 V2X 통신을 수행하는 제1 통신장치와, 상기 정밀맵 제공서버와 인터넷 통신을 수행하는 제2 통신장치와, 정밀맵 제공서버로부터 정밀맵 데이터 또는 정밀맵 업데이트 정보를 수신하고, 상기 정밀맵 데이터에 차량의 주변환경정보 및 차량의 움직임에 대한 차량내부정보를 이용하여 주행차선이 구분되게 자기차량 및 장애물의 정밀 위치를 맵핑 처리하며, 각 장애물에 대해서 다른 장애물과의 충돌가능성에 대한 주의도를 설정된 계산 방식에 따라 계산하는 핵심처리장치를 구비하되,
    상기 핵심처리장치는 계산된 주의도가 설정된 기준치 이상인 장애물에 대해서 위치정보 및 속도정보를 포함하는 주의정보를 생성하여 V2X 통신을 통해 브로드캐스팅하거나, 또는 V2X 통신을 통해 다른 차량안전 주행지원 단말장치로부터 주의정보를 수신하면 주위정보에 포함된 장애물에 대한 위치도 함께 정밀맵 데이터에 매핑 처리하는 것
    인 차량안전 주행지원 시스템.
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