KR20170109722A - 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법은 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이에 운전 제어권이 전환되는 신호를 수신하는 단계, 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계; 및 운전자의 상태에 따라 유격량을 변화시키며 운전 제어권을 완전히 전환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법{METHOD FOR EXCHANGING DRIVING CONTROL RIGHT OF AUTONOMOUS VEHICLE}

본 발명은 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이에서 운전 제어권 전환 시 갑작스러운 운전 제어권 전환에 따른 위험을 방지하여 운전 제어권을 안전하게 전환할 수 있는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 관한 것이다.

최근에 고급 차량에는 운전자의 편의를 향상시키기 위해 운전자가 운전을 관여하지 않고 자동으로 운전을 수행하는 자율주행 시스템이 장착되고 있고, 관련 법규들도 제정되고 있다. 이러한 추세에 따르면 앞으로 자율주행 시스템이 장착된 차량의 저변이 확대될 것으로 예상된다.

자율주행 자동차는 무인자율주행 자동차와는 달리 운전자라는 주체가 존재하며 운전자가 운전을 수행하는 운전자 주행모드와 자율주행 시스템에 의해 자동으로 운전을 수행하는 자율 주행모드가 각각 존재하게 된다.

운전 주체를 전환시키는 별도의 차량 내 버튼 등으로 주행 주체가 변할 경우, 한꺼번에 주행 주체가 변할 경우 적응 과정에서 불안정한 주행을 할 수가 있으며, 이는 사고로 이어질 수가 있다.

따라서, 주행 주체가 변할 시에 안전하게 운전 제어권을 이양시키는 것이 필요하다.

공개특허 10-2015-0050136

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주행 주체의 전환 시에 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 자율 주행모드가 주행을 보조하도록 하고 운전 상태에 따라 유격량을 점차로 변화시킴으로써 주행 주체를 안전하게 전환시킬 수 있는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이에 운전 제어권이 전환되는 신호를 수신하는 단계; 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 상기 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계; 및 운전자의 상태에 따라 상기 유격량을 변화시키며 상기 운전 제어권을 완전히 전환시키는 단계를 포함하는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 자율 주행모드에서 상기 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우, 상기 운전자의 상태에 따라서 상기 유격량을 바꾸면서 상기 운전 제어권을 상기 자율 주행모드에서 상기 운전자 주행모드로 완전히 전환시킬 수 있다.

여기서, 상기 운전자 주행모드에서 상기 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우, 운전자가 주행을 조작하지 않으면 자율 주행모드로 완전히 전환시키고, 운전자가 주행을 조작하면 상기 운전자의 상태에 따라서 상기 유격량을 바꾸면서 자율 주행모드가 운전을 보조하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 운전자의 상태가 좋으면 상기 유격량을 감소시키고, 상기 운전자의 상태가 좋지 않으면 상기 유격량을 증가시킬 수 있다.

여기서, 상기 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계에서, 차량의 스티어링 각도는 Str_actual = Str_driver + min{k(Str_auto-Str_driver), MaxC}로 구해질 수 있는데, 여기서, Str_actual은 실제 차량의 스티어링 각도이고, Str_driver은 운전자가 입력한 스티어링 각도이고, Str_auto는 상기 자율 주행모드에서 권장하는 스티어링 각도이고, MaxC는 허용 유격량이고, k는 상기 자율 주행모드의 권장량을 반영하는 가중치 이다.

여기서, 상기 운전자의 상태는 운전자가 직접 운전을 하기에 적합한지를 나타낸다.

본 발명에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법은 주행 주체의 전환 시에 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 자율 주행모드가 주행을 보조하도록 하고 운전 상태에 따라 유격량을 점차로 변화시킴으로써 주행 주체를 안전하게 전환시킬 수 있어서, 갑작스러운 주행 주체의 전환에 따른 사고를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환시의 운전 제어권이 전환되는 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환시의 운전 제어권이 전환되는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 자율 주행모드에서 차선변경과 같이 짧은 순간에 운전 제어권 전환이 일어나는 경우의 동작을 도시한 순서도이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법은 자율주행모드와 운전자 주행모드 사이에 운전 제어권이 전환되는 신호를 수신하는 단계, 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계 및 운전 상태에 따라 유격량을 변화시키며 운전 제어권을 완전히 전환시키는 단계를 포함할 수가 있다.

먼저, 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이의 운전 제어권 전환은 차량 내에 설치된 전환버튼을 통해 이루어질 수가 있다. 즉, 전환버튼을 운전자가 직접 선택하여 누름으로써 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이에 운전 제어권 전환이 이루어질 수가 있다. 이와 더불어, 자율 주행모드에서 운전자가 핸들과 같이 운전에 영향을 미치는 장치를 조작하는 경우 운전자 주행모드로 자동으로 전환되도록 설정될 수도 있다. 또는, 핸들에 센서 등을 부착하여 소정의 시간 동안 운전자가 핸들을 접촉하지 않으면 자율 주행모드로 자동으로 전환하도록 설정될 수도 있다. 운전 제어권 전환 신호를 생성하는 것은 전술한 내용에 한정되지 않고 공지된 여러 방법들을 사용할 수가 있다.

전술한 방법 등으로 운전 제어권이 전환되는 신호를 수신한 경우, 설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 자율 주행모드가 주행을 보조하게 된다. 즉, 운전자에 의한 스티어링 제어와 자율주행 시스템에 의한 스티어링 제어가 함께 고려되어 주행이 이루어지게 된다.

이때, 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우, 자율주행 시스템에 의한 스티어링 제어량을 점차적으로 줄여서 최종적으로 운전자 주행모드로만 동작되도록 하여 운전권을 완전히 운전자 주행모드로 전환시킬 수가 있다.

또한, 이때, 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우, 운전자의 주행조작 의지가 없다고 판단되면 즉시 자율 주행모드로 전환시키고, 운전자가 주행조작 의지가 있다고 판단되면 운전자의 상태에 따라서 설정된 유격량을 달리하며 자율주행 시스템이 주행을 보조하도록 할 수가 있다.

이때, 자율 주행모드가 운전을 보조하는 양의 범위는 유격량으로 설정될 수가 있다.

운전 제어권의 전환시 자율 주행모드가 주행을 보조할 때, 차량의 스티어링 각도는 다음과 같은 식으로 설정될 수가 있다.

[수학식 1]

Str_actual = Str_driver + min{k(Str_auto-Str_driver), MaxC}

여기서, Str_actual은 실제 차량의 스티어링 각도이고, Str_driver은 운전자가 입력한 스티어링 각도이고, Str_auto는 자율 주행모드에서 권장하는 스티어링 각도이고, MaxC는 허용 유격량이고, k는 자율 주행모드의 권장량을 반영하는 가중치이다.

즉, Str_driver의 값은 운자자 주행모드에 따른 스티어링 입력값이고, min{k(Str_auto-Str_driver), MaxC}은 설정된 허용 유격량(MaxC) 범위 내에서 자율주행 모드가 보조하는 스티어링 입력값으로, 본 발명에서는 두 입력값을 함께 고려하여 실제 스티어링 각도가 설정될 수 있도록 한다.

k 값은 예를 들어 현재 차량 경로의 사고 위험성으로부터 계산될 수 있으며, k 값이 0이면 사고 위험성이 없다고 판단하여 자율 주행모드의 권장 스티어링 값을 반영하지 않도록 할 수 있고, k 값이 1이면 사고 위험성이 높다고 판단하여 자율 주행모드의 권장 스티어링이 모두 반영되도록 할 수가 있다.

이때, 전술한 바와 같이 MaxC의 값은 운전자의 상태에 따라서 점차로 바뀔 수가 있다.

여기서, 운전자의 상태라고 하면 운전자가 도로 상황을 충분히 인지하고 운전이 가능한 상태인지를 의미한다. 예를 들어, 자율 주행모드에서 자율주행 모드에 의한 스티어링 각도와 운전자에 의해 입력된 스티어링 각도 차이가 적다면, 졸음 운전과 같은 운전 부주의 상태가 아니라 운전자가 충분히 운전이 가능한 상태인 것으로 판단할 수가 있다. 또한, 운전자의 시선 추적 장치나 심박수와 같은 생체 신호를 측정하는 장치를 이용하여 운전자의 상태를 판단할 수도 있다.

이하, 여러 경우에 있어서 운전권이 전환되는 과정을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환하는 경우

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환시의 운전 제어권이 전환되는 과정을 도시한 순서도이다.

먼저, 운전자가 전환버튼을 누르거나 핸들을 조작하는 방법 등으로 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권을 전환하는 신호를 발생시킬 수가 있다(S110).

이때, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 주행 주체가 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 한꺼번에 이양되지 않고, 설정된 유격량의 범위 내에서 자율 주행모드가 스티어링을 보조하도록 한다(S120). 즉, 운전자 주행모드와 자율 주행모드가 함께 고려되어 스티어링 각도가 결정될 수 있다.

보다 자세히는 <수학식 1>을 참조하여 전술한 바와 같이 설정된 유격량의 범위 내에서 자율 주행모드가 스티어링을 보조하도록 할 수 있다.

다음, 전술한 방법 등으로 운전자의 상태를 판단(S130)하여, 운전자의 상태가 좋다고 판단되면 운전자 주행모드로 운전하기에 적합하다고 판단하여 자율 주행모드가 보조할 수 있는 스티어링의 유격량 값을 감소(S140)시킬 수가 있다. 즉, 운전자가 직접 운전하기에 적합하므로 자율 주행모드에 의해 보조되는 스티어링 값이 적게 반영되도록 할 수가 있다.

반대로, 운전자의 상태가 좋지 않다고 판단되면 자율 주행모드가 보조할 수 있는 스티어링의 유격량 값을 증가(S150)시킬 수가 있다. 즉, 운전자가 직접 운전하기에 부적합하므로 자율 주행모드에 의해 보조되는 스티어링 값이 많이 반영되도록 할 수가 있다.

이때, 최종적으로 자율 주행모드가 보조할 수 있는 유격량이 값이 0이 되면(S160) 운전 제어권은 최종적으로 운전자에게 이양되게 된다.

운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환하는 경우

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환시의 운전 제어권이 전환되는 과정을 도시한 순서도이다.

먼저, 전술한 바와 같이 운전자가 전환버튼을 누르거나 핸들에 센서를 형성하여 일정 시간 동안 운전자의 손이 접촉하지 않으면 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권을 전환하는 신호를 발생시킬 수가 있다(S210).

이때, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 주행 주체가 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 한꺼번에 이양되지 않고, 설정된 유격량의 범위 내에서 자율 주행모드가 스티어링을 보조하도록 한다(S220). 즉, 운전자 주행모드와 자율 주행모드가 함께 고려되어 스티어링 각도가 결정될 수 있다.

다음, 운전자가 핸들과 같이 운전 장치를 조작하는 지를 판단한다(S230).

운전자가 운전을 조작하지 않으면 즉각적으로 자율 주행모드로 운전권을 완전히 이양시킬 수가 있다.

운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권을 전환시키는 신호를 발생하였음에도 불구하고, 운전자가 운전을 조작하고 있다면 운전자의 상태를 판단(S240)하여, 운전자의 상태가 좋다고 판단되면 자율 주행모드가 보조할 수 있는 스티어링의 유격량 값을 감소(S250)시킬 수가 있다. 즉, 운전자가 직접 운전하기에 적합하므로 자율 주행모드에 의해 보조되는 스티어링 값이 적게 반영되도록 할 수가 있다.

반대로, 운전자의 상태가 좋지 않다고 판단되면 유격량 값이 자율 주행모드가 주행을 보조하도록 설정된 최대값과 같은지를 판단(S260)하여, 유격량 값이 최대값과 같으면 유격량 값을 유지하도록 하고(S270), 최대값 보다 작으면 자율 주행모드가 보조할 수 있는 스티어링의 유격량 값을 증가(S280)시키도록 할 수가 있다. 즉, 운전자가 직접 운전하기에 부적합하므로 자율 주행모드에 의해 보조되는 스티어링 값이 많이 반영되도록 할 수가 있다.

자율 주행모드에서 차선변경과 같이 짧은 순간에 운전 제어권 전환이 일어나는 경우

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법에 있어서 자율 주행모드에서 차선변경과 같이 짧은 순간에 운전 제어권 전환이 일어나는 경우의 동작을 도시한 순서도이다.

본 실시예에서는 자율 주행모드로 운전 중인 상태에서 운전자가 차선 변경을 위해 핸들을 조작하는 경우와 같이 짧은 순간에 반복적으로 운전 제어권이 전환되는 과정을 설명한다.

먼저, 운전자는 자율 주행모드로 운전을 수행하고 있다(S310).

이때, 운전자가 운전을 직접 조작하는 지를 판단(S320)하여, 직접 운전을 조작한다면 전술한 바와 같이 설정된 유격량 범위 내에서 자율 주행모드가 운전자의 스티어링 조작을 보조할 수가 있다(S330).

다시, 운전자가 직접 조작하는지를 판단(S340)하여 운전자가 연속적으로 운전을 조작하고 있으면 자율 주행모드가 운전자의 스티어링 조작을 계속 보조(S330)하도록 하고, 더 이상 운전을 직접 조작하지 않으면 다시 자율 주행모드(S310)로 주행이 이루어지도록 할 수가 있다. 차선 변경과 같이 운전자가 운전을 직접 조작하는 경우에도 자율 주행모드로 운전을 보조하도록 함으로써, 급작스러운 운전권 이양에 따른 불안정을 해소할 수가 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

S110: 자율 주행모드에서 운전자 주행모드로 운전 제어권을 전환시키는 단계
S120, S220, S330: 설정된 유격량의 범위에서 자율 주행모드가 스티어링을 보조하는 단계
S130, S240: 운전자의 상태를 판단하는 단계
S140, S250: 유격량을 감소시키는 단계
S150, S280: 유격량을 증가시키는 단계
S160: 유격량이 값이 0인지를 판단하는 단계
S210: 운전자 주행모드에서 자율 주행모드로 운전 제어권을 전환시키는 단계
S230, S320, S340: 운전자가 직접 운전을 조작하는지를 판단하는 단계
S260: 유격량값이 최대값인지를 판단하는 단계
S270: 유격량을 유지시키는 단계
S310: 자율 주행모드로 운전을 하는 단계

Claims (6)

1. 자율 주행모드와 운전자 주행모드 사이에 운전 제어권이 전환되는 신호를 수신하는 단계;
   설정된 유격량의 범위 내에서 스티어링을 제어하는 방법으로 상기 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계; 및
   운전자의 상태에 따라 상기 유격량을 변화시키며 상기 운전 제어권을 완전히 전환시키는 단계를 포함하는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자율 주행모드에서 상기 운전자 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우,
   상기 운전자의 상태에 따라서 상기 유격량을 바꾸면서 상기 운전 제어권을 상기 자율 주행모드에서 상기 운전자 주행모드로 완전히 전환시키는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 운전자 주행모드에서 상기 자율 주행모드로 운전 제어권이 전환되는 경우,
   운전자가 주행을 조작하지 않으면 자율 주행모드로 완전히 전환시키고,
   운전자가 주행을 조작하면 상기 운전자의 상태에 따라서 상기 유격량을 바꾸면서 자율 주행모드가 운전을 보조하도록 하는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 운전자의 상태가 좋으면 상기 유격량을 감소시키고, 상기 운전자의 상태가 좋지 않으면 상기 유격량을 증가시키는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자율 주행모드가 주행을 보조하는 단계에서,
   차량의 스티어링 각도는 Str_actual = Str_driver + min{k(Str_auto-Str_driver), MaxC}로 구해지는데, 여기서, Str_actual은 실제 차량의 스티어링 각도이고, Str_driver은 운전자가 입력한 스티어링 각도이고, Str_auto는 상기 자율 주행모드에서 권장하는 스티어링 각도이고, MaxC는 허용 유격량이고, k는 상기 자율 주행모드의 권장량을 반영하는 가중치인 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 운전자의 상태는 운전자가 직접 운전을 하기에 적합한지를 나타내는 자율주행 차량의 운전 제어권 전환 방법.

Images