KR20170119063A - 협력 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 협력주행 제어 기술에 관한 것으로, , 협력 주행 해제 시점에서 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리의 대소에 따라서, 여러 모드별로 상이한 협력 주행 해제 방식을 적용함으로써, 전후방 차량과의 충돌 가능성을 배제한 상태에서 안전하게 협력 주행 상태를 해제할 수 있다.

Description

협력 주행 제어 장치 및 방법{COOPERATIVE DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 협력주행 제어 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수 차량이 협력 주행 하는 도중에 협력 주행을 해제 또는 이탈하기 위한 기술에 관한 것이다.
정보 통신 기술(Information & Communication Technology; ICT)이 차량에 접목되면서 차세대 지능형교통체계(C-ITS, Cooperative Intelligent Transportation System)가 연구되고 있다.
이미 교통 선진국에서는 다양한 지능형 교통체계 시범 사업과 서비스들을 선보이고 있는데, 이러한 서비스는 크기 교통 사고와 밀접한 교통 안전 정보를 제공하는 서비스와, 운전자 편의 정보를 제공하는 서비스로 구분된다
한편, 종래에는 고속이동차량을 위해 개발된 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기술을 활용하여 차량과 인프라간의 통신에 국한된 서비스 개발에 치중을 해 왔다. 즉, 교통에 필요한 정보를 도로변에 설치된 기지국(RSU, Road Side Unit)에서 차량(OBU, On Board Unit)으로 방송하거나, 차량에서 인터넷 등의 서비스를 위해 필요한 데이터를 서로 주고받는 방식으로 통신 서비스가 존재한다
하지만, 최근 증가하는 교통량과 고속도로의 이용 효율성을 극대화하기 위해, 다수의 차량들이 근접한 거리를 유지하며 군집으로 주행하는 형태의 차량 군집 주행(Vehicle Platoon Driving) 혹은 차량 협력 주행(Vehicle Cooperative Driving) 기술이 연구 개발되고 있다.
이러한 차량 군집 또는 차량 협력 주행 기술은 리더 차량을 포함하는 다수의 차량들 그룹이 차량 사이의 간격 제어를 통하여 연속되는 차량을 가깝게 유지시킨 채로 주행하는 기술이다.
이 때, 차량 간격은 그룹 내 차량들의 움직임 및 잠재적인 이상(異狀) 상황 정보를 차량간 통신을 통하여 교환하고, 이에 따른 제어를 통하여 유지한다.
한편, 이러한 협력 주행을 수행하다가 일정한 조건 또는 시점이 되면 협력 주행 관계를 해제하여야 하는데, 이 때 협력 주행 그룹의 동일차선 전방 또는 후방에 근접한 다른 차량이 있는지 등에 따라 협력 주행 해제를 안전하게 수행해야 한다.
그러나, 현재로는 협력 주행 또는 군집 자율 주행이 이루어지는 기간에서의 차량간 통신, 차량 제어 등에 대한 논의만 되고 있을 뿐, 협력 주행을 해제하는 기술에 대해서는 개발이 미흡한 실정이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 목적은, 차량 협력 주행 또는 차량 군집 주행의 해제 시점에서 차량들이 안전하게 협력 주행 그룹으로부터 이탈할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 리더 차량을 포함하는 다수 차량이 일정 간격을 유지하면서 주행하는 협력 주행 관계로부터 해제하는 과정에서, 협력 주행 차량 그룹의 동일차선에 존재하는 전방 또는 후방 차량의 위치에 따라 여러 협력 주행 이탈 모드 동작을 수행하도록 함으로써, 안전한 협력 주행 해제가 이루어지도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 협력 주행의 해제시, 협력 주행 차량 그룹의 전후방에 존재하는 타차량의 거리에 따라 3가지 협력 주행 해제 모드를 선별적으로 수행함으로써, 협력 주행 해제시의 차량 충돌 가능성을 감소시키는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행을 제어하기 위하여 상기 리더 차량 내부에 배치되는 협력 주행 제어 장치로서, 협력 주행 해제 시점에서 상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하는 전후방 거리 판단부와; 상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하는 협력 주행 해제 요청 생성부와; 상기 팔로우 차량별로 고유하게 생성된 상기 협력 주행 해제 요청을 상기 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 해제 요청 전송부;를 포함하는 협력 주행 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행을 제어하는 장치로서, 상기 리더 차량 내에 존재하며, 협력 주행 해제 시점에서 상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하고, 상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 마스터 제어장치와; 상기 팔로우 차량에 포함되며,상기 리더 차량의 협력 주행 제어장치로부터의 협력 주행 해제 요청을 수신한 후, 그에 따라 협력 주행 해제를 위하여 차량 주행 상태를 변경하는 협력 주행 슬레이브 제어장치;를 포함하는 협력 주행 제어장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행으로부터의 해제를 제어하는 방법으로서, 상기 리더 차량에 포함된 협력 주행 마스터 장치를 이용하여 수행되며, 협력 주행 해제 개시를 결정하는 제1단계와; 상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하는 제2단계와; 상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하는 제3단계와; 상기 팔로우 차량별로 고유하게 생성된 상기 협력 주행 해제 요청을 상기 팔로우 차량으로 전송하는 제4단계;를 포함하는 협력 주행 제어 방법을 제공한다.
아래에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 리더 차량을 포함하는 다수 차량이 일정 간격을 유지하면서 주행하는 협력 주행 관계로부터 해제하는 과정에서, 협력 주행 차량 그룹의 동일차선에 존재하는 전방 또는 후방 차량의 위치에 따라 여러 협력 주행 이탈 모드 동작을 수행하도록 함으로써, 안전한 협력 주행 해제가 가능한 효과가 있다.
더 구체적으로는 협력 주행의 해제시 협력 주행 차량 그룹의 전후방에 존재하는 타차량의 거리에 따라 3가지 협력 주행 해제 모드를 선별적으로 수행함으로써, 협력 주행 해제시의 차량 충돌 가능성을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 협력 주행 상태를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템의 전체 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 의하여, 리더 차량에 포함되는 협력 주행 마스터 제어장치의 기능별 블록도이다.
도 4는 협력 주행 해제를 위한 제1모드의 상황과, 제1모드에서의 협력 주행 해제 방식을 도시한다.
도 5는 협력 주행 해제를 위한 제2모드의 상황과, 제2모드에서의 협력 주행 해제 방식을 도시한다.
도 6은 협력 주행 해제를 위한 제3모드의 상황과, 제3모드에서의 협력 주행 해제 방식을 도시한다.
도 7은 본 발명에 의한 협력 주행 해제 방법의 전체 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 모드별 협력 주행 해제 과정을 세부적으로 도시하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 협력 주행 상태를 개략적으로 도시한다.
도 1의 협력 주행은 리더 차량을 포함하는 총 n개의 차량이 협력 주행을 하는 경우를 도시한다.
본 명세서에서는 총 n개의 협력 주행 차량을 협력 주행 그룹으로 표현하고, 협력 주행 그룹내의 차량 중에서 그룹 전체의 협력 주행을 제어하는 1 이상의 차량을 리더 차량(Leader Vehicle; 110)로, 나머지 차량은 팔로우 차량(120, 130)으로 표현한다.
협력 주행은 리더 차량(110)을 포함하는 전체 n개의 협력 주행 그룹 내 차량이 일정한 거리를 유지하면서 동일 차선에서 주행하는 것으로, 연비를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 교통정체를 줄일 수 있는 주행 방식이다.
리더 차량(110)은 전체 협력 주행 그룹 내 차량 중에서 가장 선두에 위치할 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며 전체 그룹 차량의 가운데나, 그 밖에 다른 위치에서 주행할 수도 있다.
이러한 리더 차량(110)은 협력 주행에 필요한 주위 상태의 감지 및 판단을 수행하고, 협력 주행 그룹 내에 포함된 차량 각각에 대한 제어 데이터를 생성하여 그룹 내에 포함된 팔로우 차량(120, 130)으로 전송한다.
팔로우 차량(120, 130)은 리더 차량으로부터 전송된 제어 데이터를 이용하여 자율적으로 엔진, 조향장치 및 제동장치 등을 동작함으로써, 자신의 전방 차량과 일정한 이격 거리를 유지하면서 주행하게 된다.
이 때, 협력 주행 그룹에 포함된 차량들 사이의 일정 간격은 차간 거리(Sr) 또는 헤드웨이 거리과 같은 거리로 나타내거나, 또는 TTC(Time-To-Collision)의 개념인 헤드웨이 시간(Headway Time; HW)과 같은 시간으로 표현될 수 있다.
본 명세서에서는 협력 주행 동안의 차간 거리를 Sr, 차간 헤드웨이 시간을 HW0로 나타낸다.
이러한 협력 주행은 미리 정해진 차량들 그룹이 주행 개시부터 협력 주행을 할 수도 있으나, 주행 과정에서 협력 주행 그룹 내로 편입될 수도 있다.
한편, 이러한 협력 주행은 일정한 시점이 되면 협력 주행 관계를 해제하거나 일부 또는 전체의 그룹 내 차량이 리더 차량의 제어로부터 명령에 따라 팔로우 차량들이 협력 주행 그룹으로부터 이탈해야 하는 상황이 도래한다.
본 명세서에서는 이와 같이 협력 주행 중인 차량 전체가 협력 주행 관계를 종료해야 하는 경우를 협력 주행 해제라 표현한다. 그러나, 이러한 표현에 한정되는 것은 아니며, 협력 주행 이탈, 협력 주행 종료 등 여러가지 다른 표현이 사용될 수도 있을 것이다.
이와 같은 협력 주행 해제시 여러 차량이 동시에 협력 주행 경로에서 이탈하여야 하므로, 만일 협력 주행 그룹의 전방 또는 후방, 또는 옆차선에 다른 차량이 근접해 있는 경우 협력 주행 해제 과정에서 타차량과 충돌할 우려가 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 협력 주행 해제시 협력 주행 그룹의 전방 또는 후방의 타차량과의 거리를 감지하여, 그에 따라 여러가지 모드의 협력 주행 해제 방식을 수행하도록 함으로써, 협력 주행 해제 과정에서의 안정성을 도모하고자 한다.
도 2는 본 발명에 의한 협력 주행 시스템의 전체 구성을 도시한다.
본 발명에 의한 협력 주행 시스템은 1 이상의 리더 차량과 리더 차량으로부터 제어 명령을 수신한 후 협력 주행을 수행하는 1 이상의 팔로우 차량을 포함하며, 리더 차량 및 팔로우 차량을 포함하는 전체 협력 주행 차량들을 협력 주행 그룹으로 표현한다.
본 발명은 협력 주행 도중에 협력 주행을 해제해야 하는 시점이 된 경우, 협력 주행 해제 요청에 따라 협력 주행에서 이탈하여 협력 주행 상태를 해제하는 경우에 적용되는 것이다.
이 때, 리더 차량(110)은 협력 주행 해제를 결정한 후 각 팔로우 차량에 대하여 고유한 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청 메시지를 생성하여 각 팔로우 차량으로 전송하는 기능을 하며, 이를 위하여 리더 차량 내부에는 협력 주행 마스터 제어장치(200)가 포함된다.
한편, 팔로우 차량(120, 130) 내부에는 리더 차량의 협력 주행 마스터 제어장치로부터 협력 주행 해제 요청을 수신하여 그에 포함된 명령을 기초로 자신 차량의 주행시스템(제동, 조향 등)를 제어하여 협력 주행 상태로부터 이탈하도록 제어하는 협력 주행 슬레이브 장치를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같은 전체의 협력 주행 시스템은 리더 차량(110) 및 2 이상의 팔로우 차량(120, 130)을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행을 제어하는 장치로서, 리더 차량(110) 내에 존재하며, 협력 주행 해제 시점에서 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)를 감지하고, 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 모드별로 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하여 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 마스터 제어장치(200)를 포함한다,
또한, 팔로우 차량(120, 130) 내부에는, 리더 차량의 협력 주행 마스터 제어장치(200)로부터의 협력 주행 해제 요청을 수신한 후, 그에 따라 협력 주행 해제를 위하여 차량 주행 상태를 변경하는 협력 주행 슬레이브 제어장치(300)가 포함된다.
이러한 협력 주행 마스터 제어장치(200) 및 협력 주행 슬레이브 제어장치(300)는 별도의 하드웨어 및 소프트웨어로 구성되어 리더 차량 및 팔로우 차량 내부에 장착될 수도 있지만, 기존의 차량 제어 시스템 내부에 하나의 모듈로 포함될 수도 있을 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 전방 이격 거리와 후방 이격 거리와 전/후방 임계값과의 비교 결과에 따라서, 총 3개 이상의 협력 주행 해제 모드로 동작할 수 있으며, 아래에서는 그 예로서 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)가 모두 전방 임계값 및 후방 임계값보다 큰 경우인 모드 1과, 전방 이격 거리(Df)는 전방 임계값 이하이지만 후방 이격 거리(Dr)는 후방 임계값보다 큰 경우인 제2모드, 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)가 모두 임계값보다 작은 모드 3을 포함하는 방식을 예시한다.
리더 차량(110)의 협력 주행 마스터 제어장치(200)의 세부 구성 및 모드 1 내지 모드 3에 따른 협력 주행 해제 과정에 대해서는 아래에서 도 3 내지 도 8을 참고로 더 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의하여, 리더 차량에 포함되는 협력 주행 마스터 제어장치의 기능별 블록도이다.
도 3과 같은 협력 주행 제어장치(300)는 리더 차량(110)의 내부에 배치되는 것으로서, 각 모드별로 상이한 방식으로 협력 주행 해제 과정이 수행될 수 있도록, 일정한 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청 (메시지)를 생성하여 각 팔로우 차량으로 전송하는 기능을 수행한다.
더 구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 협력 주행 제어장치(300)는 협력 주행 해제 시점에서 전후방 타차량과 협력 주행 그룹 사이의 거리를 결정하는 전후방 거리 판단부(310)와, 거리 판단부의 판단 결과에 따라 협력 주행 해제 모드를 선택하고, 해당 모드에 맞는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 협력 주행 해제요청 생성부(320)와, 생성된 협력 주행 해제 요청을 각 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 해제 요청 전송부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 리더 차량에 포함되는 협력 주행 제어장치(300)는 팔로우 차량으로부터 해당 팔로우 차량의 식별정보, 주행정보 등의 데이터를 수신하는 무선 통신부(340)를 추가로 포함할 수 있다.
리더 차량과 팔로우 차량 사이의 데이터 송수신을 위해서는 현재 개발되어 있는 여러 방식의 V2X(Vehicle-to-everything) 통신 중 하나가 사용될 수 있다.
이러한 V2X 통신의 예로서, 물리계층에서는 IEEE 802.11p의 무선통신표준 기술이 사용되며, MAC 계층에서는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoid) 프로토콜이 사용되며, 네트워크 계층에서는 플래툰-멀티캐스트 방식이 적용되는 통신방식이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 리더 차량과 팔로우 차량 사이에 정보를 송수신할 수 있는한 어떠한 방식의 무선통신 기술이 사용되어도 무방하다.
전후방 거리 판단부(310)는 협력 주행 해제 시점에서 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)를 결정하는 기능을 수행한다.
통상적으로 협력 주행시 리더 차량은 가장 앞선 차량이 담당하는 것이 일반적이며, 이런 경우에는 차량 전방 이격 거리(Df)는 리더 차량에 장착된 전방 레이더, 전방 카메라 등의 센서모듈을 통하여 결정될 수 있다.
그러나, 리더 차량이 반드시 그룹의 가장 선두에 배치될 필요는 없으며, 그룹의 중간이나 그 밖의 어떠한 위치에 있어도 무방하다.
이와 같이, 리더 차량이 그룹의 선두 또는 후미가 아닌 경우에는, 전술한 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)는 리더 차량이 직접 산출할 수 없다.
이와 같은 경우, 리더 차량의 협력 주행 제어장치(300)는 무선통신부(340)를 통해 그룹의 선두에 있는 팔로우 차량(즉, 최선 차량) 및 그룹의 후미에 있는 팔로우 차량(즉, 최후 차량)이 감지한 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)에 대한 정보를 수신함으로써, 협력 주행 해제 개시 시점에서의 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)를 결정할 수 있다.
물론, 그룹의 후미에 있는 팔로우 차량(즉, 최후 차량)은 후방 카메라 또는 측/후방 레이더 등을 이용하여 자신 후방에 있는 후방 타차량과의 거리인 후방 이격 거리(Dr)를 산출할 수 있고, 그 후방 이격 거리(Dr)에 대한 정보를 리더 차량으로 전송할 수 있다.
최선 차량 및 최후 차량이 자신에 장착된 각종 센서(카메라, 레이더,초음파 등)를 이용하여 전방 타차량 또는 후방 타차량과의 거리를 산출함으로써, 전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)를 연산하는 방식은 각 센서에 따른 거리 산출 알고리즘을 사용할 수 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하는 기능을 수행한다.
더 구체적으로는, 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 전방 이격거리(Df)와 후방 이격 거리(Dr)가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는 제1모드의 경우에는, 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 중앙영역에 존재하는 기준 차량보다 전방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 가속명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하고, 기준차량보다 후방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성한다.
이러한 제1모드에서 기준 차량은 그룹 내에 포함된 전체 차량 중 중앙에 위치하는 차량일 수 있으며, 이러한 기준 차량이 반드시 리더 차량일 필요는 없다.
즉, 협력 주행 해제 개시 시점에서 그룹의 전후방에 근접한 타차량이 없는 경우에는 그룹의 가운데 기준차량을 기준으로 전방에 위치하는 차량은 가속하고, 후방에 위치하는 차량은 차간 거리(헤드웨이 시간 또는 헤드웨이 거리)를 증가시켜 전체적으로 협력 주행 차량들 사이의 간격을 넓게 조정하여 안전한 협력 주행 해제 과정을 진행하는 것이다.
모드 1에서 기준 차량 전방에 위치하는 차량으로 전송되는 협력 주행 해제 메시지에 포함되는 가속 명령을 아래 수학식 1에 따라 결정되는 가속도 값을 지시할 수 있다.
구체적으로, 가속명령은 기준차량의 전방으로 i번째 위치하는 i번째 전방 팔로우 차량에 대하여 아래 수학식 1에 의한 가속도를 가지도록 할 수 있다.
[수학식 1]
ai=ai-1+2△s/t0
수학식 1에서 ai는 i번째 전방 차량의 가속도 지시값, △s는 안전 상대 거리, t0는 협력 주행 해제 기간을 의미한다.
한편, a0는 기준 차량의 가속도로로서 0으로 정해진다. 즉, 협력 주행 해제 과정에서 기준 차량은 정속으로 주행한다.
△s는 안전 상대 거리(Additional Relative Distance to be secured)로서, 협력 주행 해제시 목표 차간 거리 Sr'과 협력 주행 동안의 차간 거리인 Sr과의 차이로 정해진다.
이러한 △s 는 안전한 협력 주행 해제를 수행하기 위하여 사전에 정해지는 값으로서, 일정한 상수일 수도 있지만, 협력 주행 해제 시점의 주행 환경에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
예를 들면, 미끄러운 노면상태에 있거나 협력 주행시의 선두차량 속도(VL)가 고속인 경우 등에서는 △s 를 크게 설정할 수 있다.
또한, 전술한 전방 임계값 및 후방 임계값과 연동하여 △s 가 정해질수도 있으며, 예를 들어 전후방 임계값이 큰 값을 설정되는 경우에는 전후방의 먼거리까지 장애물이 없는 상태이므로, △s 역시 큰 값을 정해질 수 있다.
즉, 협력 주행 해제시의 안전 상대 거리인 △s 는 노면 상태, 제동거리, 협력 주행 속도 등에 따라 가변적으로 설정될 수 있으며, 협력 주행 해제 모드를 결정하기 위한 전방 임계값 및 후방 임계값에 비례하도록 설정될 수 있다.
협력 주행 해제 기간인 t0는 협력 주행 해제 개시 시점으로부터 협력 주행 해제가 완료되는 시점까지의 기간을 의미하며, 협력 주행 해제 기간인 t0는 도로 환경 등에 따라 미리 설정될 수 있다.
예를 들면, 도로 주행 환경이 급격하게 변화하는 고속도로 등에서 협력 주행이 이루어지는 경우라면 협력 주행 해제 기간인 t0를 상대적으로 짧게 설정하여야 할 것이다.
수학식 1과 같이, 전방 이격거리(Df)와 후방 이격 거리(Dr)가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는 제1모드에서는, 기준차량보다 전방에 있는 차량일수록 가속도를 크게 하여 가속함으로써 차간 거리를 신속하게 증가시킬 수 있다.
즉, 기준차량 바로 전방에 있는 i=1인 전방 차량은 a1=2△s/t0의 가속도로 가속되며, 그보다 하나 더 전방에 있는 i=2인 차량은 a2 = a1+2△s/t0 = 4△s/t0의 가속도로 가속된다.
따라서, 협력 주행 해제가 개시되면 중앙 차량을 기준으로 전방에 있는 차량일수록 크게 가속됨으로써 기준차량 전방에 있는 차량들의 차간 거리가 일정하게 증가될 수 있다.
한편, 모드 1에서 기준차량(a=0)은 정속으로 주행하는 것으로 가정하므로, 협력 주행 해제 과정에서 기준 차량의 후방에 있는 차량은 감속시켜야 하며, 그를 위하여 후방 차량을 위해서는 아래 수학식 2와 같은 헤드웨이 증가 명령을 협력 주행 해제 요청에 포함시켜 해당 차량으로 전송한다.
[수학식 2]
HWr = (Sr+△s)/VL
여기서 HWr은 후방 차량을 위한 헤드웨이 시간, △s는 안전 상대 거리, VL 은 협력 주행 해제 개시시점의 최선 차량의 차속이다.
VL 은 협력 주행 해제 개시시점의 최선 차량의 차속일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 리더 차량의 차속이거나, 그룹 전체가 정속 주행하고 있었다면 그룹 전체의 차속이 될 수도 있다.
즉, 협력 주행 동안에는 차간 거리를 Sr로 유지하도록 헤드웨이 시간이 HW0로 정해지지만, 협력 주행 해제 기간에는 목표 차간 거리가 Sr'로 증가하여야 하므로, 그에 따라 후방 차량에 대한 헤드웨이 시간 HWr이 상기 수학식 2와 같이 증가되는 것이다.
한편, 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 전방 이격 거리(Df)는 전방 임계값 이하이지만 후방 이격 거리(Dr)는 후방 임계값보다 큰 경우인 제2모드의 경우에는, 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 상기 최선 차량을 제외한 모든 후방 팔로우 차량에 대하여 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성을 생성한다.
이 때, 제2모드에서 그룹 내에 포함되는 차량 중 최선 차량을 제외한 모든 후방 팔로우 차량에 대한 헤드웨이 시간 증가 명령은 위에서 설명한 수학식 2와 같이 정해질 수 있다.
즉, 전방 이격 거리(Df)는 전방 임계값 이하이지만 후방 이격 거리(Dr)는 후방 임계값보다 큰 경우인 제2모드의 경우에는 최선 차량의 후방에 배치되는 모든 후방 차량이 일정하게 헤드웨이 시간을 증가시켜 차간 거리를 Sr'로 증가시킴으로써 협력 주행에서 해제하게 되는 것이다.
한편, 제2모드에서는 가장 후방에 배치되는 차량일수록 먼저 차간거리를 증가시키는 것이 바람직하다.
즉, 제2모드에서의 차간 거리 증가는 후방 차량부터 순차적으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위하여 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 최후 차량에 대하여 먼저 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함한 협력 주행 해제 요청 메시지를 전송하고, 일정한 시간 간격을 둔 후 그 앞선 차량에 대한 협력 주행 해제 요청 메시지를 전송하는 것이 바람직하다.
협력 주행 해제 요청 메시지에는 전술한 가속 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함할 뿐 아니라, 그 명령이 적용될 팔로우 차량의 식별자를 포함할 수 있다.
또한, 제2모드에서의 순차적인 차간 거리 증가를 위해서, 헤드웨이 시간 증가 명령과 팔로우 차량 식별자 이외에, 헤드웨이 시간 증가 명령을 개시할 해제 동작 개시 시점 정보도 포함될 수 있으며, 해제 동작 개시 시점 정보를 달리 설정함으로써, 후방 차량으로부터 순차적으로 차간 거리를 증가시키는 제어가 가능하다.
물론, 해제 동작 개시 시점 정보가 사용되지 않는 경우라면, 협력 주행 해제 요청 생성부(320)가 최후방 팔로우 차량부터 순차적으로 협력 주행 해제 요청을 생성하여 해당되는 팔로우 차량으로 전송할 수도 있을 것이다.
아래에서는 제3모드에 대하여 설명한다.
협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 전방 이격거리(Df)와 후방 이격 거리(Dr)가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값 이하인 제3모드의 경우에는, 협력 주행 차선의 인접 차선의 타차량을 감지한 후, 인접차선에 타차량이 존재하지 않으면, 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 1 이상의 팔로우 차량에 대하여 차선 변경 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하여 전송한다.
이 때, 인접 차선의 타차량 감지는 리더 차량 자신이 측방 레이더 등을 이용하여 감지할 수도 있고, 다른 팔로우 차량이 감지한 결과를 전송받아 타차량 여부를 결정할 수도 있다.
이러한 제3모드에서 리더 차량은 현재 주행중인 전체 그룹의 그룹 주행 범위 내에서 일정한 위치에서만 인접 차선의 타차량이 있음을 확인할 수 있으며, 차선을 변경하더라도 인접 타차량과 충돌 가능성이 없는 팔로우 차량에 대해서만 차선 변경을 통한 협력 주행 해제 또는 이탈 명령을 인가할 수 있다.
이 때에도, 협력 주행 해제 요청 메시지에는 전술한 차선 변경 명령 이외에 그 명령이 적용될 팔로우 차량의 식별자를 포함할 수 있으며, 해당 팔로우 차량은 자신에게 전송된 협력 주행 해제 요청에 포함된 차선 변경 명령을 이용하여 차선을 변경함으로써 협력 주행에서 이탈할 수 있다.
또한, 제3모드에서 리더 차량은 좌우 인접 차선 중 한쪽에서만 근접 타차량이 존재함을 식별할 수 있으므로, 차선 변경으로 이탈 가능한 팔로우 차량에 대하여 좌우 중 차선 변경이 가능한 방향을 나타내는 차선 변경 방향 정보(좌 또는 우)를 차선 변경 명령에 포함시켜 전송할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 협력 주행 해제 시점에서 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)의 대소에 따라서, 여러 모드별로 상이한 협력 주행 해제 방식을 적용함으로써, 전후방 차량과의 충돌 가능성을 배제한 상태에서 안전하게 협력 주행 상태를 해제할 수 있다.
도4 내지 도 6은 협력 주행 해제를 위한 제1모드, 제2모드 및 제3모드의 황과, 각 모드에서의 협력 주행 해제 방식을 도시한다.
도 4 내지 도 6의 설명에서는 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량이 총5대이고, 기준 차량이 가운데 배치되며, 리더 차량은 최전방에 배치되는 것으로 가정한다.
물론, 본 발명은 이러한 가정에 한정되는 것은 아니며, 기준차량이 가운데 차량로 한정되거나, 리더 차량이 최전방에 배치되는 경우로 한정되는 것은 아니다.
도 4는 제1모드에 의한 협력 주행 해제 방식에 관한 것으로서, 전술한 바와 같이 리더 차량인 최선 차량(430)와 그 전방의 전방 타차량(482) 사이의 거리인 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값 이상이고, 최후 차량(450)와 그 후방의 후방 타차량(484) 사이의 거리인 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이상인 경우이다.
이러한 제1모드의 상태에서 협력 주행 해제가 개시되면, 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 중앙 차량을 기준 차량(410)으로 결정한다.
그런 다음, 기준 차량(410)보다 바로 전방에 있는 1번째 전방 차량(420)에 대해서는 수학식 1과 같이 기설정된 안전 상대 거리 △s 와 협력 주행 해제 기간 t0 값을 이용하여 a1=2△s/t0의 가속도를 지시하는 가속명령과 해당 1번째 전방 차량(420)의 식별자를 포함하는 협력 해제 요청 메시지를 생성하여 전송한다.
또한, 2번째 전방 차량이자 리더 차량인 최선 차량(420)에 대해서는 수학식 1과 같이 a2=4△s/t0의 가속도를 지시하는 가속명령과 해당 최선차량(410)의 식별자를 포함하는 협력 해제 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
물론, 도 4의 경우에는 2번째 전방 차량이자 최선 차량(420)이 리더 차량 자신이므로, 이 경우에는 산출된 가속도(a2=4△s/t0)를 이용하여 가속하면 되고, 별도의 협력 해제 요청 메시지를 팔로우 차량으로 전송할 필요는 없다.
또한, 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 기준 차량의 후방에 배치되는 2대의 후방 차량(440, 450)에 대해서는, 수학식 2에 따라 결정되는 헤드웨이 시간 증가 명령과 해당 차량의 식별자를 포함하는 협력 해제 요청 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
물론, 전술한 바와 같이, 순차적인 차간 거리 증가를 위하여, 협력 해제 요청 메시지를 순차적으로 전송하거나, 팔로우 차량별로 해제 동작 개시 시점 정보를 달리 설정한 협력 해제 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
이러한 제어에 의하여, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 협력 주행 해제 기간이 경과한 시점(t+t0)에서는, 기준 차량(410)을 기준으로 차간 거리가 최초 Sr에서 Sr'(=Sr+△s) 만큼 증가한 상태에서 협력 주행 해제가 완료됨으로써, 안전하게 협력 주행 해제가 수행될 수 있게 된다.
도 5는 제2모드에 의한 협력 주행 해제 방식에 관한 것으로서, 전술한 바와 같이 리더 차량인 최선 차량(530)와 그 전방의 전방 타차량(582) 사이의 거리인 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값 이하이고, 최후 차량(550)와 그 후방의 후방 타차량(584) 사이의 거리인 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이상인 경우이다.
이러한 제2모드의 상태에서 협력 주행 해제가 개시되면, 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 최선 차량인 자신을 기준으로 모든 후방 팔로우 차량에 대해서, 수학식 2에 따라 결정되는 헤드웨이 시간 증가 명령과 해당 차량의 식별자를 포함하는 협력 해제 요청 메시지를 생성하여 전송한다.
물론, 전술한 바와 같이, 순차적인 차간 거리 증가를 위하여, 협력 해제 요청 메시지를 순차적으로 전송하거나, 팔로우 차량별로 해제 동작 개시 시점 정보를 달리 설정한 협력 해제 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
이러한 제어에 의하여, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 협력 주행 해제 기간이 경과한 시점(t+t0)에서는, 최선 차량(510)을 기준으로 차간 거리가 최초 Sr에서 Sr'(=Sr+△s) 만큼 증가한 상태에서 협력 주행 해제가 완료됨으로써, 안전하게 협력 주행 해제가 수행될 수 있게 된다.
도 6은 제3모드에 의한 협력 주행 해제 방식에 관한 것으로서, 전술한 바와 같이 리더 차량인 최선 차량(630)와 그 전방의 전방 타차량(682) 사이의 거리인 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값 이하이고, 최후 차량(650)와 그 후방의 후방 타차량(684) 사이의 거리인 후방 이격 거리(Dr) 역시 후방 임계값 이하인 경우이다.
이러한 제3모드의 상태에서 협력 주행 해제가 개시되면, 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 인접 차선에 존재하는 타차량을 감지한다.
도 6에서는 협력 주행 차선의 좌측 인접 차선에는 전체 협력 주행 영역에 걸쳐 2개의 좌측 타차량(692, 692')이 존재하고, 우측 인접 차선에는 협력 주행 영역의 앞부분에 1대의 우측 타차량(694)가 존재하는 경우를 가정한다.
이러한 경우, 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 모든 팔로우 차량이 좌측 인접 차선으로 차선 변경을 하는 것은 불가능하며, 팔로우 차량 중 후방에 존재하는 2대의 팔로우 차량인 640, 650만 안전하게 우측으로 차선 변경할 수 있음을 확인할 수 있다.
이에 따라 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 팔로우 차량 중 후방에 존재하는 2대의 팔로우 차량인 640, 650에 대하여, 우측 차선 변경 명령과 해당 차량의 식별자를 포함하는 협력 해제 요청 메시지를 생성하여 전송한다.
이러한 제어에 의하여, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 협력 주행 해제 기간이 경과한 시점(t+t0)에서는, 후방에 위치한 2개의 팔로우 차량(640, 650)이 협력 주행 상태에서 안전하게 이탈하게 된다.
물론, 이 경우 나머지 3대의 차량은 여전히 협력 주행 상태를 유지하며, 일정 시간 경과 후 다시 전술한 바와 같은 협력 주행 해제 과정을 반복함으로써, 전체 그룹의 차량이 협력 주행으로부터 이탈할 수 있다.
한편, 리더 차량에 포함된 협력 주행 해제 요청 생성부(320)는 전방 이격거리(Df)와 후방 이격 거리(Dr)가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값 이하이면서, 협력 주행 영역 전체에 걸쳐 인접차선에 타차량이 존재하여 인접 차선으로의 차선 변경도 불가능한 것으로 판단한 경우에는, 협력 주행 그룹 내에 포함되는 모든 팔로우 차량에 대하여 협력 주행 해제 보류 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하여 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 협력 주행 해제 방법의 전체 흐름도이다.
본 발명에 의한 협력 주행 해제 방법은 리더 차량 및 2 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행으로부터의 해제를 제어하는 방법으로서, 리더 차량에 포함된 협력 주행 제어 장치(300)를 이용하여 수행될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 협력 주행 해제 방법에서는 우선 리더 차량에 포함된 협력 주행 제어 장치(300)가 협력 주행 해제 개시를 결정한다.(S710);
다음으로, 협력 주행 제어 장치(300)는 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)를 감지한 후 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 비교한다. (S720)
다음으로, 협력 주행 제어 장치(300)는 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 제1모드 내지 제3모드별로 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성한다.(S730)
이 때, 협력 주행 해제 요청에는 모드별로 가속 명령, 헤드웨이 시간 증가 명령, 차선 변경 명령 등이 포함될 수 있으며, 해당 명령이 수행되어야 하는 팔로우 차량의 식별 정보가 더 포함될 수 있다.
협력 주행 제어 장치(300)는 생성된 상기 협력 주행 해제 요청을 해당되는 팔로우 차량으로 전송한다.(S740)
협력 주행 해제 요청을 수신한 팔로우 차량은 협력 해제요청 메시지에 포함되는 명령(가속, 헤드웨이 증가, 차선 변경)에 따라 자신의 차량에 포함된 엔진제어, 제동제어, 조향 제어 시스템 등을 동작하여 협력 주행 해제 동작을 수행한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 모드별 협력 주행 해제 과정을 세부적으로 도시하는 흐름도이다.
도 8과 같이, 리더 차량에 포함된 협력 주행 제어 장치(300)는 협력 주행 해제가 개시되면, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)를 결정한 후, 그를 기설정된 후방 임계값과 비교한다.(S810)
후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값보다 큰 경우에는 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값보다 큰지 확인한다.(S820)
전방 이격 거리(Df) 및 후방 이격 거리(Dr)가 모두 전방 임계값 및 후방 임계값보다 큰 경우에는 제1모드에 의한 협력 주행 해제 과정으로 진입하여, 기준 차량의 전방 차량에 대해서는 가속명령을, 기준차량의 후방 차량에 대해서는 헤드웨이 시간 증가 명령이 수행되도독 제어한다.(S830)
한편, S810 단계에서 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이하인 경우에는 협력 주행 영역의 인접 차선에 타차량이 있는지 판단하고(S850), 인접 차선에 타차량이 없거나 타차량이 존재하더라도 일부 팔로우 차량의 차선 변경이 가능한 경우에 제3모드로 진입하여, 해당 팔로우 차량에 대한 차선 변경 명령이 수행되도록 제어한다.(S860)
S810 및 S820 단계에서, 후방 이격 거리(Dr)는 후방 임계값보다 크지만 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값보다 작은 것으로 판단된 경우에는, 제2모드에 의한 협력 주행 해제 과정으로 진입하여, 최선 차량의 후방에 존재하는 모든 차량에 대해서 헤드웨이 시간 증가 명령이 수행되도독 제어한다.(S840)
또한, 전방 이격 거리(Df)와 후방 이격 거리(Dr)가 모두 해당 임계값보다 작고 인접 차선에 타차량이 존재하여 차선 변경이 불가능한 경우에는, 협력 주행 해제를 보류하고 종료한다.(S870)
한편, 본 발명은 전술한 제1모드 내지 제3모드에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 전방 이격거리(Df)가 전방 임계값 이상이고 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이하인 경우, 추가적인 제4모드로 동작할 수도 있다.
이러한 제4모드에서는 기준 차량을 최후 차량으로 설정하고, 수학식 1에 따라서 전방 팔로우 차량에 대하여 각각 다른 가속명령을 포함한 협력 주행 해제 메시지를 생성하여 전송할 수 있다.
즉, 도 8에서는 S810 단계에서 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이하인 경우 바로 제3모드 적용의 판단 단계로 진입하는 것으로 설명하였으나, S810 단계에서 후방 이격 거리(Dr)가 후방 임계값 이하인 경우 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값 이상인지 재판단하여 전방 이격 거리(Df)가 전방 임계값 이상인 경우에는 위와 같은 추가적인 제4모드로 동작할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 협력 주행 해제 시점에서 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 최선 차량 사이의 전방 이격 거리(Df)와, 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 최후 차량 사이의 후방 이격 거리(Dr)의 대소에 따라서, 여러 모드별로 상이한 협력 주행 해제 방식을 적용함으로써, 전후방 차량과의 충돌 가능성을 배제한 상태에서 안전하게 협력 주행 상태를 해제할 수 있는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행을 제어하기 위하여 상기 리더 차량 내부에 배치되는 협력 주행 제어 장치로서,
    협력 주행 해제 시점에서 상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하는 전후방 거리 판단부;
    상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하는 협력 주행 해제 요청 생성부;
    상기 팔로우 차량별로 고유하게 생성된 상기 협력 주행 해제 요청을 상기 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 해제 요청 전송부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 협력 주행 해제 요청 생성부는 상기 전방 이격거리와 상기 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는 제1모드의 경우에는, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 중앙영역에 존재하는 기준 차량보다 전방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 가속명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하고, 상기 기준차량보다 후방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 협력 주행 해제 요청 생성부는 상기 전방 이격거리가 전방 임계값 이하이고, 상기 후방 이격 거리가 후방 임계값을 초과하는 제2모드의 경우에는, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 상기 최선 차량을 제외한 모든 후방 팔로우 차량에 대하여 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 협력 주행 해제 요청 생성부는 상기 전방 이격거리와 상기 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값 이하인 제3모드의 경우에는, 협력 주행 차선의 인접 차선의 타차량을 감지한 후, 상기 인접차선에 타차량이 존재하지 않으면, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 1 이상의 팔로우 차량에 대하여 차선 변경 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가속명령은 상기 기준차량의 전방으로 i번째 위치하는 i번째 전방 차량에 대하여 아래 수학식에 의한 가속도를 가지도록 지시하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
    ai=ai-1+2△s/t0
    여기서 ai는 i번째 전방 차량의 가속도, △s는 안전 상대 거리, t0는 협력 주행 해제 기간임.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1모드의 경우, 헤드웨이 시간 증가 명령은 상기 기준차량의 후방에 배치되는 후방 차량에 대하여 아래 수학식에 의한 헤드웨이 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
    HWr = (Sr+△s)/VL
    여기서 HWr은 후방 차량을 위한 헤드웨이 시간, △s는 안전 상대 거리, VL 은 협력 주행 해제 개시시점의 최선 차량의 차속임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2모드의 경우, 헤드웨이 시간 증가 명령은 상기 최선 차량의 후방에 배치되는 모든 후방 팔로우 차량에 대하여 아래 수학식에 의한 헤드웨이 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
    HWr = (Sr+△s)/VL
    여기서 HWr은 후방 팔로우 차량을 위한 헤드웨이 시간, △s는 안전 상대 거리, VL 은 협력 주행 해제 개시시점의 리더 차량의 차속임.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 협력 주행 해제 요청 생성부는, 상기 인접차선에 타차량이 존재하면, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 모든 팔로우 차량에 대하여 협력 주행 해제 보류 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 팔로우 차량으로부터 해당 팔로우 차량의 식별정보, 주행정보를 수신하는 무선 통신부를 추가로 포함하며,
    상기 무선통신부는 상기 최선 차량 및 최후 차량으로부터 상기 전방 이격 거리와 상기 후방 이격 거리에 대한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 장치.
  10. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행을 제어하는 장치로서,
    상기 리더 차량 내에 존재하며, 협력 주행 해제 시점에서 상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하고, 상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하여 상기 팔로우 차량으로 전송하는 협력 주행 마스터 제어장치;
    상기 팔로우 차량에 포함되며,상기 리더 차량의 협력 주행 제어장치로부터의 협력 주행 해제 요청을 수신한 후, 그에 따라 협력 주행 해제를 위하여 차량 주행 상태를 변경하는 협력 주행 슬레이브 제어장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어장치.
  11. 리더 차량 및 1 이상의 팔로우 차량을 포함하는 협력 주행 그룹 내의 차량이 협력하여 주행하는 협력 주행으로부터의 해제를 제어하는 방법으로서,
    상기 리더 차량에 포함된 협력 주행 마스터 장치를 이용하여 수행되며,
    협력 주행 해제 개시를 결정하는 제1단계;
    상기 협력 주행 그룹의 최선 차량 전방에 존재하는 전방 타차량과 상기 최선 차량 사이의 전방 이격 거리와, 상기 협력 주행 그룹의 최후 차량 후방에 존재하는 후방 타차량과 상기 최후 차량 사이의 후방 이격 거리를 감지하는 제2단계;
    상기 전방 이격 거리 및 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는지 여부에 따라서 상이한 협력 주행 해제 요청을 생성하는 제3단계;
    상기 팔로우 차량별로 고유하게 생성된 상기 협력 주행 해제 요청을 상기 팔로우 차량으로 전송하는 제4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2단계에서는, 상기 전방 이격거리와 상기 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값을 초과하는 제1모드의 경우에는, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 중앙영역에 존재하는 기준 차량보다 전방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 가속명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하고, 상기 기준차량보다 후방에 있는 팔로우 차량을 위해서는 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2단계에서는, 상기 전방 이격거리가 전방 임계값 이하이고, 상기 후방 이격 거리가 후방 임계값을 초과하는 제2모드의 경우에는, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 모든 팔로우 차량에 대하여 헤드웨이 거리 증가 명령 또는 헤드웨이 시간 증가 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2단계에서는, 상기 전방 이격거리와 상기 후방 이격 거리가 각각 전방 임계값 및 후방 임계값 이하인 제3모드의 경우에는, 협력 주행 차선의 인접 차선의 타차량을 감지한 후, 상기 인접차선에 타차량이 존재하지 않으면, 상기 협력 주행 그룹 내에 포함되는 차량 중 1 이상의 팔로우 차량에 대하여 차선 변경 명령을 포함하는 협력 주행 해제 요청을 생성하는 것을 특징으로 하는 협력 주행 제어 방법.
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