KR20180089717A - 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치는, 실시간으로 차량 전방의 영상 데이터를 생성하는 카메라; 상기 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 차로를 검출하는 차선 인식부; 상기 영상 데이터를 분석하여 상기 도로 상에 배치된 복수의 표지판을 검출하고, 상기 복수의 표지판에 기재된 차로 별 속도제한 사항을 검출하는 표지판 인식부; 복수의 차로 각각의 위치와 복수의 표지판 각각의 위치를 판단하여 주행 차로의 제1 위치 데이터와 상기 주행 차로에 대응되는 표지판의 제1 속도 데이터를 생성하고, 주변 차로의 제2 위치 데이터와 상기 주변 차로에 대응하는 표지판의 제2 속도 데이터를 생성하는 위치 판단부; 제2 위치 데이터 및 제2 속도 데이터에 기초하여, 차량의 차로 변경 시 주변 차로에 적용된 제한속도의 위반 여부를 판단하는 법규 판단부; 및 차로 변경 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메지지를 출력하거나, 또는 자율주행 시 자동으로 감속 또는 자율주행 시 차로 변경을 중지시키는 제어부;를 포함한다.

Description

차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법{Driving Support Device Of Vehicle And Driving Method Thereof}
본 발명은 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 제한속도(법규) 위반 상황을 사전에 감지하여 경고 메시지를 출력함과 아울러, 차량의 방향 전환을 제어하는 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
운전자는 졸음이나 기타 주의력 부재로 종종 사고에 노출되며, 차량이 차로를 이탈하는 경우 큰 사고로 이어질 수 있다. 운전자의 부주의 및 운전 미숙으로 인한 사고를 방지하기 위한 운전자 지원 시스템(Active Driver Assistance System)이 개발되고 있다.
운전자 지원 시스템의 일 예로서, 차로 이탈 경고 시스템(Lane Departure Warning System, LDWS)은 운전자에게 주행 차로를 벗어나고 있다는 것을 경고 함으로써 사고의 위험을 줄여준다.
운전자 지원 시스템의 다른 예로서, 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assistance System, LKAS) / Lane Keeping System(LKS)은 카메라로부터 들어온 영상 속의 차선을 인식하고 차량의 이동 예상 경로와 비교함으로써 운전자가 정상 주행 상태에 놓여 있는지 아닌지를 판단한다. 그리고, 차량이 차선을 이탈하는 경우에 차선을 유지하도록 조향을 제어한다.
도 1은 도로에 적용된 제한속도(법규)의 예를 나타낸 것으로, 차로 별로 제한 속도가 적용되는 것을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 각 차로(10) 별로 교통 제한속도(법규)가 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 각 차로(10) 별로 제한 속도가 적용될 수 있는데, 이 경우 차로 상에 표지판(20)을 배치하고, 표지판(20)에 제한 속도를 표시하고 있다. 이와 같이, 차로 별로 제한 속도가 상이하게 적용된 경우 운전자의 주의 소홀로 인해서 차로(10)를 변경 시 제한 속도를 위반할 수 있다. 또한, 속도 제한뿐만 아니라 도로 상황에 맞는 제한속도(법규)가 차로(10) 별로 규정될 수 있으며, 차량의 주행 중 차로(10) 변경으로 인해 제한속도(법규)를 위반할 수 있다. 그러나, 종래 기술의 운전자 지원 시스템은 차량이 차로(10)를 변경하는 경우에 도로 제한속도의 위반 여부를 경고하거나, 또는 제한속도를 준수하도록 조향을 제어하는 기능을 제공하지 못한다.
한국 공개특허공보 제10-2015-0138898호(시선 유도체 인식을 통한 차로 이탈 경고 시스템 및 방법)
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제한속도(법규) 위반 상황을 사전에 감지하여 경고 메시지를 출력할 수 있는 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제한속도(법규) 위반 상황을 사전에 감지하여 차량의 방향 전환을 제어하는 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치는, 실시간으로 차량 전방의 영상 데이터를 생성하는 카메라; 상기 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 차로를 검출하는 차선 인식부; 상기 영상 데이터를 분석하여 상기 도로 상에 배치된 복수의 표지판을 검출하고, 상기 복수의 표지판에 기재된 차로 별 속도제한 사항을 검출하는 표지판 인식부; 복수의 차로 각각의 위치와 복수의 표지판 각각의 위치를 판단하여 주행 차로의 제1 위치 데이터와 상기 주행 차로에 대응되는 표지판의 제1 속도 데이터를 생성하고, 주변 차로의 제2 위치 데이터와 상기 주변 차로에 대응하는 표지판의 제2 속도 데이터를 생성하는 위치 판단부; 제2 위치 데이터 및 제2 속도 데이터에 기초하여, 차량의 차로 변경 시 주변 차로에 적용된 제한속도의 위반 여부를 판단하는 법규 판단부; 및 차로 변경 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메지지를 출력하거나, 또는 자율주행 시 자동으로 감속 또는 자율주행 시 차로 변경을 중지시키는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치는 차량의 방향 지시등 레버를 조작을 감지하여 차량의 차로 변경을 인지하거나, 또는 스티어링 휠의 토크 변화를 감지하여 차량의 차로 변경을 인지한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 상기 법규 판단부는, 상기 제1 위치 데이터 및 제1 속도 데이터에 기초하여, 상기 차량이 차로를 변경하지 않더라도 가속에 의해서 주행 차로의 제한 속도를 초과하는 경우 제한속도 위반 여부를 검출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 상기 제어부는, 수동 주행 모드 시, 차로 유지 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메지지를 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 상기 제어부는, 주율 주행 모드 시, 차로 유지 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 주행 차로의 제한속도에 적합한 상태가 되도록 차량을 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 제어부는, 자율 주행 모드 시, 진입하고자 하는 차로의 제한 속도 미만으로 차량의 속도를 감속시킨 후, 차로 변경을 허용한다.
본 발명의 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 수동 주행 모드와 자율 주행 모드에 모두 적용할 수 있다.
본 발명의 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 수동 주행 모드 시, 차로 변경에 따른 제한속도(법규) 위반 상황을 사전에 감지하여 경고 메시지를 출력할 수 있다.
본 발명의 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 자율 주행 모드 시, 차로 변경에 따른 제한속도(법규) 위반 상황을 사전에 감지하여 차량의 방향 전환을 제어할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 도로에 적용된 법규의 예를 나타낸 것으로, 차로 별로 제한 속도가 적용되는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 차로 변경 시 법규 위반 여부를 판단하는 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 차로 변경 시 법규 위반 여부를 사전에 검출하여 운전자에게 차로 변경으로 인한 법규 위반을 경고한다. 이를 통해, 차로 변경으로 인한 법규 위반을 방지할 수 있도록 한다. 또한, 자율 주행 시 법규 위반 상황을 사전에 감지하여 차량의 방향 전환을 제어할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치(100)는 전방 카메라(110), 차선 인식부(120), 표지판 인식부(130), 위치 판단부(140), 법규 판단부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
전방 카메라(110)는 차량의 전방에 배치되며, 실시간으로 전방을 촬영하여 영상 데이터를 생성한다. 전방 카메라(110)에서 실시간으로 생성된 영상 데이터는 차선 인식부(120) 및 표지판 인식부(130)에 제공된다. 여기서, 영상 데이터는 프레임 단위로 생성될 수 있다.
차선 인식부(120)는 실시간으로 입력되는 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 차선을 인식한다. 도로 상의 전체 차선을 인식하고, 차선들 사이에 위치하는 차로를 검출한다. 여기서, 차량이 현재 주행하고 있는 주행 차로 및 주변 차로를 검출한다. 도 1에 도시된 것과 같이, 도로 상에 5개의 차로(10)가 존재하는 경우, 차선 인식부(120)는 차량이 주행하고 있는 1개의 주행 차로뿐만 아니라, 나머지 4개의 주변 차로를 모두 검출한다. 복수의 차로의 검출 결과는 위치 판단부(140)에 제공된다.
또한, 표지판 인식부(130)는 실시간으로 입력되는 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 표지판에 기재된 문자, 숫자 및 도형을 인식한다. 주행 차로의 표지판의 위치를 검출하면, 상대 비교를 통해서 우측 주변 차로의 표지판 및 좌측 주변 차로의 표지판도 검출할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 5개의 차로(10) 각각에 대해서 표지판(20)이 배치된 경우, 5개의 표지판(20) 각각에 기재된 문자, 숫자 및 도형을 인식하여 법규 사항을 검출한다. 즉, 표지판 인식부(130)는 차량이 주행하고 있는 1개의 주행 차로의 표지판에 기재된 법규 사항뿐만 아니라, 나머지 4개의 주변 차로의 표지판에 기재된 법규 사항을 모두 검출한다. 복수의 표지판에 기재된 법규 사항의 검출 결과는 위치 판단부(140)에 제공된다.
위치 판단부(140)는 차선 인식부(120)에서 입력된 복수의 차로의 검출 결과 및 표지판 인식부(130)에서 입력된 복수의 표지판에 기재된 법규 사항의 검출 결과에 기초하여 각 차로의 위치와 각 표지판의 위치를 판단한다.
위치 판단부(140)는 복수의 차로의 검출 결과에 기초하여 현재 차량이 주행하는 차로의 위치를 판단한다. 주행 차로의 위치 판단 결과에 기초하여 제1 차로 위치 데이터를 생성한다. 그리고, 위치 판단부(140)는 복수의 차로의 검출 결과에 기초하여 주행 차로를 제외한 주변 차로 각각의 위치를 판단한다. 주변 차로 각각의 위치 판단 결과에 기초하여 제2 차로 위치 데이터를 생성한다. 위치 판단부(140)에서 생성된 제1 차로 위치 데이터 및 제2 차로 위치 데이터는 법규 판단부(150)에 제공된다.
또한, 위치 판단부(140)는 복수의 표지판의 위치 판단 결과에 기초하여 현재 차량이 주행하는 차로의 표지판과 주변 차로의 표지판을 구분한다. 그리고, 주행 차로의 표지판에 기재된 법규 사항을 검출하고, 검출 결과로 제1 법규 검출 데이터를 생성한다. 주변 차로 각각의 표지판에 기재된 법규 사항을 검출하고, 검출 결과로 제2 법규 검출 데이터를 생성한다. 위치 판단부(140)에서 생성된 제1 법규 검출 데이터 및 제2 법규 검출 데이터는 법규 판단부(150)에 제공된다.
도 3은 차로 변경 시 법규 위반 여부를 판단하는 예를 나타내는 도면이다. 도 3에서는 현재 차량의 주행 차로의 제한 속도가 100Km/h로 규정되어 있고, 주행 차로의 좌측 주변 차로의 제한 속도가 120Km/h로 규정되어 있고, 주행 차로의 우측 주변 차로의 제한 속도가 80Km/h로 규정된 도로를 일 예로 도시하고 있다.
도 3을 결부하여 설명하면, 법규 판단부(150)는 위치 판단부(140)로부터 입력된 제1 차로 위치 데이터와 제1 법규 검출 데이터에 기초하여 현재 주행 차로의 법규 사항을 확인한다. 그리고, 제2 차로 위치 데이터와 제2 법규 검출 데이터에 기초하여 현재 주행 차로를 제외한 주변 차로 각각의 법규 사항을 확인한다.
법규 판단부(150)는 차량이 주행 차로에서 차로를 변경하여 주변 차로로 진입 시, 상기 제2 차로 위치 데이터 및 상기 제2 법규 검출 데이터에 기초하여 주변 차로의 법규를 위반하는지를 사전에 검출한다. 그리고, 법규 판단부(150)는 법규 위반 검출 데이터를 생성한다. 법규 판단부(150)에서 생성된 법규 위반 검출 데이터는 제어부(160)에 공급된다.
여기서, 운전자가 방향 지시등 레버를 조작하여 방향 지시등 점등시키는 것을 감지하여 차량의 차로 변경을 인지할 수 있다. 또한, 방향 지시등을 점등시키지 않더라도 차로 변경을 위한 스티어링 휠의 토크 변화를 감지하여 차량의 차로 변경을 인지할 수 있다. 차로 유지를 위한 스티어링 휠의 변동 범위는 매우 작음으로, 차로 변경을 위한 스티어링 휠의 변동과 차로 유지를 위한 스티어링 휠의 변동을 구분할 수 있다. 스티어링 토크 변화의 기준 값을 설정하고 스티어링 휠의 토크 변화가 상기 기준 값을 초과하는 경우에 운전자가 차로 변경을 시도하는 것으로 인지할 수 있다. 다른 예로서, 차량이 주행 차로의 좌측 또는 우측 차선을 침범하는 경우, 운전자가 차로 변경을 시도하는 것으로 인지할 수 있다.
차량의 95Km/h의 속도를 주행하는 경우 주행 차로의 제한 속도 100Km/h를 준수하고 있어 법규를 위반하지 않는다. 또한, 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 좌측 주변 차로로 진입하는 경우에도 주행 차로의 제한 속도 100Km/h를 준수하고 있어 법규를 위반하지 않는다. 그러나, 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 우측 주변 차로로 진입하는 경우, 차량의 현재 속도가 주행 차로의 제한 속도 80Km/h를 초과하여 법규를 위반하게 된다.
법규 판단부(150)는 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 제한 속도가 80Km/h인 우측 주변 차로로 진입하고자 하는 경우, 차로 변경에 앞서 법규 위반 여부를 검출한다. 법규 판단부(150)는 차로 변경 시 법규 위반 검출 결과에 기초하여 제1 법규 위반 검출 데이터를 생성하고, 제어부(160)로 제1 법규 위반 검출 데이터를 전송한다.
한편, 법규 판단부(150)는 차량이 차로를 변경하지 않더라도, 가속에 의해서 주행 차로의 제한 속도를 초과하는 경우 법규 위반 여부를 검출한다. 법규 판단부(150)는 주행 차로 유지 시 법규 위반 검출 결과에 기초하여 제2 법규 위반 검출 데이터를 생성하고, 제어부(160)로 제2 법규 위반 검출 데이터를 전송한다.
운전자의 수동 주행 모드에서, 제어부(160)는 법규 판단부(150)에서 입력된 제1 법규 위반 검출 데이터에 기초하여 운전자에게 법규 위반을 경고한다. 이때, 차로 변경 시 법규 위반에 해당하면 경고음 및 경고 메시지를 출력하여 운전자에게 법규 위반 가능성을 인지시킨다.
또한, 운전자의 수동 주행 모드에서, 제어부(160)는 차로를 변경하지 않더라도 제2 법규 위반 검출 데이터에 기초하여, 주행 차로의 법규를 위반할 가능성이 있는 경우에 경고음 및 경고 메시지를 출력하여 운전자에게 법규 위반 가능성을 인지시킨다.
한편, 차량의 자율 주행 모드에서, 제어부(160)는 법규 판단부(150)에서 입력된 제1 법규 위반 검출 데이터에 기초하여 차로 변경 시 법규를 위반할 가능성이 있는 경우 차로 변경을 중지시키고, 주행 차로를 유지하도록 차량을 제어한다. 여기서, 반드시 차로 변경이 이루어져야 하는 경우, 제어부(160)는 차량이 진입하고자 하는 차로의 제한 속도 이하로 차량의 속도를 감소시키고, 이후 차량의 방향을 제어하여 차로 변경이 이루어지도록 엔진, 제동 장치 및 조향 장치를 제어한다.
또한, 자율 주행 모드에서, 제어부(160)는 차로를 변경하지 않더라도 제2 법규 위반 검출 데이터에 기초하여, 주행 차로의 법규를 위반할 가능성이 있는 경우에 엔진, 제동 장치 및 조향 장치를 제어하여 주행 차로의 법규에 적합하도록 차량의 속도를 감소시킨다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 주행 지원 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 전방 카메라(110)를 이용하여 실시간으로 전방을 인식하고, 영상 데이터를 생성한다(S10). 전방 카메라(110)에서 실시간으로 생성된 영상 데이터는 차선 인식부(120) 및 표지판 인식부(130)에 제공된다. 여기서, 영상 데이터는 프레임 단위로 생성될 수 있다.
이어서, 차선 인식부(120)에서 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 차선을 인식한다. 도로 상의 전체 차선을 인식하고, 차선들 사이에 위치하는 차로를 검출한다. 여기서, 차량이 현재 주행하고 있는 주행 차로 및 주변 차로를 검출한다(S20).
도 1에 도시된 것과 같이, 도로 상에 5개의 차로(10)가 존재하는 경우, 차선 인식부(120)는 차량이 주행하고 있는 1개의 주행 차로뿐만 아니라, 나머지 4개의 주변 차로를 모두 검출한다. 복수의 차로의 검출 결과는 위치 판단부(140)에 제공된다.
이어서, 표지판 인식부(130)에서 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 표지판을 인식하고, 각각의 표지판에 기재된 문자, 숫자 및 도형을 인식한다. 주행 차로의 표지판의 위치를 검출하면, 상대 비교를 통해서 우측 주변 차로의 표지판 및 좌측 주변 차로의 표지판도 검출할 수 있다(S30).
도 1에 도시된 바와 같이, 5개의 차로(10) 각각에 대해서 표지판(20)이 배치된 경우, 5개의 표지판(20) 각각에 기재된 문자, 숫자 및 도형을 인식하여 법규 사항을 검출한다. 즉, 표지판 인식부(130)는 차량이 주행하고 있는 1개의 주행 차로의 표지판에 기재된 법규 사항뿐만 아니라, 나머지 4개의 주변 차로의 표지판에 기재된 법규 사항을 모두 검출한다. 복수의 표지판에 기재된 법규 사항의 검출 결과는 위치 판단부(140)에 제공된다.
이어서, 위치 판단부(140)는 차선 인식부(120)에서 입력된 복수의 차로의 검출 결과 및 표지판 인식부(130)에서 입력된 복수의 표지판에 기재된 법규 사항의 검출 결과에 기초하여 각 차로의 위치와 각 표지판의 위치를 판단한다(S40).
여기서, 위치 판단부(140)는 현재 주행하고 있는 자차선(주행 차로)의 표지판을 확인한다(S50).
구체적으로, 위치 판단부(140)는 복수의 차로의 검출 결과에 기초하여 현재 차량이 주행하는 차로의 위치를 판단한다. 주행 차로의 위치 판단 결과에 기초하여 제1 차로 위치 데이터를 생성한다. 또한, 위치 판단부(140)는 복수의 표지판의 위치 판단 결과에 기초하여 현재 차량이 주행하는 차로의 표지판과 주변 차로의 표지판을 구분한다. 그리고, 주행 차로의 표지판에 기재된 법규 사항을 검출하고, 검출 결과로 제1 법규 검출 데이터를 생성한다. 위치 판단부(140)에서 생성된 제1 차로 위치 데이터 및 제1 법규 검출 데이터는 법규 판단부(150)에 제공된다.
이어서, 위치 판단부(140)는 주변 차선(주변 차로)의 표지판을 확인한다(S60).
구체적으로, 위치 판단부(140)는 복수의 차로의 검출 결과에 기초하여 주행 차로를 제외한 주변 차로 각각의 위치를 판단한다. 주변 차로 각각의 위치 판단 결과에 기초하여 제2 차로 위치 데이터를 생성한다. 또한, 위치 판단부(140)는 주변 차로 각각의 표지판에 기재된 법규 사항을 검출하고, 검출 결과로 제2 법규 검출 데이터를 생성한다. 위치 판단부(140)에서 생성된 제2 차로 위치 데이터 및 제2 법규 검출 데이터는 법규 판단부(150)에 제공된다.
이어서, 제어부(160)는 차량의 차로 변경을 감지한다(S70).
일 예로서, 운전자가 방향 지시등 레버를 조작하여 방향 지시등 점등시키는 것을 감지하여 차량의 차로 변경을 인지할 수 있다.
다른 예로서, 방향 지시등을 점등시키지 않더라도 차로 변경을 위한 스티어링 휠의 토크 변화를 감지하여 차량의 차로 변경을 인지할 수 있다. 차로 유지를 위한 스티어링 휠의 변동 범위는 매우 작음으로, 차로 변경을 위한 스티어링 휠의 변동과 차로 유지를 위한 스티어링 휠의 변동을 구분할 수 있다. 스티어링 토크 변화의 기준 값을 설정하고 스티어링 휠의 토크 변화가 상기 기준 값을 초과하는 경우에 운전자가 차로 변경을 시도하는 것으로 인지할 수 있다.
또 다른 예로서, 차량이 주행 차로의 좌측 또는 우측 차선을 침범하는 경우, 운전자가 차로 변경을 시도하는 것으로 인지할 수 있다.
이어서, 차량의 차로 변경이 인지되면 차로 변경 시 법규를 위반하지를 판단한다(S80).
차량의 95Km/h의 속도를 주행하는 경우 주행 차로의 제한 속도 100Km/h를 준수하고 있어 법규를 위반하지 않는다. 또한, 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 좌측 주변 차로로 진입하는 경우에도 주행 차로의 제한 속도 100Km/h를 준수하고 있어 법규를 위반하지 않는다. 이러한 경우, 차로 변경 시 법규를 위반하지 않음으로 차로 변경을 허용한다(S90).
그러나, 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 우측 주변 차로로 진입하는 경우, 차량의 현재 속도가 주행 차로의 제한 속도 80Km/h를 초과하여 법규를 위반하게 된다. 법규 판단부(150)는 위치 판단부(140)로부터 입력된 제1 차로 위치 데이터와 제1 법규 검출 데이터에 기초하여 현재 주행 차로의 법규 사항을 확인한다. 그리고, 제2 차로 위치 데이터와 제2 법규 검출 데이터에 기초하여 현재 주행 차로를 제외한 주변 차로 각각의 법규 사항을 확인한다.
법규 판단부(150)는 차량이 주행 차로에서 차로를 변경하여 주변 차로로 진입 시, 상기 제2 차로 위치 데이터 및 상기 제2 법규 검출 데이터에 기초하여 주변 차로의 법규를 위반하는지를 사전에 검출한다. 그리고, 법규 판단부(150)는 법규 위반 검출 데이터를 생성한다. 법규 판단부(150)에서 생성된 법규 위반 검출 데이터는 제어부(160)에 공급된다.
법규 판단부(150)는 차량이 95Km/h의 속도를 유지하면서 제한 속도가 80Km/h인 우측 주변 차로로 진입하고자 하는 경우, 차로 변경에 앞서 법규 위반 여부를 검출한다. 법규 판단부(150)는 차로 변경 시 법규 위반 검출 결과에 기초하여 제1 법규 위반 검출 데이터를 생성하고, 제어부(160)로 제1 법규 위반 검출 데이터를 전송한다.
한편, 법규 판단부(150)는 차량이 차로를 변경하지 않더라도, 가속에 의해서 주행 차로의 제한 속도를 초과하는 경우 법규 위반 여부를 검출한다. 법규 판단부(150)는 주행 차로 유지 시 법규 위반 검출 결과에 기초하여 제2 법규 위반 검출 데이터를 생성하고, 제어부(160)로 제2 법규 위반 검출 데이터를 전송한다.
운전자의 수동 주행 모드에서, 제어부(160)는 법규 판단부(150)에서 입력된 제1 법규 위반 검출 데이터에 기초하여 제어 신호를 생성한다(S100).
제어부(160)에서 생성된 제어 신호를 통해 운전자에게 법규 위반을 경고할 수 있다. 이때, 차로 변경 시 법규 위반에 해당하면 경고음 및 경고 메시지를 출력하여 운전자에게 법규 위반 가능성을 인지시킨다. 또한, 운전자의 수동 주행 모드에서, 제어부(160)는 차로를 변경하지 않더라도 제2 법규 위반 검출 데이터에 기초하여, 주행 차로의 법규를 위반할 가능성이 있는 경우에 경고음 및 경고 메시지를 출력하여 운전자에게 법규 위반 가능성을 인지시킨다.
한편, 수동 주행 모드뿐만 아니라, 자율 주행 모드에서도 법규 위반 여부를 확인하여 차량을 제어할 수 있다. 이를 위해, 차량이 자율 주행 모드 상태인지를 확인한다(S110).
S110의 확인 결과, 수동 주행 모드인 경우에는 제어 신호에 기초하여 경고음 및 경고 메시지를 출력한다(S120). 이를 통해, 운전자에게 법규 위반 가능성을 인지시킨다.
한편, S110의 확인 결과, 자율 주행 모드 인 경우, 제어부(160)는 법규 판단부(150)에서 입력된 제1 법규 위반 검출 데이터에 기초하여 차로 변경 시 법규를 위반할 가능성이 있는 경우 차로 변경을 제한하여 주행 차로를 유지하도록 차량을 제어한다(S130).
그러나, 반드시 차로 변경이 이루어져야 하는 경우, 제어부(160)는 차량이 진입하고자 하는 차로의 제한 속도 이하로 차량의 속도를 감소시키고, 이후 차량의 방향을 제어하여 차로 변경이 이루어지도록 엔진, 제동 장치 및 조향 장치를 제어한다.
또한, 자율 주행 모드에서, 제어부(160)는 차로를 변경하지 않더라도 제2 법규 위반 검출 데이터에 기초하여, 주행 차로의 법규를 위반할 가능성이 있는 경우에 엔진, 제동 장치 및 조향 장치를 제어하여 주행 차로의 법규에 적합하도록 차량의 속도를 감소시킨다.
본 발명의 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 수동 주행 모드 시, 차로 변경에 따른 법규 위반 상황을 사전에 감지하여 경고 메시지를 출력할 수 있다.
본 발명의 차량의 주행 지원 장치 및 이의 구동 방법은 자율 주행 모드 시, 차로 변경에 따른 법규 위반 상황을 사전에 감지하여 차량의 방향 전환을 제어할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 주행 지원 장치
110: 카메라
120: 차선 인식부
130: 표지판 인식부
140: 위치 판단부
150: 법규 판단부
160: 제어부

Claims (6)

  1. 실시간으로 차량 전방의 영상 데이터를 생성하는 카메라;
    상기 영상 데이터를 분석하여 도로 상에 배치된 복수의 차로를 검출하는 차선 인식부;
    상기 영상 데이터를 분석하여 상기 도로 상에 배치된 복수의 표지판을 검출하고, 상기 복수의 표지판에 기재된 차로 별 속도제한 사항을 검출하는 표지판 인식부;
    복수의 차로 각각의 위치와 복수의 표지판 각각의 위치를 판단하여 주행 차로의 제1 위치 데이터와 상기 주행 차로에 대응되는 표지판의 제1 속도 데이터를 생성하고, 주변 차로의 제2 위치 데이터와 상기 주변 차로에 대응하는 표지판의 제2 속도 데이터를 생성하는 위치 판단부;
    제2 위치 데이터 및 제2 속도 데이터에 기초하여, 차량의 차로 변경 시 주변 차로에 적용된 제한 속도의 위반 여부를 판단하는 법규 판단부; 및
    차로 변경 시 제한 속도를 위반하는 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메지지를 출력하거나, 또는 자율주행 시 자동으로 감속 또는 자율주행 시 차로 변경을 중지시키는 제어부;를 포함하는 차량의 주행 지원 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    차량의 방향 지시등 레버를 조작을 감지하여 차량의 차로 변경을 인지하거나, 또는 스티어링 휠의 토크 변화를 감지하여 차량의 차로 변경을 인지하는 차량의 주행 지원 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 법규 판단부는,
    상기 제1 위치 데이터 및 제1 속도 데이터에 기초하여, 상기 차량이 차로를 변경하지 않더라도 가속에 의해서 주행 차로의 제한 속도를 초과하는 경우 제한속도 위반 여부를 검출하는 차량의 주행 지원 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 수동 주행 모드 시 상기 제어부는,
    차로 유지 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메지지를 출력하는 차량의 주행 지원 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 주율 주행 모드 시, 상기 제어부는,
    차로 유지 시 제한속도를 위반하는 것으로 판단되면 주행 차로의 제한속도에 적합한 상태가 되도록 차량을 제어하는 차량의 주행 지원 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 주율 주행 모드 시 상기 제어부는,
    진입하고자 하는 차로의 제한 속도 미만으로 차량의 속도를 감속시킨 후, 차로 변경을 허용하는 차량의 주행 지원 장치.
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