KR20180112949A - 차량의 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 자율 주행 제어방법 - Google Patents

차량의 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 자율 주행 제어방법 Download PDF

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유병용
오영철
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 지도(MAP)의 정밀도를 파악하여 자율 주행 가능 레벨을 판단하는 단계; 상기 차량의 센서 커버리지를 파악하여 상기 자율 주행 가능 레벨 중에서 구역별로 사용가능한 자율 주행 레벨을 판단하는 단계; 상기 지도에 설정된 목적지에 따른 주행경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 자율 주행 레벨 산출 정보를 업데이트하여 운전자에게 자율 주행 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는 차량의 자율 주행 제어 방법을 제공한다.

Description

차량의 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 자율 주행 제어방법{Autonomous Travelling Control Ststem And Control Metheod Using It}
본 발명은 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율 주행 자동차에서 경로별로 자율 주행 가능한 레벨과 추천 기능 등을 실시간으로 제공 받을 수 있는 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 자율 주행 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자율 주행 자동차(Autonomous Vehicle)는 운전자가 가속 페달, 핸들, 브레이크 등을 조작하지 않아도 자동차 스스로 도로와 주변의 상황을 파악하여 스스로 목적지까지 주행할 수 있는 자동차를 말한다.
자율 주행을 가능하게 하는 기술의 예로서 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 일종인 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC, Adaptive Cruise Control)이 있다. 이 기술은 앞에서 주행하는 차와의 거리, 속도 등을 계산해 차간 거리를 일정하게 유지시켜 주는 시스템이다. 그리고 앞에 달리는 차가 없으면 원하는 속도까지 가속할 수 있고, 앞에서 느리게 주행하는 차가 나타날 경우 설정된 거리를 유지하면서 속도를 맞출 수 있는 기능을 가지고 있다.
자율 주행을 위해서는 고성능 카메라, 레이저, 충돌 방지 장치 등 기술적 발전이 필요하며, 주행상황 정보를 종합 판단하여 처리하는 주행상황 인지/대응 제어 기술이 필수적이다.
그러나 자율 주행을 부분적으로 사용할 때에는 갑자기 튀어나온 차량 등의 돌발 상황이나 자율 주행이 어려운 구간 등에 대한 정보를 운전자에 제공해주지 못하므로 운전자가 자동차로부터 제어권을 즉시 전환하여 사고에 대처하기엔 어려움이 있다.
본 발명은 자율 주행 중에 운전자에게 경로별로 주행 가능한 자율 주행 레벨 및 주변환경 등을 실시간으로 제공함으로써 차량으로부터 운전자가 제어권 전환을 손쉽게 하여 돌발 상황 등에 미리 대처할 수 있는 차량의 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 차량 주행 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 차량에 탑재된 지도(MAP)의 정밀도를 파악하여 자율 주행 가능 레벨을 판단하는 단계; 상기 차량의 센서 커버리지를 파악하여 상기 자율 주행 가능 레벨 중에서 구역별로 사용가능한 자율 주행 레벨을 판단하는 단계; 상기 지도에 설정된 목적지에 따른 주행경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 자율 주행 레벨 산출 정보를 업데이트하여 운전자에게 자율 주행 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는 차량의 자율 주행 제어 방법을 제공한다.
상기 지도의 정밀도를 파악하는 단계는, 지도의 정밀도가 3.0m 보다 크면 내비게이션 맵이라고 판단하고, 지도의 정밀도가 1.0m 보다 작고 0.3m 보다 크면 ADAS 맵이라고 판단하며, 지도의 정밀도가 0.3m 보다 작으면 HD 맵으로 판단하며, 상기 자율 주행 가능 레벨의 판단은, 상기 내비게이션 맵은 레벨 1단계까지 자율 주행 가능으로 판단하고, 상기 ADAS 맵은 레벨 2단계까지 자율 주행 가능으로 판단하며, 상기 HD 맵은 레벨 4단계까지 자율 주행 가능으로 판단할 수 있다.
상기 자율 주행 레벨 산출 정보는 도로의 곡률, 차선 마킹 정도, 평균 교통량, 사고 다발 지점, 교차로 복잡도, 전체 차로수, 신호등 인지, 제한 속도, 도로 분류, 신호등 인지, 제한속도, 도로 분류, 위치 인지 정도, 도로 구배, 주변 특이점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 센서 커버리지의 파악은 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단할 수 있다.
상기 자율 주행 레벨 산출 정보는 지도의 정밀도, 센서 커버리지, 실시간 교통 상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 상황 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
운전자에게 제공해주는 상기 자율 주행 정보는 상기 자율 주행 레벨 산출 정보를 종합하여 결정한 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
운전자에게 제공해주는 상기 자율 주행 정보는, 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 차량의 상태에 따라 주행 가능 레벨을 판별하여 추천 레벨을 결정하고, 구역별 사용가능 기능을 추천하는 단계; 상기 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 구간별 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 레벨 정보 및 제어권 천이 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는 자율 주행 제어 방법을 제공한다.
사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행 경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명은 차량에 탑재된 지도(MAP)에 주행 목적지를 설정하는 단계; 상기 지도(MAP)의 정밀도를 판단하는 단계; 상기 목적지에 따른 주행 경로를 추천하고, 상기 지도의 정밀도에 따라 자율 주행 가능 레벨을 판단하는 단계; 상기 차량의 센서 커버리지를 판단하여 상기 자율 주행 가능 레벨 중 추천 레벨을 결정하고, 구역별 사용가능 기능을 추천하는 단계; 상기 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 상기 업데이트 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는 자율 주행 제어 방법을 제공한다.
사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명은 차량에 탑재된 지도의 정밀도를 판단하여 자율 주행 가능 레벨을 1차적으로 결정하는 지도 정밀도 판단부; 상기 차량의 센서 커버리지를 판단하여 상기 1차적인 자율 주행 가능 레벨 중에서 사용가능한 기능을 2차적으로 판단하는 센서 커버리지 판단부; 상기 지도에 설정된 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 자율 주행 상태표시부; 및 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 경로에 따른 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 상기 업데이트 정보를 제공하는 실시간 정보제공부; 를 포함하는 차량의 자율 주행 제어 시스템을 제공한다.
상기 지도 정밀도 판단부는 지도의 정밀도가 3.0m 보다 크면 내비게이션 맵이라고 판단하고, 지도의 정밀도가 1.0m 보다 작고 0.3m 보다 크면 ADAS 맵이라고 판단하며, 지도의 정밀도가 0.3m 보다 작으면 HD 맵으로 판단하며, 상기 자율 주행 가능 레벨의 판단은, 상기 내비게이션 맵은 레벨 1단계까지 자율 주행 가능으로 판단하고, 상기 ADAS 맵은 레벨 2단계까지 자율 주행 가능으로 판단하며, 상기 HD 맵은 레벨 4단계까지 자율 주행 가능으로 판단할 수 있다.
상기 센서 커버리지의 판단부는 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단할 수 있다.
상기 실시간으로 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 차량의 자율 주행 제어 시스템 및 그를 이용한 자율 주행 제어 방법에 따르면, 자율 주행시 예측되는 레벨 단계 변화 상황 및 추천 기능들과 차량 제어권 천이 정보를 실시간으로 미리 알려줌으로써 운전자는 돌발 상황에 대비할 수 있고 적절한 시기에 제어권을 전환 받아 안전 운전을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자율 주행 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 지도의 정밀도에 따른 자율 주행 가능 레벨 범위를 보여준다.
도 3은 센서 커버리지에 따른 추천 자율 주행 레벨과 사용제한 기능을 보여준다.
도 4는 주행가능 레벨 판단의 기준을 표로 정리한 것이다.
도 5는 주행 레벨에 대한 실시간 판단 기준을 표로 정리한 것이다.
도 6은 실시간 정보제공부에 의해 운전자에게 표시되는 정보내용들은 예시하였다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자율 주행 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자율 주행 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 지도의 정밀도에 따른 자율 주행 가능 레벨 범위를 보여주며, 도 3은 센서 커버리지에 따른 추천 자율 주행 레벨과 사용제한 기능을 보여주고, 도 4는 주행가능 레벨 판단의 기준을 표로 정리한 것이며, 도 5는 주행 레벨에 대한 실시간 판단 기준을 표로 정리한 것이고, 도 6은 실시간 정보제공부에 의해 운전자에게 표시되는 정보내용들은 예시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 차량의 자율 주행 제어 시스템은 지도 정밀도 판단부(110), 센서 커버리지 판단부(120), 자율 주행 상태표시부(200) 및 실시간 정보제공부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 지도 정밀도 판단부(110)와 센서 커버리지 판단부(120)는 자율 주행에 필요한 차량의 구성요소들(예컨대, 지도와 센서들)에 대한 상태를 점검하여 주행가능한 레벨과 이용가능한 자율 주행 기능들을 판단하여 알려주는 차량상태 판단부(100)를 구성할 수 있다.
지도 정밀도 판단부(110)는 차량에 탑재된 지도(MAP)의 정밀도를 파악한다.
차량에 탑재된 지도는 내비게이션 맵, ADAS 맵, HD(High Definition) 맵 중 어느 하나일 수 있다. 여기서 지도의 정밀도가 3.0m 보다 크면 내비게이션 맵이라고 판단하고, 지도의 정밀도 1.0m 보다 작고 0.3m보다 크면 ADAS 맵이라고 판단하며, 지도의 정밀도가 0.3보다 작으면 HD 맵으로 판단할 수 있다.
지도의 정밀도에 따라서 이용가능한 자율 주행 레벨(아래 기준 참고)이 달라질 수 있다. 즉, 자율 주행 가능 레벨 및 이용가능한 자율 주행 기능은 지도의 정밀도가 높아지는 순서인 내비게이션 맵, ADAS 맵, HD 맵 순으로 성능이 향상될 수 있다.
[ 참고 - 미국 도로교통안전국(NHTSA)의 자율 주행 자동차 분류기준 ]
(1) 레벨 0단계(No-Automation Level)
운전자가 핸들을 돌리고, 브레이크도 밟고, 전방 주시 등의 주의를 해야하는 단계로. 운전자가 차량을 완전히 제어해야만 함.
(1) 레벨 1단계(Function-Specific Automation)
운전자가 좌우 주행이나 전후 주행 중의 하나를 하지 않을 수 있는 단계. 운전자는 전방 주시 등 주의를 해야 하며 운전대에서 다른 일을 하거나 떠나면 안됨.
(2) 레벨 2단계(Combined Function Automation)
운전자가 좌우 주행이나 전후 주행 모두 하지 않을 수 있는 단계. 역시 운전자는 전방 주시 등 주의를 해야 하며 운전자는 운전대에서 다른일을 하거나 이탈하면 안됨.
(3) 레벨 3단계(Limited Self-Driving Automation)
운전자가 좌우 주행이나 전후 주행 뿐만 아니라 전방 주시 등의 주의까지도 자율 자동차에 맡길 수 있는 단계. 일부 안전자율모드로 전환된 구간에서는 운전자는 다른 일을 할 수 있거나 운전석을 이탈할 수 있음.
(4) 레벨 4단계(Full Self-Driving Automation)
완전한 자율모드로 운행함. 운전자는 처음 목적지를 입력한 후 운행중 다른 일을 하거나 운전석을 이탈할 수 있음.
도 2에 도시된 바와 같이, (1) 내비게이션 맵 (2) ADAS 맵 (3) HD map은 육안으로 보더라도 지도의 정밀도에 차이가 나며, 지도의 정밀도에 따라 (1) 내비게이션 맵은 자율 주행 레벨 1단계까지, (2) ADAS 맵은 2단계까지, (3) HD 맵은 레벨 1단계 및 레벨 2단계 뿐만 아니라 레벨 3단계 또는 레벨 4단계까지 자율 주행 가능할 수 있다(실질적으로 자율 주행 단계가 아닌 레벨 0단계는 본 실시예에서 논의는 생략한다).
이와 같이 지도 정밀도 판단부(110)에 의해 판단된 지도의 정밀도에 따라 자율 주행 가능 레벨이 1차적으로 결정될 수 있다. 지도 정밀도 판단부(110)에 의해 1차적으로 자율 주행 가능 레벨이 결정되면 센서 커버리지 판단부(120)에 의해 2차적으로 자율 주행 가능 레벨 및 기능을 판단한다.
센서 커버리지 판단부(120)는 차량에 장착된 센서들의 커버지리를 판단하여 자율 주행 가능 레벨 및 사용가능 기능(또한 제한 기능)들을 2차적으로 판단한다. 여기서 커버지리 판단 대상의 센서들은 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서일 수 있다. 센서 커버리지 판단부(120)는 상술한 센서들의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단한다.
예를 들어, 전방 센서의 커버리지가 선행차량 및 주변 환경과의 거리가 100m 이상이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 1 내지 레벨 3단계 중에서 결정되고, 전방 센서의 커버리지가 선행차량 및 주변 차량과의 거리가 150m 이상이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 4단계로 결정될 수 있다.
전측방 센서의 커버리지가 선행차량 및 주변 환경과의 거리가 10m 이상 50m 미만이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 1단계로 결정되고, 전측방 센서의 커버리지가 선행차량 및 주변 환경과의 거리가 50m 이상 100m 미만이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 2단계로 결정될 수 있다. 그리고 전측방 센서의 커버리지가 선행차량 및 주변 환경과의 거리가 100m 이상이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 3 내지 레벨 4단계 중에서 결정될 수 있다.
측후방 센서의 커버리지가 주변 환경과의 거리가 30m 이상 70m 미만이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 1단계로 결정되고, 측후방 센서의 커버리지가 주변 환경과의 거리가 70m 이상 100m 미만이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 2단계로 결정될 수 있다. 측후방 센서의 커버리지가 주변 차량과의 거리가의 거리가 100m 이상이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 3 내지 레벨 4단계 중에서 결정될 수 있다. 그리고 측후방 센서의 커버리지가 주변 환경과의 거리가 100m 이상이면 자율 주행 가능 레벨은 레벨 4단계로 결정될 수 있다.
센서 커버리지 판단부(120)는 상술한 센서들의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단하여 2차 자율 주행 가능 레벨을 판단하게 된다.
지도 정밀도 판단부(110)와 센서 커버리지 판단부(120)에서 각각 판단한 자율 주행 가능 레벨을 기준으로 일단, 자동차의 자율 주행 가능레벨이 결정될 수 있다.
예를 들어 차량에 HD 맵이 탑재되고, 상술한 센서들의 커버리지가 최상의 기준을 만족한다면 차량은 자율 주행 레벨 4단계까지 기능을 제공할 수 있다고 판단할 수 있다.
상술한 지도 정밀도 판단부(110)와 센서 커버리지 판단부(120)를 구비하는 자율 주행 상태표시부(200)는 지도 상태와 센서의 상태에 따라 운전자의 차량에 대해 자율 주행 가능 레벨 및 사용 제한되거나 추천하는 자율 주행 기능들을 미리 알려줄 수 있다.
예를 들어, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 자율 주행 레벨 2단계 사용시 센서 커버리지 판단 결과를 반영하여 자율 주행 상태표시부(200)는 ACC(Adaptive Cruise Control), LKA(Lane Keep Assist) 기능을 제한할 것을 알려줄 수 있다.
마찬가지로 도 3의 (B)와 같이 레벨 3단계에서는 고속도로 차선변경 기능을 사용할 수 없음을 알려주고, 도 3의 (C)와 같이 레벨 4단계에서 모든 기능을 사용할 수 있음을 알려줄 수 있다.
상술한 과정 이후에는, 자율 주행 상태표시부(200)가 지도 맵에 설정한 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하여 표시할 수 있다.
자율 주행 상태표시부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 도로의 곡률, 차선 마킹 정도, 평균 교통량, 사고 다발 지점, 교차로 복잡도, 전체 차로수, 신호등 인지, 제한 속도, 도로 분류, 신호등 인지(cognition), 제한속도, 도로분류, 위치 인지 정도, 도로 구배, 주변 특이점 중 적어도 어느 하나를 통해 경로를 구간별로 주행 가능레벨로 표시할 수 있다. (물론, 상술한 각 항목마다 현재 주행중인 위치에서 다시 분석하여 레벨 단계를 표시할 수 있고, 레벨이 변할 때마다 정보로 표시할 수도 있다.)
예를 들어, 목적지 상의 어떤 구간이, 차선 마킹 정도가 양호하고 사고다발 지점이 없고, 교차로가 복잡하지 않은 2차로 이내의 차로수를 갖고, 제한속도가 110Km 이내의 조건을 만족하는 고속도로일 경우에는 자율 주행 상태표시부(200)는 레벨 4단계까지 주행가능하다고 지도상에 표시할 수 있다.
또 다른 예로서, 목적지 상의 어떤 구간이, 차선 마킹이 된 곳에 크랙이 다수가 발견되고 Km 당 3개 이상의 사고 다발지점이 있는 4차로 도로일 경우에는 자율 주행 상태표시부(200)는 레벨 2단계까지 주행가능하다고 지도상에 표시할 수 있다.
자율 주행 상태표시부(200)에 의해 운전자는 원하는 목적지 상의 경로에 대해 구간별로 자율 주행 레벨 가능 단계들을 미리 추천받아 알 수 있게 된다. 예를 들어 자율 주행 상태표시부(200)는 출발지부터 목적지까지 가는 경로를 레벨 2단계인 제1 경로와, 레벨 3단계 및 레벨 4단계인 제2 경로를 추천할 수 있다.
운전자는 상기 제1 경로와 제2 경로 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 원하는 레벨을 설정하여 자율 주행 모드로 운행을 할 수 있다.
예를 들어 지도상으로 레벨 2단계 구간을 주행할 경우에서는 운전자가 전방을 주시할 의무를 가지며, 도로 및 주변 환경상 언제든지 차량으로부터 운전자에게로 제어권 천이가 일어날 수 있는 상태에 있음을 알 수 있다. 따라서 본 구간을 주행할 경우에는 가급적 ACC(Adaptive Cruise Control) 기능만 사용할 것을 운전자에게 알려줄 필요가 있다. 물론, 교통량이 많아질 경우에는 TJA(Traffic Jam Assistant, 저속정체구간 자율 주행) 기술로 변환되어 레벨 3단계로 상향 가능함을 알려줄 수도 있다.
레벨 3단계 구간을 주행할 경우에는 운전자는 여전히 전방을 주시할 의무를 가지며, 돌발상황 발생시 2초 이내로 빠른 시간 내에서 제어권 천이가 필요할 수 있다.
레벨 4단계 구간을 주행할 경우에는 완전한 자율 주행 단계로서, 운전자는 전방을 주시할 의무가 없으므로 제어권 천이 가능성은 낮다고 볼 수 있다.
이와 같이 자율 주행의 안정성을 높이기 위해서는 자율 주행시 예측되는 레벨 단계 변화 상황 정보들을 운전자에게 미리 알려줄 필요가 있고, 필요시 운전자에게 차량 제어권 천이 정보를 알려줄 필요가 있다.
따라서 본 실시예의 실시간 정보제공부(300)는 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 자율 주행 레벨 산출 정보(레벨 정보)를 업데이트하여 운전자에게 업데이트 정보를 제공한다.
여기서 실시간으로 업데이트되는 자율 주행 레벨 산출 정보(레벨 정보)는 도 5에 도시된 바와 같이 지도의 정밀도 및 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시간으로 업데이트되는 레벨 정보는 이들 자율 주행 레벨 산출 정보를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
예를 들어, 주행경로가 5차로 이상의 대로, 고 곡률 포함도로, 주택가 혼잡도로이면 자율 주행 레벨은 레벨 1단계 내지 레벨 2단계에서 결정될 수 있다. 주행경로가 교차로 존재하는 도심, 좌회전 2개 차로 이상이면 자율 주행 레벨은 레벨 3단계에서 결정되며, 주행경로가 고속도로(진출입 포함), 자동차 전용도로, 자율 주행 전용도로이면, 자율 주행 레벨은 레벨 4단계에서 결정될 수 있다.
예를 들어 실시간 교통상황은 평균 속도 20 Km/h 이하이면 자율 주행 레벨은 레벨 1단계에서 결정되고, 실시간 교통상황은 평균 속도 20 Km/h 초과 40 Km/h 이하이면 자율 주행 레벨은 레벨 2단계 내지 레벨 3단계 중에서 결정될 수 있다.
예를 들어 현재 날씨가 20mm 이상 강수량, 5cm 이상 강설량이면 자율 주행 레벨은 레벨 1단계에서 결정되고, 현재 날씨가 20mm 미만 강수량, 5cm 미만 강설량이면 자율 주행 레벨은 레벨 2단계에서 결정되며, 현재 날씨가 야간, 흐림이면 자율 주행 레벨은 레벨 3단계에서 결정되고, 현재 날씨가 맑음이면 자율 주행 레벨은 레벨 4단계에서 결정될 수 있다.
예를 들어 차량 상태가 센서들 중 2개 이상의 센서가 캘리브레이션(Calibration) 에러가 발생하면 자율 주행 레벨은 레벨 1단계에서 결정되고, 차량 상태가 센서들 중 1개의 센서가 캘리브레이션 에러가 발생하면 자율 주행 레벨은 레벨 2단계에서 결정될 수 있다.
예를 들어 지도 매칭 상태가 90% 이상 95% 미만의 랜드마크 매칭이면, 자율 주행 레벨은 레벨 3단계에서 결정되고, 지도 매칭 상태가 95% 이상의 랜드마크 매칭이면 자율 주행 레벨은 레벨 4단계에서 결정될 수 있다.
예를 들어 위험요소가 보행자 무단횡단이면 자율 주행 레벨은 레벨 1단계에서 결정되고, 위험요소가 주변 거동이상 차량이면 자율 주행 레벨은 레벨 2단계에서 결정될 수 있다.
상술한 항목들은 모든 요소들을 종합하여 판단하여 최소 레벨 단계 값으로 결정된다.
한편, 실시간 정보제공부(300)가 사용자에게 제공해주는 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시간 정보제공부(300)는 상술한 내용을 음성으로 출력하거나 디스플레이에 문자, 도형 등 시각적으로 선택적 또는 함께 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 "Level 4구역입니다. 앞으로 20분간 편안하게 휴식을 취하세요" 처럼, 현재 진입하는 구간과 레벨 단계가 끝나는 시점을 운전자에게 알려줄 수 있다.
예를 들어 "Level 3구역입니다. 돌발 상황시에만 제어권을 천이해 주세요. 이 차량은 고속도로에서 자동 차선 변경이 지원되지 않습니다. 3Km 앞 고속도로 출구입니다. 차선 변경이 필요합니다" 처럼, 제어권 천이에 대한 경고를 할 수 있다.
제어권 천이에 대해서는 "5Km 앞에 Level 2구역입니다. 5분 후 제어권 천이를 준비하세요", "전방에 곡률이 심한 도로입니다. 제어권 천이를 준비하세요. 5.4.3.2.1" 처럼, 시간이나 상황에 따라 경고를 할 수 있다.
또한, 운전자의 전방주시 상태를 실내 카메라 등으로 관찰하여, 이를 운전자가 잘 지키지 않을 경우, "Level 3구역입니다. 전방 주시가 필요합니다. 전방 주시를 하지 않을 경우 5초 후 자율 주행이 해지 됩니다" 식으로 강하게 경고할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 실시예의 차량의 자율 주행 제어 시스템에 따르면, 자율 주행시 예측되는 레벨 단계 변화 상황 정보들과 차량 제어권 천이 정보를 실시간으로 미리 알려줌으로써 운전자는 돌발 상황에 대비할 수 있고 적절한 시기에 제어권을 전환 받아 안전운전을 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자율 주행 제어 방법의 흐름도이다.이하, 도 7 및 전술한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 자율 주행 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 차량의 자율 주행 제어 방법은 운전자가 차량에 탑재된 지도(MAP)에 주행 목적지를 설정하는 단계(S100)가 수행된다.
이어서 차량에 탑재된 지도(MAP)의 정밀도를 판단하는 단계(S200)가 이어진다. 본 단계는 상술한 자율 주행 제어 시스템에서 지도 정밀도 판단부(110)가 수행할 수 있다.
차량에 탑재된 내비게이션 맵은 레벨 1단계까지, ADAS 맵은 레벨 2단계까지, HD 맵은 레벨 1 단계 및 레벨 2 단계 뿐만 아니라 레벨 3단계 또는 레벨 4단계까지 자율 주행 가능할 수 있다.
이와 같이 지도 정밀도 판단부(110)에 의해 판단된 맵의 정밀도에 따라 주행 경로 추천 및 추행 가능 레벨 판단(S300), 즉 자율 주행 가능 레벨이 1차적으로 결정될 수 있다. 지도 정밀도 판단부(110)에 의해 1차적으로 자율 주행 가능 레벨이 결정되면 차량의 센서 커버리지를 판단하는 단계(S400)가 수행될 수 있다.
센서 커버리지 판단단계(S400)는 전술한 센서 커버리지 판단부(120)에 의해 2차적으로 자율 주행 가능 레벨 및 구역별 사용가능 기능을 추천하도록 판단할 수 있다(S500). 센서 커버리지 판단부(120)는 차량에 장착된 센서들의 커버지리를 판단하여 자율 주행 가능 레벨을 2차적으로 판단한다. 여기서 커버지리 판단 대상의 센서들은 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서일 수 있다. 센서 커버리지 판단부(120)는 상술한 센서들의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단한다. 상술한 예시는 전술하였으므로 생략한다.
상술한 단계들을 수행하는 지도 정밀도 판단부(110)와 센서 커버리지 판단부(120)에서 각각 판단한 자율 주행 가능 레벨을 기준으로 일단, 자동차의 자율 주행 가능레벨이 결정될 수 있다.
상술한 과정 이후에는, 자율 주행 상태표시부(200)가 지도 맵에 설정한 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하여 표시할 수 있다(S700).
자율 주행 상태표시부(200)에 의해 운전자는 원하는 목적지 상의 경로에 대해 구간별로 자율 주행 레벨 가능 단계들을 미리 추천받아 알 수 있게 된다. 운전자는 추천된 경로들중 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 원하는 레벨을 설정하여 자율 주행 모드로 운행을 할 수 있다.
그런데 경로 구간별로 자율 주행 레벨의 변화에 따라 운전자가 차량으로부터 제어권을 전환(천이) 받을 필요성이 있기 때문에 자율 주행의 안정성을 높이기 위해서는 자율 주행시 예측되는 레벨 단계 변화 상황 정보들을 운전자에게 미리 알려줄 필요가 있고, 필요시 운전자에게 차량 제어권 천이 정보를 알려줄 필요가 있다.
따라서 상술한 단계들 이후에는 실시간으로 레벨 및 주변환경 정보를 업데이트하는 단계를 수행한다(S700). 본 단계는 실시간 정보제공부(300)를 통해서 수행될 수 있다. 실시간 정보제공부(300)는 선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 업데이트 정보를 제공한다(S800).
여기서 실시간으로 업데이트되는 레벨 정보는 지도의 정밀도 및 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공될 수 있다.
한편, 실시간 정보제공부가 사용자에게 제공해주는 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시간 정보제공부는 상술한 내용을 음성으로 출력하거나 디스플레이에 문자, 도형 등 시각적으로 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 "Level 4구역입니다. 앞으로 20분간 편안하게 휴식을 취하세요" 처럼, 현재 진입하는 구간과 레벨 단계가 끝나는 시점을 운전자에게 알려줄 수 있다.
예를 들어 "Level 3구역입니다. 돌발 상황시에만 제어권을 천이해주세요. 이 차량은 고속도로에서 자동 차선 변경이 지원되지 않습니다. 3Km 앞 고속도로 출구입니다. 차선 변경이 필요합니다" 처럼, 제어권 천이에 대한 경고를 할 수 있다.
제어권 천이에 대해서는 "5Km 앞에 Level 2구역입니다. 5분 후 제어권 천이를 준비하세요", "전방에 곡률이 심한 도로입니다. 제어권 천이를 준비하세요. 5.4.3.2.1" 처럼, 시간이나 상황에 따라 경고를 할 수 있다.
또한, 운전자의 전방주시 상태를 실내 카메라 등으로 관찰하여, 이를 운전자가 잘 지키지 않을 경우, "Level 3구역입니다. 전방 주시가 필요합니다. 전방 주시를 하지 않을 경우 5초후 자율 주행이 해지 됩니다" 식으로 강하게 경고할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 실시예의 차량의 자율 주행 제어 방법에 따르면, 자율 주행시 예측되는 레벨 단계 변화 상황 정보들과 차량 제어권 천이 정보를 실시간으로 미리 알려줌으로써 운전자는 돌발 상황에 대비할 수 있고 적절한 시기에 제어권을 전환 받아 안전운전을 할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 차량 상태 판단부 110 : 지도 정밀도 판단부
120 : 센서 커버리지 판단부 200 : 자율 주행 상태표시부
300 : 실시간 정보제공부

Claims (18)

  1. 차량에 탑재된 지도(MAP)의 정밀도를 파악하여 자율 주행 가능 레벨을 판단하는 단계;
    상기 차량의 센서 커버리지를 파악하여 상기 자율 주행 가능 레벨 중에서 구역별로 사용가능한 자율 주행 레벨을 판단하는 단계;
    상기 지도에 설정된 목적지에 따른 주행경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및
    선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 자율 주행 레벨 산출 정보를 업데이트하여 운전자에게 자율 주행 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지도의 정밀도를 파악하는 단계는,
    지도의 정밀도가 3.0m 보다 크면 내비게이션 맵이라고 판단하고,
    지도의 정밀도가 1.0m 보다 작고 0.3m보다 크면 ADAS 맵이라고 판단하며,
    지도의 정밀도가 0.3m 보다 작으면 HD 맵으로 판단하며,
    상기 자율 주행 가능 레벨의 판단은,
    상기 내비게이션 맵은 레벨 1단계까지 자율 주행 가능으로 판단하고,
    상기 ADAS 맵은 레벨 2단계까지 자율 주행 가능으로 판단하며,
    상기 HD 맵은 레벨 4단계까지 자율 주행 가능으로 판단하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자율 주행 레벨 산출 정보는
    도로의 곡률, 차선 마킹 정도, 평균 교통량, 사고 다발 지점, 교차로 복잡도, 전체 차로수, 신호등 인지, 제한 속도, 도로 분류, 신호등 인지, 제한속도, 도로 분류, 위치 인지 정도, 도로 구배, 주변 특이점 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서 커버리지의 파악은 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자율 주행 레벨 산출 정보는
    지도의 정밀도, 센서 커버리지, 실시간 교통 상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 상황 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    운전자에게 제공해주는 상기 자율 주행 정보는
    상기 자율 주행 레벨 산출 정보를 종합하여 결정한 최소 레벨 값으로 제공되는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    운전자에게 제공해주는 상기 자율 주행 정보는,
    현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  8. 차량의 상태에 따라 주행 가능 레벨을 판별하여 추천 레벨을 결정하고, 구역별 사용가능 기능을 추천하는 단계;
    상기 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및
    선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 구간별 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 레벨 정보 및 제어권 천이 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행 경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공되는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  11. 차량에 탑재된 지도(MAP)에 주행 목적지를 설정하는 단계;
    상기 지도(MAP)의 정밀도를 판단하는 단계;
    상기 목적지에 따른 주행 경로를 추천하고, 상기 지도의 정밀도에 따라 자율 주행 가능 레벨을 판단하는 단계;
    상기 차량의 센서 커버리지를 판단하여 상기 자율 주행 가능 레벨 중 추천 레벨을 결정하고, 구역별 사용가능 기능을 추천하는 단계;
    상기 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 단계; 및
    선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 상기 업데이트 정보를 제공하는 단계; 를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공되는, 차량의 자율 주행 제어 방법.
  14. 차량에 탑재된 지도의 정밀도를 판단하여 자율 주행 가능 레벨을 1차적으로 결정하는 지도 정밀도 판단부;
    상기 차량의 센서 커버리지를 판단하여 상기 1차적인 자율 주행 가능 레벨 중에서 사용가능한 기능을 2차적으로 판단하는 센서 커버리지 판단부;
    상기 지도에 설정된 목적지에 따른 추천 경로 가운데 자율 주행 레벨이 표시되는 경로를 추천하는 자율 주행 상태표시부; 및
    선택된 경로를 따라 주행시 실시간으로 경로에 따른 레벨 정보를 업데이트하여 운전자에게 상기 업데이트 정보를 제공하는 실시간 정보제공부; 를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지도 정밀도 판단부는
    지도의 정밀도가 3.0m 보다 크면 내비게이션 맵이라고 판단하고,
    지도의 정밀도가 1.0m 보다 작고 0.3m 보다 크면 ADAS 맵이라고 판단하며,
    지도의 정밀도가 0.3m 보다 작으면 HD 맵으로 판단하며,
    상기 자율 주행 가능 레벨의 판단은,
    상기 내비게이션 맵은 레벨 1단계까지 자율 주행 가능으로 판단하고,
    상기 ADAS 맵은 레벨 2단계까지 자율 주행 가능으로 판단하며,
    상기 HD 맵은 레벨 4단계까지 자율 주행 가능으로 판단하는, 차량의 자율 주행 제어 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센서 커버리지의 판단부는 전방 센서, 전측방 센서, 측후방센서, 후방센서의 커버리지들에 대한 결과를 종합적으로 판단하는, 차량의 자율 주행 제어 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 실시간으로 업데이트되는 레벨 정보는 상기 지도의 정밀도 및 상기 센서 커버리지와, 주행경로, 실시간 교통상황, 현재 날씨, 차량 상태, 지도 매칭상태, 위험 요소를 종합하여 결정하여 최소 레벨 값으로 제공되는, 차량의 자율 주행 제어 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    사용자에게 제공해주는 상기 업데이트 정보는 현재 레벨 구역, 레벨 구역 변화 예정에 따른 제어권 천이 준비 경고 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 차량의 자율 주행 제어 시스템.
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