KR20190004133A - Ecu, 상기 ecu를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법은, ECU(Electronic Control Unit)의 자율 주행 로직이, 차선 변경 명령이 발생되면, 상기 차선 변경 명령의 종류를 판단하는 단계, 상기 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계 및 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법{ECU, AUTONOMOUS VEHICLE INCLUDING THE ECU, AND METHOD OF CONTROLLING LANE CHANGE FOR THE SAME}
본 발명은 ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차선 변경시 가장 적절한 차선 변경을 수행할 수 있는 ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차의 무인 자율 주행 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 상기 무인 자율 주행 기술은 운전자의 개입 없이도 자동으로 차량 주행이 가능하도록 하는 기술을 의미한다. 일반적으로 무인 자율 주행 시에 차선 변경을 할 때, 자기 차량에 장착되어 있는 레이더(Radar), 라이다(LiDAR) 등의 거리 측정 센서로부터 주변 차량들의 움직임(상대 위치, 상대 속도 등)을 파악하고, 이들 정보를 기초로 차선 변경 여부를 결정하게 된다.
운전자가 차량을 운전하는 경우, 상황에 따라 현재 교통 흐름에 맞춰 주행하다가 기회가 되면 차선 변경을 하기도 하고, 때로는 적극적으로 가감속을 함으로써, 밀집된 공간을 비집고 차선 변경을 시도하기도 한다. 마찬가지로, 자율 주행 차량에서도 상황에 따라 가감속 제어를 하면서 차선 변경을 해야 하는 경우가 있다.
가령, 운전자가 목적지를 변경하여 가까운 IC(나들목)/JC(분기점)로 진입해야 하는 경우, 또는 주행중인 차로 전방에 사고 차량 혹은 공사중인 구간이 있음을 차량간 통신 등을 통해 인지했을 때, 또는, 사용자에게 빠른 차선 변경 혹은 밀집지역 차선 변경 명령 입력을 받았을 때, 또는 고속도로 주행 중에 목적지 변경이 없더라도, 원래의 경로상의 IC/JC 이전에 존재하는 IC/JC가 가까운 경우 합류하는 차량들에게 차로를 양보하기 위해 미리 우측으로 차선 변경을 하지 않아 경로상의 IC/JC까지 얼마 남지 않은 경우 등이 있을 수 있다. 또한, IC/JC 초입에 진입해서 포켓 차로로 바로 진입하지 못한 경우에는 더욱 급하게 차선 변경을 해야 할 필요가 있다. 이러한 경우들에 있어서 자차의 현재 주행 차선과 변경하려는 차선과 속도 차이가 날수록, 변경하려는 차선으로의 차선 변경 기회가 줄어들어 빠르게 차선 변경하는 것이 힘들어진다.
이러한 상황들에서도 자율주행 차량이 도로 주행 흐름을 방해하지 않고 사고 위험을 증가시키지 않으면서, 차선 변경이 필요한 상황에 따라 적응적으로 신속하고 적절한 차선 변경을 수행하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 가장 적절한 차선 변경 영역을 선택하여 차선 변경을 수행할 수 있는 무인 자율 주행 차량의 ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법은, ECU(Electronic Control Unit)의 자율 주행 로직이, 차선 변경 명령이 발생되면, 상기 차선 변경 명령의 종류를 판단하는 단계; 상기 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하는 단계; 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계; 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율 주행 차량의 ECU(Electronic Control Unit)는, 제1 내지 제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령으로 구분되는 차선 변경 명령을 생성하는 주제어 로직; 상기 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 차선변경영역 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율 주행 차량은, 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 ECU(Electronic Control Unit); 및 상기 ECU가 생성하는 제어 신호에 따라 차량의 구동을 제어하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법에 의하면, 차선 변경이 필요한 상황에 따라 가장 적절한 차선 변경 영역을 선택하여 차선 변경을 수행함으로써 차선 변경이 필수적인 상황에서 차선 변경의 성공 확률을 높이는 동시에 빠른 차선 변경을 가능하게 하여 자율 주행의 완성도를 높일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 로직의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 시나리오에 따른 차선 변경 명령 종류 및 그에 대응하는 상황을 나타낸 표이다.
도 4는 S20 단계의 차선 변경 가능 영역을 판단하는 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 S30 단계를 위한 파라미터들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변경하려는 영역의 속도가 자차의 속도보다 높은 경우 자차의 제어 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 변경하려는 영역의 속도가 자차의 속도보다 높은 경우 영역의 속성을 보정하기 위한 수식을 나타낸 도면이다.
도 8은 영역의 속성이 보정되는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 제2 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 입력된 경우, 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택하기 위한 알고리즘을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 제3 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 입력된 경우, 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 적어도 하나의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량(10)은 무인 자율 주행 기술이 적용된 차량이며, 상기 무인 자율 주행 기술은 운전자의 개입 없이도 자동으로 차량 주행이 가능하도록 하는 기술을 의미한다. 상기 무인 자율 주행 기술은 사용자의 편의성과 함께 사고 방지를 통한 사용자의 안전을 그 목표로 한다.
차량(10)은 정보 추출부(100), 자율 주행 로직(200) 및 구동부(300)를 포함할 수 있다.
정보 추출부(100)는 차량(10)의 주변에 대한 정보를 수집하는 구성이며, 차량(10)의 주변에 위치하는 물체와의 거리 정보를 획득하는 거리측정센서(110), 차량(10)의 주변을 촬영한 영상 정보를 획득하는 카메라(120), 현재 차량(10)이 주행중인 도로의 교통 정보와 목적지에 대한 경로 안내 정보를 제공하는 내비게이션(130), 및 현재 차량(10)이 주행중인 속도를 감지하는 속도 센서(140)를 포함할 수 있다.
자율 주행 로직(200)은 무인 자율 주행의 기능을 구현하기 위한 소프트웨어(software), 하드웨어(hardward), 또는 이들의 조합일 수 있다. 자율 주행 로직(200)은 차량(10)의 ECU(Electronic Control Unit)의 일부로 구현될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
위치/속도/가속도 계산부(210)는 정보 추출부(100)로부터의 거리 정보 및 영상 정보 중 적어도 하나를 기초로, 주변에 존재하는 차량에 대한 위치, 속도, 및 가속도를 계산할 수 있다. 또한, 이러한 차량에 대한 위치, 속도, 및 가속도는 다른 차량에 대한 상대 위치, 상대 속도, 및 상대 가속도를 포함할 수 있다. 또한, 상기 상대 위치, 상대 속도, 및 상대 가속도는 횡방향 및 종방향의 성분으로 구분되어 저장될 수 있다.
여기서, 상기 위치, 속도, 및 가속도는 거리측정센서(110) 또는 카메라(120)의 매 측정 주기마다 업데이트될 수 있고, 동일한 것으로 인식되는 주변 차량에 대한 정보는 해당 주변 차량과 매칭(matching)되어 저장될 수 있다.
주제어 로직(220)은 무인 자율 주행 기능의 전반적인 제어를 담당할 수 있다. 주제어 로직(220)은 위치/속도/가속도 계산부(210)와 차선 변경 영역 결정부(230)가 제공하는 정보를 기초로 구동부(300)를 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 또한, 주제어 로직(220)은 차선 변경 명령을 생성하여 차선 변경 영역 결정부(230)를 활성화할 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 주제어 로직(220)의 제어에 따라 차선 변경 가능 영역을 판단하고, 차선 변경 가능 영역을 보정하여 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
구동부(300)는 주제어 로직(220)의 제어 신호에 따른 차량(10)의 구동을 수행하는 구성이며, 브레이크, 엑셀레이터, 변속기, 조향 장치 등의 차량 구동을 실질적으로 제어하는 구성들을 포함할 수 있다.
예컨대, 주제어 로직(220)의 제어 신호가 가속하면서 좌측 차선으로 차선변경을 지시하는 신호일 경우, 구동부(300)의 엑셀레이터는 가속을, 조향 장치는 좌측 방향으로 토크를 가하는 구동제어를 실행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 로직의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3은 시나리오에 따른 차선 변경 명령 종류 및 그에 대응하는 상황을 나타낸 표이다. 도 4는 S20 단계의 차선 변경 가능 영역을 판단하는 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 5는 S30 단계를 위한 파라미터들을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 변경하려는 영역의 속도가 자차의 속도보다 높은 경우 자차의 제어 방법을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 변경하려는 영역의 속도가 자차의 속도보다 높은 경우 영역의 속성을 보정하기 위한 수식을 나타낸 도면이다. 도 8은 영역의 속성이 보정되는 일 예를 나타낸 도면이다. 도 9는 제2 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 입력된 경우, 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택하기 위한 알고리즘을 나타낸 흐름도이다. 도 10은 제3 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 입력된 경우, 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 도 2에 도시된 차선 변경 제어 방법의 각 단계는 자율 주행 로직(200)에 의해 수행된다.
자차(이후의 설명에서 차량(10)은 '자차'라 칭하기로 함)의 주행 중 주제어 로직(220)은 차선 변경이 필요하다고 판단하고, 차선 변경 명령을 생성할 수 있다(S10). 차선 변경 명령은 사용자에 의해 입력될 수도 있고, 내비게이션(130)의 경로 안내 정보에 기초하여 생성될 수도 있다.
차선 변경 명령의 종류는 예시적으로 일반적인 차선 변경 명령, 밀집 지역 차선 변경 명령, 필수 차선 변경 명령 1, 필수 차선 변경 명령 2와 같이 구분될 수 있다. 이러한 구분은 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 차선 변경을 하는 상황과 관련하여 차선 변경 명령의 종류를 구분하나, 다른 기준에 의해 차선 변경 명령을 구분할 수도 있다.
도 3에는 제1 내지 제4 시나리오에 대응하는 차선 변경이 필요한 상황과 그에 대응하여 생성되는 차선 변경 명령의 종류가 도시되어 있다.
일반적인 차선 변경 명령은 즉시 또는 빠른 시간 내에 차선 변경을 할 필요가 없는 상황(제1 시나리오)에서 발생되는 차선 변경 명령을 의미한다.
밀집 지역 차선 변경 명령은 반드시 차선 변경을 할 필요는 없지만, 차선 변경을 하려고 할 경우 변경하려는 차선들을 주행하는 차량들 사이의 공간이 지속해서 여유롭지 못하여, 속도 제어가 필요한 상황(제2 시나리오)에서 발생되는 차선 변경 명령을 의미한다.
필수 차선 변경 명령 1은 반드시 차선 변경을 해야 하는 상황이긴 하지만, 비교적 시간적, 거리적 여유가 있는 상황(제3 시나리오)에서 발생되는 차선 변경 명령을 의미한다.
예를 들어, IC/JC 진입 1~2km 지점부터 1차선에서 최우측 차선인 3차선 혹은 4차선으로 차선 변경하여야 할 경우, 또는 현재 차로 1~2km 전방에서 내비게이션/통신 등을 통해 공사 구간 내지 사고 차량 존재를 미리 인지한 경우가 이에 해당될 수 있다.
필수 차선 변경 명령 2는 반드시 차선 변경을 해야 하고, 시간적, 거리적 여유가 거의 없는 상황(제4 시나리오)에서 발생되는 차선 변경 명령을 의미한다.
예를 들어, IC/JC 포켓 차로의 초입 부근에서 포켓 차로로 진입하는 경우 또는 현재 차로 바로 앞에 공사 구간이 시작되거나 사고 차량이 존재하는 경우가 이에 해당될 수 있다.
주제어 로직(220)은 차선 변경 명령 중 제1 시나리오에 따른 차선 변경 명령(일반적인 차선 변경 명령)을 제외하고는 S20 단계 내지 S50 단계가 수행되도록 제어할 수 있다. 제1 시나리오에 따른 차선 변경 명령은 차로 흐름을 유지하며 주행하다가 차선 변경시의 충돌 위험도가 낮을 때 차선 변경을 하면 되므로, 주제어 로직(220)은 S20 단계 내지 S50 단계를 거치지 않고, S60의 위험도 판단 수행 후에 바로 차선 변경을 수행하도록 제어할 수 있다.
반대로, 제2 내지 제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 생성되는 경우, 주제어 로직(220)은 차선 변경 영역 결정부(230)가 차선 변경 가능 영역을 판단하도록 제어할 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 차선 변경 명령의 종류(제1 내지 제4 시나리오 중 어느 하나에 따른 명령인지 여부) 및 차선 변경 명령의 방향(좌측 또는 우측 차선으로의 변경인지 여부)에 따라, 차선 변경하려는 차선에 존재하는 복수의 영역들의 차선 변경 가능 여부를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이 차선 변경 영역 결정부(230)는 차선 변경 명령이 제1 시나리오에 따른 차선 변경 명령일 경우에는 S20 단계를 수행하지 않을 수 있다.
만일 좌측 차선으로의 변경을 지시하는 차선 변경 명령이 수신된 경우, 차선 변경 영역 결정부(230)는 현재 좌측 차선에서 복수의 영역들을 감지하고, 복수의 영역들 각각의 정보를 수집할 수 있다. 상기 복수의 영역들은 자차의 좌측 차선에서 감지된 주변 차량의 위치를 기초로 인접한 주변 차량 간의 거리를 계산함에 의해 감지될 수 있다. 예를 들어 도 4의 우측 그림에서 볼 수 있듯이, 자차의 좌측 차선에서 감지된 주변 차량이 5대가 존재할 때 각 주변 차량의 위치를 기초로 R1~R4의 영역이 감지될 수 있다.
그리고, 차선 변경 영역 결정부(230)는 각 영역을 정의하는 두 차량(예를 들어, R1을 정의하는 최상측 주변차량(선행 차량) 및 그 아래의 주변차량(후행 차량))의 거리, TTC(Time To Collision)를 기초로 각 영역의 차선 변경 가능 여부를 판단할 수 있다.
TTC는 두 차량이 현재 속도로 등속 운동을 한다고 할 때 충돌하는데 걸리는 시간으로서, 두 차량의 현재 속도 및 두 차량 간의 거리에 의해 산출되는 값이다.
도 4의 (a)에 나타난 바와 같이, 차선 변경 영역 결정부(230)는 제1 조건 및 제2 조건을 기초로 차선 변경 가능 여부를 판단할 수 있다.
제1 조건은 두 차량 사이의 거리가 어느 범위에 해당하는지 여부에 대한 것이고, 예를 들어 두 차량 사이의 거리가 35m 미만이면 제1 조건을 A, 두 차량 사이의 거리가 35m 이상이고 45m 미만이면 제1 조건을 B, 두 차량 사이의 거리가 45m 이상이면 제1 조건을 C라 각각 정의할 수 있다.
제2 조건은 TTC가 어느 범위에 해당하는지 여부에 대한 것이고, 예를 들어 TTC가 10초 미만이면 제2 조건을 가, TTC가 10초 이상이고 15초 미만이면 제1 조건을 나, TTC가 15초 이상이면 제2 조건을 다라 각각 정의할 수 있다.
도 4의 (b)와 같이, 각 영역의 속성이 차선 변경 가능한 영역, 차선 변경은 가능하나 타이트(즉, 여유가 있다고 볼 수 없음을 의미)한 영역, 차선 변경 불가능한 영역으로 구분된다고 가정할 때, 도 4의 (c)와 같이 제1 조건과 제2 조건의 조합에 의해 각 영역의 속성이 정의될 수 있다. 예를 들어, 차선 변경 가능한 영역은 제1 조건이 C이고 제2 조건이 다인 경우에 해당하며, 차선 변경 불가능 영역은 제1 조건이 A이거나 제2 조건이 가인 경우에 해당할 수 있다.
도 4에 도시된 제1 조건과 제2 조건을 구성하는 요소(거리, TTC), 제1 조건의 임계값(35m, 45m)과 제2 조건(10초, 15초), 영역의 구분 방법(가능/가능하나 타이트/불가능), 제1 조건과 제2 조건의 조합과 영역의 속성의 매칭 관계(제1 조건이 C이고 제2 조건이 다인 경우 차선 변경 가능 등)는 예시적인 것이며, 자차의 속도, 주행 도로 등의 상황에 따라 얼마든지 달리 정해질 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 변경하려는 차선의 영역들에 대한 차선 변경 가능 여부를 판단한 뒤, 차선 변경 가능 영역(차선 변경 가능한 영역, 차선 변경은 가능하나 타이트한 영역이 포함됨)에 대한 속성 보정을 수행할 수 있다(S30).
차선 변경 영역 결정부(230)는 차선 변경 가능 영역에 대한 속성 보정을 수행하기 이전에, 이에 필요한 다수의 파라미터를 산출할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 이러한 산출 동작은 차선 변경 영역 결정부(230)가 아닌 주제어 로직(220) 또는 위치/속도/가속도 계산부(210)로부터 제공될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 자차의 주행 방향을 X방향, 그리고 자차의 주행 방향에 대해 수직 방향을 Y방향이라 가정한다. 자차의 거리 센서의 한계 감지 범위에 의해 X방향 감지 범위가 정해지는데, 예를 들어 자차의 전방 100m 그리고 후방 75m일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
자차의 초기 속도는 Vego(0), 자차의 최대 가속도는 aMAX, 그리고 자차와 동일 차선에서의 선행 차량의 초기 속도는 Vp(0)로 정의될 수 있다.
충돌 안전 거리(Desired Distance)는 자차가 차선을 유지한다고 가정할 때 선행 차량과의 충돌을 방지하기 위해 확보되어야 하는 거리를 의미한다. 안전 허용치(Safety Allowance)는 자차와 선행 차량과의 거리에서 충돌 안전 거리를 감산한 값으로서, 충돌 안전 거리 이외의 추가적인 여유 거리를 의미한다. 여기서, 선행 차량이 존재하지 않는 경우에 안전 허용치는 전방에 대한 X 방향 감지 범위에 의해 정해질 수 있다(예를 들어, 100m로 정의됨).
자차의 우측에 영역(Rk)가 존재할 수 있고, 영역의 초기 속도는 Vreg[k](0)로 정의될 수 있다. 여기서, 영역의 초기 속도는 영역을 정의하는 두 차량의 초기 속도의 평균값으로 계산될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
영역(Rk)의 하단 x좌표는 xMIN_reg[k](0)로 정의될 수 있다. 또한, 차선 변경 임계 거리(Dist Treshold)는 자차가 변경하려는 차선으로 진입하여 뒷차량과 충돌하지 않기 위한 최소 거리를 의미하고, 차선 변경 임계 거리는 영역(Rk)에 따라 달라지는 값일 수 있다.
앞선 S20 단계의 차선 변경 가능 영역의 판단은 기본적으로 자차가 변경하려는 차선의 해당 영역에 인접해 있고, 그 영역의 속도와 동일한 속도로 주행하고 있을 때, 진입할 수 있는 여유 공간이 있는가를 판단하는 것에 해당한다. 여기서 두 가지 전제인 해당 영역에 인접해야 한다는 것과, 그 영역의 속도와 동일한 속도가 될 수 있는지에 대한 여부는 항상 만족되지 않을 수 있다. 이는 자차가 주행하는 차선의 흐름 및 자차의 동일 차선의 선행 차량과의 거리, 변경하려는 차선과의 상대 속도, 상대 거리 등에 따라 다르다. 즉 S20단계의 차선 변경 가능 영역 판단은 변경하려는 차선 내부에서의 정보에 의해서만 결정이 된 상태이고, 추가적으로 자차선과의 관계가 반영되어 차선 변경 가능 영역이 결정되어야 한다. 이를 통해 위의 전제 조건을 만족할 수 없는 영역의 경우에는 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 바꾸는 작업이 요구된다. 이를 차선 변경 가능 영역 속성 보정이라 칭하며, S30 단계가 이에 해당된다.
먼저 차선 변경 가능 영역을 영역의 속도와 자차의 속도의 관계 및 자차와 영역의 위치 관계에 따라 다음의 4가지 케이스로 구분하고, 각 케이스 별 차선 변경 가능 영역의 속성 보정에 대해 설명하기로 한다.
제1 케이스는 변경하려는 영역의 속도가 자차 속도보다 크고, 영역(Rk)이 자차의 전측방/측방에 있는 경우를 의미하며, 제1 케이스에서 자차가 차선 변경이 가능한 위치로 이동하고 자차의 속도를 영역의 속도와 동일하게 할 수 있는 제어 방법은 가속, 가속 후 감속, 또는 감속 후 가속하는 방법이 존재할 수 있다. 여기서, 자차 속도를 감속하여 안전 허용치를 증가시킨 후 가속할 경우 영역의 속도에 도달 가능할 수 있으나, 영역과 더욱 멀어질 가능성이 커 영역 속성 보정시 고려하지 않는다.
만일, 영역의 하단 x좌표가 선행 차량의 x좌표에서 충돌 안전 거리를 뺀 값보다 큰 경우에는(안전 허용치가 존재하지 않음) 가속하여 영역에 도달할 수 없으므로, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
그리고, 차선 변경 영역 결정부(230)는 안전 허용치를 고려하여 가속함으로써 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능한지 확인할 수 있다. 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 불가시, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능시, 안전 허용치 및 가속을 고려하여 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인할 수 있다. 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 없는 경우, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
제2 케이스는 변경하려는 영역의 속도가 자차선 속도보다 크고, 영역이 자차의 후측방에 있는 경우를 의미하며, 제2 케이스에서 자차가 차선 변경이 가능한 위치로 이동하고 자차의 속도를 영역의 속도와 동일하게 할 수 있는 제어 방법은 가속, 가속 후 감속, 또는 감속 후 가속하는 방법이 존재할 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 안전 허용치를 고려하여 가속함으로써 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능한지 확인할 수 있다. 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 불가시, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능시, 안전 허용치 및 가속을 고려하여 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인할 수 있다. 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 없는 경우, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
이러한 차선 변경 영역 결정부(230)의 동작은 제1 케이스와 제2 케이스에 공통되며, 이후 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
제3 케이스는 변경하려는 영역의 속도가 자차선 속도 이하이고, 영역이 자차의 전측방 또는 측방에 있는 경우를 의미하며, 제3 케이스에서 자차가 차선 변경이 가능한 위치로 이동하고 자차의 속도를 영역의 속도와 동일하게 할 수 있는 제어 방법은 감속, 가속 후 감속 또는 감속 후 가속하는 방법이 존재할 수 있다.
자차의 감속만 허용시 최대 감속도(후방 차량과의 충돌을 방지하면서 자차가 가질 수 있는 최대 감속도)를 고려하여 감속하여 영역의 속도와 자차의 속도가 동일해졌을 경우, 차선 변경 결정부(230)는 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하며, 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 뒤에 위치할 경우에는 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 변경할 수 있다.
자차가 감속 후 가속 또는 가속 후 감속이 가능하면, 자차는 영역과 동일한 속도로 모든 후측방 영역 도달 가능하므로, 이 경우에는 영역의 속성에 대한 보정이 요구되지 않는다.
제4 케이스는 변경하려는 영역의 속도가 자차선 속도이하이고, 영역이 자차의 후측방에 있는 경우를 의미하며, 제4 케이스에서 자차가 차선 변경이 가능한 위치로 이동하고 자차의 속도를 영역의 속도와 동일하게 할 수 있는 제어 방법은 감속 후 가속하는 방법이 존재할 수 있다.
자차가 감속 후 가속이 가능하면, 자차는 영역과 동일한 속도로 모든 후측방 영역 도달 가능하므로, 이 경우에는 영역의 속성에 대한 보정이 요구되지 않는다.
제1 내지 제4 케이스에서 언급된 제어 방법에서 자차의 속도를 유지하는 제어는 기본적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 감속하는 제어에는 일정 시간 동안 속도 유지 후 감속하는 제어가 포함될 수 있다.
제3 또는 제4 케이스에서 감속이 필요한 경우, 안전 감속도 또는 최대 감속도에 상관없이 후방 차량이 일정 거리 이하로 매우 근접해 있으면, 감속 불가로 판단하고, 감속해야만 도달할 수 있는 차선 변경 가능 영역을 차선 변경 불가 영역으로 변경할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 케이스와 제2 케이스에서 변경하려는 영역의 속도가 자차선 속도보다 높은 경우에 가속 후 감속하는 제어의 예시가 도시되어 있다. 여기서, 영역의 속도(Vreg[k](0))와 자차의 선행 차량의 속도(Vp(0))는 시간과 무관하게 일정하다고 가정한다.
도 6의 (a)는, 자차의 초기 속도(Vego(0))로부터 최대 가속도(amax)로 가속하기 시작하여 t1과 t2를 지나 t3에서 최대 속도(Vmax)에 도달하였다가 최대 감속도로 감속하여 영역의 속도(Vreg[k](0))에 ttg에서 도달하도록 제어하는 경우이다.
도 6의 (b)는 자차의 초기 속도(Vego(0))로부터 최대 가속도(amax)로 가속하기 시작하여 t1과 t2를 지난 후 자차의 속도가 제한 속도(Vlim)에 도달하여 제한 속도(Vlim)로 일정시간 유지되었다가 최대 감속도로 감속하여 영역의 속도(Vreg[k](0))에 ttg에서 도달하도록 제어하는 경우이다. 즉, 도 6의 (a)와 (b)의 차이는 자차의 속도가 제한 속도(Vlim)에 도달하는지 여부에 따른 것이다. 이후에서는 도 6의 (a)를 중심으로 설명하기로 한다.
t1에서의 B의 면적은 선행 차량과 가까워지는 거리인데, 만일 B의 면적이 안전 허용치와 동일하다면, 더 이상 자차의 가속은 불가능하며 영역의 속도(Vreg[k](0))에 도달 불가능하므로 해당 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 변경될 수 있다.
도 6의 (a)에서 볼 수 있듯이, t2에서 자차의 속도는 영역의 속도(Vreg[k](0))에 도달하나 자차의 위치가 차선 변경이 가능한 영역의 측방에 도달하지 못할 수 있어 안전 허용치의 여유가 있는 것으로 가정하고 t3에 임의의 최대 속도(Vmax)에 도달하였다가 감속하는 제어를 수행한다고 가정한다.
영역의 속성 보정을 위해, 차선 변경 영역 결정부(230)는 안전 허용치를 고려하여 가속함으로써 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능한지 확인하고(제1 보정 조건), 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능시, 안전 허용치 및 가속을 고려하여 자차의 위치가 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인할 수 있다(제2 보정 조건).
즉, 도 6의 (a)에서 자차가 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능한지 확인하는 것은 선행 차량과 가까워지는 거리인 B+C+D+E+F+G의 면적이 안전 허용치 이하이어야 하는 조건을 확인하는 것이다.
또한, 자차의 위치(x좌표=0)가 제어후(t=ttg)의 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 큰지 확인하는 것은, 차선 변경 임계 거리가 (D+E)-A로부터 영역의 초기 하단 x좌표(xMINreg[k](0))를 감산한 값보다 작은지 확인하는 것과 동일할 수 있다.
도 7을 참조하면, 영역의 속성을 보정하기 위한 수식이 나타나 있다.
먼저 수학식 1은 선행 차량과 가까워지는 거리인 B+C+D+E+F+G의 면적을 계산한 수식이며, 최대 속도(Vmax) 만이 정해지지 않은 값이며 나머지는 차선변경영역 결정부(230)에 제공되는 상수이다.
여기서, 최대 속도(Vmax)를 산출하기 위해 선행 차량과 가까워지는 거리가 안전 허용치와 동일하다는 가정을 하기로 한다. 만일 선행 차량과 가까워지는 거리가 안전 허용치와 동일하다는 가정(제1 보정 조건은 만족) 하에 산출된 최대 속도(Vmax)가 제2 보정 조건을 만족한다면, 해당 영역의 속성은 차선 변경 가능 영역으로 유지하면 되고, 만족하지 못한다면, 해당 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 보정하면 되기 때문이다.
수학식 2는 선행 차량과 가까워지는 거리가 안전 허용치와 같다고 놓고 최대 속도(Vmax)를 구하기 위한 식이다. 수학식 2에 나타난 바와 같이 최대 속도(Vmax)에 대한 2차식으로 나타나므로, 최대 속도(Vmax)가 산출될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 추가적인 가정을 함으로써 수학식 2를 단순화하여 최대 속도(Vmax)를 산출할 수도 있다.
예를 들어, 최대 감속도(amin)를 무한대 즉 감속하는 구간을 고려하지 않고 최대 속도(Vmax)에서 즉시 영역 속도로 감속될 수 있다는 가정을 하면 보다 간단하게 최대 속도(Vmax)가 산출될 수 있다.
수학식 3은 차선 변경 임계 거리가 (D+E)-A로부터 영역의 초기 하단 x좌표(xMINreg[k](0))를 감산한 값보다 작은지 확인하기 위해, 또는 음의 차선 변경 임계 거리가 A-(D+E)와 영역의 초기 하단 x좌표(xMINreg[k](0))를 합산한 값보다 큰지 확인하기 위해 A-(D+E)를 산출하는 수식이다.
아울러, 수학식 4는 음의 차선 변경 임계 거리가 A-(D+E)와 영역의 초기 하단 x좌표(xMINreg[k](0))를 합산한 값보다 큰지 확인하는 수식이다. 수학식 2로부터 산출된 최대 속도(Vmax)가 수학식 4를 만족하는 경우, 영역의 속성은 그대로 차선 변경 가능 영역으로 유지될 수 있다. 반대로, 수학식 2로부터 산출된 최대 속도(Vmax)가 수학식 4를 만족하지 못하는 경우, 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 보정될 수 있다.
도 8에는 제1 케이스에서 영역(Rk)의 속성이 보정되는 경우가 예시되어 있으며, 가속 또는 가속 후 감속하였을 때, t=4T에서 안전 허용치(Safety Allowance)가 0이 될 때까지 가속 또는 가속 후 감속하여도 자차와 영역(Rk)의 후방 차량 간의 거리가 차선 변경 임계 거리(DIST_Threshold)보다 크지 않아, 영역(Rk)의 속성이 차선 변경 불가능 영역으로 보정되는 경우를 나타낸다.
다시 도 2를 참조하면, 차선 변경 가능 영역의 보정이 완료된 후에도 복수의 차선 변경 가능 영역이 존재할 경우, 차선 변경 영역 결정부(230)는 복수의 차선 변경 가능 영역 중 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택할 수 있다(S40).
제2 시나리오에 따른 차선 변경 명령이 입력된 경우, 도 9에 도시된 알고리즘에 따라 최적의 차선 변경 가능 영역이 선택될 수 있다.
도 9를 참조하면, 차선 변경 영역 결정부(230)가 최적의 차선 변경 가능 영역을 선택하는 알고리즘을 실행하고(S910), 복수의 차선 변경 가능 영역 각각이 자차에 대해 전방, 측방 또는 후방에 위치하는지 파악할 수 있다(S920).
차선 변경 영역 결정부(230)는 자차 속도와 영역 속도를 비교하여, 자차 속도와 영역 속도의 차이가 임계값(예를 들어, 20km/h)을 넘는 경우(S930의 Yes), S940 단계를 실행하고, 자차 속도와 영역 속도의 차이가 임계값을 넘지 않는 경우(S930의 No), S945 단계를 실행할 수 있다.
먼저 S940 단계에서 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하면(S940의 Yes), 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S970).
S940 단계에서 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하지 않으면(S940의 No), 자차의 전방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재할 경우(S950의 Yes) 이들 중 가장 근접한 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S971).
S950 단계에서 자차의 전방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하지 않으면(S950의 No), 자차의 후방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재할 경우(S960의 Yes) 이들 중 가장 근접한 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S972).
만일 자차의 후방에 위치한 차선 변경 가능 영역도 존재하지 않을 경우(S960의 No), 최적의 차선 변경 가능 영역은 없는 것으로 판단될 수 있다(S973).
S945 단계에서 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하면(S945의 Yes), 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S974).
S945 단계에서 자차의 측방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하지 않으면(S945의 No), 자차의 후방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재할 경우(S955의 Yes) 이들 중 가장 근접한 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S975).
S955 단계에서 자차의 후방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재하지 않으면(S955의 No), 자차의 전방에 위치한 차선 변경 가능 영역이 존재할 경우(S965의 Yes) 이들 중 가장 근접한 영역이 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택될 수 있다(S976).
만일 자차의 전방에 위치한 차선 변경 가능 영역도 존재하지 않을 경우(S965의 No), 최적의 차선 변경 가능 영역은 없는 것으로 판단될 수 있다(S977).
도 9에서와 같이, 제2 시나리오에 따른 차선 변경 명령에 따라 차선 변경을 수행하여야 할 경우, 차선 변경 영역 결정부(230)는 자차와 영역의 상대적인 위치 및 자차 속도와 영역의 속도를 비교하여 현재 가깝거나, 시간에 따라 자연스럽게 가까워지는 영역을 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택할 수 있다.
제3 시나리오에 따른 차선 변경 명령에 따라 차선 변경을 수행하여야 할 경우, 차선 변경 영역 결정부(230)는 해당 영역의 위치 및 속도에 도달하기까지 자차의 절대 이동 거리가 최소로 되는 영역을 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택할 수 있다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 도 6에 도시된 바와 같은 어느 한 영역에 대한 시간-속도 그래프로 정의되는 종방향 속도 제어 방법을 복수의 차선 변경 가능 영역 별로 계산할 수 있다.
여기서, 자차의 초기 속도, 영역의 초기 속도, 최대 가속도(자차의 가속 한계 및 교통 흐름을 고려한 최대 가속도), 최대 감속도(후행 차량과의 충돌 위험을 발생시키지 않는 범위 내에서의 감속도 중 가장 큰 값), 최대 제한 속도(주행 도로의 법규상 최대 속도), 최저 제한 속도(현재 차로의 교통 흐름을 방해하지 않도록 하는 최소의 속도, 예를 들어 최대 제한 속도의 70% 또는 현재 자차속도의 80%로 정해질 수 있음), 최저 속도(Vmin, 감속 또는 감속 후 가속 제어시 자차의 최저 속도 값, 만일 계산된 최저 속도가 최저 제한 속도보다 낮을 경우 최저 속도는 최저 제한 속도와 동일하도록 수정됨), 최대 속도(Vmax, 가속 후 감속 제어시 자차의 최대 속도 값, 만일 계산된 최저 속도가 최대 제한 속도보다 높을 경우 최대 속도는 최대 제한 속도와 동일하도록 수정됨) 등의 파라미터를 이용해 각 영역에 대한 종방향 속도 제어 방법이 결정될 수 있다.
또한, 영역의 속도는 시간에 따라 변하지 않는다고 가정하기로 한다.
도 10에는 자차 속도가 영역 속도보다 높은 경우에 차선 변경 가능 영역의 위치에 따른 종방향 속도 제어 방법의 예시가 도시되어 있다. 도 10에 나타난 바와 같이, 가속 후 감속 제어, 감속 후 가속 제어 등을 통해 자차 속도가 영역 속도와 동일해지고 자차가 영역의 측방에 위치하도록 종방향 속도 제어 방법이 각 영역 별로 계산될 수 있다.
먼저 도 10의 위 그림처럼, 차선 변경 가능 영역이 자차의 후측방에 2개 존재한다면, 각 영역은 최저 속도가 제한 최저 속도보다 크도록 제어될 수 있는 영역과 최저 속도가 제한 최저 속도보다 낮은 영역에 해당한다.
또한, 도 10의 아래 그림처럼, 차선 변경 가능 영역이 자차의 전측방에 5개 존재한다면, 각 영역은 안전 허용치가 0보다 크고(선행 차량에 가까워지도록 제어 가능) 제한 최대 속도가 존재하지 않거나 최대 속도가 제한 최대 속도에 도달하지 않도록 제어될 수 있는 영역, 안전 허용치가 0보다 크고 제한 최대 속도가 존재하고 최대 속도가 제한 최대 속도보다 큰 영역, 안전 허용치가 0이어서 속도 유지 후 감속하도록 제어되는 영역, 최저 속도가 제한 최저 속도보다 크도록 제어될 수 있는 영역, 및 최저 속도가 제한 최저 속도보다 낮은 영역에 해당한다.
차선 변경 영역 결정부(230)는 도 10에 도시된 7개의 영역 별 종방향 속도 제어 방법에 대해 자차 속도가 영역 속도에 도달하기까지의 자차의 절대 이동 거리를 산출하고, 가장 적게 이동하는 경우에 해당하는 영역을 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택할 수 있다.
이는 제3 시나리오에 따른 차선 변경 명령의 경우, 가장 적게 이동하면서 차선 변경을 완료하여야 하기 때문이다.
자차 속도가 영역 속도보다 낮은 경우(제1 또는 제2 케이스)에서는 영역의 속성 보정을 위해 영역에 도달하기 위한 자차의 종방향 제어 방법(예컨대, 도 6의 시간-속도 그래프)이 미리 결정되어 있을 수 있으며, 도 10에 나타난 예시와 마찬가지로 차선 변경 영역 결정부(230)는 영역별 종방향 속도 제어 방법에 대해 자차 속도가 영역 속도에 도달하기까지의 자차의 절대 이동 거리를 산출하고, 가장 적게 이동하는 경우에 해당하는 영역을 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택할 수 있다.
제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령에 따라 차선 변경을 수행하여야 할 경우, 차선 변경 영역 결정부(230)는 가속 제어는 없이 속도 유지 또는 감속을 통해 진입할 수 있는 측방 또는 후방에 위치한 영역을 우선적으로 최적의 차선 변경 가능 영역으로 선택할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 차선 변경 영역 결정부(230)는 선택된 최적의 차선 변경 가능 영역의 위치 및 속도에 도달하기 위한 차선 변경 영역 정보(즉, 종방향 속도 제어 방법에 대한 정보)를 주제어 로직(220)에 전달하고, 주제어 로직(220)은 구동부(300)를 제어하여 자차의 속도가 차선 변경 영역 정보에 따르도록 할 수 있다(S50).
종방향 속도 제어가 완료되면(또는 제1 시나리오에 따른 차선 변경 명령 생성시), 주제어 로직(220)은 차선 변경에 따른 충돌 위험도를 산출하고(S60), 산출된 충돌 위험도가 임계치를 초과할 경우에는 다시 차선 변경 명령 생성(S10) 이전의 상태(즉, 차선 유지)로 복귀하거나 일정 주기로 충돌 위험도를 산출하여 임계치와 비교할 수 있다. 또한, 산출된 충돌 위험도가 임계치 이하인 경우, 구동부(300)를 제어하여 차선 변경이 이루어 지도록 한다(S70).
여기서, 충돌 위험도는 변경하려는 차선의 전방/후방 차량과의 거리, TTC 등이 고려될 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 ECU, 상기 ECU를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법에 의하면, 차선 변경이 필요한 상황에 따라 가장 적절한 차선 변경 영역을 선택하여 차선 변경을 수행함으로써 차선 변경이 필수적인 상황에서 차선 변경의 성공 확률을 높이는 동시에 빠른 차선 변경을 가능하게 하여 자율 주행의 완성도를 높일 수 있다.
상기와 같이 설명된 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. ECU(Electronic Control Unit)의 자율 주행 로직이, 차선 변경 명령이 발생되면, 상기 차선 변경 명령의 종류를 판단하는 단계;
    상기 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차선 변경 명령의 종류는, 제1 내지 제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령으로 구분되고,
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 결정하는 단계는, 제2 내지 제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령일 때에만 수행되는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시나리오는, 즉시 또는 빠른 시간 내에 차선 변경을 할 필요가 없는 상황이고,
    상기 제2 시나리오는, 반드시 차선 변경을 할 필요는 없지만, 차선 변경을 하려고 할 경우 변경하려는 차선들을 주행하는 차량들 사이의 공간이 지속해서 여유롭지 못하여, 속도 제어가 필요한 상황이고,
    상기 제3 시나리오는, 반드시 차선 변경을 해야 하는 상황이긴 하지만, 비교적 시간적, 거리적 여유가 있는 상황이고,
    상기 제4 시나리오는, 반드시 차선 변경을 해야 하고, 시간적, 거리적 여유가 없는 상황인 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 결정하는 단계는,
    각 영역을 정의하는 선행 차량과 후행 차량 사이의 거리에 대한 제1 조건 및 상기 선행 차량과 상기 후행 차량의 TTC(Time to Collision)에 대한 제2 조건을 조합하여 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 결정하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선행 차량과 상기 후행 차량 사이의 거리가 특정 임계 거리 미만이거나, 상기 선행 차량과 상기 후행 차량의 TTC가 특정 임계 시간 미만이면, 해당 영역의 속성은 차선 변경 불가능 영역으로 결정되고,
    상기 선행 차량과 상기 후행 차량 사이의 거리가 특정 임계 거리 이상이, 상기 선행 차량과 상기 후행 차량의 TTC가 특정 임계 시간 이상이면, 해당 영역의 속성은 차선 변경 가능 영역으로 결정되는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계는,
    영역의 속도가 자차 속도보다 크고, 상기 영역이 상기 자차의 전측방 또는 측방에 위치하는 경우,
    상기 영역의 하단 x좌표가 상기 자차의 선행 차량의 x좌표에서 충돌 안전 거리를 뺀 값보다 크면 상기 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 변경하는 단계;
    안전 허용치를 고려하여 가속함으로써 상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달 불가능하면 상기 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 변경하는 단계; 및
    상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능하면, 상기 안전 허용치를 고려하여 상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계는,
    영역의 속도가 자차 속도보다 크고, 상기 영역이 상기 자차의 후측방에 위치하는 경우,
    안전 허용치를 고려하여 가속함으로써 상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달 불가능하면 상기 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 변경하는 단계; 및
    상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능하면, 상기 안전 허용치를 고려하여, 상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하는 단계는,
    상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달한 뒤, 상기 자차와 상기 영역이 가까워진 거리가 상기 안전 허용치와 동일하다고 가정하였을 때 상기 차선 변경 임계 거리와 상기 영역의 하단 x좌표를 비교하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하는 단계는,
    영역의 속도가 자차 속도의 이하이고, 상기 영역이 상기 자차의 전측방 또는 측방에 위치하는 경우,
    상기 자차의 감속만 허용시 최대 감속도를 고려하여 감속하여 영역의 속도와 자차의 속도가 동일해졌을 때, 상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하는 단계; 및
    상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 상기 차선 변경 임계 거리의 합보다 뒤에 위치할 경우, 상기 영역의 속성을 차선 변경 불가능 영역으로 변경하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차선 변경 명령이 제2 시나리오에 따른 것일 경우,
    상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계는,
    상기 자차의 속도와 상기 영역의 속도의 차이 및 상기 자차의 위치와 상기 영역의 위치의 관계를 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차선 변경 명령이 제3 시나리오에 따른 것일 경우,
    상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 단계는,
    상기 자차의 속도가 상기 영역의 속도에 도달하기까지의 상기 자차의 절대 이동 거리를 산출하여 상기 절대 이동 거리가 최소가 되는 영역을 상기 차선 변경 가능 영역으로 선택하는 단계를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 차선 변경 제어 방법.
  12. 제1 내지 제4 시나리오에 따른 차선 변경 명령으로 구분되는 차선 변경 명령을 생성하는 주제어 로직; 및
    상기 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 차선변경영역 결정부를 포함하는 무인 자율 주행 차량의 ECU(Electronic Control Unit).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차선변경영역 결정부는,
    각 영역을 정의하는 선행 차량과 후행 차량 사이의 거리에 대한 제1 조건 및 상기 선행 차량과 상기 후행 차량의 TTC(Time to Collision)에 대한 제2 조건을 조합하여 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 결정하는 무인 자율 주행 차량의 ECU.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 차선변경영역 결정부는,
    상기 영역의 속도가 상기 자차의 속도보다 큰 경우,
    상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달 가능하면, 상기 안전 허용치를 고려하여 상기 자차의 위치가 상기 영역의 하단 x좌표와 차선 변경 임계 거리의 합보다 앞쪽에 올 수 있는지 확인하는 무인 자율 주행 차량의 ECU.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차선변경영역 결정부는,
    상기 자차가 상기 영역의 속도와 동일 속도에 도달한 뒤, 상기 자차와 상기 영역이 가까워진 거리가 상기 안전 허용치와 동일하다고 가정하였을 때 상기 차선 변경 임계 거리와 상기 영역의 하단 x좌표를 비교하는 무인 자율 주행 차량의 ECU.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 차선 변경 명령이 상기 제2 시나리오에 따른 것일 경우,
    상기 차선변경영역 결정부는,
    상기 자차의 속도와 상기 영역의 속도의 차이 및 상기 자차의 위치와 상기 영역의 위치의 관계를 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 무인 자율 주행 차량의 ECU.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 차선 변경 명령이 상기 제3 시나리오에 따른 것일 경우,
    상기 차선변경영역 결정부는,
    상기 자차의 속도가 상기 영역의 속도에 도달하기까지의 상기 자차의 절대 이동 거리를 산출하여 상기 절대 이동 거리가 최소가 되는 영역을 상기 차선 변경 가능 영역으로 선택하는 무인 자율 주행 차량의 ECU.
  18. 차선 변경 명령이 특정 차선 변경 명령이 아닌 경우, 변경하려는 차선에 포함된 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 변경하려는 차선의 정보를 이용해 결정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 속성을 자차가 주행하는 차선의 정보를 이용해 보정하고, 상기 적어도 하나의 영역 각각의 보정된 속성을 기초로 상기 적어도 하나의 영역 중 차선 변경 영역을 결정하는 ECU(Electronic Control Unit); 및
    상기 ECU가 생성하는 제어 신호에 따라 차량의 구동을 제어하는 구동부를 포함하는 무인 자율 주행 차량.
KR1020170084343A 2017-07-03 2017-07-03 Ecu, 상기 ecu를 포함하는 무인 자율 주행 차량, 및 이의 차선 변경 제어 방법 KR102368604B1 (ko)

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US15/808,064 US10365655B2 (en) 2017-07-03 2017-11-09 ECU, autonomous vehicle including ECU, and method of controlling lane change for the same
DE102017222160.7A DE102017222160A1 (de) 2017-07-03 2017-12-07 ECU, autonomes Fahrzeug mit einer ECU, und Verfahren zur Steuerung eines Spurwechsels für dieses
CN201711288642.6A CN109204312B (zh) 2017-07-03 2017-12-07 Ecu、具有其的自动驾驶车辆及控制该车辆车道变换的方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113034956A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 昆山宝创新能源科技有限公司 车辆变道方法、装置、设备及存储介质

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10745007B2 (en) * 2018-06-08 2020-08-18 Denso International America, Inc. Collision avoidance systems and methods
DE102018007022A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-05 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Assistenzsystems eines Fahrzeuges und Fahrzeug
JP7152339B2 (ja) * 2019-03-25 2022-10-12 本田技研工業株式会社 走行制御装置、走行制御方法、およびプログラム
KR102668628B1 (ko) * 2019-04-11 2024-05-24 현대모비스 주식회사 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치
CN111845724B (zh) * 2019-04-22 2021-11-09 上海汽车集团股份有限公司 一种自动驾驶车辆的避障方法、装置和车辆
US20200369293A1 (en) * 2019-05-20 2020-11-26 Hyundai Mobis Co., Ltd. Autonomous driving apparatus and method
US11548511B2 (en) * 2019-06-14 2023-01-10 GM Global Technology Operations LLC Method to control vehicle speed to center of a lane change gap
JP7123867B2 (ja) * 2019-06-28 2022-08-23 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御装方法、およびプログラム
CN110941901B (zh) * 2019-11-26 2023-06-30 北方工业大学 一种自主驾驶方法及其系统
CN110909711B (zh) * 2019-12-03 2022-08-02 阿波罗智能技术(北京)有限公司 检测车道线位置变化的方法、装置、电子设备和存储介质
DE112020006404T5 (de) * 2019-12-30 2022-11-17 Nvidia Corporation Planung und steuerung von spurwechseln in autonomen maschinenapplikationen
CN111152785A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 武汉光庭信息技术股份有限公司 一种车道偏离预警功能的测试定位方法及装置
JP7327187B2 (ja) 2020-01-31 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 車両、及び自動運転システム
CN112703506B (zh) * 2020-04-22 2022-04-08 华为技术有限公司 车道线检测方法及装置
CN111439261B (zh) * 2020-05-12 2023-07-21 吉林大学 一种用于智能车群主动换道功能的车流量计算系统
DE102020117160B3 (de) 2020-06-30 2021-10-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Fahrzeugsystem zum Betreiben eines Spurwechselassistenten
CN114084136B (zh) * 2020-08-05 2024-01-30 上海汽车集团股份有限公司 车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置
EP4219257A4 (en) * 2020-09-28 2024-03-06 Nissan Motor Co., Ltd. VEHICLE TRAVEL CONTROL METHOD AND VEHICLE TRAVEL CONTROL DEVICE
US11685378B2 (en) * 2020-10-08 2023-06-27 GM Global Technology Operations LLC Extrinsic characterization of detection capability to support automated lane change
CN112614340B (zh) * 2020-12-11 2022-03-08 国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司 支路车辆汇入主路的方法、装置、电子设备及存储介质
CN114889650A (zh) * 2021-01-11 2022-08-12 广东科学技术职业学院 一种行驶车辆的方法以及无人驾驶车辆
CN112977453A (zh) * 2021-04-06 2021-06-18 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 用于车辆自动换道设备和方法
KR102378313B1 (ko) * 2021-07-23 2022-03-24 국민대학교산학협력단 자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법
CN114179832B (zh) * 2021-12-29 2023-12-19 阿波罗智联(北京)科技有限公司 用于自动驾驶车辆的变道方法
CN114715156B (zh) * 2022-05-18 2022-10-14 北京小马智卡科技有限公司 控制车辆进出匝道的方法、装置、设备和存储介质
CN117261903A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 杭州鉴智机器人科技有限公司 一种自动驾驶车辆的变道方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011113511A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Denso Corp 衝突回避支援装置、および衝突回避支援プログラム
JP2016215790A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 株式会社デンソー 車線変更計画生成装置、車線変更計画生成方法
JP2017021506A (ja) * 2015-07-09 2017-01-26 日産自動車株式会社 走行制御装置
JP2017033045A (ja) * 2015-07-28 2017-02-09 日産自動車株式会社 走行制御装置の制御方法および走行制御装置
JP2017074823A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 トヨタ自動車株式会社 車線変更支援装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798815B1 (ko) 2007-04-20 2008-01-28 (주)지오매틱코리아 자동주행을 위한 통합차량거동 시스템의 적용거리 실용화방법
JP5332356B2 (ja) * 2008-07-08 2013-11-06 日産自動車株式会社 車両用運転支援装置
JP4692613B2 (ja) * 2008-11-28 2011-06-01 トヨタ自動車株式会社 車載装置、及び当該装置で用いられる方法
JP5233816B2 (ja) * 2009-04-22 2013-07-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム
WO2012147187A1 (ja) * 2011-04-27 2012-11-01 トヨタ自動車株式会社 周辺車両検出装置
FR2978593A1 (fr) * 2011-07-30 2013-02-01 Johnson Contr Automotive Elect Element decoratif et de couvrage, tableau de bord et procede de fabrication d'un element decoratif
US9187117B2 (en) * 2012-01-17 2015-11-17 Ford Global Technologies, Llc Autonomous lane control system
DE102012216422A1 (de) * 2012-09-14 2014-03-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Spurwechselassistenzsystem für ein Fahrzeug
US9096267B2 (en) 2013-01-21 2015-08-04 GM Global Technology Operations LLC Efficient data flow algorithms for autonomous lane changing, passing and overtaking behaviors
KR101480434B1 (ko) * 2013-07-23 2015-01-08 현대오트론 주식회사 차선 이탈 경보 시스템 및 방법
JP6221569B2 (ja) 2013-09-26 2017-11-01 日産自動車株式会社 運転支援装置
JP6257989B2 (ja) 2013-10-08 2018-01-10 日産自動車株式会社 運転支援装置
DE102013223428A1 (de) 2013-11-18 2015-05-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Fahrerassistenzeinrichtung zur Unterstützung von Spurwechseln bzw. Überholmanövern eines Kraftfahrzeugs
JP6128059B2 (ja) * 2014-05-30 2017-05-17 株式会社デンソー 退避走行支援装置
US9428187B2 (en) 2014-06-05 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Lane change path planning algorithm for autonomous driving vehicle
EP2963632A1 (en) 2014-07-03 2016-01-06 Application Solutions (Electronics and Vision) Limited Manoeuvre assistance
JP5970513B2 (ja) 2014-09-29 2016-08-17 富士重工業株式会社 運転支援制御装置
KR102083932B1 (ko) 2014-09-30 2020-04-14 한화디펜스 주식회사 주행 제어 시스템 및 주행 제어 방법
JP5833261B1 (ja) 2015-01-07 2015-12-16 株式会社関プレス 金属端部断面外周の加工方法及び該加工方法によって得られる金属部品と他部材との接合方法
JP6327423B2 (ja) * 2016-02-15 2018-05-23 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP2017165156A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011113511A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Denso Corp 衝突回避支援装置、および衝突回避支援プログラム
JP2016215790A (ja) * 2015-05-19 2016-12-22 株式会社デンソー 車線変更計画生成装置、車線変更計画生成方法
JP2017021506A (ja) * 2015-07-09 2017-01-26 日産自動車株式会社 走行制御装置
JP2017033045A (ja) * 2015-07-28 2017-02-09 日産自動車株式会社 走行制御装置の制御方法および走行制御装置
JP2017074823A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 トヨタ自動車株式会社 車線変更支援装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113034956A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 昆山宝创新能源科技有限公司 车辆变道方法、装置、设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR102368604B1 (ko) 2022-03-02
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US10365655B2 (en) 2019-07-30
US20190004529A1 (en) 2019-01-03
DE102017222160A1 (de) 2019-01-03

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