KR20190007638A

KR20190007638A - 차량, 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20190007638A
Application number: KR1020170088863A
Authority: KR
Inventors: 한영민; 최성우; 문승건; 김지영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-01-23
Also published as: KR101976682B1

Abstract

주행 도로 정보를 이용하여 확인된 매칭신뢰도 및 측방향 거리 변화를 이용하여 확인된 트래킹 신뢰도에 기초하여 주행차로를 결정하는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 차량은, 도로 정보를 포함하는 지도가 저장되는 저장부; 주변 정보를 획득하는 주변 정보 획득부; 및 상기 지도를 통해 확인된 주행 도로의 정보와 상기 획득된 주변 정보를 이용하여 미리 정해진 주기마다 상기 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률인 매칭 신뢰도를 확인하고, 직전 주기에 결정된 주행 차로와 상기 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여 상기 주기마다 추적된 차로가 주행 차로일 확률인 트래킹 신뢰도를 확인하고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

차량, 및 그 제어방법{VEHICLE, AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

주행 차로를 결정하는 차량 및 그 제어방법에 관한 발명이다.

차량(vehicle)이란 도로나 선로를 따라 주행하면서 인간, 물건 또는 동물 등을 하나의 위치에서 다른 위치로 이동시킬 수 있는 운송 수단의 일종이다. 차량의 일례로는 삼륜 또는 사륜 자동차, 모터사이클 등의 이륜 자동차, 건설 기계, 원동기장치자전거, 자전거 및 선로를 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.

최근 차량 업계는 운전자에게 보다 많은 편의와 안전을 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System; ADAS)에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히, 정밀 지도를 활용하여 도로 환경을 예측하고, 예측된 도로 환경에 대응되는 적절한 제어 및 편의 서비스를 제공하는 장치 및 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 예를 들어, 차량은 미리 저장된 지도를 이용하여 현재 주행 중인 도로의 정보를 확인하고, 이를 기초로 목적지까지의 최적의 경로를 제공하거나 대응되는 제어를 수행할 수 있다.

개시된 발명의 일 실시예에 따르면, 주행 도로 정보를 이용하여 확인된 매칭신뢰도 및 측방향 거리 변화를 이용하여 확인된 트래킹 신뢰도에 기초하여 주행차로를 결정하는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 차량은, 도로 정보를 포함하는 지도가 저장되는 저장부; 주변 정보를 획득하는 주변 정보 획득부; 및 상기 지도를 통해 확인된 주행 도로의 정보와 상기 획득된 주변 정보를 이용하여 미리 정해진 주기마다 상기 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률인 매칭 신뢰도를 확인하고, 직전 주기에 결정된 주행 차로와 상기 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여 상기 주기마다 추적된 차로가 주행 차로일 확률인 트래킹 신뢰도를 확인하고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도 중 적어도 하나에 따라 상기 주행 차로가 결정되면, 상기 제 1 주기의 다음 주기인 제 2 주기에서 상기 트래킹 신뢰도를 이용하여 상기 주행 차로를 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 주기에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 큰 제 1 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 복수의 차로 중 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 큰 제 2 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되는 제 3 조건 중 어느 하나를 만족하면, 상기 추적된 차로를 초기화할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이면, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이면, 상기 추적된 차로를 상기 주행 차로로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계값 이하인 제 4 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나가 아닌 제 5 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 복수 개 이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되지 않는 제 6 조건 중 어느 하나를 만족하면, 초기 상태로 천이할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 초기 상태에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 크면, 상기 추적된 차로를 초기화하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 직전 주기까지 상기 추적된 차로가 상기 주행 도로의 마지막 차로이고, 현재 주기에서 우측으로 차선 변경이 확인되면, 갓길을 주행하는 것으로 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 갓길 주행 중, 좌측 차로 변경이 확인되면, 상기 주행 도로의 마지막 차로를 상기 주행 차로로 결정할 수 있다.

또한, 상기 갓길 주행 중, 주행 속도가 미리 정해진 임계 속도 이상으로 미리 정해진 임계 시간 이상 유지되면, 상기 초기 상태로 천이할 수 있다.

일 실시예에 따른 차량의 제어방법은, 주변 정보를 획득하는 단계; 미리 저장된 지도를 통해 확인된 주행 도로의 정보와 상기 획득된 주변 정보를 이용하여 미리 정해진 주기마다 상기 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률인 매칭 신뢰도를 확인하는 단계; 직전 주기에 결정된 주행 차로와 상기 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여 상기 주기마다 추적된 차로가 주행 차로일 확률인 트래킹 신뢰도를 확인하는 단계; 및 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도 중 적어도 하나에 따라 상기 주행 차로가 결정되면, 상기 제 1 주기의 다음 주기인 제 2 주기에서 상기 트래킹 신뢰도를 이용하여 상기 주행 차로를 결정하는 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 제 1 주기에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 큰 제 1 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 복수의 차로 중 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 큰 제 2 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되는 제 3 조건 중 어느 하나를 만족하면, 상기 추적된 차로를 초기화하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이면, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이면, 상기 추적된 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계값 이하인 제 4 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나가 아닌 제 5 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 복수 개 이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되지 않는 제 6 조건 중 어느 하나를 만족하면, 초기 상태로 천이하는 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 초기 상태에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 크면, 상기 추적된 차로를 초기화하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 직전 주기까지 상기 추적된 차로가 상기 주행 도로의 마지막 차로이고, 현재 주기에서 우측으로 차선 변경이 확인되면, 갓길을 주행하는 것으로 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 갓길 주행 중, 좌측 차로 변경이 확인되면, 상기 주행 도로의 마지막 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는, 상기 갓길 주행 중, 주행 속도가 미리 정해진 임계 속도 이상으로 미리 정해진 임계 시간 이상 유지되면, 상기 초기 상태로 천이하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

개시된 차량 및 그 제어방법의 일 실시예에 따르면, 주행 도로 정보에 의해 매칭된 차로의 신뢰도와 측방향 거리 변화에 의해 추적된 차로의 신뢰도를 비교하여 주행 차로를 결정하므로, 주행 차로 결정의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 개시된 차량 및 그 제어방법의 다른 실시예에 따르면, 분기점 및 교차로에서의 주행 경로를 실시간으로 예측할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 미리 설정된 관심 영역을 이용하여 주행 차로를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어부가 주행 차로를 매칭하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 주행 차로 결정을 위한 상태 천이도를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량의 경로 이탈 여부를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량 제어방법의 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 차량 및 그 제어방법을 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.

도 1과 같이, 차량의 일 실시예는 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 차량(1)을 이동시키는 차륜(21, 22), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(14), 차량(1) 내부의 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(17), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(18, 19)를 포함한다.

차륜(21, 22)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(21), 차량의 후방에 마련되는 후륜(22)을 포함하며, 전륜(21) 또는 후륜(22)은 구동장치로부터 회전력을 제공받아 본체(10)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다.

도어(14)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킨다.

전면 유리(17)는 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 하는 것으로서, 윈드쉴드 글라스(Windshield Glass)라고도 한다.

또한, 사이드 미러(18, 19)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(18) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(19)를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자에게 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 제공할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 운전자 등이 탑승하는 시트(110)와, 기어 박스(120), 센터페시아(130) 및 조향 휠(140) 등이 마련된 대시보드(Dashboard; 150) 를 포함할 수 있다.

기어 박스(120)에는 차량(1) 변속을 위한 변속 레버(121)와, 차량(1)의 기능 수행을 제어하기 위한 다이얼 조작부(123)가 설치될 수 있다.

대시보드(150)에 마련된 조향 휠(140)은 차량(1)의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(141) 및 차량(1)의 조향 장치와 연결되고 림(141)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(142)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서 스포크(142)에는 차량(1) 내의 각종 장치, 일례로 오디오 장치 등을 제어하기 위한 조작 장치(142a, 142b)가 형성될 수 있다.

클러스터(143)는 차량의 속도를 나타내는 속도 게이지와 차량의 RPM을 나타내는 RPM 게이지를 표시할 수 있다. 운전자가 한 눈에 차량에 관한 정보를 확인할 수 있다. 또한, 클러스터(143)는 차량(1)에 관한 정보, 특히 차량(1)의 주행에 관한 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 클러스터(143)는 잔여 연료량에 기초한 주행 가능 거리나, 내비게이션 정보, 오디오 정보 등을 표시할 수 있다.

또한, 운전자는 운전 중에 시선을 전방으로부터 과도하게 이탈시키지 않고서도 차량에 관한 정보를 확인할 수 있도록, 클러스터(143)는 대시보드(150)의 영역 중 조향 휠(140)과 대면하는 영역에 마련될 수 있다.

도면에 도시되지는 않았으나, 대시보드(150)에는 운전자에게 제공되는 시각적 정보가 전면 유리(17)에 표시되도록 하는 HUD(Head Up Display)가 마련될 수도 있다.

대시보드(150)에 마련된 센터페시아(130)에는 공조 장치(131), 시계(132), 오디오 장치(133) 및 디스플레이(134) 등이 설치될 수 있다.

공조 장치(131)는 차량(1) 내부의 온도, 습도, 공기의 청정도, 공기의 흐름을 조절하여 차량(1)의 내부를 쾌적하게 유지한다. 공조 장치(131)는 센터페시아(130)에 설치되고 공기를 토출하는 적어도 하나의 토출구(131a)를 포함할 수 있다. 센터페시아(130)에는 공조 장치(131) 등을 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 등이 설치될 수 있다. 운전자 등의 탑승자는 센터페시아(130)에 배치된 버튼을 이용하여 공조 장치(131)를 제어할 수 있다.

시계(132)는 공조 장치(131)를 제어하기 위한 버튼이나 다이얼 주위에 마련될 수 있다.

오디오 장치(133)는 오디오 장치(133)의 기능 수행을 위한 다수의 버튼들이 마련된 조작패널을 포함할 수 있다. 오디오 장치(133)는 라디오 기능을 제공하는 라디오 모드와 오디오 파일이 담긴 다양한 저장매체의 오디오 파일을 재생하는 미디어 모드를 제공할 수 있다.

오디오 장치(133)는 스피커(160)를 통해 오디오 파일을 음향으로 출력할 수 있다. 도 2에서 스피커(160)가 도어 내측에 마련되는 경우를 예시하였으나, 스피커(160)가 마련되는 위치는 이에 한정되지 않는다.

디스플레이(134)는 차량과 직, 간접적으로 관련된 각종 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 차량의 상태 정보와 같은 직접 정보와, 차량 내, 외부로부터 제공받은 사진, 동영상을 포함하는 멀티미디어 정보와 같은 간접 정보를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(134)는 지도 영상과 같은 내비게이션 정보를 표시할 수도 있다.

이를 위해, 디스플레이(134)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

또한, 대시보드(150)는 차량(1)의 주행 속도, 엔진 회전 수 또는 연료 잔량 등을 표시할 수 있는 각종 계기판 및 각종 물건을 수납할 수 있는 글로브 박스(Glove Box) 등을 더 포함할 수도 있다.

한편, 차량은 미리 저장된 지도를 이용하여 운전자에게 주행과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 차량은 지도를 통해 현재 위치를 확인하고, 확인된 위치로부터 목적지까지의 경로를 제공할 수 있다. 또한, 지도 상의 현재 위치에 따라, 차량은 차속을 자동 제어하거나, 헤드램프를 자동으로 제어할 수도 있다.

상술한 기능을 실시간으로 제공하기 위해, 차량은 진행 경로를 예측할 필요가 있다. 특히, 진행 방향 전방에 분기점이나 교차로가 존재하는 경우 차량은 분기점 또는 교차로로부터 연장되는 복수의 도로 중 어느 하나를 선택해서 진행해야 한다. 이 때, 차량이 어느 도로를 선택하여 진행할 것인지를 미리 예측하지 못하면, 차량은 현재 위치에 대응되는 기능을 실시간으로 제공하기 어려울 수 있다.

따라서, 차량은 다양한 방법으로 차량의 진행 경로를 예측할 수 있는데, 일 예로서 차량은 주행 차로를 결정함으로써 예측을 수행할 수 있다. 운전자는 분기점 또는 교차로로부터 연장되는 어느 하나의 도로로 진행하기 위해 특정 차로를 선택할 수 있으므로, 차량은 주행 차로를 미리 결정하고, 이를 기초로 주행 경로를 예측할 수 있다.

이하에서는 주행 차로를 결정하는 차량에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량은, 차량의 위치 정보를 포함하는 위성 신호를 수신하는 GPS 안테나(135); 주변 정보를 획득하는 주변 정보 획득부(200); 주행과 관련된 정보를 표시하는 디스플레이(134); 차량의 각 구성을 제어하는 제어부(300); 및 차량의 각 구성이 동작하는데 필요한 정보가 미리 저장되는 저장부(500); 를 포함할 수 있다.

저장부(500)는 차량의 동작에 필요한 정보를 미리 저장하고, 필요 시에 제공할 수 있다. 예를 들어, 저장부(500)는 후술할 제어부(300)가 차량을 제어하는데 이용하는 알고리즘 또는 파라미터를 미리 저장하고, 제어부(300)의 요청이 있을 때 이를 제공할 수 있다.

또한, 저장부(500)는 후술할 제어부(300)에 제공할 지도를 미리 저장할 수 있다. 구체적으로, 저장부(500)는 각 도로의 종류 및 차로 수를 포함하는 일반 지도 및 정밀 지도 중 적어도 하나를 미리 저장할 수 있다. 여기서, 정밀 지도란 안전하고 정밀한 차량제어를 위해 높은 정확도를 가지며, 도로의 평면 위치뿐만 아니라 고도, 경사, 곡률, 차로 수 등에 대한 정보를 포함하고, 아울러 교통 규제 표지, 신호등과 같은 도로 시설물에 대한 정보를 더 포함하는 지도를 의미할 수 있다.

이 때, 저장부(500)에 저장되는 지도는 각 도로의 차선 정보를 포함하지 않을 수도 있다. 만약, 저장되는 지도가 각 도로의 차선 정보를 포함하지 않는 경우, 저장부(500)는 후술할 제어부(300)에 제공할 각 도로의 관심 영역 정보 및/또는 기준 차선 정보를 더 저장할 수도 있다. 관심 영역 정보와 기준 차선 정보에 대하여는 후술한다.

저장부(500)는 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 통해 구현될 수 있다

다시 도 3을 참조하면, GPS(Global Positioning System) 안테나(135)는 위성에서 전파하는 위성 신호를 수신하고, 이를 제어부(300)에 제공할 수 있다. 이 때, GPS 안테나(135)가 수신하는 위성 신호는 차량의 위치 정보를 포함할 수 있다.

위성 신호를 수신하면, 제어부(300)는 저장부(500)에 미리 저장된 지도 상에서 차량의 현재 위치를 매칭시킬 수 있다. GPS 안테나(135)를 통해 수신한 위성 신호는 차량의 현재 좌표를 포함할 수 있으므로, 제어부(300) 지도 상에서 차량의 현재 좌표에 대응되는 위치를 매칭시킬 수 있다.

차량의 현재 위치를 지도 상에 매칭시킴으로써, 제어부(300)는 현재 차량이 주행중인 도로를 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이, 미리 저장된 지도는 도로의 종류 및 차로 수 정보를 포함하므로, 제어부(300)는 주행중인 도로의 종류와 차로 수 정보 또한 확인할 수 있다.

주변 정보 획득부(200)는 차량의 주변 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 주변 정보란 차량의 차로를 결정하는데 이용 가능한 전방, 측방과 같은 주변의 모든 정보를 포함할 수 있다.

이를 위해, 주변 정보 획득부(200)는 차량 전방의 영상을 획득하는 카메라(210); 및 차량 측방에 위치하는 물체를 감지하는 레이더(220); 를 포함할 수 있다.

카메라(210)는 차량의 전면에 설치되어 차량의 전방 영상을 촬영할 수 있다. 이를 위해, 카메라(210)는 촬상 센서를 포함할 수 있으며, 촬상 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구현될 수 있다.

레이더(220)(Rader)는 차량의 측면에 설치되어 차량의 측방에 인접한 물체를 감지할 수 있다. 레이더(220)는 펄스를 측방으로 조사하고, 측방의 물체로부터 반사되는 에코 펄스를 수신할 수 있다. 이렇게 수신한 에코 펄스는 측방 물체의 존재뿐만 아니라, 측방 물체와의 거리 및 측방 물체의 형상에 대한 정보를 포함할 수 있다.

제어부(300)는 주변 정보 획득부(200)에서 획득한 차량의 주변 정보를 이용하여 주행 도로의 각 차로 중 주행 차로를 매칭할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 주행 도로의 각 차로에 매칭 포인트(Matching Point)를 부여함으로써 각 차로가 주행 차로일 확률을 구하고, 매칭 포인트를 이용하여 주행 차로를 매칭할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(300)는 GPS 안테나(135)를 통해 수신한 위성 신호에 포함된 차량의 현재 좌표를 저장부(500)에 저장된 지도 상에서 매칭시킴으로써 주행 도로를 확인할 수 있으므로, 제어부(300)는 주행 차로를 매칭하는데 있어 저장부(500)에 저장된 주행 도로 정보를 이용할 수 있다.

만약, 저장부(500)에 저장된 지도가 주행 도로를 구성하는 복수의 차로를 결정하는 차선 정보를 포함하는 경우, 제어부(300)는 차선 정보를 이용하여 주행 도로를 구성하는 각 차로가 주행 차로일 확률을 구할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 주변 정보 획득부(200)에 의해 획득된 차량의 주변 정보와 주행 도로의 차선 정보를 비교함으로써 각 차로에 대한 주행 차로일 확률을 연산할 수 있다.

제어부(400)는 각 차로에 대한 차선 정보가 획득된 차량의 주변 정보와 일치하면, 해당 차로에 1을 가산하고, 불일치하면 0을 가산하는 방식으로, 각 차로에 대한 매칭 포인트를 연산할 수 있다. 그 결과, 차로 매칭의 방식에서는 매칭 포인트가 가장 큰 차로가 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로일 수 있다.

이와는 달리, 저장되는 지도가 주행 도로의 차선 정보를 포함하지 않는 경우, 제어부는 저장부(500)에 미리 저장되는 주행 도로의 관심 영역 정보 및/또는 기준 차선 정보를 이용하여 차로 매칭을 수행할 수도 있다.

구체적으로, 레이더(220)에 의해 획득되는 주변 정보를 기초로 차로 매칭을 수행할 경우, 제어부(300)주행 도로의 관심 영역 정보를 이용할 수 있다. 주행 도로의 관심 영역은 다음의 과정을 통해 설정될 수 있다.

먼저, 차량(1)은 주행 도로를 주행하면서, 미리 정해진 시간 동안 레이더(220)의 감지 결과를 누적할 수 있다. 이 때, 차량(1)은 반복하여 차로를 변경할 수 있다. 이렇게 누적된 전방 물체의 좌표는 x-y 좌표 상에 플로팅(Plotting) 될 수 있다.

플로팅 결과를 참조하면, x축 좌표를 기준으로 복수의 특정 영역에서 큰 피크가 존재함을 확인할 수 있다. 이는 차량(1)과의 일정한 측방향 거리만큼 이격된 위치에 특정 물체가 반복적으로 감지됨을 의미할 수 있다. 만약, 반복적으로 감지되는 물체가 가드레일이라면, 차량이 주행중인 차로에 대응되는 측방향 거리만큼 이격된 위치에 가드레일이 감지되므로, 가드레일을 기준으로 측방향으로 이격된 거리에 따라 관심 영역이 설정될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 미리 설정된 관심 영역을 이용하여 주행 차로를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 'X' 표식은 레이더(220)에 의해 감지되는 물체 부분을 의미할 수 있고, R은 레이더(220)의 감지 영역을 의미할 수 있으며, M은 주행 차량을 의미할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제어부(300)는 주행 차량 M 전방을 미리 정해진 관심 영역에 따라 가상으로 구획할 수 있다. 그 결과, 주행 차량 M의 전방은 측방향 거리에 따라 미리 정해진 관심 영역 K_L2, K_L1, S₀, K_R1, K_R2로 구획될 수 있다.

레이더(220)는 감지 영역 R에 위치하는 전방 물체를 감지할 수 있고, 제어부(300)는 감지된 물체의 x좌표가 속하는 관심 영역을 확인할 수 있다. 도 4에서는 관심 영역 K_L2에 지속적으로 감지되는 물체가 존재하므로, 제어부(300)는 K_L1에 인접하는 K_L2에 가드레일이 존재함을 전제로, 1차로에 인접하는 2차로에 매칭 포인트 1을 부여하고, 나머지 차로에 0을 부여할 수 있다. 최종적으로, 별도의 감지된 물체가 없다면, 가장 높은 매칭 포인트가 부여된 2차로가 주행 차로로 매칭될 수 있다.

한편, 카메라(210)에 의해 획득되는 주변 정보를 기초로 차로 매칭을 수행할 경우, 제어부(300)는 기준 차선 정보를 이용할 수 있다. 여기서, 기준 차선 정보란 도로의 종류에 따라 결정되는 차선 정보를 의미할 수 있다. 또한, 도로의 종류는 도로의 용도, 형태, 및 규모 중 적어도 하나의 기준에 따라 분류될 수 있고, 각국의 법규에 따른 분류를 채택할 수도 있다.

예를 들어, 저장부(500)는 기준 차선 정보를 도로의 종류에 따라 분류되는 트리 구조 형태로 미리 저장할 수 있다. 특히, 도로가 용도에 따라 먼저 분류될 수 있다.

구체적으로, 도로는 용도에 따라 주요 도시를 잇는 자동차 전용의 고속도로와 비고속도로로 분류될 수 있다. 이 때, 비고속도로가 용도에 따라 일반국도, 지방도 등으로 세분화 될 수도 있다. 이는 대한민국의 법규에서 정하는 용도에 따른 명칭이므로, 용도에 따른 분류에 있어 이와 다른 명칭을 사용할 수 있다.

용도에 따라 도로가 고속도로와 비고속도로로 분류되면, 고속도로를 형태에 따라 분류할 수 있다. 예를 들어, 고속도로를 교량, 고가도로, 터널, 지하차도, 분기점으로부터 미리 정해진 거리 내의 분기점 영역, 합류점으로부터 미리 정해진 거리 내의 합류점 영역, 및 그 밖의 일반도로 등으로 분류할 수 있다.

상술한 예시는 미리 정해진 기준에 따라 도로를 종류별로 분류하기 위한 실시예에 불과하므로, 다양한 기준에 따라 도로를 종류별로 분류하는 것이 가능할 수 있다.

이와 같은 분류가 이루어진 후, 기준 차선 정보는 각각의 도로 종류 별로 저장될 수 있다. 기준 차선 정보는 차선의 속성에 대한 것으로, 차선의 종류, 색상, 차선에 인접한 물체 정보 등을 포함할 수 있다.

기준 차선 정보는 동일한 종류에 속하는 모든 도로에 대하여 적용되므로, 동일한 종류로 분류되는 도로 상의 차선에 필수적으로 요구되는 속성을 포함할 수 있다.

예를 들어, 기준 차선 정보는 최상위 차선 0차선 및 최하위 차선 N차선 의 속성을 포함할 수 있으며, 이는 표 1을 따를 수 있다.

표 1을 따를 때, 기준 차선 정보는 고속도로 중 일반도로의 최상위 차선 0차선이 실선이고, 황색이며, 인접하여 가드레일이 존재함을 나타내는 제 1 기준 차선 정보, 고속도로 중 교량/고가도로의 최상위 차선 0차선이 황색이고, 인접하여 가드레일이 존재함을 나타내는 제 2 기준 차선 정보, 고속도로 중 터널/지하차도의 최상위 차선 0차선에 인접하여 가드레일이 존재함을 나타내는 제 3 기준 차선 정보, 고속도로 중 분기점 영역의 최상위 차선 0차선이 황색이고, 인접하여 가드레일이 존재함을 나타내는 제 4 기준 차선 정보, 고속도로 중 합류점 영역의 최상위 차선 0차선이 황색이고, 인접하여 가드레일이 존재함을 나타내는 제 5 기준 차선 정보, 고속도로 중 일반도로의 최하위 차선 N차선이 실선임을 나타내는 제 6 기준 차선 정보, 고속도로 중 교량/고가도로의 최하위 차선 N차선이 실선임을 나타내는 제 7 기준 차선 정보, 고속도로 중 터널/지하차도의 최하위 차선 N차선이 실선임을 나타내는 제 8 기준 차선 정보, 고속도로 중 분기점 영역의 최하위 차선 N차선이 실선이고, 인접하여 속도제한 표지판이 존재함을 나타내는 제 9 기준 차선 정보, 고속도로 중 합류점 영역의 최하위 차선 N차선이 실선임을 나타내는 제 10 기준 차선 정보를 포함할 수 있다.

다만, 상술한 표 1 은 기준 차선 정보의 일 실시예에 불과하므로, 기준 차선 정보는 제 1 내지 10의 기준 차선 정보 중 일부를 포함하거나, 이와는 상이한 정보를 포함할 수도 있다.

예를 들어, 기준 차선 정보는 고속도로 중 분기점 영역의 최하위 차선 N차선에 인접한 N-1차선이 겹선임을 나타내는 제 11 기준 차선 정보, 고속도로 중 합류점 영역의 최하위 차선 N차선에 인접한 N-1차선이 겹선임을 나타내는 제 12 기준 차선 정보를 포함할 수 있다. 또한, 표 1에서는 도로의 최상위 차선 및 최하위 차선에 대한 정보만을 언급하였으나, 그 이외의 차선에 대한 정보를 기준 차선 정보가 포함할 수도 있다. 예를 들어, 고속도로의 최상위 차선을 제외한 나머지 차선은 좌측으로 인접한 차량이 존재할 수 있으며, 고속도로의 최하위 차선을 제외한 나머지 차선은 우측으로 인접한 차량이 존재할 수 있다.

저장부(200)는 상술한 기준 차선 정보를 미리 저장하고, 필요에 따라 제어부(300)에 제공할 수 있다. 제어부(300)는 이를 이용하여 주행 차로 매칭을 수행할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 제어부가 주행 차로를 매칭하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는 0차선 내지 4차선을 포함하고, 이들 차선에 의해 1 내지 4 차로로 분할되는 고속도로 중 일반도로를 예시하고 있다. 또한, 도 5에서 부채꼴 영역은 차량의 카메라(210)에 의해 획득되는 전방 영상 범위를 의미할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(300)는 전방 영상으로부터 차로를 추출할 수 있다. 도 5의 경우, 제어부(300)는 차량에 인접한 순으로 좌측의 L0, L1 차선 및 우측의 R0, R1 차선을 추출할 수 있다. 이렇게 차선을 추출함으로써, 제어부(300)는 차선 L0, L1, R0, R1에 대한 측정 차선 정보를 획득할 수 있다. 도 5에서 제어부(300)가 획득한 측정 차선 정보는 표 2와 같다.

차선	L1	L0	R0	R1
종류	실선	점선	점선	인식불가
색상	인식불가	백색	백색	인식불가

한편, 측정 차선 정보는 카메라(210)가 획득한 주변 정보를 가공하여 획득한 정보이므로, 카메라(210)의 성능 및 차량의 위치 등에 따라 정확도가 달라질 수 있다. 정확도는 장치 제조 시 미리 결정될 수 있고, 그 값이 저장부(500)에 미리 저장될 수 있다. 도 5에서 제어부(300)가 획득한 측정 차선 정보의 정확도는 표 3과 같다.

차선	L1	L0	R0	R1
종류	0.5	1	1	0.5
색상	0.25	0.5	0.5	0.25

제어부(300)는 획득한 측정 차선 정보를 미리 저장된 기준 차선 정보와 비교함으로써 주행 차로를 매칭할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 각각의 차로에 대한 주행 차로일 확률을 연산할 수 있다. 이를 위해, 제어부(300)는 측정 차선 정보와 기준 차선 정보를 비교하여 각 차로에 매칭 포인트(Matching Point)를 부여할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 측정 차선 정보와 기준 차선 정보가 일치하면 미리 정해진 차로에 가점을 부여하고, 불일치하면 나머지 차로에 0을 부여하여 매칭 포인트를 연산할 수 있다. 이 때, 제어부(300)는 미리 저장된 측정 차선 정보의 각 차로에 대한 정확도를 가중치로 이용할 수 있다.

표 4 내지 6은 조건에 따라 가점을 부여하는 방법을 예시한다.

조건	가점	도로 종류
L0=황색	Line1=+a	고속도로 중 일반도로, 교량/고가도로, 분기점 영역, 합류점 영역
L0≠황색	Line2~N=+b
L1=황색	Line2=+a
L1≠황색	Line1,3~N=+b

조건	가점	도로 종류
L0=실선	Line1=+a	고속도로 중 일반도로
L0≠실선	Line2~N=+b
R0=실선	LineN=+a
R0≠실선	Line1~(N-1)=+b
L1=실선	Line2=+a
L1≠실선	Line1,3~N=+b
R1=실선	LineN-1=+a
R1≠실선	Line1~(N-2),N=+b

조건	가점	도로 종류
L0=겹선	LineN_main+1=+a	고속도로 중 일반도로, 교량/고가도로, 터널/지하차도, 분기점 영역, 합류점 영역
R0=겹선	LineN_main=+a	고속도로 중 일반도로, 교량/고가도로, 터널/지하차도, 분기점 영역, 합류점 영역

표 4 내지 6에서 가점 a는 가점 b보다 크고, N은 도로의 총 차로 수이며, N_main은 분기점 이후의 본선의 총 차로 수를 의미할 수 있다.

도 5는 고속도로 중 일반도로를 예시하므로, 제어부(300)는 표 4 내지 6에 따라 가점을 부여할 수 있다.

표 4를 따를 때, 차선 L0는 황색이 아니고, 차선 L1는 황색이므로, 제어부(300)는 2 내지 4 차로에 가점 b를 부여하고, 2 차로에 가점 a를 부여할 수 있다. 또한, 차선 L0의 색상 정확도가 0.5 이므로, 제어부(300)는 2 내지 4 차로에 부여된 가점 b에 0.5를 곱할 수 있다. 같은 방식으로, 차선 L1의 색상 정확도가 0.25 이므로, 제어부(300)는 2 차로에 부여된 가점 a에 0.25를 곱할 수 있다.

표 5를 따를 때, 차선 L0는 실선이 아니고, 차선 L1은 실선이고, 차선 R0는 실선이 아니고, 차선 R1은 실선이 아니므로, 제어부(300)는 2 내지 4 차로에 가점 b를 부여하고, 2 차로에 가점 a를 부여하고, 1차로 및 3, 4 차로에 가점 b를 부여하고, 1 및 2 차로와 4차로에 가점 b를 부여할 수 있다. 또한, 측정 차선 정보 중 차선의 종류에 대한 정확도를 고려하여, 제어부(300)는 2 내지 4 차로에 부여된 가점 b에 정확도 1을 곱하고, 2 차로에 부여된 가점 a에 정확도 0.5를 곱하고, 1차로 및 3, 4 차로에 부여된 가점 b에 정확도 1을 곱하고, 1 및 2 차로와 4차로에 부여된 가점 b에 정확도 0.5를 곱할 수 있다.

표 6을 따를 때, 차선 L0, L1, R0, R1은 모두 겹선이 아니므로, 제어부(300)는 어느 차로에도 가점을 부여하지 않는다.

상술한 과정에 따라 각 차로에 가점을 부여한 후, 제어부(300)는 각 차로별로 부여된 가점을 모두 더하여 매칭 포인트를 연산할 수 있다. 만약, 가점 a를 1, 가점 b를 0.5라 가정하면, 각 차로의 매칭 포인트는 표 7을 따른다.

차로	1차로	2차로	3차로	4차로
매칭 포인트	0.75	2.50	1.50	1.25

표 7을 참조하면, 2차로의 매칭 포인트가 가장 높음을 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 2차로를 주행 차로로 매칭할 수 있다.

제어부(300)는 상술한 여러 가지 방법 중 적어도 하나를 채택하여 주행 차로 매칭을 수행할 수 있고, 특히 미리 정해진 주기마다 반복하여 주행 차로 매칭을 수행할 수 있다.

제어부(300)는 주행 차로의 매칭과 함께, 주행 차로의 추적을 수행할 수 있다. 주행 차로의 추적을 위해, 제어부(300)는 주변 정보 획득부(200)에 의해 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용할 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 미리 정해진 매 주기마다 직전 주기로부터 차선 변경이 수행되었는지를 기초로 주행 차로를 추적할 수 있다. 먼저, 제어부(300)는 직전 주기에 결정된 주행 차로를 확인한다. 그 다음, 제어부(300)는 현재 주기에서 주변 정보 획득부(200)에 의해 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여, 좌측 또는 우측으로의 차로 변경이 존재하는지 확인한다. 여기서, 측방향 거리 변화는 카메라(210)에 의해 획득된 전방 영상으로부터 확인될 수 있다. 마지막으로, 제어부(300)는 직전 주기에 결정된 주행 차로에 확인된 차로 변경 결과를 반영함으로써 주행 차로의 추적을 수행할 수 있다.

예를 들어, 직전 주기에서 주행 차로가 2차로로 결정되었고, 현재 주기에서 우측 차로 변경이 1회 존재하는 것으로 확인되면, 제어부(300)는 현재 주기의 주행 차로를 3차로로 추적할 수 있다.

한편, 상술한 주행 차로의 매칭의 경우, 동일한 매칭 포인트를 가지는 복수의 차로가 존재하면, 이에 기초하여 주행 차로를 결정하는 것이 어려울 수 있다. 또한, 상술한 주행 차로의 추적의 경우, 직전 주기의 결정 결과를 현재 주기에서 이용하므로, 중간에 발생한 오류가 누적되어 주기가 반복될수록 정확도가 떨어질 수 있다.

이를 해결하기 위해, 개시된 실시예에 따른 차량(1)은 주행 차로의 매칭 결과와 주행 차로의 추적 결과를 융합함으로써, 주행 차로 결정의 정확도를 높일 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 주행 차로 매칭에 대한 매칭 신뢰도와 주행 차로의 추적에 대한 트래킹 신뢰도를 확인하고, 매칭 신뢰도와 트래킹 신뢰도에 기초하여 미리 정해진 주기마다 주행 차로를 결정할 수 있다.

여기서, 매칭 신뢰도란 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률을 의미할 수 있다. 만약, 주행 차로 매칭을 위해 각 차로에 매칭 포인트가 부여된 경우, 제어부(300)는 가장 높은 매칭 포인트에 따라 매칭 신뢰도를 결정할 수 있다.

이 때, 가장 높은 매칭 포인트를 가지는 차로가 하나이면, 제어부(300)는 주행 차로 매칭 결과를 단일 매칭으로 설정하고, 가장 높은 매칭 포인트를 가지는 차로가 복수이면, 제어부(300)는 주행 차로 매칭 결과를 복수 매칭으로 설정할 수 있다.

또한, 트래킹 신뢰도란 직전 주기에서 수행된 주행 차로 결정의 정확도인 퓨전 신뢰도와 카메라(210)에 의해 확인된 좌/우 측방향 거리 신뢰도를 이용하여, 현재 주기에서의 트래킹 신뢰도가 결정될 수 있다. 주행 차로의 추적이 수행되는 동안 현재 주기의 트래킹 신뢰도는 직전 주기의 퓨전 신뢰도 이상으로 상승할 수 없으므로, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 최고 레벨인 경우 트래킹 신뢰도는 유지되고, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 최고 레벨이 아닌 경우 트래킹 신뢰도는 좌/우 측방향 거리 신뢰도의 레벨에 따라 하락할 수 있다.

만약, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 상, 중, 하 레벨로 구분될 경우, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 상 레벨이면 현재 주기의 트래킹 신뢰도는 직전 주기의 퓨전 신뢰도로 결정되고, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 중 레벨이면 현재 주기의 트래킹 신뢰도는 직전 주기의 퓨전 신뢰도에 -1한 값으로 결정되고, 좌/우 측방향 거리 신뢰도가 하 레벨이면 현재 주기의 트래킹 신뢰도는 직전 주기의 퓨전 신뢰도에 -2한 값으로 결정될 수 있다.

매칭 신뢰도와 트래킹 신뢰도가 결정되면, 제어부(300)는 매칭 신뢰도와 트래킹 신뢰도에 기초하여 주행 차로를 결정할 수 있다. 이하에서는 도 6을 참조하여 주행 차로를 결정하는 방법을 상세히 설명한다.

도 6은 일 실시예에 따른 주행 차로 결정을 위한 상태 천이도를 나타낸 도면이다. 도 6에서 S₀ 내지 S₆ 은 주행 차로 결정에서의 제어부(300) 상태를 의미하고, C₁ 내지 C₈ 은 상태 천이 조건을 의미할 수 있다. 도 6에 개시된 상태 S₀ 내지 S₆는 하기의 표 8을 따르고, 조건 C₁ 내지 C₈ 은 하기의 표 9를 따른다.

상태	상태 내용	퓨전 결과	퓨전 신뢰도
S₀	초기 상태	Invalid	0
S₁	판단 불가 상태	Invalid	0
S₂	단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태	차로 매칭 결과	매칭 신뢰도
S₃	정상 추적 상태	차로 추적 결과	매칭 신뢰도
S₄	복수 매칭에 의한 추적 초기화 상태	차로 추적 결과	트래킹 신뢰도
S₅	갓길 진입 상태	Invalid	트래킹 신뢰도
S₆	갓길 진출 상태	마지막 차로	트래킹 신뢰도

조건	조건 내용
C₁	단일 매칭&(매칭 신뢰도>제1임계값)
C₂	~C₁
C₃	{단일 매칭&(매칭 신뢰도>트래킹 신뢰도)}\|\|{추적 불가&단일 매칭&(매칭 신뢰도>제1임계값)}
C₄	복수 매칭&(매칭 신뢰도>트래킹 신뢰도)&(차로 매칭 결과⊃차로 추적 결과)
C₅	{추적 불가&단일 매칭&&(매칭 신뢰도≤제2임계값)}\|\|{추적 불가&(~단일 매칭)} \|\|{복수 매칭&(매칭 신뢰도>트래킹 신뢰도)&~(차로 매칭 결과⊃차로 추적 결과)}
C₆	마지막 차로&우측 차로 변경
C₇	좌측 차로 변경
C₈	퓨전 신뢰도≤제2임계값

도 6, 표 8, 및 표 9를 참조하면, 제어부(300)는 주행 차로 결정의 시작과 함께 초기 상태 S₀를 가질 수 있다. 초기 상태 S₀에서 퓨전 결과는 Invalid 이고, 퓨전 신뢰도는 0일 수 있다.

다음 주기에서, 제어부(300)는 조건 C₁인 매칭 결과가 단일 매칭이고 매칭 신뢰도가 제 1 임계값 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 조건 C₁의 역인 C₂를 만족하면, 제어부(300)는 판단 불가 상태 S₁으로 천이할 수 있다. 제어부(300)는 판단 불가 상태 S₁에서 다시 초기 상태 S₀으로 천이하여, 상술한 과정을 반복할 수 있다.

반면, 조건 C₁을 만족하면, 제어부(300)는 정상 주행 차로 결정 상태 S_N으로 천이하여, 정상적인 주행 차로 결정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 초기 상태 정상 주행 차로 결정 상태 S₀에서 정상 주행 차로 결정 상태 S_N중 단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₂로 천이할 수 있다.

단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₂ 에서 퓨전 결과는 차로 매칭 결과이고, 퓨전 신뢰도는 매칭 신뢰도일 수 있다. 따라서, 단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₂ 일 때, 제어부(300)는 가장 높은 매칭 포인트 값을 가지는 차로를 주행 차로로 결정하고, 퓨전 신뢰도를 주행 차로의 매칭 포인트 값인 매칭 신뢰도로 결정할 수 있다.

단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₂로 천이한 주기의 다음 주기에서, 제어부(300)는 정상 추적 상태 S₃으로 천이할 수 있다. 정상 추적 상태S₃일 때, 제어부(300)는 추적된 차로를 주행 차로로 결정하고, 퓨전 신뢰도를 트래킹 신뢰도로 결정할 수 있다.

또한, 정상 추적 상태S₃일 때, 제어부(300)는 매 주기마다 조건 C₃ 및 C₄를 만족하는지 확인할 수 있다. 구체적으로, 차로 매칭 결과가 단일 매칭이고, 매칭 신뢰도가 트래킹 신뢰도보다 크거나, 트래킹이 불가(예를 들어, 1차로에서 좌측 차로 변경 등)하고, 차로 매칭 결과가 단일 매칭이고, 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 큰 조건 C₃을 만족하면, 제어부(300)는 단일 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₂로 천이하여 상술한 과정을 반복할 수 있다. 차로 추적의 정확도가 차로 매칭의 정확도보다 낮기 때문이다.

또한, 차로 매칭 결과가 복수 매칭이고, 매칭 신뢰도가 트래킹 신뢰도보다 크고, 차로 추적 결과가 차로 매칭 결과에 포함되는 조건 C₄를 만족하면, 제어부(300)는 복수 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₄로 천이할 수 있다. 복수 매칭임에도 불구하고, 차로 추적의 정확도가 차로 매칭의 정확도보다 낮고, 복수 매칭된 차로에 추적된 차로가 포함되기 때문이다.

복수 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₄ 일 때, 제어부(300)는 추적된 차로를 주행 차로로 결정하고, 퓨전 신뢰도를 주행 차로의 매칭 포인트 값인 매칭 신뢰도로 결정할 수 있다. 또한, 복수 매칭에 의한 추적 초기화 상태 S₄로 천이한 주기의 다음 주기에서, 제어부(300)는 정상 추적 상태 S₃으로 천이할 수 있다. 정상 추적 상태S₃일 때, 제어부(300)는 추적된 차로를 주행 차로로 결정하고, 퓨전 신뢰도를 트래킹 신뢰도로 결정할 수 있음은 상술한 바와 같다.

또한, 제어부(300)는 매 주기마다 정상 주행 차로 결정 상태 S_N 를 이탈하는 조건인 조건 C₅와 C₆을 만족하는지 확인할 수 있다. 구체적으로, 추적이 불가하고, 차로 매칭이 단일 매칭이고, 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계값 이하이거나, 추적이 불가하고, 단일 매칭이 아니거나, 차로 매칭이 복수 매칭이고, 매칭 신뢰도가 트래킹 신뢰도보다 크고, 차로 추적 결과가 차로 매칭 결과에 포함되지 않는 조건 C₅를 만족하면, 제어부(300)는 정상적으로 주행 차로를 결정할 수 없다고 판단하고, 초기 상태 S₀로 천이할 수 있다.

이와 함께, 마지막 차로이고, 우측 차로 변경이 수행되는 조건 C₆를 만족하면, 제어부(300)는 차량(1)이 갓길로 진입하였다고 판단하고, 갓길 진입 상태 S₅로 천이할 수 있다. 갓길 진입 상태 S₅일 때, 제어부(300)는 퓨전 결과를 Invalid 처리하고, 퓨전 신뢰도를 트래킹 신뢰도로 결정할 수 있다.

또한, 갓길 진입 상태 S₅에서, 주행 속도가 미리 정해진 임계 속도 이상으로 미리 정해진 임계 시간 이상 유지되면, 제어부(300)는 퓨전 신뢰도를 차감할 수도 있다. 고속 주행이 어느 정도 유지되면 갓길 주행으로 판단하기 어렵기 때문이다.

그 결과, 퓨전 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계 값 이하인 조건 C₈을 만족하면, 제어부(300)는 갓길 진입으로 판단한 것이 오류인 것으로 판단하고, 초기 상태 S₀로 천이할 수 있다.

또한, 갓길 진입 상태 S₅에서, 좌측 차로 변경이 수행되는 조건 C₇을 만족하면, 제어부(300)는 갓길을 진출한 것으로 판단하고, 갓길 진출 상태 S₆으로 천이할 수 있다. 갓길 진출 상태 S₆에서, 제어부(300)는 퓨전 결과를 주행 도로의 마지막 차로로 결정하고, 퓨전 신뢰도를 트래킹 신뢰도로 결정할 수 있다.

갓길 진출 상태 S₆으로 천이한 주기의 다음 주기에서, 제어부(300)는 정상 추적 상태 S₃로 천이하여, 정상적인 차로 결정 상태 S_N를 유지할 수 있다.

상술한 방법에 따라 주행 차로가 결정되면, 제어부(300)는 결정된 주행 차로를 이용하여 주행을 위한 다양한 차량(1) 구성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 결정된 주행 차로에 기초하여, 제어부(300)는 주행 도로의 분기로 진입 여부를 판단하고, 경로 이탈을 예측할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 차량의 경로 이탈 여부를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 차량 M은 분기로에 진입한 편도 3차로인 도로를 주행하고 있으며, 전방 P 지점에서 주행 도로가 방향 D1, 및 D2로 연장되는 분기점이 존재하는 경우를 예시한다.

제어부(300)는 주행 차로 결정 결과와 전방의 분기 정보를 비교하여, 차량(1)이 분기 로에 진입하였는지 확인할 수 있다. 이 때, 전방의 분기 정보는 주행 도로 정보에 미리 포함될 수 있다. 도 7의 경우, 제어부(300)는 분기 정보를 통해 좌측의 2차로가 본선이고, 우측의 1차로가 분기로임을 확인할 수 있다.

분기 정보를 확인한 후, 제어부(300)는 결정된 주행 차로와 본선의 총 차로 수 및 본선과 분기로의 총 차로 수를 비교하여, 분기로 진입 여부를 확인할 수 있다.

만약, 주행 차로가 본선의 총 차로 수 이내이면, 제어부(300)는 차량(1)이 현재 본선을 주행 중인 것으로 판단한다. 반면, 주행 차로가 본선의 총 차로 수를 초과하고 본선 및 분기로의 총 차로 수 이내이면, 차량(1)이 현재 분기로를 주행 중인 것으로 판단한다. 이외의 경우, 차량(1)은 Invalid 처리한다.

현재 분기로를 주행 중인 것으로 판단되면, 차량(1)은 판단 결과와 분기 정보를이용하여 경로 이탈 여부를 예측할 수 있다. 이 때, 분기 정보는 각 차로에서의 진행 방향에 대한 확률을 포함할 수 있다. 차량(1)은 분기로에서의 진행 방향에 대한 확률을 확인하고, 이 확률에 기초하여 차량(1)이 본선에 따른 방향 1로 진행할 것인 것, 차량(1)이 분기로에 따른 방향 2로 진행할 것인지를 예측할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 차량 제어방법의 흐름도이다.

먼저, 차량(1)은 주변 정보를 확인할 수 있다.(900) 구체적으로, 차량(1)의 주변 정보 확인부는 카메라(210) 및 레이더(220) 중 적어도 하나를 이용하여 차량(1)의 주변 정보를 확인할 수 있다.

주변 정보 확인 후, 차량(1)은 주행 도로 정보를 확인할 수 있다.(910) 이를 위해, 차량(1)은 GPS 위성 신호를 이용하여 차량(1)의 현 위치 좌표를 미리 저장된 지도 상에 매칭하고, 매칭된 지도 상의 주행 도로를 확인할 수 있다.

그 다음, 차량(1)은 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률을 확인할 수 있다.(920) 만약, 미리 저장된 지도가 주행 도로의 차선 정보를 포함하는 경우, 차량(1)은 주변 정보와 주행 도로의 차선 정보를 비교하여 각 차로에 매칭 포인트를 부여함으로써 각 차로에 대한 주행 차로일 확률을 확인할 수 있다.

또한, 미리 저장된 지도가 주행 도로의 관심 영역을 포함하는 경우, 차량(1)은 레이더(220)를 통해 획득한 차량(1)의 주변 정보와 주행 도로의 관심 영역을 비교하여 각 차로에 매칭 포인트를 부여함으로써 각 차로에 대한 주행 차로일 확률을 확인할 수 있다.

아울러, 미리 저장된 지도가 기준 차선 정보를 포함하는 경우, 차량(1)은 기준 차선 정보와 카메라(210)를 통해 획득한 차량(1)의 주변 정보를 비교하여 각 차로에 매칭 포인트를 부여함으로써 각 차로에 대한 주행 차로일 확률을 확인할 수 있다.

각 차로에 대한 주행 차로일 확률이 확인되면, 차량(1)은 매칭 신뢰도를 확인할 수 있다.(930) 여기서, 매칭 신뢰도란 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률을 의미할 수 있다. 만약, 매칭 포인트로 주행 차로일 확률을 결정한 경우, 차량(1)은 가장 높은 매칭 포인트 값을 매칭 신뢰도로 결정할 수 있다.

나아가, 주행 도로 정보를 확인함과 동시에, 차량(1)은 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 확인할 수 있다.(940) 구체적으로, 차량(1)은 카메라(210)를 이용하여 좌/우 측방향 거리 변화를 확인할 수 있다.

그 다음, 차량(1)은 주행 차로를 추적할 수 있다.(950) 구체적으로, 차량(1)은 직전 주기에서 결정된 주행 차로와 좌/우 측방향 거리 변화를 이용하여 주행 차로 추적을 수행할 수 있다.

주행 차로의 추적이 수행되면, 차량(1)은 트래킹 신뢰도를 확인할 수 있다.(960) 여기서, 트래킹 신뢰도는 직전 주기에서 결정된 주행 차로에 대한 정확도인 퓨전 신뢰도와 측방향 거리 변화 신뢰도를 이용함으로써 확인할 수 있다.

마지막으로, 차량(1)은 매칭 신뢰도와 트래킹 신뢰도에 기초하여 주행 차로를 결정할 수 있다.(970) 주행 차로의 매칭에 의해 확인된 차로와 주행 차로의 트래킹에 의해 확인된 차로 중 신뢰도가 높은 차로를 주행 차로로 결정함으로써, 주행 차로 결정의 정확도를 높일 수 있다.

100: 차량
134: 디스플레이
135: GPS 안테나
200: 주변 정보 획득부
210: 카메라
220: 레이더
300: 제어부
500: 저장부

Claims

도로 정보를 포함하는 지도가 저장되는 저장부;
주변 정보를 획득하는 주변 정보 획득부; 및
상기 지도를 통해 확인된 주행 도로의 정보와 상기 획득된 주변 정보를 이용하여 미리 정해진 주기마다 상기 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률인 매칭 신뢰도를 확인하고, 직전 주기에 결정된 주행 차로와 상기 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여 상기 주기마다 추적된 차로가 주행 차로일 확률인 트래킹 신뢰도를 확인하고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 제어부; 를 포함하는 차량.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도 중 적어도 하나에 따라 상기 주행 차로가 결정되면, 상기 제 1 주기의 다음 주기인 제 2 주기에서 상기 트래킹 신뢰도를 이용하여 상기 주행 차로를 결정하는 차량.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 주기에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 큰 제 1 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 복수의 차로 중 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 큰 제 2 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되는 제 3 조건 중 어느 하나를 만족하면, 상기 추적된 차로를 초기화하는 차량.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이면, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 차량.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이면, 상기 추적된 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 차량.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계값 이하인 제 4 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나가 아닌 제 5 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 복수 개 이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되지 않는 제 6 조건 중 어느 하나를 만족하면, 초기 상태로 천이하는 차량.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 초기 상태에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 크면, 상기 추적된 차로를 초기화하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 차량.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
직전 주기까지 상기 추적된 차로가 상기 주행 도로의 마지막 차로이고, 현재 주기에서 우측으로 차선 변경이 확인되면, 갓길을 주행하는 것으로 결정하는 차량.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 갓길 주행 중, 좌측 차로 변경이 확인되면, 상기 주행 도로의 마지막 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 차량.
제 8 항에 있어서,
상기 갓길 주행 중, 주행 속도가 미리 정해진 임계 속도 이상으로 미리 정해진 임계 시간 이상 유지되면, 상기 초기 상태로 천이하는 차량.
주변 정보를 획득하는 단계;
미리 저장된 지도를 통해 확인된 주행 도로의 정보와 상기 획득된 주변 정보를 이용하여 미리 정해진 주기마다 상기 주행 도로의 각 차로에 대한 주행 차로일 확률 중 가장 높은 확률인 매칭 신뢰도를 확인하는 단계;
직전 주기에 결정된 주행 차로와 상기 획득된 주변 정보 중 측방향 거리 변화를 이용하여 상기 주기마다 추적된 차로가 주행 차로일 확률인 트래킹 신뢰도를 확인하는 단계; 및
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계; 를 포함하는 차량의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도 중 적어도 하나에 따라 상기 주행 차로가 결정되면, 상기 제 1 주기의 다음 주기인 제 2 주기에서 상기 트래킹 신뢰도를 이용하여 상기 주행 차로를 결정하는 단계; 를 포함하는 차량의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 제 1 주기에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 큰 제 1 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 복수의 차로 중 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 큰 제 2 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되는 제 3 조건 중 어느 하나를 만족하면, 상기 추적된 차로를 초기화하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이면, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 제 1 주기에서 상기 추적된 차로가 초기화되고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 복수 개이면, 상기 추적된 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 2 임계값 이하인 제 4 조건, 상기 차로의 추적이 불가하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나가 아닌 제 5 조건, 및 상기 주행 차로일 확률이 복수 개 이고, 상기 매칭 신뢰도가 상기 트래킹 신뢰도보다 크고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 복수의 차로에 상기 추적된 차로가 포함되지 않는 제 6 조건 중 어느 하나를 만족하면, 초기 상태로 천이하는 단계; 를 포함하는 차량의 제어방법.
제 16 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 초기 상태에서, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로가 하나이고, 상기 매칭 신뢰도가 미리 정해진 제 1 임계값보다 크면, 상기 추적된 차로를 초기화하고, 상기 주행 차로일 확률이 가장 높은 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 16 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
직전 주기까지 상기 추적된 차로가 상기 주행 도로의 마지막 차로이고, 현재 주기에서 우측으로 차선 변경이 확인되면, 갓길을 주행하는 것으로 결정하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 18 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 갓길 주행 중, 좌측 차로 변경이 확인되면, 상기 주행 도로의 마지막 차로를 상기 주행 차로로 결정하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.
제 18 항에 있어서,
상기 매칭 신뢰도 및 상기 트래킹 신뢰도에 기초하여 상기 주기마다 상기 주행 도로의 상기 주행 차로를 결정하는 단계는,
상기 갓길 주행 중, 주행 속도가 미리 정해진 임계 속도 이상으로 미리 정해진 임계 시간 이상 유지되면, 상기 초기 상태로 천이하는 단계; 를 더 포함하는 차량의 제어방법.