KR20190033162A - 차량 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차량의 주행 동작을 제어하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 운전자의 개입이 최소화되어 주행하는 차량이 대향 차량을 회피하여 주행하기 위한 구체적인 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히, 일 실시예는 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출부와 주행 경로를 따라 차량이 주행 중에 주행 경로 상에 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출부와 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단부 및 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어부를 포함하는 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법을 제공한다.

Description

차량 제어 장치 및 방법{Method and Apparatus for controlling a vehicle}
본 발명의 차량의 주행 동작을 제어하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 운전자의 개입이 최소화되어 주행하는 차량이 대향 차량을 회피하여 주행하기 위한 구체적인 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 운전자의 조향 제어 또는 차속 제어를 최소화하여 운전자 편의성을 극대화하기 위한 자율 주행 기술에 대한 연구가 증가되고 있다.
자율 주행 차량의 경우, 다양한 환경에서 운전자의 판단 또는 차량 조작 개입을 최소화하는 것이 중요하며 운전자의 신뢰성을 획득하는 것이 가장 중요한 문제로 대두되고 있다.
특히, 일방 통행로 또는 골목길과 같은 협로에서 자율 주행 차량이 주행 중에 장애물 또는 대향 차량의 검출로 주행이 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 차량이 주행 경로를 수정하여 지속적으로 자율 주행을 수행할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
다만, 대향 차량이 존재하는 경우 대향 차량을 회피하여 주행 경로를 설정하는 것은 운전자의 불편을 야기함과 동시에 자율 주행 기술 사용에 대한 신뢰성을 하락시키는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 자율 주행 차량이 주행 경로를 따라 주행할 수 없는 상황이 발생하는 경우 특정 조건을 검토하여 운전자의 편의성과 신뢰성을 유지하면서도 자율 주행을 유지하는 기술에 대한 개발이 요구된다.
전술한 배경에서 안출된 일 실시예는 차량이 설정된 주행 경로를 따라 주행하는 중에 대향 차량의 진입을 감지하고, 대향 차량의 경로 변경 의지를 감지하여 주행 경로를 변경 또는 주행 경로를 유지하는 구체적인 차량 제어 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
또한, 일 실시예는 도로 종류에 따라 주행 우선권을 반영하여 주행 경로 변경 여부를 결정하여 운전자의 신뢰성을 향상시키는 자율 주행 차량 제어 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출부와 주행 경로를 따라 차량이 주행 중에 주행 경로 상에 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출부와 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단부 및 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어부를 포함하는 차량 제어 장치를 제공한다.
또한, 일 실시예는 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출단계와 주행 경로를 따라 차량이 주행 중에 주행 경로 상에 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출단계와 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단단계 및 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어단계를 포함하는 차량 제어 방법을 제공한다.
전술한 일 실시예는 자율 주행 차량이 특정 조건이 발생한 경우, 운전자 편의성과 신뢰성을 유지하면서 자율 주행 제어를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 일 실시예는 도로 종류에 따른 주행 우선권을 적용하여 주행 경로를 변경 또는 설정할 수 있도록 하여 운전자의 개입과 유사한 차량 제어 효과를 제공한다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 대향 차량 발생 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 대향 차량 경로 변경 의지를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 회피 주행 경로를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 회피 주행 경로에 따라 차량의 거동이 제어되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 차량 제어 장치 및 방법을 개시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서의 차량 제어 장치는 차량의 거동을 제어하기 위한 제어 유닛을 의미한다. 예를 들어, 차량 제어 장치는 차량의 메인 제어 유닛(Main Control Unit, MCU) 또는 CPU를 의미하거나, MCU 또는 CPU의 일부 기능을 의미할 수 있다. 차량 제어 장치가 제어하는 차량 제어 기능은 차량의 조향 제어, 차속 제어 등을 포함하는 것으로, 차량이 산출되는 주행 경로를 따라 주행하도록 차량의 각 구성을 제어하는 신호를 생성하고 전송하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 차량 제어 장치는 차량의 내부 또는 외부에 구성되는 센서로부터 다양한 센싱 정보를 획득하고, 획득된 센싱 정보를 이용하여 차량의 주행 경로 등을 산출할 수도 있다. 또한, 각 센서의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여 해당 센서로 전달할 수도 있다.
차량에는 초음파 센서, 레이더 센서, 라이다 센서, 카메라 센서, 토크 센서, 조향각 센서, 차속 센서 등 다양한 센서가 구성될 수 있으며, 본 명세서에서의 특정 정보를 획득하기 위한 센서의 종류에 제한은 없다. 또한, 차량은 차량 외부로부터 정보를 수신하고, 차량 외부로 정보를 전송하기 위한 다양한 장치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 차량은 네비게이션과 같은 장치를 통해서 차량의 주행 도로에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 네비게이션에 포함되는 GPS 센서 등을 이용하여 차량의 주행 위치에 대한 정보도 획득할 수 있다.
차량에 다수의 센서가 구비되면서 운전자의 조향 제어 개입 또는 차속 제어 개입이 최소화될 수 있는 자율 주행 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 예를 들어, 운전자의 개입 정도에 따라 차량이 차선을 유지하도록 하는 차선 유지 시스템, 전방 차량을 추종하여 차량의 조향과 차속을 제어하는 스마트 크루즈 시스템 등이 도입되어 사용화되고 있다.
또한, 운전자의 개입 없이 설정된 목적지까지 차량이 경로를 산출하여 자율적으로 주행하도록 하는 자율 주행에 대한 기술이 연구되고 있다.
다만, 운전자의 개입 없이 차량이 자율적으로 주행하는 경우, 도로 상에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 판단하고, 판단 결과를 차량 거동 제어에 반영해야 한다. 예를 들어, 일방 통행로와 같이 특정 도로 조건이 정해진 구간을 자율 주행 차량이 주행 경로를 따라 주행하는 경우, 법규를 어기고 진입하는 대향 차량이 발생하는 경우 무조건적으로 회피 경로를 설정하여 회피하면 운전자 입장에서는 자율 주행 기능에 대한 신뢰성이 하락하고, 운전자 편의성 감소로 인한 사용 빈도가 약화될 수 있다.
따라서, 이하에서는 이러한 문제점의 발생을 최소화하면서 자율 주행을 유지할 수 있는 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 본 명세서에서는 운전자의 개입이 최소화되어 주행하는 차량을 "차량"으로 기재하여 설명하며, 자율 주행 차량도 본 명세서에서 기재하는 차량의 범위에 포함된다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 대향 차량 발생 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 설정된 주행 경로를 따라 주행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량(100)의 주행 경로 상에 일방 통행로가 존재하는 경우, 차량(100)은 일방 통행로를 따라 주행할 수 있다. 다만, 일방 통행로 상에 주차된 타 차량들(120, 125)가 존재하거나, 일방 통행로가 협소한 경우, 대향 차량(110)이 검출되면, 차량(100)은 주행을 지속할 수 없다. 이 경우, 차량(100)은 자율 주행 모드를 종료하고 운전자의 차량(100) 제어 개입을 요청할 수 있다.
그러나, 위와 같은 상황은 일방 통행로 뿐만 아니라 골목길과 같이 차량 한 대가 통과할 수 있는 협로의 경우에도 발생할 수 있고, 불법 주차 차량에 의해서 일시적으로 협로가 형성되는 경우에도 발생할 수 있다.
따라서, 차량(100)이 전술한 상황을 인지하는 경우에 자율 주행 모드를 종료하는 경우, 빈번한 자율 주행 모드 종료 문제가 발생하여 운전자에게 불편함을 야기할 수 있다. 또한, 운전자의 자율 주행 모드에 대한 신뢰성이 하락하여 자율 주행 모드 사용 빈도가 급격하게 감소될 수 있는 문제점도 있다.
따라서, 다양한 환경에서 차량이 자율 주행을 유지할 수 있는 차량 제어 기술에 대해서 이하 설명하고자 한다. 이하에서는 차량(100)이 일방 통행로를 통행 중 대향 차량(110)을 검출하는 경우를 주로 예로써 설명하나, 전술한 바와 같이 협로 주행 또는 대향 차량(110)에 의한 주행 불가 경우에도 이하 실시예들이 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량 제어 장치(200)는 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출부(210)와 주행 경로를 따라 차량이 주행 중에 주행 경로 상에 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출부(220)와 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단부(230) 및 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어부(240)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 주행 경로 산출부(210)는 차량에 구성되는 장애물 감지 센서를 통해서 차량 주변의 장애물 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 장애물 감지 센서는 초음파 센서, 레이더 센서, 라이더 센서 및 카메라 센서 등이 될 수 있다. 또는, 차량은 통신 장치를 통해서 타 차량 또는 인프라 장치로부터 장애물 정보를 수신하여 획득할 수도 있다. 또한, 도로 종류 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보는 차량의 네비게이션과 같은 통신 장치를 통해서 차량 위치와 연동하여 획득될 수 있다. 구체적으로, 도로 종류 정보는 차량이 주행하는 해당 도로가 일방 통행로인지 또는 고속도로인지 또는 골목길인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도로 종류 정보는 해당 도로의 도로 폭 정보를 포함할 수 있다.
한편, 주행 가능 도로 폭 정보는 도로 종류 정보와 장애물 정보를 이용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 차량이 주행하는 도로가 차량 두 대가 통행할 수 있는 도로인 경우, 주차 차량이 존재하거나 장애물이 존재하는 경우 주행 가능 도로 폭이 감소할 수 있다. 따라서, 차량은 해당 도로의 도로 폭 정보와 장애물의 크기 정보를 이용하여 차량이 주행 가능한 주행 가능 폭 정보를 산출하여 획득할 수 있다.
주행 경로 산출부(210)는 획득된 도로 속성 정보를 이용하여 차량의 주행 경로를 산출할 수 있다. 차량의 주행 경로를 장애물을 회피하면서 차량이 해당 도로를 안전하게 주행할 수 있도록 산출될 수 있으며, 이를 위해서 차량의 위치 정보와 도로 속성 정보 및 이동 장애물 정보 등이 필요할 수 있다. 본 실시예들에서는 주행 경로를 산출하는 구체적인 기술에 제한은 없으며, 다양한 공개 기술이 적용될 수 있다.
대향 차량 검출부(220)는 차량이 주행 경로를 따라 주행 중에 전방에서 차량의 주행 방향으로 이동하는 타 차량을 검출할 수 있다. 예를 들어, 차량의 레이더 센서를 통해서 전방 타 차량을 검출하고, 전방 타 차량과 차량의 거리가 일정 시간 근접하는 경우 해당 타 차량을 대향 차량으로 판정할 수 있다. 또는, 카메라 센서를 통해서 전방 타 차량을 감지하고, 타 차량의 감지 이미지를 분석하여 대향 차량 여부를 감지할 수 있다. 또는 차량에 구비되는 조도 센서 등을 이용하여 대향 차량의 헤드라이트 불빛을 감지하여, 불빛의 조도가 기준 조도 이상인 경우 해당 타 차량을 대향 차량으로 감지할 수도 있다. 또는, 카메라 센서를 통해서 전방 타 차량의 헤드라이트 불빛 모양을 추출하고, 불빛 모양이 미리 설정되는 기준 모양(예를 들어, 일정 크기 이상의 원)인 경우 해당 타 차량을 대향 차량으로 감지할 수도 있다. 대향 차량은 차량의 주행 방향과 반대되는 방향으로 주행하는 타 차량으로, 차량의 충돌이 발생할 위험성이 높다.
주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 도로 속성 정보와 대향 차량의 경로 변경 의지를 판단하여 차량의 주행 경로를 변경할 필요성이 있는지 판단한다.
일 예로, 도로 속성 정보에 포함되는 주행 가능 도로 폭 정보가 자 차량과 대향 차량의 폭을 합친 값 보다 큰 경우, 대향 차량과 자 차량은 동시에 주행이 가능하다. 따라서, 이 경우, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량의 주행 경로를 변경할 필요성이 없다고 판단한다. 다만, 이 경우에도 대향 차량이 자 차량의 주행로 내로 주행하는 경우에 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량의 주행 경로를 변경할 필요성이 있다고 판단할 수 있다.
다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 도로 속성 정보에 포함되는 도로 종류 정보가 일방 통행로인 것으로 판단되면, 주행 경로 변경 필요성이 있다고 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 도로 종류가 일방 통행로가 아니고 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되지 않은 경우에 차량의 주행 경로 변경이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 도로 종류가 일방 통행로이나, 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되면 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단할 수 있다. 대향 차량이 주행 경로를 변경함으로써, 일방 통행로에서의 통행 우선권이 있는 자 차량의 주행 경로를 변경하지 않고 주행이 가능하기 때문이다. 이를 통해서, 운전자의 자율 주행 모드 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또 다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 도로 종류에 무관하게 대향 차량의 경로 변경 의지가 존재하는 것으로 판단되면, 자 차량의 주행 경로 변경 필요성이 없는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 대향 차량이 주행 경로를 변경하여 자 차량의 통행이 가능하도록 할 수 있기 때문이다.
도 3은 일 실시예에 따른 대향 차량 경로 변경 의지를 판단하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 대향 차량(110)의 경로 변경 의지는 대향 차량(110)의 후진 여부를 검출하여 확인할 수 있다. 일방 통행로 또는 협로에서 대향 차량(110)으로 인해서 차량(100)의 진행이 불가능한 경우에 특정 차량은 주행 경로를 변경하여 회피 기동을 수행해야 한다.
일 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 센서에 의해서 감지되는 대향 차량(110)의 크기 변화량을 이용하여 대향 차량(110)의 후진 여부를 판단할 수 있다. 대향 차량(100)이 도 3에서와 같이 후진 제어를 실시하여 차량(100)의 주행 경로가 확보되는 경우, 카메라 센서 등에 의해서 획득되는 이미지에서 대향 차량(110)의 크기는 일정 시간 동안 지속적으로 감소할 것이다. 따라서, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 대향 차량(110)의 크기 변화량을 이용하여 대향 차량(110)의 경로 변경 의지를 확인할 수 있다. 위에서는 대향 차량(110) 자체의 크기를 예를 들어 설명하였으나, 대향 차량(110)에서 검출되는 일 부분(예를 들어, 헤드라이트, 범퍼, 윈드 글래스 등)의 크기 변화량을 이용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또는, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량(100)의 진행 속도에 대한 정보를 획득하여 대향 차량(110) 크기 변화량을 판단할 때, 차량(100)의 진행 속도에 대한 성분을 반영할 수도 있다. 즉, 차량(100)이 전방으로 진행하는 속도와 대향 차량(110)의 후진 속도가 동일한 경우, 크기 변화량이 없을 수 있다. 따라서, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량(100)의 속도 정보를 반영하여 대향 차량(110)의 크기 변화가 없는 경우 대향 차량(110)의 후진으로 판단할 수도 있다. 즉, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량(100)의 차속과 대향 차량(110)의 크기 변화량을 이용하여 대향 차량(110)의 경로 변경 의지를 판단할 수 있다.
다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 레이더 센서 또는 초음파 센서를 통해서 획득되는 대향 차량(110)과 차량(100)의 이격 거리 변화량을 이용하여 대향 차량(110)의 경로 변경 의지를 확인할 수도 있다. 대향 차량(110)이 후진 제어를 수행하는 경우, 차량(100)과의 이격 거리가 증가할 것이기 때문이다. 또한, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 차량(100)의 차속과 대향 차량(110)과 차량(100) 간의 이격 거리를 이용하여 대향 차량(110)의 경로 변경 의지를 판단할 수도 있다. 차량(100)이 전진하고 있는 경우, 대향 차량(110)과 차량(100)의 이격 거리가 감소하지 않는 경우에 대향 차량(110)이 후진하고 있는 경우로 판단할 수 있기 때문이다.
또 다른 예로, 주행 경로 변경 필요성 판단부(230)는 대향 차량(110)의 이동 방향을 감지하여 차량(100)의 주행 경로 변경 필요성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 대향 차량(110)이 전진하되, 주차된 차량 125와 120 사이로 이동할 수 있다. 이 경우, 대향 차량(110)이 후진을 수행하는 경우는 아니지만, 대향 차량(110)이 경로 변경 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 차량(100)은 대향 차량(110)이 주차된 차량들(120, 125) 사이로 이동하는 경우에 주행 경로를 변경할 필요가 없기 때문이다.
한편, 차량 거동 제어부(240)는 차량의 조향 장치 또는 차속 제어 장치를 제어할 수 있다. 차량 거동 제어부(240)는 주행 경로를 따라 차량이 주행하도록 차량의 각 구성을 제어할 수 있다.
일 예로, 차량 거동 제어부(240)는 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단되고, 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되지 않으면 대향 차량을 향한 경고 동작을 수행하도록 차량을 제어할 수 있다.
다른 예로, 차량 거동 제어부(240)는 주행 경로 변경 필요성이 존재하는 것으로 판단되면, 도로 상의 장애물 정보에 기초하여 회피 주행 경로를 산출할 수도 있다. 즉, 차량 거동 제어부(240)는 대향 차량과 주행 경로 상의 장애물을 회피하여 차량이 주행할 수 있도록 주행 경로를 변경한 회피 주행 경로를 산출할 수 있다. 회피 주행 경로는 복수로 산출되는 경우, 차량 거동 제어부(240)는 차량의 기어 변속이 최소화되는 경로를 우선적으로 회피 주행 경로로 선택할 수 있다. 예를 들어, 회피 주행 경로는 차량이 전진하여 대향 차량을 회피 주행 가능한 경우, 전진 회피 경로를 후진하여 대향 차량을 회피하는 후진 회피 경로보다 우선하여 선택할 수 있다.
또 다른 예로, 차량 거동 제어부(240)는 전진 회피 경로가 장애물 등에 의해서 산출되지 않고, 후진 회피 경로 또한 후방에 차량이 위치하여 산출되지 않는 경우에 차량이 정차하여 대기하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 운전자에게 해당 사실을 알리고, 자율 주행 모드를 종료할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 차량 제어 장치는 자율 주행 차량이 다양한 환경에 노출되는 경우에도 운전자 편의성과 신뢰성을 유지하면서 자율 주행을 유지하는 효과를 제공할 수 있다.
이하, 전술한 본 실시예들의 세부 동작을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 차량 제어 장치는 전술한 방법으로 주행 경로 상에 존재하는 대향 차량을 검출할 수 있다(S400). 차량 제어 장치는 대향 차량이 검출되면, 대향 차량에 관계없이 차량이 주행 경로를 따라 주행 가능한 경우에는 일반적인 자율 주행 제어를 수행할 수 있다. 다만, 전술한 경우와 같이 협로 또는 일방 통행로 상황에서는 대향 차량에 의해서 차량의 주행이 불가능한 경우가 발생할 수 있다.
이 경우, 차량 제어 장치는 대향 차량이 주행 경로 변경 의지가 있는지를 판단한다(S410). 예를 들어, 대향 차량의 주행 경로 변경 의지는 대향 차량의 이동 방향, 대향 차량의 크기 변화량 및 차량과 대향 차량의 이격 거리 변화량 중 적어도 하나에 의해서 판단될 수 있다. 또한, 전술한 방법과 같이 자 차량의 차속 정보를 더 반영하여 판단될 수도 있다.
대향 차량의 주행 경로 변경 의지가 존재하는 것으로 판단되면, 차량은 주행 경로를 유지하고, 해당 주행 경로를 따라 차량이 진행하도록 차량 거동을 제어한다(S440). 즉, 차량 제어 장치는 별도의 회피 주행 경로 산출을 위한 동작을 수행하지 않고, 대향 차량이 주행 경로에서 회피가 완료되면 대향 차량을 회피하여 주행 경로를 따라 주행하도록 제어한다.
이와 달리, 대향 차량의 주행 경로 변경 의지가 검출되지 않는 경우, 차량 제어 장치는 해당 도로의 종류가 일방 통행로인지를 판단한다(S420). 해당 도로가 일방 통행로가 아닌 경우, 차량 제어 장치는 대향 차량을 회피할 회피 주행 경로를 산출하고(S450), 회피 주행 경로를 따라 차량이 주행하도록 제어한다(S440). 회피 주행 경로는 전술한 바와 같이 차량의 기어 변속이 최소화될 수 있는 경로를 선택하여 운전자의 편의성을 최대화하는 것이 바람직하다.
해당 도로가 일방 통행로인 경우, 차량 제어 장치는 주행 경로를 유지하고, 대향 차량에 경고 신호가 발생되도록 제어할 수 있다(S430). 예를 들어, 일방 통행로인 경우, 차량에 통행 우선권이 있으므로 대향 차량이 주행 경로를 변경하도록 하기 위해서 차량의 헤드라이트, 음향 발생 장치 등을 제어하여 대향 차량에 해당 사실을 알려줄 수 있다. 또는 차량 제어 장치는 차량 간 통신 장치를 이용하여 대향 차량에 경로 변경을 지시하는 정보를 전달할 수도 있다. 차량은 경고 정보 발생에 따라 대향 차량의 주행 경로가 변경되면, 차량에 설정된 주행 경로를 따라 차량의 거동을 제어한다(S440).
도 5는 일 실시예에 따른 회피 주행 경로를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
위에서 설명한 바와 같이, 대향 차량의 경로 변경 의지가 존재하지 않고, 일방 통행로도 아닌 경우, 차량이 회피 주행 경로를 산출할 수 있다.
도 5를 참조하면, 차량은 회피 주행 경로 산출의 필요성이 판단되면, 회피 주행 경로 산출 동작을 개시한다(S500). 회피 주행 경로 산출의 필요성 판단은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하였다.
차량 제어 장치는 차량에 구성된 다수의 센서를 이용하여 차량의 전방 또는 측방에 회피 공간이 존재하는지를 판단한다(S510). 회피 공간 존재 판단은 차량의 폭, 길이와 같은 차량 정보와 차량 내 구성되는 센서를 이용한 장애물의 위치 및 장애물 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 장치는 차량이 전진 또는 측방 이동하여 대향 차량을 회피할만한 공간이 존재하는지를 판단할 수 있다.
만약, 전방 또는 측방에 회피 공간이 존재하는 것으로 판단되면, 차량 제어 장치는 차량을 회피 공간으로 이동시키기 위한 회피 주행 경로를 산출하여(S520), 회피 주행 경로를 따라 차량이 이동하도록 차량의 거동을 제어할 수 있다(S530).
이와 달리, 차량의 전방 또는 측방에 회피 공간이 존재하지 않는 경우, 차량 제어 장치는 차량 후방에 회피 공간이 존재하는지 판단할 수 있다(S540). 차량 후방에 회피 공간이 존재하는 경우, 차량 제어 장치는 차량을 회피 공간으로 이동시키기 위한 회피 주행 경로를 산출하여(S520), 회피 주행 경로를 따라 차량이 이동하도록 차량의 거동을 제어할 수 있다(S530). 만약, 차량 후방에도 회피 공간이 존재하지 않는 경우, 차량 제어 장치는 차량을 정차 대기 상태로 설정하고(S550), 차량 운전자 또는 대향 차량에 해당 상황에 대한 정보를 제공할 수 있다. 후방 회피 공간의 미존재는 후방에 타 차량들이 연속하여 진입하는 경우에 발생할 수 있다. 따라서, 차량 제어 장치는 후방에 위치하는 타 차량들에게 전방 상황에 대한 정보와 후방 회피를 유도하는 정보를 차량 간 통신 등을 통해서 전달할 수도 있다. 이를 통해서, 차량의 연속 진입에 의한 정체 현상을 해소할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 회피 주행 경로에 따라 차량의 거동이 제어되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 차량(100)은 주차된 차량 120과 125 사이의 회피 공간을 검출할 수 있다. 회피 공간은 전술한 바와 같이, 카메라 센서 또는 레이더 센서를 통해서 검출될 수 있다. 차량 제어 장치는 차량(100)의 주행 방향 상에 회피 공간이 존재하는 경우, 차량(100)이 주차된 차량들(120, 125) 사이의 회피 공간으로 이동되도록 제어할 수 있다.
이후, 대향 차량(110)이 통행을 하고 나면, 차량 제어 장치는 차량(100)이 최초 설정된 주행 경로 상으로 다시 이동하도록 주차된 차량들(120, 125) 사이에서 벗어나도록 제어하여 자율 주행을 지속할 수 있다.
만약, 주차된 차량들(120, 125) 사이의 공간이 회피 공간 보다 좁아서 회피 공간이 적합하지 않다고 판단되는 경우, 차량(100)이 후방으로 이동하는 회피 주행 경로를 산출할 수 있다. 후진 회피 경로는 차량(100)의 최초 주행 방향과 반대되는 방향으로 기어 변속이 수행되어야 하므로, 전진 회피 경로 보다 낮은 우선순위로 선택될 수 있다.
전술한 본 실시예들의 전부 또는 일부가 수행될 수 있는 차량 제어 방법에 대해서 도면을 참조하여 재차 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 차량 제어 방법은 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출단계를 포함한다(S700). 차량 제어 방법은 차량 내부 또는 외부에 구성되는 각 종 센서를 통해서 도로 폭 정보, 차량의 위치 정보, 장애물 정보를 획득하고, 획득된 정보를 이용하여 도로 상의 장애물 등을 제외한 주행 가능 도로 폭 정보를 산출하여 획득할 수 있다. 또한, 차량 제어 방법은 획득된 도로 속성 정보를 이용하여 차량이 장애물들을 회피하여 자율적으로 주행하는 주행 경로를 산출할 수 있다. 도로 종류 정보는 차량이 위치하는 도로의 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 도로 종류 정보는 해당 도로가 골목길인지 또는 일방 통행로인지 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이 외에도 도로 속성 정보는 차량의 통신 장치를 통해서 타 차량 또는 인프라 장치로부터 획득될 수도 있다.
또한, 차량 제어 방법은 주행 경로를 따라 차량이 주행 중에 주행 경로 상에 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출단계를 포함한다(S702). 대향 차량 검출 단계는 카메라 센서 또는 레이더 센서 등과 같이 차량의 센서를 통해서 수신되는 정보를 이용하여 차량의 주행 방향과 반대되는 방향으로 주행하는 대향 차량을 검출할 수 있다. 예를 들어, 타 차량의 헤드라이트 모양, 타 차량의 전체 또는 일부 이미지 모양, 헤드라이트 불빛 형태, 타 차량과 차량의 이격 거리 및 타 차량의 속도 정보 등을 획득하여 타 차량이 자 차량 방향으로 주행하는 대향 차량인지를 판단할 수 있다. 또한, 대향 차량 검출 단계는 대향 차량이 차량의 주행 경로 상으로 주행하고 있는지를 판단할 수 있다.
또한, 차량 제어 방법은 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단단계를 포함한다(S704). 주행 경로 필요성 판단 단계는 도로 속성 정보 및 대향 차량의 경로 변경 의지 중 적어도 하나를 이용하여 자 차량의 주행 경로 변경 필요성이 있는지 판단한다.
일 예로, 도로 종류가 일방 통행로인 경우에 주행 경로 변경 필요성 판단 단계는 주행 경로를 변경할 필요성이 없는 것으로 판단하여, 대향 차량의 경로 변경을 유도할 수 있다.
다른 예로, 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되는 경우, 주행 경로 변경 필요성 판단 단계는 주행 경로를 변경할 필요성이 없는 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되지 않고, 도로 종류가 일방 통행로가 아닌 경우에 주행 경로 변경 필요성 판단 단계는 주행 경로를 변경할 필요성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 주행 경로 변경 필요성 판단 단계는 대향 차량의 후진 제어 또는 진행 방향 변경 여부에 기초하여 대향 차량의 경로 변경 의지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 카메라 센서를 통해서 획득되는 대향 차량의 일부 또는 전부에 대한 이미지 변화량에 기초하여 대향 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단할 수 있다. 또는 레이더 센서 등을 통해서 획득되는 차량과 대향 차량 간의 이격 거리 변화량을 통해서 대향 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단할 수도 있다. 또는 대향 차량 경로 변경 의지는 대향 차량의 회피 공간으로의 이동 여부에 따라서 판단될 수도 있다. 전술한 판단 과정에서 차량의 차속이 고려되어 크기 변화량 또는 이격 거리 변화량이 산출될 수도 있다.
또한, 차량 제어 방법은 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어단계를 포함한다(S706). 차량 거동 제어 단계는 차량의 주행 경로 변경 필요성이 있다고 판단되면, 대향 차량을 회피하여 주행할 수 있는 회피 주행 경로를 산출할 수 있다. 회피 주행 경로는 차량의 주행 방향으로 회피할 수 있는 경우를 최우선순위로 하여 산출할 수 있다. 즉, 차량의 기어 변속이 최소화되는 경로를 우선적으로 회피 주행 경로를 산출할 수 있다.
또는, 차량 거동 제어 단계는 주행 경로 변경 필요성이 없을 경우, 대향 차량의 회피 동작이 완료되면, 최초 설정된 주행 경로를 통해서 차량이 주행되도록 제어할 수 있다.
또는, 차량 거동 제어 단계는 주행 경로 변경 필요성이 없으며, 대향 차량이 회피 기동을 수행하지 않는 경우에 차량의 시각 및 청각적 경고 수단을 통해서 대향 차량의 회피 기동을 유도하는 신호가 발생되도록 제어할 수도 있다. 또는, 차량 간 통신 장치를 통해서 대향 차량 또는 후방 차량들에 대해서 회피 기동을 유도하는 정보를 전달할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 개시에 따르면 자율 주행 차량이 특정 조건이 발생한 경우, 운전자 편의성과 신뢰성을 유지하면서 자율 주행 제어를 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 도로 종류에 따른 주행 우선권을 적용하여 주행 경로를 변경 또는 설정할 수 있도록 하여 운전자의 개입과 유사한 차량 제어 효과를 제공한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출부;
    상기 주행 경로를 따라 상기 차량이 주행 중에 상기 주행 경로 상에 상기 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출부;
    상기 도로 속성 정보 및 상기 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 상기 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단부; 및
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어부를 포함하는 차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로 종류 정보는,
    도로 폭 정보 및 일방 통행로 여부 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하고, 상기 대향 차량이 후진하는 것으로 판단되면, 상기 대향 차량의 경로 변경 의지가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    센서에 의해서 감지되는 상기 대향 차량의 크기 변화량을 이용하여 상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    센서에 의해서 감지되는 상기 대향 차량과 상기 차량의 이격 거리 정보 변화량을 이용하여 상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    상기 대향 차량의 경로 변경 의지가 있는 것으로 판단되면, 상기 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    상기 차량이 상기 대향 차량을 검출한 도로 종류가 일방 통행로인 것으로 판단되면, 상기 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단부는,
    상기 도로 종류가 일방 통행로가 아니고, 상기 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되지 않는 경우, 상기 차량의 주행 경로 변경 필요성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 거동 제어부는,
    상기 주행 경로 변경 필요성이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 도로 상의 장애물 정보에 기초하여 상기 회피 주행 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차량 거동 제어부는,
    상기 차량의 기어 변속이 최소화되는 경로를 우선적으로 회피 주행 경로로 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 거동 제어부는,
    상기 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단되고, 상기 대향 차량의 경로 변경 의지가 검출되지 않으면 상기 대향 차량을 향한 경고 동작을 수행하도록 상기 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  12. 도로 종류 정보, 장애물 정보 및 주행 가능 도로 폭 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 도로 속성 정보에 기초하여 차량의 주행 경로를 산출하는 주행 경로 산출단계;
    상기 주행 경로를 따라 상기 차량이 주행 중에 상기 주행 경로 상에 상기 차량의 주행 방향과 반대방향으로 이동하는 대향 차량을 검출하는 대향 차량 검출단계;
    상기 도로 속성 정보 및 상기 대향 차량의 경로 변경 의지에 기초하여 상기 차량의 주행 경로 변경 필요성을 판단하는 주행 경로 변경 필요성 판단단계; 및
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단 결과에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 차량 거동 제어단계를 포함하는 차량 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단단계는,
    상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하고, 상기 대향 차량이 후진하는 것으로 판단되면, 상기 대향 차량의 경로 변경 의지가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단단계는,
    센서에 의해서 감지되는 상기 대향 차량의 크기 변화량을 이용하여 상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단단계는,
    센서에 의해서 감지되는 상기 대향 차량과 상기 차량의 이격 거리 정보 변화량을 이용하여 상기 대향 차량의 후진 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 주행 경로 변경 필요성 판단단계는,
    상기 차량이 상기 대향 차량을 검출한 도로 종류가 일방 통행로인 것으로 판단되면, 상기 차량의 주행 경로 변경이 불필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
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