KR20190065700A - 지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치에 관한 것으로, 차량에 장착되어, 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 음향 수집 센서부; 음향 수집 센서부를 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 주행의도 예측부; 주행의도 예측부를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 주행상황 판단부; 및 주행상황 판단부를 통해 판단된 주행 상황에 따라, 자율 주행을 제어하는 차량 제어부;를 포함한다.

Description

지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치 및 방법{Apparatus and method for judging self-driving vehicle driving situation and determining behavior using a directional microphone}
본 발명은 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율주행 차량이 장애물을 인식하기 위한 기존 센서들에 추가로 지향성 마이크를 부가하여, 주변 차량의 운행 의도를 파악하고, 주행상황을 판단하여 대응되는 행동을 결정하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 자율주행시스템은 차량에 탑재된 레이더(radar), 라이다(lidar), 카메라(camera) 등의 센서를 이용하여 주변 차량, 보행자 등의 장애물을 인식하고, 정밀맵과 융합하여 주행상황을 판단한 뒤 해당 상황에 맞는 차선유지, 차선변경 등의 주행행동을 결정하였다.
그리고 종래 자율주행시스템 중 V2X 모뎀이 장착된 차량들 간에는 센서 정보 또는 의도정보를 교환하여 주행상황 판단에 활용하였다.
그런데 종래 자율주행시스템은 도심에서 자율주행 차량이 차선변경을 하고자 할 경우, 주변 차량이 양보 의도가 있는지 파악하기 위해 V2X(Vehicle to Everything)로 전달된 정보나 인식된 정보(주변 차량의 위치, 속도 등)를 활용하여 주행 의도를 예측하는 방식이었다.
그러나 V2X 모뎀이 없는 자율주행 차량은 주변 차량이 양보 의도가 있는지를 파악하기 위한 정보를 전달받을 수 없는 문제점이 있다.
그리고 종래 자율주행시스템에 이용되는 간접적인 예측 방식은 주변 차량 운전자의 명시적인 의도를 파악하기 힘든 문제점이 있다.
따라서, 종래 자율주행시스템에서와 같이, 명시적 주행 의도 예측이 힘든 경우, 도심에서 차선변경이 어렵거나 사고 위험이 존재하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주변 차량의 명시적 주행 의도를 파악하고, 그 주행 의도를 기반으로 주행상황을 판단하고 행동을 결정함으로써, 도심환경에서도 안전한 자율주행시스템을 제공하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일 실시예에 따른 지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치에 있어서, 차량에 장착되어, 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 음향 수집 센서부; 상기 음향 수집 센서부를 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 주행의도 예측부; 상기 주행의도 예측부를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 주행상황 판단부; 및 상기 주행상황 판단부를 통해 판단된 주행 상황에 따라, 자율 주행을 제어하는 차량 제어부;를 포함한다.
상기 음향 수집 센서부는, 지향성 마이크 센서가 차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 것이 바람직하다.
그리고 상기 주행의도 예측부는, 상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해, 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 차량 제어부는, 자율주행 중 차선 변경을 위해 방향 지시등이 동작된 상태에서, 해당 차로를 주행중인 차량이 양보할 의도가 없다고 판단되면, 차로 변경을 위한 주행행동을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 일 실시예에 따른 지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법은 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법에 있어서, 차량에 장착되된 음향 수집 센서부가 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 단계; 주행의도 예측부가 상기 음향 수집 센서부를 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 단계; 주행상황 판단부가 상기 주행의도 예측부를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 단계; 및 상기 판단 단계에서, 상기 주행상황 판단부를 통해 판단된 주행 상황에 따라, 차량 제어부가 자율 주행을 제어하는 단계;를 포함한다.
상기 경적음을 수집하는 단계는, 차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 지향성 마이크 센서들로부터 수집되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 차량의 경적음의 크기를 인식하는 단계는, 상기 주행의도 예측부가 상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해, 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 자율 주행을 제어하는 단계는, 상기 차량 제어부가 자율주행 중 차선 변경을 위해 방향 지시등이 동작된 상태에서, 해당 차로를 주행중인 차량이 양보할 의도가 없다고 판단되면, 차로 변경을 위한 주행행동을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 자율주행차량에서 파악이 어려웠던 주변 차량의 경적음을 기반으로 명시적인 주행 의도를 파악함으로써, 자율주행 차량의 주행 행동 판단의 불확실성을 줄이고, 차선 변경 시 좀더 안전한 자율주행을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치를 설명하기 위한 기능블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용된 자율주행 차량을 설명하기 위한 기능블럭도이고,
도 3은 자율주행 차량의 차로 변경을 설명하기 위한 참고도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 채용된 음향 수집 센서부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법을 설명하는 순서도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법이 적용된 자율주행 차량의 주행행동 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치를 설명하기 위한 기능블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치는 음향 수집 센서부(110), 주행의도 예측부(120), 주행상황 판단부(130) 및 차량 제어부(140)를 포함하여 이루어진다.
음향 수집 센서부(110)은 차량에 장착되어, 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 채용된 음성 수집 센서 모듈은 지향성 마이크 센서로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 주행의도 예측부(120)는 상기 음향 수집 센서부(110)을 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 역할을 한다.
주행상황 판단부(130)는 주행의도 예측부(120)를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 역할을 한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 자율주행 차량에서 파악이 어려웠던 주변 차량의 경적음을 기반으로 명시적인 주행 의도를 파악함으로써, 자율주행 차량의 주행 행동 판단의 불확실성을 줄이고, 차선 변경 시 좀 더 안전한 자율주행을 가능하게 하는 효과가 있다.
이하, 하기에서는 본 발명의 일 실시예가 적용된 자율주행 차량의 차로 변경에 대한 주행행동 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용된 자율주행 차량을 설명하기 위한 기능블럭도이고, 도 3은 자율주행 차량(100)의 차로 변경을 설명하기 위한 참고도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자율주행 차량(100)은 음향 수집 센서부(110), 주행의도 예측부(120), 주행상황 판단부(130) 및 차량 제어부(140)를 포함하고, 환경 수집 센서(210), 주행환경 인식부(220), 맵 제공부(230), 차량 구동부(240) 및 운전자 인터페이스부(250)를 포함하여 이루어진다.
이러한, 자율주행 차량(100)은 경로 계획에 따라 설정된 주행 경로를 운행한다. 이렇게 자율운행 차량(100)은 GPS, 레이다(radar), 라이다(lidar), 카메라(camera), Odometry 등과 같은 환경 수집 센서(210)들을 통해 주변 차량, 보행자 등의 장애물 등과 같은 주변 환경 정보를 수집한다.
그러면, 주행환경 인식부(220)가 환경 수집 센서(210)를 통해 수집한 주변 환경 정보를 이용하여 차량, 보행자, 자전거 등을 인식하는 장애물 인식 기능, 차선, 횡단보도, 연석 등 주행가능 영역을 인식하는 도로 인프라 인식 기능, 신호등의 신호 변경을 인식하는 신호등 인식 기능, 주변 차량의 방향지시등, 브레이크등 등을 인식하는 차량 램프 인식 기능 등을 인식한다.
이후, 주행의도 예측부(120)가 V2X 모뎀(216)을 통해 관심차량(10)으로부터 수신되는 차량 정보(위치, 속도, 스티어링 각도등) 및 상기 주행환경 인식부(220)를 통해 인식된 주행행동 정보(차선변경, 직진등) 등을 이용하여 주행의도를 파악하는 기능, 주변 차량의 램프정보를 이용하여 주행의도를 예측하는 기능, 그리고 사운드의 종류 및 개략적인 위치/방향 정보를 이용하여 주행의도를 예측하는 기능, 주행환경 인식 정보(주변 차량의 위치/속도/가속도등) 및 V2X/램프/사운드 주행의도를 종합 분석하여 최종 주행의도를 분석하는 기능을 수행한다.
이어서, 주행상황 판단부(130)가 맵 제공부(230)에 저장된 상세 정밀맵 정보, 주행환경 인식정보, 주행의도 예측정보를 융합하여 주행상황을 판단하고, 최종 주행행동(직진, 차선변경, 정지등)을 결정하며, 결정된 주행행동에 대해 차량이 따라갈 경로를 계획한다.
차량 제어부(140)는 상기 주행상황 판단부(130)를 통해 계획된 경로를 추종하기 위해 차량 구동부(240)로 전달할 제어 명령을 생성하고, 차량 구동부(240)는 차량 제어부(140)로부터 수신된 제어 명령을 이용하여 스티어링휠, 엔진, 브레이크, 기어를 직접 제어한다.
그리고 운전자 인터페이스부(250)는 운전자에게 맵을 표출하거나 제어권 전이(자율주행/매뉴얼 모드간 전환)를 위한 사용자 인터페이스를 제공한다.
이러한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 자율주행 차량(100)이 우측 차로로 변경하기 위한 주행행동을 수행하면, 환경 수집 센서(210)를 통해 수집되는 정보를 통해 주행환경을 인식하고, 주행의도 예측부(120)를 통해 주변 차랑의 주행 의도를 분석한 후 주행상황 판단부(130)를 통해 주행 상황 분석 및 주행행동을 결정하고, 차량 제어부(140)가 차량 구동부(240)에 제어 명령을 전달하면서 자율주행이 이루어진다.
이때, 관심차량(10)으로부터 발생된 외부 경적음이 음향 수집 센서부(110)을 통해 수집되면, 주행의도 예측부(120)는 수집된 경적음으로부터 주위 차량이 자유주행 차량의 주행행동에 대하여 비양보 의도가 있음을 예상하게 된다.
그러면, 차량 제어부(140)는 수행하고자 하는 주행행동에 문제가 있다고 판단하고, 수행하고자 하는 주행행동을 취소하거나 복귀시킨다.
이후, 자율 주행이 완료되면 자율 주행을 종료하고, 자율 주행이 종료되지 않으면, 상기 과정을 반복하며 자율주행 행동을 결정하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 채용된 음향 수집 센서부(110)를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 채용된 음향 수집 센서부(110)은, 지향성 마이크 센서가 차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 후방 양측에 각각 설치되되, 일측 지향성 마이크 센서는 우측 차로 후측방에서 발생되는 경적음을 수집하고, 타측 지향성 마이크 센서는 좌측 차로의 후측방에서 발생되는 경적음을 수집하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 지향성 마이크 센서가 차량의 후측방 양측에 각각 설치됨으로써, 주행의도 예측부(120)는 각 지향성 마이크 센서를 통해 수집되는 경적음의 크기 차이를 판단하는 것만으로도 경적음이 발생된 차로의 위치를 용이하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 주행의도 예측부(120)는 상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단할 수 있다.
그리고, 상기 차량 제어부(140)는, 자율주행 중 차선 변경을 위해 방향 지시등이 동작된 상태에서, 해당 차로를 주행중인 차량이 양보할 의도가 없다고 판단되면, 차로 변경을 위한 주행행동을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 차량에 장착된 음향 수집 센서부(110)이 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집한다(S110). 여기서, 상기 경적음을 수집하는 단계(S110)는, 차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 지향성 마이크 센서들로부터 수집되는 것이 바람직하다.
이어서, 주행의도 예측부(120)가 상기 음향 수집 센서부(110)을 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식한다(S120). 여기서, 상기 차량의 경적음의 크기를 인식하는 단계(S120)는, 상기 주행의도 예측부(120)가 상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해, 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단하는 것이 바람직하다.
이후, 주행상황 판단부(130)가 상기 주행의도 예측부(120)를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 외부 차량이 현재 자율주행 중인 차량의 주행행동에 대하여 비양보 의도가 있음을 판단한다(S130).
이하, 하기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 마이크를 이용한 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법이 적용된 자율주행 차량의 주행행동 제어 방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 자율주행 차량은 경로계획에 따라 설정된 주행 경로를 운행한다.
자율주행 차량이 GPS, 레이다(radar), 라이다(lidar), 카메라(camera), Odometry 등과 같은 환경 수집 센서(210)를 통해 주변 차량, 보행자 등의 장애물 등과 같은 주변 환경 정보를 수집하고(S210), 수집된 주행 환경 정보를 통해 주변 차량의 주행 의도를 분석한다(S220).
그리고 주행환경 인식부(220)는 환경 수집 센서(210)를 통해 수집한 주변 환경 정보를 이용하여 차량, 보행자, 자전거 등을 인식하는 장애물 인식 기능, 차선, 횡단보도, 연석등 주행가능 영역을 인식하는 도로 인프라 인식 기능, 신호등의 신호 변경을 인식하는 신호등 인식 기능, 주변 차량의 방향지시등, 브레이크등 등을 인식하는 차량 램프 인식 기능 등을 인식한다(S230).
이후, 주행의도 예측부(120)는 상기 주행환경 인식부(220)를 통해 인식된 주행행동 정보(차선변경, 직진등) 등을 이용하여 주행의도를 파악하는 기능을 수행한다(S240). 즉, 자율주행 차량이 차로 변경이 결정됐는지를 파악한다.
이후, 자율주행 차량이 차선 변경과 같은 주행행동을 하고자 할 경우(YES), 차량 제어부(140)는 결정된 주행행동을 시도한다(S250). 이에 반해, 차선 변경과 같은 주행행동이 요구되지 않을 경우(NO), 이전에 결정된 주행행동을 실행한다(S290).
이때, 주행의도 예측부(120)가 음향 수집 센서부(110)를 통해 수집되는 경적음이 존재하는지를 판단한다(S260). 즉, 주행의도 예측부(120)는 사운드의 종류 및 개략적인 위치/방향 정보를 이용하여 주행의도를 예측하는 기능을 수행한다.
만약, 상기 경적음이 존재하는지의 여부를 판단하는 단계(S260)에서 경적음의 경고가 인식되면(YES), 주행의도 예측부(120)는 차로를 변경하고자 하는 차로에 위치한 차량으로부터 양보 의도가 없음을 예측한다.
이에, 차량 제어부(140)는 자율주행 차량이 차로 변경에 대한 주행행동이 취소도거나 복귀시킨다(S270).
이후, 자율 주행이 완료되면 자율 주행을 종료하고, 자율 주행이 종료되지 않으면, 상기 과정을 반복하며 자율주행 행동을 결정하게 된다(S280).
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 음향 수집 센서부 120 : 주행의도 예측부
130 : 주행상황 판단부 140 : 차량 제어부

Claims (8)

  1. 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치에 있어서,
    차량에 장착되어, 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 음향 수집 센서부;
    상기 음향 수집 센서부를 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 주행의도 예측부;
    상기 주행의도 예측부를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 주행상황 판단부; 및
    상기 주행상황 판단부를 통해 판단된 주행 상황에 따라, 자율 주행을 제어하는 차량 제어부;를 포함하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음향 수집 센서부는,
    지향성 마이크 센서가 차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주행의도 예측부는,
    상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해, 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단하는 것인 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    자율주행 중 차선 변경을 위해 방향 지시등이 동작된 상태에서, 해당 차로를 주행중인 차량이 양보할 의도가 없다고 판단되면, 차로 변경을 위한 주행행동을 제어하는 것인 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 장치.
  5. 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법에 있어서,
    차량에 장착되된 음향 수집 센서부가 차량 외부에서 발생되는 경적음을 수집하는 단계;
    주행의도 예측부가 상기 음향 수집 센서부를 통해 수집한 차량의 경적음의 크기를 인식하는 단계;
    주행상황 판단부가 상기 주행의도 예측부를 통해 기설정된 크기의 이상의 경적음이 인식되면, 그 경적음을 추가하여 주행 상황을 판단하는 단계; 및
    상기 판단 단계에서, 상기 주행상황 판단부를 통해 판단된 주행 상황에 따라, 차량 제어부가 자율 주행을 제어하는 단계;를 포함하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 경적음을 수집하는 단계는,
    차량 양측에 한 쌍으로 이루어진 지향성 마이크 센서들로부터 수집되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차량의 경적음의 크기를 인식하는 단계는,
    상기 주행의도 예측부가 상대적으로 큰 경적음을 수집한 지향성 마이크 센서의 위치를 통해, 경적음이 발생된 차로의 위치를 판단하는 것인 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 자율 주행을 제어하는 단계는,
    상기 차량 제어부가 자율주행 중 차선 변경을 위해 방향 지시등이 동작된 상태에서, 해당 차로를 주행중인 차량이 양보할 의도가 없다고 판단되면, 차로 변경을 위한 주행행동을 제어하는 것인 자율주행 차량의 주행 상황 판단/행동 결정 방법.



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CN112339760A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 广州小鹏汽车科技有限公司 车辆行驶控制方法、控制装置、车辆和可读存储介质
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