KR20190067574A - 차량의 차로 변경 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20190067574A
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이동휘
최태성
김준수
유수정
김현주
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치는 출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 안내하는 내비게이션 모듈, 차량의 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈, 정밀 지도 데이터베이스를 저장하는 메모리, 차량의 주변에 대한 정보를 획득하는 제1 센서, 차량에 대한 정보를 획득하는 제2 센서 및 내비게이션 모듈, GPS 모듈, 메모리, 제1 센서 및 제2 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단하고, 차로 변경 제어가 가능한 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행하고, 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행할 수 있다.

Description

차량의 차로 변경 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LANE CHANGE OF VEHICLE}
본 발명은 분기 구간 및 합류 구간에서 차로 변경을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업의 발전에 따라 차량이 주행 중인 차로를 자동적으로 변경할 수 있는 차로 변경 제어 시스템의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 차로 변경 제어 시스템은 운전자가 차로를 변경할 의도를 가지고 방향 지시등을 조작하는 경우, 방향 지시등이 켜진 방향을 항해 자동적으로 차량을 횡방향으로 제어함으로써 차로 변경을 수행할 수 있다. 차로 변경 제어 시스템은 주변 차량의 속도 및 위치 등이 차로 변경을 수행하기에 적합한지 판단하고, 차로 변경을 위한 제어 경로를 설정하고, 제어 경로를 따라 조향 토크를 제어함으로써 차로 변경을 수행할 수 있다. 차로 변경 제어 시스템은 분기 도로로 진출하기 위해 또는 합류 도로로부터 진입하기 위해 차로 변경을 수행할 수 있다.
차량이 분기 도로와 연결된 분기 차로로 이동하거나, 합류 도로와 연결된 합류 차로로부터 본선의 차로로 이동하기 위해서는 통상적인 방법과 상이한 차로 변경 방법이 요구될 수 있다. 예를 들어, 분기 구간 또는 합류 구간의 길이가 짧거나 분기 차로 또는 합류 차로의 트래픽이 높은 경우 차량은 통상적인 시스템을 이용하여 차로를 변경하기 어려울 수 있다. 종래의 차로 변경 시스템은 카메라를 이용하여 차선을 인식하고, 인식된 차선을 기반으로 차로를 변경할 수 있다. 이 경우, 차량은 인식된 차선이 분기 구간 또는 합류 구간에 있는지 여부를 구분하기 어려울 수 있다.
본 발명은 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 분기 구간 및 합류 구간에서 다양한 차로 변경 전략을 수립할 수 있는 차량의 차로 변경 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치는 출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 안내하는 내비게이션 모듈, 차량의 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈, 정밀 지도 데이터베이스를 저장하는 메모리, 차량의 주변에 대한 정보를 획득하는 제1 센서, 차량에 대한 정보를 획득하는 제2 센서 및 내비게이션 모듈, GPS 모듈, 메모리, 제1 센서 및 제2 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단하고, 차로 변경 제어가 가능한 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행하고, 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 경로 및 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 목표 차로를 판단하고, 경로가 분기 차로 또는 합류 차로와 연결된 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량이 분기 구간에 있는 경우, 목표 차로는 분기 차로이고, 차량이 합류 구간에 있는 경우, 목표 차로는 합류 차로에 이웃한 차로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 차량이 분기 구간에 있는 경우, 분기 차로의 길이 및 분기 차로의 트래픽에 기초하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 차량이 분기 구간에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 차량이 분기 차로를 포함하는 구간에 진입하면 분기 차로에 이웃하는 차로로부터 분기 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 차량이 분기 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 분기 차로에 이웃하는 차로와 분기 차로를 연결하는 레인 링크를 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 합류 차로로부터 합류 차로에 이웃하는 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 합류 차로와 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 레인 링크를 생성하고, 생성된 레인링크를 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 제1 센서 및 제2 센서를 이용하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 센서는 카메라, 레이더 또는 라이더(LIDAR) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 센서는 가속도 센서, 요레이트 센서 또는 휠스피드 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법은 출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 생성하는 단계, 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단하는 단계 및 차로 변경 제어가 가능한 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행하고, 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 판단하는 단계는, 경로 및 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 목표 차로를 판단하는 단계, 및 경로가 분기 차로 또는 합류 차로와 연결된 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량이 분기 구간에 있는 경우, 목표 차로는 분기 차로이고, 차량이 합류 구간에 있는 경우, 목표 차로는 합류 차로에 이웃한 차로일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 판단하는 단계는, 차량이 분기 구간에 있는 경우, 분기 차로의 길이 및 분기 차로의 트래픽에 기초하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 수행하는 단계는, 차량이 분기 구간에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 차량이 분기 차로를 포함하는 구간에 진입하면 분기 차로에 이웃하는 차로로부터 분기 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주행하는 단계는, 차량이 분기 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 분기 차로에 이웃하는 차로와 분기 차로를 연결하는 레인 링크를 따라 주행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 수행하는 단계는, 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 합류 차로로부터 합류 차로에 이웃하는 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주행하는 단계는, 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 합류 차로와 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 레인 링크를 생성하고, 생성된 레인링크를 따라 주행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 판단하는 단계는, 차량의 주변에 대한 센싱 정보 및 차량에 대한 센싱 정보를 이용하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치는 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 차로의 길이 또는 합류 차로의 길이에 기반하여 차로 변경 전략을 수립함으로써, 분기 구간 또는 합류 구간에서 차로 변경 시 사용자의 안전을 확보할 수 있다.
또한, 레인링크를 이용하여 차로를 변경함으로써, 분기 구간 또는 합류 구간에서 효율적으로 차로를 변경할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치에 포함된 프로그램 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량의 차선 변경 제어 장치(100)(이하, 설명의 편의를 위해 장치(100)라 한다.)는 내비게이션 모듈(110), GPS 모듈(120), 메모리(130), 제1 센서(140), 제2 센서(150) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다. 도 1의 장치(100)는 차량에 탑재될 수 있다. 장치(100)는 상술한 구성들을 이용하여 분기 구간 또는 합류 구간에서 차로 변경을 위한 전략을 제공할 수 있다.
내비게이션 모듈(110)은 출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 안내할 수 있다. 예를 들어, 내비게이션 모듈(110)은 GPS 모듈(120)에 의해 획득된 현재 위치로부터 사용자에 의해 입력된 도착 지점으로의 경로를 획득할 수 있고, 획득된 경로를 따르는 안내를 사용자에게 제공할 수 있다. 내비게이션 모듈(110)은 메모리(130)에 저장된 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 경로를 안내할 수 있다.
GPS 모듈(120)은 차량의 위치 정보를 획득할 수 있다. GPS 모듈(120)은 GPS 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호에 기반하여 차량의 현재 위치를 산출할 수 있다. 차량의 현재 위치는 프로세서(160)에 의해 산출될 수도 있다.
메모리(130)는 장치(100)의 구성요소에 의해 사용되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 프로세서(160)에 의해 수행되는 동작들을 실행하기 위한 인스트럭션들 및/또는 데이터베이스를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(130)는 정밀 지도 데이터베이스를 저장할 수 있다.
제1 센서(140)는 장치(100)가 탑재된 차량의 주변에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제1 센서(140)는 주변 차량 또는 차선 등에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 센서(140)는 카메라, 레이더 또는 라이더(LIDAR) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
제2 센서(150)는 장치(100)가 탑재된 차량에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제2 센서(150)는 차량의 가속도, 요레이트 및/또는 휠스피드 등에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 센서(150)는 가속도 센서, 요레이트 센서 또는 휠스피드 센서 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
프로세서(160)는 내비게이션 모듈(110), GPS 모듈(120), 메모리(130), 제1 센서(140) 및 제2 센서(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(160)는 내비게이션 모듈(110), GPS 모듈(120), 메모리(130), 제1 센서(140) 및 제2 센서(150)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단할 수 있다. 프로세서(160)는 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(160)는 경로 및 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 목표 차로를 판단하고, 경로가 분기 차로 또는 합류 차로와 연결된 경우, 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량이 분기 구간에 있는 경우, 목표 차로는 분기 차로일 수 있다. 다른 예를 들면, 차량이 합류 구간에 있는 경우, 목표 차로는 합류 차로에 이웃한 차로일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 제1 센서(140) 및 제2 센서(150)를 이용하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차량이 분기 구간에 있는 경우, 분기 차로의 길이 및 분기 차로의 트래픽에 기초하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(160)는 차량이 분기 구간에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 분기 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 프로세서(160)는 차량이 분기 구간에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 차량이 분기 차로를 포함하는 구간에 진입하면 분기 차로에 이웃하는 차로로부터 분기 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차량이 합류 구간에 있는 경우, 합류 차로의 길이에 기초하여 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(160)는 차량이 합류 구간에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 본선 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 가능한 경우, 합류 차로로부터 합류 차로에 이웃하는 차로를 향해 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차량이 분기 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 분기 차로에 이웃하는 차로와 분기 차로를 연결하는 레인 링크를 따라 주행할 수 있다. 프로세서(160)는 차로 변경 로직이 아닌 차로 중앙 추종 로직을 이용하여 분기 차로로 이동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(160)는 차량이 합류 구간 내에 있고 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 합류 차로와 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 레인링크를 생성하고, 생성된 레인링크를 따라 주행할 수 있다. 프로세서(160)는 차로 변경 로직이 아닌 차로 중앙 추종 로직을 이용하여 합류 차로와 이웃하는 본선의 차로로 이동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치에 포함된 프로그램 모듈의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로그램 모듈(200)은 전역 경로 생성부(210), 차량 위치 인식부(220), 외부 상황 인식부(230), 주행 상황 판단부(240), 지역 경로 생성부(250), 차량 제어부(260) 및 시스템 관리부(270)를 포함할 수 있다.
전역 경로 생성부(210)는 출발지로부터 목적지까지의 경로를 생성할 수 있다. 전역 경로 생성부(210)는 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 경로를 생성할 수 있다.
차량 위치 인식부(220)는 정밀 측위 기술을 이용하여 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 차량의 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
외부 상황 인식부(230)는 차량의 외부에 대한 정보를 획득하는 제1 센서 및 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 주변 차량을 인식할 수 있다.
주행 상황 판단부(240)는 외부 상황 인식부(230)에 의해 획득된 정보를 이용하여 차로 내 평균 속도 및 차로의 트래픽 정보를 분석하고 차로 변경의 시점을 판단할 수 있다.
지역 경로 생성부(250)는 차로 내 회피 주행 및 차로 변경 제어 시 차로 변경을 위한 경로를 생성할 수 있다.
차량 제어부(260)는 횡방향 제어를 위한 조향 제어 신호를 생성하고, 종방향 제어를 위한 차량 가속도 신호를 생성할 수 있다.
시스템 관리부(270)는 운전자와 시스템 간 천이 전략을 담당할 수 있다. 시스템 관리부(270)는 제어 활성화 버튼을 생성할 수 있고, 고장 시 경고 신호를 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 분기 구간을 포함하는 도로의 2차로에서 주행할 수 있다. 예를 들어, 차량은 레인링크 ① 위에 위치될 수 있다. 차량은 원칙적으로 레인링크에 대한 정보에 기초하여 지역 경로 생성부에서 생성된 지역 경로를 따라 주행할 수 있다. 차량은 원칙적으로 지역 경로를 따라 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
도 3에서 화살표는 레인링크를 나타낼 수 있다. 레인링크는 도로의 형상을 구분하기 위해 나눠질 수 있다. 예를 들어, 분기 차로의 레인링크 ⑨, ⑩ 및 ⑪을 표시하기 위해 다른 직진 차로의 레인링크도 동일한 레벨로(예: 레인링크 ①, ②, ③ 및 ④) 나눠질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량은 분기 구간에서 분기 차로의 길이 및 분기 차로의 트래픽에 기초하여 분기 차로를 향한 차로 변경 제어가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 분기 차로의 길이(예: 레인링크 ⑩의 길이)가 충분히 길고, 분기 차로의 트래픽이 낮은 경우, 차량은 분기 차로를 향한 차로 변경 제어가 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 차량은 레인링크 ③에서 분기 차로로 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 차량은, 예를 들어, 레인링크 ① → 레인링크 ② → 레인링크 ③ → 차로 변경 제어 → 레인링크 ⑩ → 레인링크 ⑪을 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량은 분기 차로의 길이가 짧거나 분기 차로의 트래픽이 높은 경우, 분기 차로를 향한 차로 변경 제어가 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 분기 차로의 길이(예: 레인링크 ⑩의 길이)가 짧은 경우 레인링크 ③에서 레인링크 ⑩으로 차로 변경 제어를 수행하기 어려울 수 있다. 분기 차로의 트래픽이 높은 경우, 레인링크 ③에서 레인링크 ⑩으로 차로 변경 제어를 수행하면 분기 차로에서 대기 중인 다른 차량들 사이로 끼어들게 될 수 있다. 따라서, 이 경우 차량은 차로 변경 제어를 수행하지 않고 레인링크 ⑨를 따라 주행할 수 있다. 차량은, 예를 들어, 차로 변경 제어 없이 중앙선을 추종하듯이 레인링크 ① → 레인링크 ⑨ → 레인링크 ⑩ → 레인링크 ⑪을 따라 주행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 분기 구간을 포함하는 도로의 1차로에서 주행할 수 있다. 전역 경로에서 목표 차로는 분기 차로일 수 있다. 1차로는 트래픽이 낮고 2차로는 트래픽이 높을 수 있다. 예를 들어, 1차로의 평균 속도는 100km/h 이고, 2차로의 평균 속도는 30km/h 일 수 있다. 차량은 분기 차로로 진입하기 위해 2차로로 차로 변경을 수행해야 한다. 차량은 트래픽 분석 결과에 기초하여 2차로로 차로 변경 제어를 수행하는 시점을 앞당길 수 있다. 차량은 트래픽에 기초하여 분기 차로를 향한 차로 변경 제어가 불가능한 것으로 판단할 수 있고, 차로 변경 제어 없이 2차로와 분기 차로를 연결하는 레인링크를 따라 주행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 합류 구간을 포함하는 도로의 합류 차로에서 주행할 수 있다. 예를 들어, 차량은 레인링크 ⑨ 위에 위치될 수 있다. 차량은 원칙적으로 레인링크에 대한 정보에 기초하여 지역 경로 생성부에서 생성된 경로를 따라 주행할 수 있다. 차량은 원칙적으로 지역 경로를 따라 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량은 합류 구간에서 합류 차로의 길이에 기초하여 합류 차로와 이웃한 본선의 차로를 향한 차로 변경 제어가 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 합류 차로의 길이(예: 레인링크 ⑩의 길이)가 충분히 긴 경우, 차량은 본선을 향한 차로 변경 제어가 가능한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 차량은 레인링크 ⑩에서 목표 차로인 2차로로 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 차량은, 예를 들어, 레인링크 ⑨ → 레인링크 ⑩ → 차로 변경 제어 → 레인링크 ⑥ → 레인링크 ⑦ → 레인링크 ⑧을 따라 주행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 차량은 합류 차로의 길이가 짧은 경우 합류 차로와 이웃한 본선의 차로를 향한 차로 변경 제어가 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 합류 차로의 길이(예: 레인링크 ⑩의 길이)가 짧은 경우 레인링크 ⑩에서 레인링크 ⑥으로 차로 변경 제어를 수행하기 어려울 수 있다. 따라서, 이 경우 차량은 차로 변경 제어를 수행하지 않고, 정밀 지도 데이터베이스에 포함되지 않은 레인링크 ⑫를 생성할 수 있다. 차량은 생성된 레인링크 ⑫를 따라 주행할 수 있다. 차량은, 예를 들어, 차로 변경 제어 없이 중앙선을 추종하듯이 레인링크 ⑨ → 레인링크 ⑩ → 레인링크 ⑫ → 레인링크 ⑥ → 레인링크 ⑦ → 레인링크 ⑧을 따라 주행할 수 있다.
차로 변경 제어를 수행하는 경우와 레인링크를 추종하는 경우의 차이점에 대해서는 이하에서 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 레인링크 ⑩ 위에서 주행할 수 있다. 차량의 목표 차로는 레인링크 ⑥을 포함하는 차로일 수 있다. 차량은 차로 변경 제어가 가능한 경우, 차로 변경 로직을 이용하여 현재 차로 및 목표 차로의 상황을 판단하고, 지역 경로를 생성하고, 지역 경로를 따라 차량의 거동을 제어할 수 있다.
차량은 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 레인링크 ⑩과 레인링크 ⑥을 연결하는 레인링크 ⑫를 생성하고, 차로 변경 로직을 이용하지 않고(즉, 지역 경로를 생성하지 않고) 중앙 추종 로직을 이용하여 레인링크 ⑫를 따라 주행할 수 있다. 차량은 레인링크 ⑫에 진입하면 즉시 레인링크 ⑫를 따라 레인링크 ⑥을 향하도록 방향을 변경할 수 있고, 이로써 보다 용이하게 레인링크 ⑥으로 진입할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 장치(100)가 도 7의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 7의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 프로세서(140)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단계 710에서, 장치는 출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 장치는 정밀 지도 데이터베이스를 이용하여 차량의 현재 위치로부터 사용자에 의해 요청된 도착 지점으로 주행하기 위한 경로를 생성할 수 있다.
단계 720에서, 장치는 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 본선의 차로로부터 분기 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있고, 합류 차로로부터 본선의 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단할 수 있다. 장치는 판단을 위해 차로의 트래픽을 고려할 수도 있다.
차로 변경 제어가 가능한 경우, 단계 730에서, 장치는 목표 차로를 향한 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 차로 변경 로직을 이용하여 지역 경로를 생성하고, 지역 경로를 따라 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
차로 변경 제어가 불가능한 경우, 단계 740에서, 장치는 목표 차로와 연결된 레인링크를 따라 주행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 중앙 추종 로직을 이용하여 목표 차로와 연결된 레인링크를 따라 주행할 수 있다. 장치는 목표 차로와 연결된 레인링크를 생성하고, 중앙 추종 로직을 이용하여 생성된 레인링크를 따라 주행할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 장치(100)가 도 8의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 8의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 프로세서(140)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계 810에서, 장치는 전역 경로를 바탕으로 정밀 지도 데이터베이스를 분석할 수 있다. 예를 들어, 장치는 전역 경로를 정밀 지도 데이터베이스와 비교할 수 있다.
단계 815에서, 장치는 목표 차로를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 전역 경로 및 정밀 지도 데이터베이스를 분석함으로써 전방 5km 내에서 차량이 주행할 차로를 판단할 수 있다.
단계 820에서, 장치는 트래픽을 분석할 수 있다. 예를 들어, 장치는 차로 각각의 평균 속도를 산출함으로써, 차로 각각의 트래픽을 분석할 수 있다.
단계 825에서, 장치는 합류 차로 또는 분기 차로가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 지정된 거리 내에 합류 차로 또는 분기 차로가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
분기 차로가 존재하는 경우, 단계 830에서, 장치는 차로별 트래픽 및 분기 차로의 길이를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 정밀 지도 데이터베이스에 포함된 레인링크의 길이 값을 이용하여 분기 차로의 길이를 판단할 수 있고, 분기 차로의 트래픽이 다른 차로에 비해 높은지 여부를 판단할 수 있다.
단계 835에서, 장치는 기본 원칙에 따라 주행 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 트래픽 및 분기 차로의 길이에 기초하여 차로 변경 로직을 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
기본 원칙에 따라 주행 가능한 경우, 단계 840에서, 장치는 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 차로 변경 로직을 이용하여 지역 경로를 생성하고, 지역 경로를 따라 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.
기본 원칙에 따라 주행 불가능한 경우, 단계 845에서, 장치는 분기 차로를 향하는 레인링크를 따라 주행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 중앙 추종 로직을 이용하여 분기 차로에 이웃하는 차로와 분기 차로를 연결하는 레인링크를 추종할 수 있다.
합류 차로가 존재하는 경우, 단계 850에서, 장치는 합류 차로의 길이를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 정밀 지도 데이터베이스에 포함된 레인링크의 길이 값을 이용하여 합류 차로의 길이를 판단할 수 있다.
단계 855에서, 장치는 기본 원칙에 따라 주행 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 합류 차로의 길이에 기초하여 차로 변경 로직을 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
기본 원칙에 따라 주행 가능한 경우, 장치는 단계 840을 수행할 수 있다.
기본 원칙에 따라 주행 불가능한 경우, 장치는 추가 레인링크를 생성하고, 추가 레인링크를 따라 주행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 합류 차로와 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 추가 레인링크를 생성하고, 중앙 추종 로직을 이용하여 추가 레인링크를 추종할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 9를 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 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.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 차량의 차로 변경 제어 장치에 있어서,
    출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 안내하는 내비게이션 모듈;
    상기 차량의 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈;
    정밀 지도 데이터베이스를 저장하는 메모리;
    상기 차량의 주변에 대한 정보를 획득하는 제1 센서;
    상기 차량에 대한 정보를 획득하는 제2 센서; 및
    상기 내비게이션 모듈, 상기 GPS 모듈, 상기 메모리, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 상기 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 상기 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 상기 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단하고,
    상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어를 수행하고,
    상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 경로 및 상기 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 상기 목표 차로를 판단하고,
    상기 경로가 상기 분기 차로 또는 상기 합류 차로와 연결된 경우, 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있는 경우, 상기 목표 차로는 상기 분기 차로이고,
    상기 차량이 상기 합류 구간에 있는 경우, 상기 목표 차로는 상기 합류 차로에 이웃한 차로인 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있는 경우, 상기 분기 차로의 길이 및 상기 분기 차로의 트래픽에 기초하여 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있고 상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 차량이 상기 분기 차로를 포함하는 구간에 진입하면 상기 분기 차로에 이웃하는 차로로부터 상기 분기 차로를 향해 상기 차로 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량이 상기 분기 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 분기 차로에 이웃하는 차로와 상기 분기 차로를 연결하는 상기 레인 링크를 따라 주행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량이 상기 합류 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 합류 차로로부터 상기 합류 차로에 이웃하는 차로를 향해 상기 차로 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차량이 상기 합류 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 합류 차로와 상기 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 상기 레인 링크를 생성하고, 상기 생성된 레인 링크를 따라 주행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 이용하여 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 카메라, 레이더 또는 라이더(LIDAR) 중 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 센서는 가속도 센서, 요레이트 센서 또는 휠스피드 센서 중 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 차량의 차로 변경 제어 방법에 있어서,
    출발 지점으로부터 도착 지점으로의 경로를 생성하는 단계;
    상기 경로에 포함된 분기 구간 또는 합류 구간에서 상기 분기 구간 내의 분기 차로의 길이 또는 상기 합류 구간 내의 합류 차로의 길이에 기초하여 상기 경로 내의 목표 차로를 향한 차로 변경 제어의 가능 여부 판단하는 단계; 및
    상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어를 수행하고, 상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 목표 차로와 연결된 레인 링크를 따라 주행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 경로 및 정밀 지도 데이터베이스에 기초하여 상기 목표 차로를 판단하는 단계, 및
    상기 경로가 상기 분기 차로 또는 상기 합류 차로와 연결된 경우, 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있는 경우, 상기 목표 차로는 상기 분기 차로이고,
    상기 차량이 상기 합류 구간에 있는 경우, 상기 목표 차로는 상기 합류 차로에 이웃한 차로인 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있는 경우, 상기 분기 차로의 길이 및 상기 분기 차로의 트래픽에 기초하여 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 차량이 상기 분기 구간에 있고 상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 차량이 상기 분기 차로를 포함하는 구간에 진입하면 상기 분기 차로에 이웃하는 차로로부터 상기 분기 차로를 향해 상기 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 주행하는 단계는,
    상기 차량이 상기 분기 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 분기 차로에 이웃하는 차로와 상기 분기 차로를 연결하는 상기 레인 링크를 따라 주행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    상기 차량이 상기 합류 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 가능한 경우, 상기 합류 차로로부터 상기 합류 차로에 이웃하는 차로를 향해 상기 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 주행하는 단계는,
    상기 차량이 상기 합류 구간 내에 있고 상기 차로 변경 제어가 불가능한 경우, 상기 합류 차로와 상기 합류 차로에 이웃하는 차로를 연결하는 상기 레인 링크를 생성하고, 상기 생성된 레인링크를 따라 주행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 상기 차량의 주변에 대한 센싱 정보 및 상기 차량에 대한 센싱 정보를 이용하여 상기 목표 차로를 향한 상기 차로 변경 제어의 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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