KR20190069989A - 기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행 경로 상의 기상 환경 상태를 판단하는 기상 환경 판단부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 군집 주행 순서 제어부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 군집 주행 레벨 제어부; 및 상기 측정된 기상 정보 및 상기 군집 주행 레벨을 기반으로 차량의 횡방향 제어 또는 종방향 제어를 수행하는 군집 주행 제어부를 포함할 수 있다.

Description

기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for controlling platooning based-on weather environment, system having the same and method thereof}
본 발명은 기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기상 환경을 기반으로 군집 주행 레벨, 횡방향 제어, 종방향 제어를 수행하는 기술에 관한 것이다.
군집 주행(Platooning)은 선두 차량의 뒤를 추종 차량이 따르는 방식으로 주행하는 경우로서, 군집 내 차량들은 V2V 통신을 통해 각종 주행 정보를 송수신하고 차량의 속도, 차량 간격 등을 제어함으로써, 차량 간에 일정간격을 유지하면서 주행할 수 있도록 한다.
그런데 군집 주행 중 기상 환경 또는 도로 상태가 악화되는 경우 군집 주행 제어 시 사고가 발생할 위험이 커지므로, 군집 주행 제어 시 좀 더 세심한 주의를 기울여야 한다.
그런 현재 군집 주행 제어 방식에서는 이러한 기상 상황 또는 도로 상태를 반영하지 않고 있어, 긴급 제동 시 등의 긴박한 상황에 대처가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예는 기상 환경을 고려하여 군집 주행의 레벨, 종방향 제어, 횡방향 제어를 수행하여 주행의 안전성을 향상시킬 수 있는 기상 환경 기반 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
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 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행 경로 상의 기상 환경 상태를 판단하는 기상 환경 판단부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 군집 주행 순서 제어부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 군집 주행 레벨 제어부; 및 상기 감지된 기상 정보 및 상기 군집 주행 레벨을 기반으로 차량의 횡방향 제어 또는 종방향 제어를 수행하는 군집 주행 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 측정된 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 도로 레벨 판단부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 제어부는, 상기 도로 레벨 판단 결과에 따라 상기 종방향의 차간 거리를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 군집 주행을 위한 합류 지점을 포함하는 상기 군집 주행 경로를 생성하는 군집 주행 경로 생성부;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기상 환경 판단부는, 상기 군집 주행 경로에서 눈, 비, 우박 중 적어도 하나에 의한 젖은 노면 상태인 경우 기상 악조건으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 순서 제어부는, 상기 기상 환경이 정상 조건인 경우, 군집 주행 경로, 연비, 제동력, 적재물 무게 중 적어도 하나 이상을 기반으로 군집 주행 순서를 결정하고, 상기 기상 환경이 악조건인 경우, 제동력을 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 순서 제어부는, 상기 기상 환경이 악조건인 경우, 상기 제동력이 가장 약한 차량을 선두 차량으로 선정하고, 상기 제동력이 강한 순서로 후방 차량의 순서를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 레벨 제어부는, 상기 군집 주행을 미실시하는 제 1 레벨, 상기 군집 주행 중 종방향 차간 거리를 제어하는 제 2 레벨, 상기 군집 주행 중 종방향 차간 거리 제어, 횡방향 차간 거리 제어, 조향을 제어하는 제 3 레벨로 구분하여 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 레벨 제어부는, 상기 기상 환경 상태가 악조건인 경우, 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 1 레벨 또는 상기 제 2 레벨로 결정하고, 상기 기상 환경 상태가 정상조건인 경우 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 3 레벨, 상기 제 2 레벨, 상기 제 1 레벨 중 하나로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 도로 레벨 판단부는, 상기 군집 주행 레벨이 상기 제 3 레벨인 경우, 상기 군집 주행 경로 상의 도로의 차선 상태를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 제어부는, 상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 이상이면 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하도록 제어하는 독립 제어를 수행하고, 상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 미만이면 상기 선두 차량을 추종하는 선두 차량 추종 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 도로 레벨 판단부는, 차량 센서의 눈, 비 감지 결과, 전자제어 주행안정장치(ESC)의 슬립률, 상기 도로의 차선 상태 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 도로 레벨을 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 제어부는, 상기 도로 레벨이 제 2 기준치 이상이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값으로 결정하고, 상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 종방향 차간 거리를 제 1 거리값보다 큰 제 2 거리값으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 레벨 제어부는, 상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 2 레벨로 조정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 제어부는, 상기 군집 주행 레벨이 상기 제 2 레벨이며, 상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 차량의 전방 또는 측방의 적어도 하나 이상의 카메라를 오프시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 시스템은 군집 내 차량 간 통신을 수행하는 통신 장치; 군집 주행경로 상의 기상 정보를 감지하는 감지 장치; 및 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 상기 감지 장치에 의해 감지된 기상 정보를 기반으로 기상 환경 상태를 판단하고, 상기 기상 환경 상태에 따른 군집 주행 레벨을 결정하여 군집 주행을 제어하는 군집 주행 제어 장치; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 군집 주행 제어 장치는, 군집 주행 경로를 생성하는 군집 주행 경로 생성부; 상기 기상 예보 정보 또는 상기 기상 정보를 기반으로 상기 군집 주행 경로 상의 기상 환경 상태를 판단하는 기상 환경 판단부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 군집 주행 순서 제어부; 상기 기상 환경 상태를 기반으로 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 군집 주행 레벨 제어부; 및 상기 감지된 기상 정보 및 상기 군집 주행 레벨을 기반으로 차량의 횡방향 제어 또는 종방향 제어를 수행하는 군집 주행 제어부; 상기 감지된 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 도로 레벨 판단부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 방법은 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보를 기반으로 군집 주행 순서 및 군집 주행 레벨을 결정하는 단계; 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행 경로 상의 도로 차선 상태를 판단하는 단계; 상기 차선 상태에 따라 횡방향 제어를 수행하는 단계; 상기 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 단계; 및 상기 도로 레벨에 따라 종방향 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 횡방향 제어를 수행하는 단계는, 상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 이상이면 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하도록 제어하는 독립 제어를 수행하고, 상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 미만이면 상기 선두 차량을 추종하는 선두 차량 추종 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 종방향 제어를 수행하는 단계는 상기 도로 레벨이 제 2 기준치 이상이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값으로 결정하고, 상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 종방향 차간 거리를 제 1 거리값보다 큰 제 2 거리값으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
본 기술은 기상 환경을 고려하여 군집 주행의 레벨, 종방향 제어, 횡방향 제어를 수행하여 주행의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기상 환경 기반 군집 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 기상 예보 정보 기반 군집 주행 제어 방법을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 4의 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보 기반 군집 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기상 환경 기반 군집 주행 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 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 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 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.
본 발명은 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보를 기반으로 군집 주행 레벨을 결정하고, 군집 주행 레벨이 상위 레벨이더라도, 차량 센서를 통해 측정된 기상 정보(기상 환경에 의한 도로 정보 포함)를 고려하여 군집 주행의 레벨을 조정하거나, 군집 주행 레벨이 상위 레벨이더라도 차선상태 또는 도로 상태에 따라 종방향 제어 또는 횡방향 제어를 수행할 수 있다. 이때, 기상 환경 정보는 눈이나 비가 내려 도로의 노면이 젖은 상태인 경우 등의 정보를 포함하며, 젖은 노면 상태를 악조건인 것으로 판단할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치의 세부 구성도이다.
도 1을 참조하면 복수개의 차량이 일정 간격을 유지하며 군집을 이루어 주행하는 것을 군집 주행이라고 한다. 이때 선두에서 주행하는 차량을 선두 차량(LV;Leading Vehicle), 선두 차량의 뒤를 추종하는 차량을 추종 차량(FV;Following Vehicle)이라고 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 시스템은 GPS 수신 장치(110), 감지 장치(120), 통신 장치(130), 운전자 스위치(140), 군집 주행 제어 장치(200), 램프 구동부(310), 엔진 장치(320), 제동 장치(330), 디스플레이 장치(340)를 포함할 수 있으며, 관제센터(400)로부터 기상 예보 정보 및 군집 주행 정보를 송수신할 수 있다.
GPS 수신 장치(110)는 GPS 정보를 수신하여 군집 주행 제어 장치(200)로 제공함으로써 군집 주행 제어 장치(200)가 자차량의 위치를 파악할 수 있다.
감지 장치(120)는 전방의 도로 상태, 기상 상태 등을 감지할 수 있고, 카메라(121), 레이더(122)를 포함한다. 군집 주행 제어 장치(200)에 의해 제어되어 눈이나 비가 오는 경우 카메라(121)의 영상 데이터에 오류가 발생할 가능성이 높으므로, 카메라(121)는 오프하고 레이더(122)의 데이터만 이용하여 도로 상태 및 기상 상태를 판단할 수 있다. 또한, 감지 장치(120)는 차량간의 상대거리, 상대속도, 차선 정보 등을 획득하여 군집 주행 제어 장치(200)로 제공한다.
통신 장치(130)는 차량 간 통신(V2V; Vehicle-to-vehicle)을 수행하고, 관제센터(400)로부터 군집 주행 관련 정보, 기상 예보 정보 등을 송수신할 수 있다.
운전자 스위치(140)는 군집 요청 및 수락 등을 알리기 위해 운전자가 온오프시키며, 선두 차량 또는 관제센터(400)로부터 군집 주행 레벨, 군집 주행 순서 등 군집 주행 관련 동의 요청을 받으면 운전자가 운전자 스위치(140)를 온오프시켜 의견을 제공한다. 운전자 스위치(140)를 온 시키면 군집 주행을 수락한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 군집 주행 제어 장치(200)로 차량 적재함 관련 정보, 지도 및 교통 상황 정보가 입력될 수 있다.
램프 구동부(310)는 군집 주행 제어 장치(200)로부터 군집 제어를 위한 램프 구동을 명령 받으면 차량 램프를 구동한다. 즉 램프 구동부(310)는 턴 시그널, 정지신호, 군집 주행 모드 신호 등에 해당하는 램프를 구동할 수 있다.
엔진 장치(320)는 군집 주행 제어 장치(200)로부터 가속 명령을 받으면 차량의 가속을 수행한다.
제동 장치(330)는 군집 주행 제어 장치(200)로부터 감속 명령을 받으면 차량의 감속을 수행한다.
디스플레이 장치(340)는 군집 생성여부, 선두 차량 정보, 차간 거리 정보 등의 군집 주행 상황 정보를 표시할 수 있으며, 클러스터(cluster), 헤드업(headup) 디스플레이, 네비게이션 단말, AVN(audio, video, navigation)등을 포함할 수 있다. 도 2에서는 군집 주행 제어장치(200)와 별도로 구성된 디스플레이 장치(340)에 군집 주행 상황 정보를 표시하는 구성을 예로 개시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 군집 주행 제어 장치(200) 내에 표시부를 구비하여 군집 주행 상황 정보를 표시할 수도 있다. 디스플레이 장치(340)는 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD, Thin Film Transistor-LCD), 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 OLED(AMOLED, Active Matrix OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 벤디드 디스플레이(bended display), 그리고 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들 중 일부 디스플레이는 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투명형으로 구성되는 투명 디스플레이(transparent display)로 구현될 수 있다
군집 주행 제어 장치(200)는 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 상기 감지 장치에 의해 감지된 기상 정보를 기반으로 기상 환경 상태를 판단하고, 상기 기상 환경 상태에 따른 군집 주행 레벨을 결정하여 군집 주행을 제어할 수 있다. 도 3을 참조하면, 군집 주행 제어 장치(200)는 통신부(210), 저장부(220), 제어부(230), 군집 주행 경로 생성부(240), 기상 환경 판단부(250), 군집 주행 순서 제어부(260), 군집 주행 레벨 제어부(270), 도로 레벨 판단부(280), 군집 주행 제어부(290)를 포함한다.
통신부(210)는 차량 내 장치와 캔 통신 등을 수행한다.
저장부(220)는 차량 간 통신을 통해 송수신한 정보, 군집 주행 제어 장치(200) 내에서 산출된 정보 등을 저장한다. 저장부(220)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
제어부(230)는 군집 주행 제어 장치(200)의 각 구성요소의 전반적인 동작을 제어한다.
군집 주행 경로 생성부(240)는 군집 주행 구성 시 군집 주행 출발시점, 합류 지점, 도착지점을 포함한 군집 주행 경로를 생성한다.
기상 환경 판단부(250)는 군집 주행 경로 상의 기상 환경을 판단한다. 즉 관제센터(400)로부터 기상 예보 정보를 수신하거나 차량의 감지 장치(120)로부터 측정된 결과를 이용하여 기상 정보를 획득하고 기상 환경 상태 및 그에 따른 도로 상태(노면 상태)를 판단할 수 있다. 예를 들어, 기상 예보 정보 상에 군집 주행 경로와 군집 주행 시간에 눈이나 비가 내리는 경우, 기상 환경이 악조건인 것으로 판단할 수 있다.
군집 주행 순서 제어부(260)는 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정한다. 즉, 군집 주행 순서 제어부(260)는 기상 환경이 정상 조건인 경우, 적재물 무게, 군집 주행 경로, 연비, 제동력 중 적어도 하나 이상을 복합적으로 고려하여 군집 주행 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제동력이 약하고, 연비가 좋지 않은 차량, 적재물이 많은 차량을 선두 차량으로 선정하고, 제동력이 강하고 연비가 좋으며 적재물이 적은 차량이 긴급 제동에 재빠르게 대처할 수 있으므로 후방에 위치시킬 수 있다.
한편 기상 환경이 눈, 비 등에 의해 악조건인 경우, 군집 주행 순서 제어부(260)는 제동력을 기반으로 군집 주행 순서를 결정할 수 있다. 즉 군집 주행 순서 제어부(260)는 기상 환경이 악조건인 경우, 제동력이 가장 약한 차량을 선두 차량으로 선정하고, 그 다음으로 제동력이 약한 차량이 선두 차량의 바로 뒤 첫 번째 추종 차량으로 순서가 결정되고, 그 이후 후방 차량들의 순서는 제동력이 약한 순서로 결정된다. 즉, 눈, 비 등으로 인해 노면이 젖은 상태인 경우, 제동거리가 길어질 수 있으므로 제동력이 약한 차량이 후방에 위치하는 경우, 제동이 제때 이루어지지 않아 선행 차량과 충돌할 수 있으므로, 기상 환경이 악조건인 경우 제동력이 좋은 차량을 맨 후방에 위치시킨다.
군집 주행 레벨 제어부(270)는 군집 주행 레벨을 결정한다. 이때, 군집 주행 레벨의 결정은 군집 차량의 수, 군집 차량의 적재물 무게, 군집 주행 경로 거리, 도로 공사 여부 등 통상의 다양한 조건을 고려한 다양한 방법을 이용하여 결정될 수 있다. 본 발명에서는 군집 주행 레벨을 군집 주행을 미실시하는 제 1 레벨(Lv.1), 군집 주행 중 종방향 차간 거리만을 제어하는 제 2 레벨(Lv.2), 군집 주행 중 종방향 차간 거리 제어, 횡방향 차간 거리 제어, 조향을 제어할 수 있는 제 3 레벨(Lv.3)로 구분한다. 즉, 군집 주행 레벨 제어부(270)는 군집 주행이 불가능한 정도의 상황(기상 악화가 매우 심한 경우 등)에는 제 1 레벨로 결정, 군집 주행은 가능하나 횡방향 제어까지는 위험할 수 있어 종방향 제어만 군집 추종 제어로 제어할 수 있는 상태에는 제 2 레벨로 결정, 기상 환경이 양호한 경우 군집 주행 관련 모든 제어가 가능한 제 3 레벨로 결정한다.
군집 주행 레벨 제어부(270)는 도로 레벨 판단부(280)에서 판단되는 도로 레벨에 따라 군집 주행 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도로 레벨이 제 1 레벨이면 종방향 차간 거리를 10m로 제어하고, 도로 레벨이 제 2 레벨이면 종방향 차간 거리를 15m로 제어하고, 도로 레벨이 제 3 레벨이면 종방향 차간 거리를 20m로 제어한다. 즉 도로 레벨이 증가할수록 기상상태가 안 좋아서 도로 상태가 나빠지는 경우를 의미하며, 도로 레벨이 제 3 레벨이면 도로 상태가 아주 나쁨(젖은 노면) 상태이므로 차간거리를 가장 길게 20m로 제어한다.
도로 레벨 판단부(280)는 감지장치(120)에서 측정된 기상 정보, 도로 정보를 기반으로 차선 상태, 도로 레벨을 판단한다. 이때, 도로 레벨 판단부(280)는 카메라의 영상 데이터로부터 차선 상태를 인식할 수 있다. 도로 레벨 판단부(280)는 차량 센서(감지 장치)의 눈, 비 감지 결과, 전자제어 주행안정장치(ESC)의 슬립률, 도로의 차선 상태 중 적어도 하나 이상을 이용하여 도로 레벨을 판단할 수 있다. 또한, 도로 레벨 판단부(280)는 군집 주행 레벨이 제 3 레벨인 경우, 군집 주행 경로 상의 도로의 차선 상태를 판단할 수 있다.
군집 주행 제어부(290)는 군집 주행 레벨 제어부(270)에 의해 결정된 군집 주행 레벨에 따라 군집 주행을 제어한다. 이때, 군집 주행의 제어는 차량의 속도, 종방향 차간 거리, 횡방향 차간 거리 등의 제어를 의미한다. 군집 주행 제어부(290)는 군집 주행레벨이 제 1 레벨이면 군집 주행을 실시하지 않고 군집 주해 레벨이 제 2 레벨이면 종방향 제어를 수행하고 군집 주행 레벨이 제 3 레벨이면 종방향, 횡방향, 조향 제어 등을 수행한다.
또한, 군집 주행 제어부(290)는 군집 주행 레벨뿐만 아니라 도로 레벨 판단부(280)의 차선 상태, 도로 레벨 판단 결과에 따라 횡방향 및 종방향의 차간 거리를 제어한다. 즉 군집 주행 제어부(290)는 차선 상태가 양호한 경우(제 1 기준치 이상) 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하도록 제어하는 독립 제어(LFA) 제어를 수행하고, 도로의 차선 상태가 안 좋은 경우(제 1 기준치 미만이면) 선두 차량을 추종하는 선두 차량 추종(LV 추종) 제어를 수행한다. 이때, LV 추종 차선 및 기상 환경에 적은 영향을 받는 레이더(122)를 통해 선두 차량의 경로, 속도 등을 추종할 수 있다.
군집 주행 제어부(290)는 도로 레벨이 양호한 경우(제 2 기준치 이상)이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값(예, 10m)으로 결정하고, 도로 레벨이 나쁜 상태인 경우(제 2 기준치 미만)이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값보다 증가시킨 제 2 거리값(예, 20m)으로 결정하여 도로 레벨이 안 좋은 경우 종방향 차간 거리를 증가시켜 긴급 제동 시 안전을 확보할 수 있도록 한다. 군집 주행 제어부(290)는 군집 주행 레벨이 종방향 제어만 수행하는 제 2 레벨이거나, 도로 레벨이 나쁜 상태인 경우(제 2 기준치 미만) 차량의 전방 또는 측방의 카메라를 오프시킬 수 있다. 즉 군집 주행 레벨이 제 2 레벨이고 도로 레벨이 나쁜 상황인 경우 카메라(122)가 오히려 전방 물체를 오인식하여 악영향을 미칠 수 있고 배터리 사용량을 줄이기 위해 카메라(122)를 오프시킨다.
이와 같이, 본 발명은 기상 환경을 고려하여 군집 주행 순서, 군집 주행 레벨을 결정하고, 종방향 차간거리와 횡방향 차간거리를 제어하도록 하여 기상 환경에 따른 사고를 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 우천 시 카메라의 인지율 저하가 예상되므로 카메라를 오프하고 군집 주행 레벨을 하위 레벨로 다운 그레이드시켜(Down grade) 군집 주행 제어를 제한함으로써 사고 발생율을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 군집 주행 레벨이 상위 레벨이더라도 차선 상태 또는 도로 레벨이 안 좋은 경우 종방향의 차간 거리를 증대시키거나 횡방향에 있어 독립 제어를 선두 차량 추종 제어로 변경 하는 등의 제어를 통해 안전 운전을 할 수 있도록 한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기상 환경 기반 군집 주행 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기상 환경 기반 군집 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 군집 주행 제어 장치(200)는 관제센터(400) 또는 운전자 스위치(140)를 통해 군집 주행 요청을 받으면 군집 주행 경로를 생성하고(S100), 전역 경로, 차량 적재물 무게, 연비, 제동력 등을 고려하여 군집 주행 레벨을 결정하고, 결정된 군집 주행 레벨을 관제센터(400)로 통보한다(S200).
그 후, 군집 주행 제어 장치(200)는 관제센터(400)로부터 기상 예보 정보를 수신하여 수신한 기상 예보 정보를 기반으로 군집 주행 순서 및 군집 주행 레벨을 결정한다(S300).
이어 군집 주행 제어 장치(200)는 차선 상태정보, 차량 센서(감지장치)에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행을 제어한다(S400)
이하 도 5를 참조하여 도 4의 기상 예보 정보 기반 군집 주행 제어 방법(S300)을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 도 4의 기상 예보 정보 기반 군집 주행 제어 방법을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 생성 및 군집 주행 레벨을 결정하고(S200), 관제센터(400)로부터 수신한 기상 예보 정보를 이용하여 기상 환경이 눈이나 비로 인해 노면이 젖는 등의 악조건인지를 판단한다(S301).
기상 환경이 악조건인 경우, 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 순서를 제동력을 우선순위로 하여 결정한다(S302). 즉 제동력을 우선적으로 고려하여 제동력이 가장 약한 차량을 선두 차량으로 위치시키고 제동력이 가장 강한 차량을 최후방에 위치시킨다.
그 후, 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 레벨을 종방향 제어로 한정되는 제 2 레벨 이하로 결정한다(S303).
그 후, 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 레벨을 제 1 레벨 또는 제 2 레벨 중 하나로 결정하고 군집 내 차량과 관제센터(400)로 공유한다(S306).
한편 상기 과정 S301에서 기상 환경이 기상 악조건 상태가 아닌 것으로 판단되면, 전역 경로, 연비, 제동력, 적재물 무게 등을 복합적으로 고려하여, 군집 주행 순서를 결정한다(S304).
이어 군집 주행 제어 장치(200)는 기상 상황이 양호하므로 군집 주행 레벨을 제 3 레벨 이하로 판단한다(S305). 그 후, 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 레벨을 제 1 레벨 내지 제 3 레벨 중 하나로 결정하고 군집 내 차량과 관제센터(400)로 공유한다(S306).
이하, 도 6을 참조하여 도 4의 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보 기반 군집 주행 제어 방법(S400)을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 6은 도 4의 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보 기반 군집 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저 군집 주행 제어 장치(200)는 군집 주행 레벨이 제 3 레벨인지를 판단하고(S401), 군집 주행 레벨이 제 3 레벨인 경우 차선 상태를 판단한다(S402). 이는 군집 주행 레벨이 최상위 레벨이더라도 차선 상태 인식률이 안 좋은 경우 횡방향 제어 레벨을 조절하기 위함이다.
상기 과정 S402에서 차선 상태가 좋은 경우 즉 차선 인식률이 양호한 경우 군집 주행 제어 장치(200)는 횡방향 제어로서 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하는 독립 제어(LFA 제어)를 수행하고(S403), 차선 상태가 좋지 않은 경우 즉 차선 인식률이 나쁜 경우 군집 주행 제어 장치(200)는 횡방향 제어로서 선두 차량을 추종하는 제어(LV 제어)를 수행한다(S404).
이어 군집 주행 제어 장치(200)는 도로 레벨이 미리 정한 기준치(Ws) 보다 작은지를 판단하고(S405), 도로 레벨이 미리 정한 기준치보다 작으면 도로 상태가 양호한 것으로 판단하고 종방향의 차간 거리를 10m 이내로 제어한다(S406).
한편, 도로 레벨이 미리 정한 기준치(Ws) 보다 크거나 같은 경우 도로 상태가 악조건인 것으로 판단하고 군집 주행 레벨을 제 2 레벨로 변경하고(S407), 종방향의 차간 거리를 20m 로 증가시켜 제어한다(S408).
그 후, 군집 주행 제어 장치(200)는 기상 악조건에서 오인식률이 높은 차량의 전방 및 측방에 탑재된 적어도 하나 이상의 카메라를 오프시키고 상대적으로 눈, 비가 내리는 상황에도 오류가 적은 레이더만 구동시킨다(S409).
이 후 군집 주행 제어 장치(200)는 결정된 종방향 차간거리 및 횡방향 제어를 적용하여 군집 주행 제어를 실시하고(S410), 주행 제어 실시 완료 후 군집을 유지한다(S411).
군집 주행은 차량 간 근거리를 유지하면서 동일 경로를 주행하는 방식으로 안전성이 가장 중요한 요소이므로, 본 발명에서는 군집 주행 중 기상 및 도로 환경을 사전에 운전자에게 제공함으로써 기상 악조건 시 군집 주행 레벨, 종방향 거리 제어, 횡방향 거리 제어를 상황에 맞게 제한함으로써 안전성을 향상시킨다. 또한, 우천 시 등 기상 악화 시 카메라의 인지율 저하가 예상되는 경우 카메라를 오프시키고 군집 주행 레벨을 다운 그레이드 시켜 주행함으로써 사고 발생률을 최소화할 수 있다.
또한, 차량에 탑재되어 있는 센서(감지장치)를 사용하여 현재 주행 중의 기상 및 도로 환경을 판단하고 일정 수준 이상의 불리한 조건이 판단되면 군집 주행 레벨이 상위 레벨이더라도 종방향 거리를 증대시켜서 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기상 환경 기반 군집 주행 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다. 도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 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 실시예들과 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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.
200 : 군집 주행 제어 장치
400 : 관제 센터
110 : GPS 수신 장치
120 : 감지 장치
130 : 통신 장치
140 : 운전자 스위치
210 : 통신부
220 : 저장부
230 : 제어부
240 : 군집 주행 경로 생성부
250 : 기상 환경 판단부
260 : 군집 주행 순서 제어부
270 : 군집 주행 레벨 제어부
280 : 도로 레벨 판단부
290 : 군집 주행 제어부

Claims (20)

  1. 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 차량 센서에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행 경로 상의 기상 환경 상태를 판단하는 기상 환경 판단부;
    상기 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 군집 주행 순서 제어부;
    상기 기상 환경 상태를 기반으로 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 군집 주행 레벨 제어부; 및
    상기 측정된 기상 정보 및 상기 군집 주행 레벨을 기반으로 차량의 횡방향 제어 또는 종방향 제어를 수행하는 군집 주행 제어부
    를 포함하는 군집 주행 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정된 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 도로 레벨 판단부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 군집 주행 제어부는,
    상기 도로 레벨 판단 결과에 따라 상기 종방향의 차간 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    군집 주행을 위한 합류 지점을 포함하는 상기 군집 주행 경로를 생성하는 군집 주행 경로 생성부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기상 환경 판단부는,
    상기 군집 주행 경로에서 눈, 비, 우박 중 적어도 하나에 의한 젖은 노면 상태인 경우 기상 악조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 군집 주행 순서 제어부는,
    상기 기상 환경이 정상 조건인 경우, 군집 주행 경로, 연비, 제동력, 적재물 무게 중 적어도 하나 이상을 기반으로 군집 주행 순서를 결정하고,
    상기 기상 환경이 악조건인 경우, 상기 제동력을 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 군집 주행 순서 제어부는,
    상기 기상 환경이 악조건인 경우, 상기 제동력이 가장 약한 차량을 선두 차량으로 선정하고, 상기 제동력이 강한 순서로 후방 차량의 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 군집 주행 레벨 제어부는,
    상기 군집 주행을 미실시하는 제 1 레벨, 상기 군집 주행 중 종방향 차간 거리를 제어하는 제 2 레벨, 상기 군집 주행 중 종방향 차간 거리 제어, 횡방향 차간 거리 제어, 조향을 제어하는 제 3 레벨로 구분하여 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 군집 주행 레벨 제어부는,
    상기 기상 환경 상태가 악조건인 경우, 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 1 레벨 또는 상기 제 2 레벨로 결정하고,
    상기 기상 환경 상태가 정상조건인 경우 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 3 레벨, 상기 제 2 레벨, 상기 제 1 레벨 중 하나로 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 도로 레벨 판단부는,
    상기 군집 주행 레벨이 상기 제 3 레벨인 경우, 상기 군집 주행 경로 상의 도로의 차선 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 군집 주행 제어부는,
    상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 이상이면 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하도록 제어하는 독립 제어를 수행하고,
    상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 미만이면 상기 선두 차량을 추종하는 선두 차량 추종 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 도로 레벨 판단부는,
    차량 센서의 눈, 비 감지 결과, 전자제어 주행안정장치(ESC)의 슬립률, 상기 도로의 차선 상태 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 도로 레벨을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 군집 주행 제어부는,
    상기 도로 레벨이 제 2 기준치 이상이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값으로 결정하고,
    상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 종방향 차간 거리를 제 1 거리값보다 큰 제 2 거리값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 군집 주행 레벨 제어부는,
    상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 군집 주행 레벨을 상기 제 2 레벨로 조정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 군집 주행 제어부는,
    상기 군집 주행 레벨이 상기 제 2 레벨이며, 상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 차량의 전방 또는 측방의 적어도 하나 이상의 카메라를 오프시키는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  16. 군집 내 차량 간 통신을 수행하는 통신 장치;
    군집 주행경로 상의 기상 정보를 감지하는 감지 장치; 및
    관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보 또는 상기 감지 장치에 의해 감지된 기상 정보를 기반으로 기상 환경 상태를 판단하고, 상기 기상 환경 상태에 따른 군집 주행 레벨을 결정하여 군집 주행을 제어하는 군집 주행 제어 장치;
    를 포함하는 군집 주행 제어 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 군집 주행 제어 장치는,
    군집 주행 경로를 생성하는 군집 주행 경로 생성부;
    상기 기상 예보 정보 또는 상기 기상 정보를 기반으로 상기 군집 주행 경로 상의 기상 환경 상태를 판단하는 기상 환경 판단부;
    상기 기상 환경 상태를 기반으로 군집 주행 순서를 결정하는 군집 주행 순서 제어부;
    상기 기상 환경 상태를 기반으로 상기 군집 주행 레벨을 결정하는 군집 주행 레벨 제어부; 및
    상기 측정된 기상 정보 및 상기 군집 주행 레벨을 기반으로 차량의 횡방향 제어 또는 종방향 제어를 수행하는 군집 주행 제어부
    상기 측정된 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 도로 레벨 판단부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 시스템.
  18. 관제센터로부터 수신한 기상 예보 정보를 기반으로 군집 주행 순서 및 군집 주행 레벨을 결정하는 단계;
    차량 센서에 의해 측정된 기상 정보를 기반으로 군집 주행 경로 상의 도로 차선 상태를 판단하는 단계;
    상기 차선 상태에 따라 횡방향 제어를 수행하는 단계;
    상기 기상 정보를 기반으로 도로 레벨을 판단하는 단계; 및
    상기 도로 레벨에 따라 종방향 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 군집 주행 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 횡방향 제어를 수행하는 단계는,
    상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 이상이면 선두 차량의 거동과 독립적으로 차선 내 주행을 유지하도록 제어하는 독립 제어를 수행하고,
    상기 도로의 차선 상태가 제 1 기준치 미만이면 상기 선두 차량을 추종하는 선두 차량 추종 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 종방향 제어를 수행하는 단계는
    상기 도로 레벨이 제 2 기준치 이상이면 종방향 차간 거리를 제 1 거리값으로 결정하고,
    상기 도로 레벨이 상기 제 2 기준치 미만이면 상기 종방향 차간 거리를 제 1 거리값보다 큰 제 2 거리값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
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