KR20190099763A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 후방에서 접근하는 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부 및 충돌 가능성을 판단하기 위해, 속도 정보를 획득하는 속도 센서; 주행 방향 정보를 획득하는 방향 센서; 접근 물체를 감지하는 레이더; 상기 속도 센서가 획득한 속도 정보, 상기 방향 센서가 획득한 주행 방향 정보 및 상기 레이더에 의해 감지된 차량 후방에서 접근하는 물체의 데이터를 이용하여, 상기 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하며, 상기 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어 방법{VEHICLE, AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
차량 후방에서 접근하는 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부 및 충돌 가능성을 판단하는 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 안전과 관련된 기술로서 레이더, 카메라 등을 이용하여 차량에 접근하는 물체를 인식하고, 물체와의 충돌 위험성을 판단하여 차량의 운전자에게 충돌 위험을 알리거나 제동을 수행하는 충돌 방지 보조 시스템이 존재한다.
특히, 종래의 후방 충돌 방지 보조 시스템은 차량이 후진하는 상황일 때 운전자 시야의 사각지대 범위 내에서 접근하는 차량만 인식하여 충돌 위험을 판단하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술은 운전자 시야의 사각지대가 아닌 위치에서 물체가 접근하는 경우에는 위험 상황을 인지할 수 없는 문제가 있다. 예를 들면, 종래 기술은 차량이 후진할 때, 차량과 평행한 방향에서 다른 차량이 접근할 경우에는 다른 차량을 위험 차량으로 인식하지 않고 있다.
그러나 다른 차량이 운전자 시야 내에서 접근하더라도, 차량이 후진하는 상황에서는 운전자가 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 위험을 정확히 판단하기 어렵다.
따라서 차량이 후진할 때 운전자 시야의 사각지대인지 여부에 관계없이 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 위험을 판단하여 차량을 제어할 수 있는 기술이 필요하다.
일 측면은, 후진할 때 운전자 시야의 사각지대인지 여부에 관계없이 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 가능성을 판단할 수 있는 차량 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 일 측면은, 후방 차로로 진입할 경우 후진으로 진입해야 하는지 또는 전진 선회하여 진입할 수 있는지 판단하고, 각각의 진입 방법에 따라 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 가능성을 판단할 수 있는 차량 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따른 차량은, 속도 정보를 획득하는 속도 센서; 주행 방향 정보를 획득하는 방향 센서; 접근 물체를 감지하는 레이더; 상기 속도 센서가 획득한 속도 정보, 상기 방향 센서가 획득한 주행 방향 정보 및 상기 레이더에 의해 감지된 차량 후방에서 접근하는 물체의 데이터를 이용하여, 상기 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하며, 상기 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단할 때, 후진으로 진입해야 하는 상황인지 또는 전진 선회하여 진입 가능한 상황인지 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 물체의 이동 경로를 이용하여 상기 후방 차로를 가상으로 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 후방 차로로 전진 선회하여 진입 가능한 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 후방 차로로 후진 진입해야 하는 경우, 차량 후단이 상기 후방 차로에 도달하는 제1 시간(T1), 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제2 시간(T2) 및 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제3 시간(T3)을 예측하고, 상기 제1 시간(T1)이 상기 제2 시간(T2)보다 길고 상기 제3 시간(T3)보다 짧으면 충돌 가능성이 있는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 차량이 현재 위치에서 전진 선회하여 후방 차로로 완전 진입할 때까지의 제4 시간(T4), 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제5 시간(T5) 및 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 전단 위치까지 물체 후단이 도달하는 제6 시간(T5)을 예측하고, 상기 제4 시간(T4)이 상기 제5 시간(T5)보다 길고 상기 제6 시간(T6)보다 짧으면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 후방 차로로 완전 진입 후 속도가 물체의 속도와 같아질 때까지의 제7 시간(T7)과 이동 거리(D1)를 예측하고, 속도가 물체의 속도와 같아진 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제8 시간(T8)을 예측하며, 상기 제7 시간(T7)이 상기 제8 시간(T8)보다 길면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 도달하는 제9 시간(T9), 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제10 시간(T10) 및 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제11 시간(T11)을 예측하고, 상기 제9 시간(T9)이 상기 제10 시간(T10)보다 길고 상기 제11 시간(T11)보다 짧으면 후측방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 차량은, 다른 차량과 데이터를 송수신하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 물체가 다른 차량인 경우 상기 통신부를 통해 수신된 다른 차량의 데이터를 이용하여 후방 차로에 진입 가능 여부를 판단하고, 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량의 제어방법은, 속도 정보 및 주행 방향 정보를 획득하는 단계; 접근 물체를 감지하여 물체 데이터를 획득하는 단계; 상기 물체 데이터를 이용하여 상기 물체의 이동 경로를 추정하는 단계; 상기 속도 정보, 주행 방향 정보 및 물체 데이터를 이용하여 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하는 단계; 및 상기 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하는 단계는, 후방 차로로 진입 시 후진으로 진입해야 하는 상황인지 또는 전진 선회하여 진입 가능한 상황인지 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 물체의 이동 경로를 추정하는 단계는, 상기 물체의 이동 경로를 이용하여 상기 후방 차로를 가상으로 생성하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 차량의 제어방법은, 상기 후방 차로로 전진 선회하여 진입 가능한 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 후방 차로로 후진 진입해야 하는 경우, 차량 후단이 상기 후방 차로에 도달하는 제1 시간(T1), 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제2 시간(T2) 및 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제3 시간(T3)을 예측하는 단계; 및 상기 제1 시간(T1)이 상기 제2 시간(T2)보다 길고 상기 제3 시간(T3)보다 짧으면 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 현재 위치에서 전진 선회하여 후방 차로로 완전 진입할 때까지의 제4 시간(T4), 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제5 시간(T5) 및 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 전단 위치까지 물체 후단이 도달하는 제6 시간(T5)을 예측하는 단계; 및 상기 제4 시간(T4)이 상기 제5 시간(T5)보다 길고 상기 제6 시간(T6)보다 짧으면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는, 상기 후방 차로로 완전 진입 후 속도가 물체의 속도와 같아질 때까지의 제7 시간(T7)과 이동 거리(D1)를 예측하고, 속도가 물체의 속도와 같아진 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제8 시간(T8)을 예측하는 단계; 및 상기 제7 시간(T7)이 상기 제8 시간(T8)보다 길면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌 위험을 판단하는 단계는, 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 도달하는 제9 시간(T9), 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제10 시간(T10) 및 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제11 시간(T11)을 예측하는 단계; 및 상기 제9 시간(T9)이 상기 제10 시간(T10)보다 길고 상기 제11 시간(T11)보다 짧으면 후측방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 측면의 차량 및 그 제어방법에 따르면, 차량이 후진할 때 운전자 시야의 사각지대인지 여부에 관계없이 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 가능성을 판단하고 차량을 제어함으로써 사고 발생률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 일 측면의 차량 및 그 제어방법에 따르면, 차량이 후방 차로로 진입할 경우 후진으로 진입해야 하는지 또는 전진 선회하여 진입할 수 있는지 판단하고, 각각의 진입 방법에 따라 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 가능성을 판단하므로 좁은 공간에서도 안전한 차량 운행이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술을 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법과 종래 기술의 차이점을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 차량 제어방법의 흐름도이다.
도 8 내지 도 12는 일 실시예에 따른 차량 제어방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 의한 차량 내부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13), 루프 패널을 지지하는 필러(14), 루프 패널(15), 리어 윈도 글래스(16), 방향 지시등(17) 및 차량(1)의 전방에 위치하는 앞바퀴(21), 차량(1)의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함할 수 있고, 이러한 앞바퀴(21), 뒷바퀴(22)를 통틀어 차륜이라고 할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다. 또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)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 차폐시킬 수 있다.
차량(1)의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 가속 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우의 휠 등을 더 포함한다. 또한, 차량(1)은 운전자 및 탑승자의 안전을 위한 여러 가지 안전장치들을 더 포함한다. 제동 장치의 일 예로서 차량의 내부에 브레이크 페달(131)이 구비될 수 있고, 가속 장치의 일 예로서 차량의 내부에 가속 페달(132)이 구비될 수 있다.
차량(1)의 안전장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 제어 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 차량 자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control) 등 여러 종류의 안전장치들이 있다.
차량(1)은 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 안전 장치 및 각종 센서 들의 구동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)을 포함한다.
이외에도 차량(1)은 각종 센서(200)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전방, 후방 또는 측방의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 근접 센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서, 차량의 휠의 속도를 검출하는 속도 센서(210), 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 자이로 센서, 스티어링 휠의 회전과 차량의 주행 방향을 검출하는 방향 센서(220) 등을 더 포함할 수 있다.
센서(200)는 레이저 센서, 적외선 센서, 레이더(Radar)(230), 라이다(LiDAR) 센서 등과 같이 일정한 간격으로 물체까지의 거리를 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
라이다 센서는 레이저를 방사하고 목표물에서 반사되는 레이저를 검출하여 목표물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 센서이다. 라이다 센서는 목표물의 표면을 샘플링하는 방식으로 스캔하며, 샘플링된 점 데이터를 출력한다.
또한, 차량(1)은 차량 주변의 영상을 촬영하여 영상 데이터를 수집하는 카메라(240)를 포함할 수 있다.
레이더(230) 또는 카메라(240)는 차량(1)의 전면 라디에이터 그릴 내 또는 전면 헤드램프 내에 장착될 수 있고, 루프 패널(15)의 후방 측, 즉 리어 윈도 글래스(16)의 상측에 열선과 함께 일체형으로 구현되는 것도 가능하며, 그 위치에 제한이 없다.
도 2를 참조하면, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121: 121a, 121b)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉, 클러스터, 123)과, 차량의 진행 방향을 조작하는 스티어링 휠(124)과, 오디오 장치와 공기 조화 장치의 조절판이 있는 센터 페시아(125)를 포함한다.
시트(121)는 운전자가 앉는 운전석(121a), 동승자가 앉는 조수석(121b), 차량 내 후방에 위치하는 뒷좌석을 포함한다.
클러스터(123)는 디지털 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 디지털 방식의 클러스터는 차량 정보 및 주행 정보를 영상으로 표시한다.
센터 페시아(125)는 대시 보드(122) 중에서 운전석(121a)과 조수석(121b) 사이에 위치하고, 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선을 제어하는 헤드 유닛(126)을 포함한다. 여기서 헤드 유닛(126)은 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선의 동작 명령을 입력 받기 위한 복수의 버튼부를 포함할 수 있다.
또한, 센터 페시아(125)에는 송풍구, 시거잭, 멀티단자(127) 등이 설치될 수 있다. 여기서 멀티단자(127)는 헤드 유닛(126)과 인접한 위치에 배치될 수 있고, USB 포트, AUX단자를 포함하고, SD슬롯을 더 포함할 수 있다.
차량(1)은 각종 기능의 동작 명령을 입력 받기 위한 입력부(128)를 더 포함할 수 있고 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(129)를 더 포함할 수 있다.
입력부(128)는 헤드 유닛(126) 및 센터페시아(125)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정 값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함한다. 이러한 입력부(128)는 버튼의 조작 신호를 전자 제어 유닛(ECU) 또는 AVN 장치(130)에 전송할 수 있다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 일체로 마련된 터치 패널을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 버튼 형상으로 활성화되어 표시될 수 있고 이때 표시된 버튼의 위치 정보를 입력 받는다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼(미도시) 또는 터치 패드를 더 포함하는 것도 가능하다. 여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
구체적으로 입력부(128)는 운전자가 직접 차량을 운전하는 수동 주행 모드와 자율 주행 모드 중 어느 하나를 입력 받는 것도 가능하고, 자율 주행 모드가 입력되면 자율 주행 모드의 입력 신호를 제어부(300)에 전송한다.
제어부(300)는 차량(1) 내 장치로 신호 분배 역할 뿐만 아니라 차량(1) 내 장치에 대한 제어 신호를 각 장치로 전달할 수 있다. 제어부(300)는 전자 제어 유닛(ECU)을 의미할 수 있고, 비록 제어부(300)라고 표현하였으나, 이는 넓은 의미로 해석되기 위한 표현일 뿐 이에 제한되지 않는다.
또한, 입력부(128)는 내비게이션 기능 선택 시 목적지의 정보를 입력 받고 입력된 목적지의 정보를 AVN 장치(130)에 전송하며, DMB 기능 선택 시 채널 및 음량 정보를 입력 받고 입력된 채널 및 음량 정보를 AVN 장치(130)에 전송한다.
표시부(129)의 표시 패널은 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 패널일 수 있다.
센터 페시아(125)에는 사용자로부터 정보를 입력 받고 입력된 정보에 대응하는 결과를 출력하는 AVN 장치(130)가 마련될 수 있다. AVN 장치(130)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 오디오 기능, 비디오 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하고 자율 주행 모드 시 도로의 환경 정보 및 주행 정보 등을 표시할 수 있다. 이러한 AVN 장치(130)는 대시 보드 상에 거치식으로 설치될 수도 있다.
또한, 차량(1)은 운전자의 편의를 위해 설치된 핸즈프리 장치, GPS, 오디오 기기 및 블루투스 장치, 후방 카메라, 단말 장치 충전 장치, 하이패스 장치 등의 전자 장치를 선택적으로 포함할 수 있다.
차량(1)은 시동모터(미도시)에 동작 명령을 입력하기 위한 시동 버튼을 더 포함할 수 있다. 즉, 차량(1)은 시동 버튼이 온 되면 시동모터(미도시)를 동작시키고 시동 모터의 동작을 통해 동력 발생장치인 엔진(미도시)을 구동시킨다.
차량(1)은 단말 장치, 오디오 기기, 실내 등, 시동 모터, 그 외 전자장치들에 전기적으로 연결되어 구동 전력을 공급하는 배터리(미도시)를 더 포함한다. 이러한 배터리는 주행 중 자체 발전기 또는 엔진의 동력을 이용하여 충전을 수행한다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법과 종래 기술의 차이점을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(1)은, 종래 기술과는 다르게 차량 후진 시 다른 차량(V1)이 운전자 시야 내에서 접근하는 경우에도 충돌 가능성 또는 위험을 판단할 수 있다.
이를 위해, 차량(1)은 후진 시 후방 차로로 진입 가능 여부 또는 후방 차로로 진입 의도를 먼저 판단하고, 차량(1)이 후방 차로로 진입할 때 후진으로 진입해야 하는지 또는 최소 회전 반경으로 전진 선회하여 진입 가능한지를 판단한다. 이후, 차량(1)이 후방 차로로 진입할 때 후방에서 접근하는 다른 차량(V1)과 충돌 가능성 또는 위험을 판단한다. 따라서 일 실시예에 따른 차량(1)은, 다른 차량(V1)이 후방에서 접근하는 경우 운전자 시야의 사각지대와 관계없이 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 5를 참조하면, 차량(1)은 센서(200), 제어부(300), 사용자 인터페이스 장치(400)를 포함할 수 있다. 또한, 차량(1)은 차량을 물리적으로 구동시키는 구동장치(500)를 포함하고, 다른 차량과 데이터를 송수신하는 통신부(600)를 더 포함할 수 있다.
센서(200)는 상술한 바와 같이 차량(1)에 구비되는 복수의 센서를 의미한다. 즉, 차량(1)은 속도 정보를 획득하는 속도 센서(210), 주행 방향 정보를 획득하는 방향 센서(220), 접근하는 물체를 감지하는 레이더(230)를 포함할 수 있고, 주변 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 카메라(240) 등을 더 포함할 수 있다.
레이더(230)는 주변 물체를 감지하여 물체 데이터를 생성할 수 있다. 레이더(230)는 전자파를 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체들로부터 반사되는 전자파를 측정함으로써 물체까지의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 레이더(230)는 물체의 공간 좌표를 측정할 수 있고, 그에 따라 물체의 3차원 정보를 수집할 수 있다. 또한, 레이더(230)는 주변 물체의 속도를 측정할 수 있다.
카메라(240)는 주변의 영상을 촬영하여 영상 데이터를 생성할 수 있다. 카메라(240)는 주변을 촬영하여 차량 주변 물체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 카메라(240)는 차량(1)의 전방, 후방, 측방에 존재하는 다른 차량과 주변 환경의 이미지를 획득할 수 있고, 차량(1)이 주행하는 도로의 이미지를 획득할 수 있다.
제어부(300)는 속도 센서(210)가 획득한 속도 정보, 방향 센서(220)가 획득한 주행 방향 정보 및 레이더(230)에 의해 감지된 차량 후방에서 접근하는 물체의 데이터를 이용하여, 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하며, 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 제어부(300)는 추정한 이동 경로를 기초로 후방 차로 진입 의도를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 물체가 다른 차량인 경우 통신부(600)를 통해 수신된 다른 차량의 데이터를 이용하여 후방 차로에 진입 가능 여부를 판단하고, 충돌 가능성을 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(300)는 차량(1)의 이동 경로와 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로를 가상으로 생성하는 주행 경로 생성 모듈(310), 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하고 후방 차로로 진입 시 후진으로 진입해야 하는 상황인지 또는 전진 선회하여 진입 가능한 상황인지 결정하는 상황 판단 모듈(320), 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 충돌 위험 모듈(330)을 포함한다. 여기서 물체는 다른 차량(V1), 보행자 등을 포함하는 개념이다. 물체 데이터는 물체의 종류, 속도, 주행 방향 데이터 등을 포함한다.
도 8의 (a)를 참조하면, 주행 경로 생성 모듈(310)은 차량(1)의 속도 정보, 차량(1)의 주행 방향 정보 및 후방에서 접근하는 물체의 데이터를 이용하여 차량(1)의 이동 경로(R2)와 다른 차량(V1)의 이동 경로를 추정할 수 있다.
주행 경로 생성 모듈(310)은 다른 차량(V1)의 속도 정보 및 주행 방향 정보를 이용하여 차량(1)의 후방 차로를 가상으로 생성할 수 있다. 주행 경로 생성 모듈(310)은 다른 차량(V1)의 폭을 후방 차로의 폭으로 하고, 다른 차량(V1)의 측면으로부터 연장되는 직선을 후방 차로의 차선(R1)으로 하여 후방 차로를 생성할 수 있다.
또한, 상황 판단 모듈(320)은 후방 차로로 전진 선회하여 진입 가능한 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 연산할 수 있다. 차량(1)이 후방 차로로 진입할 경우 후진으로 진입하는 것보다 전진 선회하여 진입하는 것이 상대적으로 안전하다. 일반적으로 운전자는 전진 운행할 때 차량을 더 쉽게 제어할 수 있기 때문이다. 따라서 상황 판단 모듈(320)은 후방 차로로 진입할 때 전진 선회하여 진입할 수 있는지 판단하고, 차량(1)의 후진 중 최소 선회 반경으로 전진 진입 가능한 시점을 산출함으로써 안전 운행을 보조할 수 있다. 상황 판단 모듈(320)은 후진 중 최소 선회 반경으로 전진 진입 가능한 시점을 전진 기어 변경 시점으로 산출할 수 있다.
충돌 위험 판단 모듈(330)은 차량(1)이 후방 차로로 후진 진입하거나 전진 선회 진입하는 경우 후방 차로 상에서 차량(1)에 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단한다. 이하 도 10 내지 도 12는 충돌 위험 판단 모듈(330)이 충돌 가능성을 판단하는 구체적인 방법을 설명한다.
사용자 인터페이스 장치(400)는 제어부(300)의 제어에 따라 운전자에게 충돌 위험 정보를 제공할 수 있다. 즉, 사용자 인터페이스 장치(400)는 운전자의 시각, 촉각, 청각 중 적어도 하나를 자극하여 운전자에게 충돌 위험 정보를 제공할 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스 장치(400)는 차량(1) 내에 설치된 AVN 장치(130)일 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스 장치(400)는 제어부(300)가 산출한 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점 또는 전진 기어 변경 시점을 운전자에게 알릴 수 있다.
구동장치(500)는 제어부(300)의 제어에 따라 차량을 제어할 수 있다. 예를 들면, 구동장치(500)는 제어부(400)로부터 제어 신호를 수신하여 스티어링 휠(124), 브레이크 페달(131), 가속 페달(132) 등을 작동시킴으로써 차량(1)을 제어할 수 있다. 제어부(300)는 충돌 위험 경고가 있은 후 차량의 움직임이 검출되면 차량(1)을 제동시키도록 구동장치(500)를 제어한다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 차량 제어방법의 흐름도이다.
상술한 바와 같이, 차량(1)은 센서(200), 제어부(400), 사용자 인터페이스 장치(500), 구동장치(600)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 센서(200)는 후방에서 접근하는 물체를 감지하고(S710), 제어부(300)는 물체의 속도 정보 및 방향 정보를 이용하여 후방 접근 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로를 가상으로 생성한다(S720). 도 8의 (a)에 도시된 것과 같이, 가상으로 생성되는 후방 차로는 가상의 차선(R1)을 포함한다. 또한, 제어부(300)는 차량(1)의 속도 정보 및 차량(1)의 주행 방향 정보를 이용하여 차량(1)의 이동 경로(R2)를 추정하고, 추정한 이동 경로를 기초로 차량(1)의 후방 차로 진입 의도를 판단한다(S730).
제어부(300)는 차량(1)의 후방 차로 진입 의도가 있는 것으로 판단될 때 센서(200)로부터 주변 장애물 데이터를 수신하여 주변 장애물을 인식한다(S740). 특히, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 전방의 장애물(V2)을 인식하고, 전진 선회하여 후방 차로에 진입이 가능한지 판단한다(S750). 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 차량(1)이 전진 선회할 경우 전방의 장애물과 충돌 가능성 또는 위험을 판단한다.
후방 차로로 전진 선회하여 진입할 수 없는 경우, 제어부(300)는 후진하여 후방 차로로 진입할 때 후방에서 접근하는 물체와 충돌 위험이 있는지 판단하고(S760), 충돌 위험이 있는 경우 사용자 인터페이스 장치(400)가 후방 충돌 경고를 제공하도록 제어하고, 구동장치(500)가 차량을 제동시키도록 제어한다(S770). 도 10을 참조하면, 제어부(300)는 차량(1) 후단이 후방 차로의 차선(R1)에 도달하는 제1 시간(T1), 차량(1) 후단과 후방 차로가 접하는 지점까지 물체(V1) 전단이 도달하는 제2 시간(T2) 및 차량(1) 후단과 후방 차로가 접하는 지점까지 물체(V1) 후단이 도달하는 제3 시간(T3)을 예측하고, 제1 시간(T1)이 제2 시간(T2)보다 길고 제3 시간(T3)보다 짧으면 충돌 가능성이 있는 것으로 결정한다.
차량(1)이 후방 차로에 전진 선회하여 진입할 수 있는 경우, 제어부(300)는 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 산출하고(S780), 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점 또는 전진 기어로 변경 시점을 알리기 위해 사용자 인터페이스 장치(400)를 제어한다(S790). 도 9를 참조하면, 제어부(300)는 차량(1)이 후진 중 ①, ② 위치에 존재하는 시점에는 전방 장애물(V2)로 인해 전진 선회할 수 없는 것으로 판단하고, 차량(1)이 ③ 위치에 존재하는 시점에는 최소 선회 반경으로 후방 차로(R1)에 진입 가능한 것으로 판단한다.
도 7을 참조하면, 차량(1)이 후방 차로에 전진 선회하여 진입할 수 있는 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점 정보 또는 전진 기어 변경 시점 정보에 따라 기어가 후진 기어에서 전진 기어로 변경된다(S800). 기어 변경은 운전자에 의해 수행될 수 있고, 자율 주행 차량의 경우에는 제어부(300)가 기어 변경을 제어할 수 있다.
제어부(300)는 차량(1)이 후방 차로에 진입하기 전에 후방 충돌 가능성 또는 위험이 존재하는지 판단한다(S810). 후방 충돌 가능성이 있는 경우, 제어부(300)는 차로 진입 위험을 경고하기 위해 사용자 인터페이스 장치(400)를 제어한다(S820).
도 11의 (a)를 참조하면, 제어부(300)는 차량(1)이 후방 차로로 완전 진입할 때까지의 제4 시간(T4), 차량(1)이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량(1) 후단 위치까지 물체(V1) 전단이 도달하는 제5 시간(T5) 및 차량(1)이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량(1) 전단 위치까지 물체(V1) 후단이 도달하는 제6 시간(T5)을 예측하고, 제4 시간(T4)이 제5 시간(T5)보다 길고 제6 시간(T6)보다 짧으면 후방 충돌 가능성 또는 위험이 있는 것으로 결정한다.
또한, 도 11의 (b)를 참조하면, 제어부(300)는 후방 차로로 완전 진입 후 차량(1)의 속도가 물체(V1)의 속도와 같아질 때까지의 제7 시간(T7)과 이동 거리(D1)를 예측하고, 차량(1)의 속도가 물체(V1)의 속도와 같아진 때의 차량(1) 후단 위치까지 물체(V1) 전단이 도달하는 제8 시간(T8)을 예측하며, 제7 시간(T7)이 제8 시간(T8)보다 길면 후방 충돌 가능성 또는 위험이 있는 것으로 결정한다.
또한, 제어부(300)는 차량(1)이 후방 차로에 진입하기 시작한 때 후측방 충돌 가능성이 존재하는지도 판단한다(S830). 후측방 충돌 가능성이 있는 경우, 제어부(300)는 후측방 충돌 경고를 위해 사용자 인터페이스 장치(400)를 제어하고, 차량(1)을 제동시키기 위해 구동장치(500)를 제어한다(S850). 도 12를 참조하면, 제어부(300)는 차량(1)이 차량(1) 전단과 후방 차로(R1)가 접하는 지점까지 도달하는 제9 시간(T9), 차량(1) 전단과 후방 차로(R1)가 접하는 지점까지 물체(V1) 전단이 도달하는 제10 시간(T10) 및 차량(1) 전단과 후방 차로(R1)가 접하는 지점까지 물체(V1) 후단이 도달하는 제11 시간(T11)을 예측하고, 제9 시간(T9)이 제10 시간(T10)보다 길고 상기 제11 시간(T11)보다 짧으면 후측방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정한다.
한편, 제1 시간(T1) 내지 제11 시간(T11)은 충돌 위험 판단 시 고려되는 요소로서 각각을 구별하기 위해 숫자를 붙여 표현한 것일 뿐이므로, 각각의 시간은 종속적인 관계에 있는 것이 아니다. 따라서 서로 다른 도면 또는 청구항에 기재된 시간 부호는 독립적으로 이해되어야 한다.
상술한 차량 및 그 제어방법에 따르면, 후진할 때 운전자 시야의 사각지대인지 여부에 관계없이 후방에서 접근하는 차량과 충돌 가능성 또는 위험을 판단하고 차량을 제어함으로써 사고 발생률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 차량 및 그 제어방법에 따르면, 후방 차로로 진입할 경우 후진으로 진입해야 하는지 또는 전진 선회하여 진입할 수 있는지 판단하고, 각각의 진입 방법에 따라 후방에서 접근하는 다른 차량과 충돌 가능성을 판단하므로 좁은 공간에서도 안전한 차량 운행이 가능하다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안된다.
1: 차량
200: 센서
210: 속도 센서
220: 방향 센서
230: 레이더
240: 카메라
300: 제어부
310: 주행 경로 생성 모듈
320: 상황 판단 모듈
330: 충돌 위험 판단 모듈
400: 사용자 인터페이스 장치
500: 구동장치
600: 통신부

Claims (18)

  1. 속도 정보를 획득하는 속도 센서;
    주행 방향 정보를 획득하는 방향 센서;
    접근 물체를 감지하는 레이더;
    상기 속도 센서가 획득한 속도 정보, 상기 방향 센서가 획득한 주행 방향 정보 및 상기 레이더에 의해 감지된 차량 후방에서 접근하는 물체의 데이터를 이용하여, 상기 물체의 이동 경로를 추정하고 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하며, 상기 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    후방 차로로 진입 가능 여부를 판단할 때, 후진으로 진입해야 하는 상황인지 또는 전진 선회하여 진입 가능한 상황인지 결정하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 물체의 이동 경로를 이용하여 상기 후방 차로를 가상으로 생성하는 차량.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후방 차로로 전진 선회하여 진입 가능한 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 산출하는 차량.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후방 차로로 후진 진입해야 하는 경우, 차량 후단이 상기 후방 차로에 도달하는 제1 시간(T1), 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제2 시간(T2) 및 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제3 시간(T3)을 예측하고,
    상기 제1 시간(T1)이 상기 제2 시간(T2)보다 길고 상기 제3 시간(T3)보다 짧으면 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 차량.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    현재 위치에서 전진 선회하여 후방 차로로 완전 진입할 때까지의 제4 시간(T4), 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제5 시간(T5) 및 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 전단 위치까지 물체 후단이 도달하는 제6 시간(T5)을 예측하고,
    상기 제4 시간(T4)이 상기 제5 시간(T5)보다 길고 상기 제6 시간(T6)보다 짧으면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후방 차로로 완전 진입 후 속도가 물체의 속도와 같아질 때까지의 제7 시간(T7)과 이동 거리(D1)를 예측하고, 속도가 물체의 속도와 같아진 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제8 시간(T8)을 예측하며,
    상기 제7 시간(T7)이 상기 제8 시간(T8)보다 길면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 도달하는 제9 시간(T9), 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제10 시간(T10) 및 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제11 시간(T11)을 예측하고,
    상기 제9 시간(T9)이 상기 제10 시간(T10)보다 길고 상기 제11 시간(T11)보다 짧으면 후측방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 차량을 제어하는 구동장치;를 더 포함하는 차량.
  10. 제1항에 있어서,
    다른 차량과 데이터를 송수신하는 통신부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 물체가 다른 차량인 경우 상기 통신부를 통해 수신된 다른 차량의 데이터를 이용하여 후방 차로에 진입 가능 여부를 판단하고, 충돌 가능성을 판단하는 차량.
  11. 속도 정보 및 주행 방향 정보를 획득하는 단계;
    접근 물체를 감지하여 물체 데이터를 획득하는 단계;
    상기 물체 데이터를 이용하여 상기 물체의 이동 경로를 추정하는 단계;
    상기 속도 정보, 주행 방향 정보 및 물체 데이터를 이용하여 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 후방 차로 상에서 접근하는 물체와의 충돌 가능성을 판단하는 단계;를 포함하는 차량의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 후방 차로로 진입 가능 여부를 판단하는 단계는,
    후방 차로로 진입 시 후진으로 진입해야 하는 상황인지 또는 전진 선회하여 진입 가능한 상황인지 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 물체의 이동 경로를 추정하는 단계는,
    상기 물체의 이동 경로를 이용하여 상기 후방 차로를 가상으로 생성하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 후방 차로로 전진 선회하여 진입 가능한 경우, 최소 선회 반경으로 진입 가능한 시점을 산출하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 후방 차로로 후진 진입해야 하는 경우, 차량 후단이 상기 후방 차로에 도달하는 제1 시간(T1), 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제2 시간(T2) 및 상기 차량 후단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제3 시간(T3)을 예측하는 단계; 및
    상기 제1 시간(T1)이 상기 제2 시간(T2)보다 길고 상기 제3 시간(T3)보다 짧으면 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    현재 위치에서 전진 선회하여 후방 차로로 완전 진입할 때까지의 제4 시간(T4), 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제5 시간(T5) 및 차량이 후방 차로에 완전 진입한 때의 차량 전단 위치까지 물체 후단이 도달하는 제6 시간(T5)을 예측하는 단계; 및
    상기 제4 시간(T4)이 상기 제5 시간(T5)보다 길고 상기 제6 시간(T6)보다 짧으면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    상기 후방 차로로 완전 진입 후 속도가 물체의 속도와 같아질 때까지의 제7 시간(T7)과 이동 거리(D1)를 예측하고, 속도가 물체의 속도와 같아진 때의 차량 후단 위치까지 물체 전단이 도달하는 제8 시간(T8)을 예측하는 단계; 및
    상기 제7 시간(T7)이 상기 제8 시간(T8)보다 길면 후방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 충돌 가능성을 판단하는 단계는,
    차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 도달하는 제9 시간(T9), 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 전단이 도달하는 제10 시간(T10) 및 차량 전단과 상기 후방 차로가 접하는 지점까지 물체 후단이 도달하는 제11 시간(T11)을 예측하는 단계; 및
    상기 제9 시간(T9)이 상기 제10 시간(T10)보다 길고 상기 제11 시간(T11)보다 짧으면 후측방 충돌 가능성이 있는 것으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어방법.
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