KR20190118941A

KR20190118941A - 차량의 차로 변경 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190118941A
Application number: KR1020180107268A
Authority: KR
Inventors: 박성민; 양나은; 정진수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2019-10-21
Also published as: KR20190124120A; KR20190118942A; KR20190119504A; KR102598960B1; ES2859751T3; KR20190118948A; KR20190124121A; KR20190118944A; KR102575726B1; KR102485352B1; KR20190123663A; KR102610743B1; KR102540928B1; KR20190123654A; KR102645041B1; KR20190119502A; KR20190124119A; KR20190124122A; KR102654837B1; KR102610742B1

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치는 외부 차량을 감지하도록 구성된 센서, 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하도록 구성된 입력 장치 및 센서 및 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 입력 장치를 이용하여 차로 변경 명령을 수신하고, 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출하고, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량의 속도에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정할 수 있다.

Description

차량의 차로 변경 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LANE CHANGE OF VEHICLE}

본 발명은 차로 변경 제어를 위해 차량의 속도를 조절하는 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 선행 차량 및 후방 차량을 감지하고, 획득된 정보에 기초하여 제어를 수행할 수 있다.

차량의 주행 속도가 낮은 경우, 차로 변경 제어는 운전자를 위험에 빠뜨릴 수 있다. 따라서, 차로 변경 제어를 수행할 수 있는 최저 작동 속도를 설정할 수 있다. 최저 작동 속도가 설정되는 경우, 차량이 최저 작동 속도보다 낮은 속도로 주행하는 동안 운전자의 차로 변경 명령이 발생되면, 차량을 최저 작동 속도 이상으로 가속하기 위한 제어 전략이 요구될 수 있다.

본 발명은 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 차로 변경 제어를 위한 전략을 제공할 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.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경 명령의 수신에 반응하여, 최저 작동 속도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량의 주행 중에 주기적으로 최저 작동 속도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 센서에 의해 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되는 경우, 후방 차량의 속도 및 차량과 후방 차량 사이의 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 센서에 의해 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되지 않는 경우, 지정된 속도 및 센서의 감지 가능 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 최저 작동 속도가 선행 차량의 속도보다 낮은 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 선행 차량이 센서에 의해 감지되지 않는 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 최저 작동 속도가 선행 차량의 속도보다 높은 경우, 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량과 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하고, 충돌 가능성이 없는 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량의 예상 주행 경로 및 선행 차량의 예상 주행 경로를 추산하고, 차량의 예상 주행 경로 및 선행 차량의 예상 주행 경로에 기초하여 차량과 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량과 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하고, 충돌 가능성이 있는 경우, 차량이 감속되도록 차량을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량이 감속된 후, 충돌 가능성을 재판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차량이 감속된 후, 최저 작동 속도를 재산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법은 차량의 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하는 단계, 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출하는 단계 및 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량의 속도에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 최저 작동 속도를 산출하는 단계는, 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되는 경우, 후방 차량의 속도 및 차량과 후방 차량 사이의 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출하는 단계일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 최저 작동 속도를 산출하는 단계는, 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되지 않는 경우, 차량이 위치된 국가에 대응하는 지정된 속도 및 센서의 감지 가능 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출하는 단계일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 방법은 최저 작동 속도가 선행 차량의 속도보다 낮은 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하는 단계 및 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 방법은 선행 차량이 감지되지 않는 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하는 단계 및 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 차량의 가속 여부를 결정하는 단계는, 최저 작동 속도가 선행 차량의 속도보다 높은 경우, 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 방법은 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량과 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계, 충돌 가능성이 없는 경우, 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량을 제어하는 단계 및 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치는 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우 선행 차량의 속도 및 위치 등을 고려하여 차량의 가속 여부를 결정함으로써, 운전자의 편의성을 향상시키고 차로 변경 제어의 안전성을 확보할 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 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
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 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치에서 충돌 가능성을 판단하는 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치에서 충돌 가능성을 판단하는 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 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 차로 변경 제어 장치(100)(이하, 설명의 편의를 위해 장치(100)라 한다.)는 센서(110), 입력 장치(120), 조향 장치(130), 가감속 장치(140) 및 제어 회로(150)를 포함할 수 있다. 도 1의 장치(100)는 차량에 탑재될 수 있다.

센서(110)는 외부 차량을 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(110)는, 예를 들어, 전방 센서(110) 및 후측방 센서(110)를 포함할 수 있다. 센서(110)는 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량 및 이웃 차로 상에서 주행 중인 후방 차량을 감지할 수 있다.

입력 장치(120)는 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 입력 장치(120)는, 예를 들어, 운전자의 입력을 수신할 수 있는 방향 지시 레버, 스위치 또는 버튼 등으로 구현될 수 있다.

조향 장치(130)는 차량의 조향각을 제어하도록 구성될 수 있다. 조향 장치(130)는, 예를 들어, 스티어링 휠, 스티어링 휠와 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

가감속 장치(140)는 차량의 속도를 제어하도록 구성될 수 있다. 가감속 장치(140)는, 예를 들어, 스로틀(throttle), 브레이크, 스로틀 및 브레이크와 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

제어 회로(150)는 센서(110), 입력 장치(120), 조향 장치(130) 및 가감속 장치(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 회로(150)는 센서(110), 입력 장치(120), 조향 장치(130) 및 가감속 장치(140)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어 회로(150)는, 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit) 또는 하위 제어기일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로(150)는 입력 장치(120)를 이용하여 차로 변경 명령을 수신할 수 있다. 제어 회로(150)는 운전자로부터 입력 장치(120)를 통해 좌측 방향 또는 우측 방향으로의 차로 변경 명령을 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로(150)는 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(150)는 차로 변경 명령의 수신에 반응하여 최저 작동 속도를 산출할 수도 있고, 차량의 주행 중에 주기적으로 최저 작동 속도를 산출할 수도 있다. 차로 변경 제어 시, 장치(100)는 안전한 차로 변경을 위해 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도 이상인 경우에만 제어를 활성화할 수 있다. 최저 작동 속도(Vsmin)를 산출하기 위한 예시적인 수학식은 아래와 같다.

[수학식 1]

상기 수학식에 따르면, 최저 작동 속도(Vsmin)는 Srear, Vapp, a, tB 및 tG에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, a, tB 및 tG는 후방 차량의 예상 거동을 나타내는 일종의 환경 변수로서 사전에 정의되는 상수에 해당한다. 차량과 후방 차량 사이의 거리(Srear) 및 후방 차량의 속도(Vapp)는 후방 차량의 운동 상태를 나타내는 값으로서 센서(110)에 의해 측정될 수 있다.

다만, 센서(110)의 감지 거리가 유한하므로, 후방 차량이 센서(110)의 감지 거리 내에 있는 경우와 감지 거리 내에 없는 경우를 나누어서 최저 작동 속도(Vsmin)를 산출할 필요가 있다. 후방 차량이 센서(110)의 감지 거리 내에 있는 경우에, 제어 회로(150)는 센서(110)에 의해 측정된 Srear 및 Vapp에 기초하여 Vsmin을 산출할 수 있다. 후방 차량이 센서(110)의 감지 거리 내에 없는 경우, 제어 회로(150)는 최악의 상황, 즉, 후방 차량이 센서(110)의 감지 거리 바로 너머에서 법정 최고 속도로 전진하는 상황을 가정하여 Vsmin을 산출할 수 있다. 이 경우, 제어 회로(150)는 Srear를 센서(110)의 최대 감지 거리로 설정하고, Vapp을 차량이 주행 중인 국가의 법정 최고 속도로 설정할 수 있다. 최저 작동 속도를 산출하는 예시적인 실시 예에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

제어 회로(150)는 차량의 현재 속도가 최저 작동 속도보다 빠른 경우에는 즉시 차로 변경 제어를 개시하고, 차량의 현재 속도가 최저 작동 속도보다 느린 경우에는 선행 차량을 고려하여 다양한 제어 전략을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어 회로(150)는 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량의 속도에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정할 수 있다. 차로 변경 제어를 활성화 하기 위한 최저 작동 속도에 도달하기 위해 차량의 주행 속도를 가속해야 하는 상황에서, 제어 회로(150)는 주변 상황을 4가지로 구분하여 판단하고, 상황에 적합한 제어 전략을 제공할 수 있다. 제어 회로(150)는 조향 장치(130) 및 가감속 장치(140)를 제어함으로써 차량을 적절히 가속하거나 감속한 후 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.

케이스	제어 전략
선행 차량이 없는 경우	차량을 Vsmin 이상으로 가속한 후 차로 변경 제어를 수행
Vf(선행 차량의 속도) > Vsmin인 경우	차량을 Vsmin 이상으로 가속한 후 차로 변경 제어를 수행
Vf < Vsmin이고, 충돌 가능성이 없는 경우	차량을 Vsmin 이상으로 가속한 후 차로 변경 제어를 수행
Vf < Vsmin이고, 충돌 가능성이 있는 경우	차량의 속도를 감속선행 차량과의 거리가 충분히 확보되거나, 후방 차량이 추월한 후 차로 변경 제어를 재시도

먼저, 제어 회로(150)는 최저 작동 속도가 차량의 주행 속도보다 높은지 여부를 확인할 수 있다. 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높으면, 제어 회로(150)는 즉시 차로 변경을 개시할 수 있다. 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮으면, 제어 회로(150)는 표 1에 개시된 제어 전략에 따라 차로 변경 제어를 수행할 수 있다.

제어 회로(150)는 센서(110)를 이용하여 선행 차량이 있는지 여부를 확인할 수 있다. 선행 차량이 감지되지 않으면 충분히 가속 가능한 상황이므로, 제어 회로(150)는 차량을 최저 작동 속도 이상으로 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

선행 차량이 감지된 경우, 제어 회로(150)는 선행 차량의 속도를 확인할 수 있다. 선행 차량의 속도가 최저 작동 속도보다 높으면 가속해도 충돌 위험이 없으므로, 제어 회로(150)는 차량을 최저 작동 속도 이상으로 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

선행 차량의 속도가 최저 작동 속도보다 낮으면, 제어 회로(150)는 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 헤드웨이(headway)를 고려할 수 있다. 헤드웨이가 충분히 길어서 차량을 가속하고 차로를 변경하는 동안 충돌 가능성이 없는 경우, 제어 회로(150)는 차량을 최저 작동 속도 이상으로 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

헤드웨이가 충분하지 않아서 차량을 가속하고 차로를 변경하는 동안 충돌 가능성이 있는 경우, 제어 회로(150)는 차량의 속도를 감소시키고, 후방 차량이 추월한 후 또는 선행 차량과의 거리가 확보된 후 차로 변경 제어를 재시도할 수 있다.

상술한 제어 전략 각각에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 최저 작동 속도를 산출하는 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량(200)은 도 1의 차로 변경 제어 장치(100)를 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 9의 설명에서, 차량(200)에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 제어 회로(150)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 차량(200)은 센서에 의해 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량(300)이 감지되는 경우, 후방 차량(300)의 속도 및 차량(200)과 후방 차량(300) 사이의 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)은 차량(200)과 후방 차량(300) 사이의 거리(d1)가 후측방 센서의 최대 감지 거리보다 짧은 경우, 센서를 이용하여 Srear 및 Vapp을 측정할 수 있다. 차량(200)은 측정된 Srear 및 Vapp에 기초하여 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)은 측정된 Srear 및 Vapp을 수학식 1에 적용함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 차량(200)은 차로 변경 명령이 입력된 경우 변경 대상 차로 내의 후방 차량(300)을 감지함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수도 있고, 주기적으로 인접한 차로 내의 후방 차량(300)을 감지함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수도 있다.

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 차량(200)은 센서에 의해 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량(300)이 감지되지 않는 경우, 지정된 속도 및 센서의 감지 가능 거리에 기초하여 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)은 차량(200)과 후방 차량(300) 사이의 거리(d2)가 후측방 센서의 최대 감지 거리보다 긴 경우, 센서를 이용하여 Srear 및 Vapp을 측정할 수 없다. 이 경우, 차량(200)은 후방 차량(300)이 센서의 감지 거리 바로 너머에서 법정 최고 속도로 전진하는 상황을 가정하여 Vsmin을 산출할 수 있다. 차량(200)은 Srear를 센서의 최대 감지 거리로 설정하고, Vapp을 차량(200)이 주행 중인 국가의 법정 최고 속도로 설정할 수 있다. 차량(200)은 설정된 Srear 및 Vapp을 수학식 1에 적용함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 차량(200)은 차로 변경 명령이 입력된 경우 변경 대상 차로 내의 후방 차량(300)을 감지함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수도 있고, 주기적으로 인접한 차로 내의 후방 차량(300)을 감지함으로써 최저 작동 속도를 산출할 수도 있다.

이하에서는 도 4을 참조하여 선행 차량이 감지되지 않은 경우 제공되는 제어 전략에 대해 상세히 설명한다.

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 차량(200)은 선행 차량이 센서에 의해 감지되지 않는 경우, 차량(200)의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량(200)을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 차량(200)은 선행 차량이 전방 센서의 감지 거리 내에 위치되지 않은 경우, 선행 차량을 감지할 수 없다. 선행 차량이 센서의 감지 거리 내에 없는 경우, 충분한 가속이 가능하므로, 차량(200)은 주행 속도를 최저 작동 속도까지 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 선행 차량이 감지된 경우 제공되는 제어 전략에 대해 설명한다.

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 차량(200)은 최저 작동 속도가 선행 차량(400)의 속도보다 낮은 경우, 차량(200)의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량(200)을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 차량(200)은 선행 차량(400)이 전방 센서의 감지 거리 내에 위치된 경우, 선행 차량(400)의 속도를 감지할 수 있다. 선행 차량(400)의 속도가 최저 작동 속도보다 빠른 경우, 충분한 가속이 가능하므로, 차량(200)은 주행 속도를 최저 작동 속도까지 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

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 차량(200)은 최저 작동 속도가 선행 차량(400)의 속도보다 높은 경우, 선행 차량(400)의 속도 및 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 거리에 기초하여 차량(200)의 가속 여부를 결정할 수 있다. 차량(200)은 선행 차량(400)이 전방 센서의 감지 거리 내에 위치된 경우, 선행 차량(400)의 속도를 감지할 수 있다. 선행 차량(400)의 속도가 최저 작동 속도보다 느린 경우, 충분한 가속이 불가능할 수도 있으므로, 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 헤드웨이를 고려하여 가속 여부를 판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 차량(200)은 선행 차량(400)의 속도 및 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 거리에 기초하여 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 충돌 가능성을 판단하고, 충돌 가능성이 없는 경우, 차량(200)의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높아지도록 차량(200)을 제어하고, 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 차량(200)은 차로 변경 완료 시까지의 차량(200)의 주행 경로 및 선행 차량(400)의 주행 경로를 예측할 수 있다. 예측 결과에서 헤드웨이가 길어 선행 차량(400)과의 충돌 가능성이 없는 경우, 차량(200)은 예측된 주행 경로를 따라 주행 속도를 최저 작동 속도까지 가속한 후 차로를 변경할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량(200)은 선행 차량(400)의 속도 및 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 거리에 기초하여 차량(200)과 선행 차량(400) 사이의 충돌 가능성을 판단하고, 충돌 가능성이 있는 경우, 차량(200)이 감속되도록 차량(200)을 제어할 수 있다. 차량(200)은 차로 변경 완료 시까지의 차량(200)의 주행 경로 및 선행 차량(400)의 주행 경로를 예측할 수 있다. 예측 결과에서 헤드웨이가 짧아 선행 차량(400)과의 충돌 가능성이 있는 경우, 차량(200)은 감속 제어를 수행할 수 있다. 차량(200)은 차량(200)이 감속된 후, 충돌 가능성을 재판단할 수 있고, 최저 작동 속도를 재산출할 수 있다. 차량(200)은 감속함으로써 헤드웨이를 확보할 수 있고, 후방 차량(300)이 차량(200)을 추월하도록 할 수 있다. 차량(200)은 헤드웨이가 충분히 확보되거나 후방 차량(300)이 추월하여 최저 작동 속도가 재설정된 후 차로 변경을 재시도할 수 있다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 충돌 가능성을 판단하는 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 장치에서 충돌 가능성을 판단하는 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.

일 실시 예에 따르면, 차량은 선행 차량의 속도 및 차량과 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 차량의 예상 주행 경로 및 선행 차량의 예상 주행 경로를 추산하고, 차량의 예상 주행 경로 및 선행 차량의 예상 주행 경로에 기초하여 차량과 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단할 수 있다.

도 8을 참조하면, 차량(810)은 선행 차량(820), 주행 차로 및 목표 차로를 인식할 수 있다. 차량(810)은 차량(810)이 최저 작동 속도까지 가속하고 차로를 변경하는 경로 및 선행 차량(820)의 경로를 예측할 수 있다. 차량(810)은 경로들이 중복되는지 여부를 확인할 수 있다. 차량(810)은 경로가 중복되면 충돌 가능성이 있는 것으로 판단하고, 경로가 중복되지 않으면 충돌 가능성이 없는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 제1 지점(811), 제2 지점(812), 제3 지점(813), 제4 지점(814) 및 제5 지점(815)은 차량(810)의 예상 이동 지점을 지정된 시간 간격(예: 100ms)으로 나타낸 것이고, 제6 지점(821), 제7 지점(822), 제8 지점(823), 제9 지점(824) 및 제10 지점(825)은 선행 차량(820)의 예상 이동 지점을 동일한 시간 간격으로 나타낸 것이다. 차량(810)은 동일한 시간의 차량(810)의 위치와 선행 차량(820)의 위치(예: 제1 지점(811)과 제6 지점(821))를 고려하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 도 8에 도시된 케이스는 제1 지점(811)과 제6 지점(821) 사이의 거리, 제2 지점(812)과 제7 지점(822) 사이의 거리, 제3 지점(813)과 제8 지점(823) 사이의 거리, 제4 지점(814)과 제9 지점(824) 사이의 거리, 및 제5 지점(815)과 제10 지점(825) 사이의 거리가 모두 충분하므로, 차량(810)은 충돌 가능성이 없는 것으로 판단할 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 지점(911), 제2 지점(912), 제3 지점(913), 제4 지점(914) 및 제5 지점(915)은 차량(910)의 예상 이동 지점을 지정된 시간 간격(예: 100ms)으로 나타낸 것이고, 제6 지점(921), 제7 지점(922), 제8 지점(923), 제9 지점(924) 및 제10 지점(925)은 선행 차량(920)의 예상 이동 지점을 동일한 시간 간격으로 나타낸 것이다. 차량(910)은 동일한 시간의 차량(910)의 위치와 선행 차량(920)의 위치(예: 제1 지점(911)과 제6 지점(921))를 고려하여 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 도 9에 도시된 케이스는 제3 지점(913)과 제8 지점(923) 사이의 거리가 가까우므로(지정된 값보다 작으므로), 차량(910)은 충돌 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 도 1의 장치(100)가 도 10의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 10의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 제어 회로(150)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

도 10을 참조하면, 단계 1010에서, 장치는 차량의 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 장치는 방향 지시 레버, 버튼 또는 스위치 등을 통해 운전자의 차로 변경 의도를 확인할 수 있다.

단계 1020에서, 장치는 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치는 후방 차량이 감지된 경우 후방 차량에 대한 측정 값 또는 후방 차량이 감지되지 않은 경우 설정 값에 기초하여 최저 작동 속도를 산출할 수 있다.

단계 1030에서, 장치는 차로 변경 명령의 수신 시 차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 장치는 산출된 최저 작동 속도와 차량의 현재 속도를 비교할 수 있다.

차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 단계 1040에서, 장치는 선행 차량의 속도에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치는 선행 차량의 속도 및/또는 차량과 선행 차량 사이의 거리 등에 기초하여 차량의 가속 여부를 결정할 수 있다. 차량은 가속 제어 후 차로를 변경할 수도 있고, 감속 제어 후 차로 변경 제어를 재시도할 수도 있다.

차량의 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높은 경우, 단계 1050에서, 장치는 차로 변경 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치는 주행 속도가 최저 작동 속도보다 높은 것이 확인되면, 즉시 차로 변경 제어를 개시할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 차로 변경 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 도 1의 장치(100)가 도 11의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 11의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 장치(100)의 제어 회로(150)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

도 11을 참조하면, 단계 1105에서, 장치는 차로 변경 명령을 수신할 수 있다. 단계 1110에서, 장치는 차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도(Vsmin)를 산출할 수 있다. 단계 1115에서, 장치는 최저 작동 속도(Vsmin)가 차량의 주행 속도(Vego)보다 높은지 여부를 판단할 수 있다. 최저 작동 속도(Vsmin)가 차량의 주행 속도(Vego)보다 낮은 경우, 단계 1120에서, 장치는 차로 변경을 수행할 수 있다. 최저 작동 속도(Vsmin)가 차량의 주행 속도(Vego)보다 높은 경우, 단계 1125에서, 장치는 선행 차량이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 선행 차량이 존재하지 않는 경우, 단계 1130에서, 장치는 차량의 주행 속도(Vego)를 최저 작동 속도(Vsmin) 이상으로 가속하고, 차로를 변경할 수 있다. 선행 차량이 존재하는 경우, 단계 1135에서, 장치는 선행 차량의 속도가 최저 작동 속도(Vsmin)보다 낮은지 여부를 판단할 수 있다. 선행 차량의 속도가 최저 작동 속도(Vsmin)보다 높은 경우, 단계 1140에서, 장치는 차량의 주행 속도(Vego)를 최저 작동 속도(Vsmin) 이상으로 가속하고, 차로를 변경할 수 있다. 선행 차량의 속도가 최저 작동 속도(Vsmin)보다 낮은 경우, 단계 1145에서, 장치는 가속 시 충돌 가능성을 판단할 수 있다. 가속 시 충돌 가능성이 없는 경우, 단계 1150에서, 장치는 차량의 주행 속도(Vego)를 최저 작동 속도(Vsmin) 이상으로 가속하고, 차로를 변경할 수 있다. 가속 시 충돌 가능성이 있는 경우, 장치는 감속 제어를 수행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

도 12를 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

차량의 차로 변경 제어 장치에 있어서,
외부 차량을 감지하도록 구성된 센서;
운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하도록 구성된 입력 장치; 및
상기 센서 및 상기 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는,
상기 입력 장치를 이용하여 상기 차로 변경 명령을 수신하고,
차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출하고,
상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 상기 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량의 속도에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 차로 변경 명령의 수신에 반응하여, 상기 최저 작동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 차량의 주행 중에 주기적으로 상기 최저 작동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 센서에 의해 상기 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되는 경우, 상기 후방 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 후방 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 최저 작동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 센서에 의해 상기 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되지 않는 경우, 지정된 속도 및 상기 센서의 감지 가능 거리에 기초하여 상기 최저 작동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 최저 작동 속도가 상기 선행 차량의 속도보다 낮은 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하고,
상기 차로 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 선행 차량이 상기 센서에 의해 감지되지 않는 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하고,
상기 차로 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 최저 작동 속도가 상기 선행 차량의 속도보다 높은 경우, 상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 상기 가속 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하고,
상기 충돌 가능성이 없는 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하고,
상기 차로 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 예상 주행 경로 및 상기 선행 차량의 예상 주행 경로를 추산하고,
상기 차량의 예상 주행 경로 및 상기 선행 차량의 예상 주행 경로에 기초하여 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하고,
상기 충돌 가능성이 있는 경우, 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 차량이 감속된 후, 상기 충돌 가능성을 재판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제어 회로는,
상기 차량이 감속된 후, 상기 최저 작동 속도를 재산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
차량의 차로 변경 제어 방법에 있어서,
상기 차량의 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하는 단계;
차로 변경 제어를 위한 최저 작동 속도를 산출하는 단계; 및
상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 낮은 경우, 상기 차량과 동일한 차로 상에서 주행 중인 선행 차량의 속도에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 최저 작동 속도를 산출하는 단계는,
상기 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되는 경우, 상기 후방 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 후방 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 최저 작동 속도를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 최저 작동 속도를 산출하는 단계는,
상기 차로 변경 명령의 목표 차로 상에서 주행 중인 후방 차량이 감지되지 않는 경우, 상기 차량이 위치된 국가에 대응하는 지정된 속도 및 센서의 감지 가능 거리에 기초하여 상기 최저 작동 속도를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 최저 작동 속도가 상기 선행 차량의 속도보다 낮은 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하는 단계; 및
상기 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 선행 차량이 감지되지 않는 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하는 단계; 및
상기 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 차량의 가속 여부를 결정하는 단계는,
상기 최저 작동 속도가 상기 선행 차량의 속도보다 높은 경우, 상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 상기 가속 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 선행 차량의 속도 및 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 충돌 가능성을 판단하는 단계;
상기 충돌 가능성이 없는 경우, 상기 차량의 주행 속도가 상기 최저 작동 속도보다 높아지도록 상기 차량을 제어하는 단계; 및
상기 차로 변경 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.