KR20190118947A - 차량의 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 차량의 운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 장치 및 하나 이상의 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 하나 이상의 입력 장치를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력이 수신되면, 차로 변경을 활성화하고, 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 하나 이상의 입력 장치를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시하고, 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 차로 변경을 취소할 수 있다.

Description

차량의 주행 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 차로 변경 기능을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업의 발전에 따라 자율 주행 시스템 및 부분적으로 자율 주행을 가능케 하는 주행 보조 시스템(이하, 설명의 편의를 위해 자율 주행 및 주행 보조를 모두 자율 주행이라 한다.)의 개발이 이루어지고 있다. 자율 주행 시스템은 설정 속도 유지, 차간 거리 유지, 차로 유지 및 차로 변경 등과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 자율 주행 시스템은 차량의 외부 환경을 감지하기 위한 센서, 차량에 대한 정보를 감지하기 위한 센서, GPS, 정밀 지도, 운전자 상태 감지 시스템, 조향 액츄에이터, 가감속 액츄에이터, 통신 회로 및 제어 회로(예: ECU(electronic control unit)) 등과 같은 다양한 장치들을 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다. 자율 주행 시스템은, 예를 들어, 운전자의 입력에 기초하여 차로 변경을 수행할 수 있다.
차로 변경을 수행하는 경우, 차로 변경을 수행하는 차량의 운전자 및 주변 차량의 운전자의 안전을 확보할 수 있는 제어 전략이 요구될 수 있다. 예를 들어, 차로 변경을 수행하는 동안 차로 변경을 위한 세부 동작들에 대한 제한 시간이 설정될 수 있다. 제한 시간에 의해 차량의 운전자 및 주변 차량의 운전자의 안전이 확보될 수 있다.
본 발명은 차로 변경을 수행하는 동안 차량 및 주변 차량의 안전을 확보할 수 있는 차량 제어 전략을 수행하는 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 실시예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 차량의 운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 장치 및 하나 이상의 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 하나 이상의 입력 장치를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력이 수신되면, 차로 변경을 활성화하고, 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 하나 이상의 입력 장치를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시하고, 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 차로 변경을 취소할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 취소할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 진행률에 기초하여 차로 변경을 위한 횡방향 잔여 거리를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제1 입력이 수신되면, 차로 변경의 진행률을 초기화할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 제1 입력이 수신된 후 제2 입력이 수신될 때까지 초기화된 차로 변경의 진행률이 유지되도록 차량을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 횡방향 이동의 개시 후 경과 시간 및 차로 변경 목표 시간에 기초하여 차로 변경의 진행률을 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간, 차로 변경 목표 시간, 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선과 차량 사이의 거리 및 차로 폭에 기초하여 차선에 대한 차선 접근 예측 시간을 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 차량이 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근하기 전인 경우 차로 변경을 취소할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 차량이 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근한 후인 경우 운전자에게 경고를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법은 차량의 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력이 수신되면, 차로 변경을 활성화하는 단계, 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 운전자의 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시하는 단계 및 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 차로 변경을 취소하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 취소하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 차량이 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근하기 전인 경우 차로 변경을 취소하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치는 지정된 제한 시간을 고려할 수 있는 차로 변경 전략을 제공함으로써, 운전자의 안전을 향상시킬 수 있다.
또한, 제한 시간에 따라 차로 변경의 속도를 적절히 조절하거나 운전자에게 경고를 제공함으로써, 차로 변경 시 다양한 상황에 유연하게 대응할 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 주행 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량에 포함된 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 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 주행 제어 장치의 차량의 주행 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치(100)는 센서(110), 입력 장치(120), 출력 장치(130) 및 제어 회로(140)를 포함할 수 있다. 도 1의 주행 제어 장치(100)는 자율 주행 시스템의 일부일 수 있고, 차량에 탑재될 수 있다.
센서(110)는 차량의 외부에 대한 정보 및 주행 제어 장치(100)가 탑재된 차량에 대한 정보를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(110)는 선행 차량, 후방 차량, 차선 및 다른 외부 물체 등을 감지할 수도 있고, 차량의 속도, 조향각, 휠 스피드 및 요레이트 등을 감지할 수도 있다.
입력 장치(120)는 차량의 운전자로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 입력 장치(120)는, 예를 들어, 운전자로부터 차로 변경 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 입력 장치(120)는 2 이상의 입력 장치를 포함할 수 있다. 2 이상의 입력 장치는 동일한 타입의 입력 장치일 수도 있고, 상이한 타입의 입력 장치일 수도 있다.
출력 장치(130)는 차량 내에서 운전자가 감지 가능한 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 출력 장치(130)는, 예를 들어, 스피커, 디스플레이 및/또는 진동 모터 등을 포함할 수 있다.
도 1에 도시되지는 않았으나, 주행 제어 장치(100)는 조향 장치, 가속 장치 및 감속 장치 등을 더 포함할 수 있다.
제어 회로(140)는 센서(110), 입력 장치(120) 및 출력 장치(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 회로(140)는 센서(110), 입력 장치(120) 및 출력 장치(130)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어 회로(140)는, 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(micro controller unit) 또는 하위 제어기일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 유지 제어를 수행할 수 있다. 제어 회로(140)는, 예를 들어, 자동차 전용 도로 상에서 주행 보조 시스템 또는 자율 주행 시스템 등을 이용하여 차로 유지 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 입력 장치(120)를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 차로 변경을 위한 운전자의 의도적 행위로 방향 지시 레버, 스티어링 휠, 스위치 또는 버튼에 대한 입력을 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신되면, 차로 변경을 활성화할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경이 활성화되면 지정된 시간 구간 동안 횡방향 이동 없이 차로 유지 제어를 지속할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경이 활성화되면, 방향 지시등을 점멸시킬 수 있다. 제어 회로(140)는 방향 지시등의 점멸과 함께 횡방향 이동 없이 차로 유지 제어를 지속함으로써, 주행 제어 장치(100)는 차로 변경 의도를 주변 차량으로 알릴 수 있고, 차로 변경의 안전성이 확보될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 입력 장치(120)를 통해 제2 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 차로 변경을 위한 운전자의 의도적 행위로 방향 지시 레버, 스티어링 휠, 스위치 또는 버튼에 대한 입력을 수신할 수 있다. 제2 입력은 제1 입력과 동일한 장치를 통해 수신될 수도 있고, 다른 장치를 통해 수신될 수도 있다. 제1 입력 및 제2 입력을 수신함으로써, 주행 제어 장치(100)는 운전자의 차로 변경 의도를 정확히 인식할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 입력 장치(120)를 통해 운전자의 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경이 활성화된 후 지정된 시간(예: 5초 또는 10초 등) 내에 제2 입력이 수신되면, 목표 차로 방향으로 횡방향 이동을 개시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 차로 변경을 취소할 수 있다. 차로 변경이 활성화된 후 횡방향 이동의 개시가 과도하게 늦어지면, 안전성이 확보되기 어려울 수 있다. 따라서, 제어 회로(140)는 차로 변경이 활성화된 후 지정된 시간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 차로 변경을 수행하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 차로 변경을 취소할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경 의도를 주변 차량으로 알리고 차로 변경의 안정성을 확보하기 위해 지정된 시간(예: 1초 또는 3초) 이상 횡방향 이동 없이 차로 유지 제어를 지속할 수 있다. 따라서, 제1 입력이 수신된 후 제2 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 안정성 확보가 어려울 수 있으므로, 제어 회로(140)는 차로 변경을 취소할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 제2 시간 구간 이후에 횡방향 이동을 개시할 수도 있다.
차로 변경을 위한 횡방향 이동이 개시된 후, 제어 회로(140)는 차로 변경의 상태를 고려하여 적절한 제어 전략을 제공할 수 있다. 차로 변경의 상태를 판단하기 위해, 제어 회로(140)는 차로 변경의 진행률, 횡방향 잔여 거리, 경과 시간, 차로 변경 목표 시간, 차선 접근 예측 시간 및/또는 차량과 차선 사이의 거리 등과 같은 다양한 값들을 획득하거나 산출할 수 있다. 제어 회로(140)는 획득 또는 산출된 값들에 기초하여 적절한 제어 전략을 제공할 수 있다. 상술한 다양한 값들을 이용함으로써, 제1 시간 구간 및 제2 시간 구간 등의 조건이 변경되더라도 유연하게 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 진행률에 기초하여 차로 변경을 위한 횡방향 잔여 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 횡방향 이동의 개시 후 경과 시간 및 차로 변경 목표 시간에 기초하여 차로 변경의 진행률을 산출할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경의 진행률에 대한 5차 함수에 기초하여 횡방향 잔여 거리를 산출할 수 있다. 차로 변경 진행률 및 횡방향 잔여 거리 등을 산출하는 구체적인 방법에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신되면, 차로 변경의 진행률을 초기화할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 차로 변경의 진행률을 0으로 설정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 제1 입력이 수신된 후 제2 입력이 수신될 때까지 초기화된 차로 변경의 진행률이 유지되도록 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 제2 입력이 수신될 때까지 횡방향 이동 없이 차로 유지 제어를 지속할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 차량이 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근하기 전인 경우 차로 변경을 취소할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 지정된 값(예: 5초 또는 10초)보다 크고 차선에 접근하지 못한 경우, 차로 변경을 취소할 수 있다. 다른 예를 들면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 지정된 값보다 크고 차선에 접근하지 못한 경우, 현재 상황을 고려하여 차로 변경의 속도를 조절할 수도 있고, 차로 변경의 속도를 유지할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경 목표 시간을 조절함으로써 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다. 차로 변경 목표 시간이 짧아지면, 차로 변경의 속도가 높아질 수 있고, 차로 변경 목표 시간이 길어지면, 차로 변경의 속도가 낮아질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(140)는 차선 접근 예측 시간이 지정된 시간(예: 3초)보다 짧은 경우, 차로 변경의 속도를 감소시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 제어 회로(140)는 차선 접근 예측 시간이 지정된 시간(예: 5초 또는 10초)보다 긴 경우, 차로 변경의 속도를 증가시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간, 차로 변경 목표 시간, 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선과 차량 사이의 거리 및 차로 폭에 기초하여 차선에 대한 차선 접근 예측 시간을 산출할 수 있다. 차선 접근 예측 시간을 산출하는 구체적인 방법에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절할 수 있다. 제어 회로(140)는 차로 변경 목표 시간을 조절함으로써 차로 변경의 속도를 조절할 수 있다.
차로 변경 목표 시간을 변경함으로써, 차로 변경을 수행하는 동안 진행 상황에 따른 유연한 대응을 운전자에게 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(140)는 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 차량이 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근한 후인 경우 운전자에게 경고를 제공할 수 있다. 차량의 적어도 하나의 바퀴가 차선에 접근한 후인 경우, 차로 변경을 지속하는 것이 오히려 안전성 확보에 도움이 되므로, 제어 회로(140)는 차로 변경을 유지하면서 운전자에게 출력 장치(130)를 이용하여 경고를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량에 포함된 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 차량은 차로 변경 보조 장치(210), 차량 외부 정보 센서(220), 차량 내부 정보 센서(230), 운전자 입력 장치(240), HMI(250) 및 경로 추종 장치(260)를 포함할 수 있다.
차로 변경 보조 장치(210)는 차량에 탑재될 수 있다. 차로 변경 보조 장치(210)는 운전자의 입력에 반응하여 차로 변경 제어의 수행 가능 여부를 판단할 수 있고, 차로 변경 제어를 위한 조향 제어 및 가감속 제어를 수행할 수 있다. 차로 변경 보조 장치(210)는 차로 변경 상태 결정부(211) 및 목표 경로 생성부(212)를 포함할 수 있다. 차로 변경 상태 결정부(211)는 운전자의 입력 여부 및 차로 변경 가능 여부 등을 종합하여 차로 변경과 관련된 상태를 결정할 수 있다. 목표 경로 생성부(212)는 차로 변경 상태에 따라 차량이 주행하기에 적합한 경로를 생성할 수 있다.
차량 외부 정보 센서(220)는 카메라, 레이더 및 라이더 등과 같은 차선 및 물체 감지를 위한 센서와 내비게이션 등 주행 도로의 속성을 판단하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
차량 내부 정보 센서(230)는 차량의 주행 상태를 검출할 수 있고, 가속도 센서 및 요레이트 센서 등을 포함할 수 있다.
운전자 입력 장치(240)는 스위치 및 조향 토크 센서 등과 같은 조향계에 대한 운전자의 의도적 행위를 검출할 수 있는 수단을 포함할 수 있다.
HMI(250)는 차로 변경 상태를 차량 내부에서 운전자가 인지할 수 있도록 화면을 표시할 수 있다.
경로 추종 장치(260)는 MDPS(motor driven power steering system) 또는 ESC(electronic stability control) 등의 액츄에이터의 제어를 통해 목표 경로를 추종하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량(310)은 주행 차로로부터 목표 차로를 향해 차로 변경을 수행할 수 있다. 차량(310)은 제1 입력이 수신되면 방향 지시등을 점멸시킬 수 있다. 차량(310)은 제1 입력이 수신된 후 적어도 제1 시간 구간 동안 차로 유지 제어를 수행할 수 있다. 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 차량(310)은 차로 변경을 취소할 수도 있고, 제1 시간 구간 동안 차로 유지 제어를 지속한 후 차선 접근 제어를 개시할 수도 있다. 제1 시간 구간 이후에 제2 입력이 수신되면, 차량(310)은 즉시 차선 접근 제어를 개시할 수 있다.
차량(310)은 주행 차로와 목표 차로 사이의 차선을 향해 차선 접근 제어를 수행할 수 있다. 차량(310)은 상기 차선을 향해 횡방향으로 이동할 수 있다. 차량(310)은 제2 시간 구간 내에 차선 접근 제어를 완료할 수 있다. 차선 접근 제어를 수행하는 동안, 차량(310)은 차로 변경 상황에 따라 차로 변경의 속도를 조절할 수도 있고, 차로 변경 목표 시간을 조절할 수도 있다.
차선 접근 제어가 완료되면, 차량(310)은 차로 진입 제어를 수행할 수 있다. 차로 진입 제어를 수행하는 동안, 차량(310)의 바퀴는 차선을 통과할 수 있다. 차량(310)은 목표 차로를 향해 횡방향으로 이동할 수 있다. 차로 진입 제어는 차량(310)의 바퀴가 차선을 통과하기 시작할 때부터 차량(310)의 모든 바퀴가 차선을 통과할 때까지 지속될 수 있다. 차로 진입 제어를 수행하는 동안, 차량(310)은 차로 변경 상황에 따라 운전자에게 경고를 제공할 수도 있다.
차로 진입 제어가 완료되면, 차량(310)은 차로 유지 제어를 수행할 수 있다. 차량(310)은 목표 차로의 중앙을 향해 횡방향으로 이동할 수 있다. 차량(310)이 목표 차로의 중앙으로 이동되면, 차량(310)은 방향 지시등을 소등할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 차량은 차로 변경 상태에 따른 차로 변경 지역 경로를 생성할 수 있다. 차로 변경 지역 경로는 차로 변경 전역 경로에서 현재까지 진행된 경로 이후의 경로일 수 있다. 차로 변경 전역 경로는 차로 변경 진행률과 목표 횡이동 거리에 기초하여 표현될 수 있다. 차로 변경 진행률과 목표 횡이동 거리 사이의 관계식은 5차 함수 형태로 구해질 수 있고, 6가지 경계 조건에 의해 특정될 수 있다. 6가지 경계 조건은, 초기 횡위치 = 0, 초기 헤딩 각 = 0, 초기 곡률 = 0, 말기 횡위치 = 차로 폭, 말기 헤딩 각 = 0, 및 말기 곡률 = 0 이다. 목표 횡이동 거리와 차로 변경 진행률(LC_rate)사이의 예시적인 관계식은 아래와 같다.
[수학식 1]
목표 횡이동 거리 = 6 * 차로 폭 * LC_rate^5 - 15 * 차로 폭 * LC_rate^4 + 10 * 차로폭 * LC_rate^3
차로 변경의 상태에 따라 차로 변경 진행률은 초기화되거나, 유지되거나, 증가할 수 있다. 차로 변경 진행률은 차선 접근 제어의 개시 후 경과 시간(LC_ElapsedTime)을 차로 변경 목표 시간(Dt_LC)로 나누어서 잔출할 수 있다. 차로 변경 목표 시간은 차선 접근 제어 및 차로 진입 제어를 수행할 시간으로, 차로 변경 중에 횡방향 이동을 수행하는 시간을 의미할 수 있다. 차로 변경 목표 시간을 변경함으로써, 차로 변경의 속도가 조절될 수 있다. 차로 변경 목표 시간의 조절에 대해서는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 주행 제어 장치(100)를 포함하는 차량이 도 5의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 5의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 주행 제어 장치(100)의 제어 회로(140)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서, 차량은 차량의 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력을 수신할 수 있다. 제1 입력이 수신될 때까지, 차량은 차로 유지 제어를 수행할 수 있다.
제1 입력이 수신되면, 단계 520에서, 차량은 차로 변경을 활성화할 수 있다. 차량은 차로 변경이 활성화된 후 지정된 시간 동안 차로 유지 제어를 지속하고, 방향 지시등을 점멸시킬 수 있다.
단계 530에서, 차량은 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되는지 여부를 판단할 수 있다. 차량은 운전자의 차로 변경 의도에 대응하는 제2 입력을 수신할 수 있다.
제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되면, 단계 540에서, 차량은 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시할 수 있다. 차량은 목표 차로 "?袖막* 이동할 수 있다.
제1 시간 구간 내에 제2 입력이 수신되지 않으면, 단계 550에서, 차량은 차로 변경을 취소할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 주행 제어 장치(100)를 포함하는 차량이 도 6의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 6의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 주행 제어 장치(100)의 제어 회로(140)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 6을 참조하면, 단계 610에서, 차량은 차로 변경 제어를 활성화할 수 있다.
단계 620에서, 차량은 차로 유지 제어를 개시할 수 있다. 차로 변경 제어 가 활성화되면, 차량은 차로 유지 제어를 개시하고, 차로 변경의 활성화 후 경과 시간인 LCP_ElapsedTime을 0으로 초기화할 수 있다.
단계 630에서, 차량은 차로 유지 제어를 수행할 수 있다. 차로 유지 제어 중에 LCP_ElapsedTime은 증가할 수 있다.
단계 640에서, 차량은 차선 접근 제어를 수행할 수 있다. 차선 접근 제어(또는 횡방향 이동)가 개시되면, 차량은 횡방향 이동 개시 후 경과 시간인 LC_ElapsedTime을 0으로 초기화할 수 있다. 차선 접근 제어 중에 LCP_ElapsedTime 및 LC_ElapsedTime은 증가할 수 있다. 차로 변경의 진행률인 LC_rate는 LC_ElapsedTime / Dt_LC로 산출될 수 있다. Dt_LC는 차로 변경 목표 시간일 수 있다.
차량은 LCP_ElapsedTime가 지정된 시간(예: 5초 또는 10초)보다 큰 경우 차로 변경을 취소할 수 있다. 이 경우, 단계 650에서, 차량은 차로 접근 취소 제어를 수행할 수 있다.
차량은 차선 접근 예측 시간이 지정된 시간(예: 3초)보다 작은 경우, Dt_LC를 ΔT만큼 증가시킬 수 있다. 차량은 차선 접근 예측 시간이 지정된 시간(예: 5초 또는 10초)보다 큰 경우, Dt_LC를 ΔT만큼 감소시킬 수 있다. 차선 접근 예측 시간은 LCP_ElapsedTime + Dt_LC * (Line2Tyre / W_lane)로 산출할 수 있다. 여기서, Line2Tyre는 차선과 차선에 가장 근접한 타이어 사이의 거리이고, W_lane은 차로 폭일 수 있다. Dt_LC를 변경함으로써, 차량은 시간 조건을 만족하면서 차선 접근 제어를 수행할 수 있다.
차량은 상술한 경우를 제외하고 차선 접근 요건을 만족한 것으로 판단하고, 현재 Dt_LC를 유지할 수 있다.
차량은 차선 접근 제어 및 차로 진입 제어를 수행하는 동안 LC_rate을 1까지 점진적으로 증가시키면서 차로 변경을 수행할 수 있다.
단계 660에서, 차량은 차로 진입 제어를 수행할 수 있다. 차량은 차선 접근 제어가 완료되면, 차로 진입 제어를 수행하고 차로 진입 제어 개시 후 경과 시간인 LCM_ElapsedTime을 0으로 초기화할 수 있다. 차선 접근 제어 중에 LCP_ElapsedTime, LC_ElapsedTime 및 LCM_ElapsedTime은 증가할 수 있다. 차로 변경의 진행률인 LC_rate는 LC_ElapsedTime / Dt_LC로 산출될 수 있다.
차량은 LCM_ElapsedTime이 지정된 시간(예: 5초)보다 큰 경우, 단계 670에서, 경고와 함께 차로 진입 제어를 수행할 수 있다.
차량은 LCM_ElapsedTime이 지정된 시간(예: 5초)보다 작은 경우, 차로 진입 요건을 만족한 것으로 판단하고, 차로 진입 제어를 유지할 수 있다.
단계 680에서, 차량은 차로 변경 제어를 완료할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 7을 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은 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 주행 제어 장치에 있어서,
    상기 차량의 운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 장치; 및
    상기 하나 이상의 입력 장치와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 하나 이상의 입력 장치를 통해 상기 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 활성화하고,
    상기 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 상기 하나 이상의 입력 장치를 통해 상기 운전자의 상기 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시하고,
    상기 제1 입력이 수신된 후 상기 제1 시간 구간 내에 상기 제2 입력이 수신되지 않으면, 상기 차로 변경을 취소하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 입력이 수신된 후 상기 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 상기 제2 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 취소하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 진행률에 기초하여 상기 차로 변경을 위한 횡방향 잔여 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 입력이 수신되면, 상기 차로 변경의 진행률을 초기화하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 입력이 수신된 후 상기 제2 입력이 수신될 때까지 상기 초기화된 상기 차로 변경의 진행률이 유지되도록 상기 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 횡방향 이동의 개시 후 경과 시간 및 차로 변경 목표 시간에 기초하여 상기 차로 변경의 진행률을 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 상기 차로 변경의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 상기 차로 변경의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간, 차로 변경 목표 시간, 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선과 상기 차량 사이의 거리 및 차로 폭에 기초하여 상기 차선에 대한 차선 접근 예측 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 상기 차량이 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근하기 전인 경우 상기 차로 변경을 취소하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  13. 재 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 상기 차량이 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근한 후인 경우 상기 운전자에게 경고를 제공하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 차량의 주행 제어 방법에 있어서,
    상기 차량의 운전자의 차로 변경을 위한 제1 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 활성화하는 단계;
    상기 제1 입력이 수신된 후 제1 시간 구간 내에 상기 운전자의 상기 차로 변경을 위한 제2 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 위한 횡방향 이동을 개시하는 단계; 및
    상기 제1 입력이 수신된 후 상기 제1 시간 구간 내에 상기 제2 입력이 수신되지 않으면, 상기 차로 변경을 취소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 입력이 수신된 후 상기 제1 시간 구간보다 짧은 제2 시간 구간 내에 상기 제2 입력이 수신되면, 상기 차로 변경을 취소하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 상기 차로 변경의 속도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간 및 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 접근 여부에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 상기 차로 변경의 속도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 대한 차선 접근 예측 시간에 기초하여 차로 변경 목표 시간을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 차로 변경의 활성화 후 경과 시간이 제3 시간 구간보다 크고 상기 차량이 상기 차로 변경의 목표 차로 방향의 차선에 접근하기 전인 경우 상기 차로 변경을 취소하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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