KR20200075935A

KR20200075935A - 차량의 주행 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20200075935A
Application number: KR1020180159781A
Authority: KR
Inventors: 강동훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-06-29
Also published as: US20200189596A1; US11136039B2; KR102555915B1; CN111301414A; DE102019116380A1

Abstract

일 실시 예에 의한 차량의 주행 제어 방법은, 센서부를 통해 적어도 자차의 제1 주행 상태 정보 및 주행차로와 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량 각각에 대한 제2 주행 상태 정보를 획득하는 단계; 상기 센서부로부터 획득된 상기 제1 주행 상태 정보 및 상기 제2 주행 상태 정보를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차의 후측방에서 주행하는 후보 컷인 차량을 결정하는 단계; 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차와 가장 가까운 전방차량과의 상대 속도와 거리를 기반으로 결정되는 컷인 가능 공간을 탐색하는 단계; 및 상기 컷인 가능 공간의 존재 여부에 따라, 상기 자차의 구동을 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량의 주행 제어장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING RUNNING OF VEHICLE}

본 발명은 자율주행 차량의 주행 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 차로 변경 기술은 운전자가 차로 변경 의지를 보이면(예컨대, 방향 지시등 점등) 이 시점을 기준으로 일정 시간 이내에 차로 변경이 가능한지를 판단하여 차로 변경을 수행하는 수준에 머물러 있다.

자율주행 관련 연구에서도 충돌 회피 가능한 경로 생성 등 차로 변경이 가능한 경우에만 차로 변 경을 수행하는 경우가 대부분이다. 더욱이, 레벨2 자율 주행(ADAS 시스템)과는 달리 레벨4 자율 주행은 제한된 ODD(Operational Design Domain) 조건 하에서 운전자의 개입 없이 현재 위치에서 목적지까지 주행이 가능하도록 설계되어야 한다. 따라서, 일반적인 차로 변경 기술로는 레벨4 자율 주행의 요구 조건을 만족하기 어렵다.

특히, 일반적인 자율주행 차량은 주행차로에 인접한 주변차로에서 후방으로부터 가속하여 자차 앞으로 컷인(cut-in, 끼어들기)을 시도하는 차량(이하, 편의상 "후방 추월 차량"이라 칭함)이 존재하는 경우, 상황에 따른 유동적 대응보다는 감속 및 양보를 통한 소극적인 대응을 수행하는 데 그치고 있다.

실시 예는 후방 추월 차량의 컷인 의도를 예측하고, 현재 주행 상황에 기반하여 유동적인 대응이 가능한 차량 주행 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예는, 센서부를 통해 적어도 자차의 제1 주행 상태 정보 및 주행차로와 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량 각각에 대한 제2 주행 상태 정보를 획득하는 단계; 상기 센서부로부터 획득된 상기 제1 주행 상태 정보 및 상기 제2 주행 상태 정보를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차의 후측방에서 주행하는 후보 컷인 차량을 결정하는 단계; 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차와 가장 가까운 전방차량과의 상대 속도와 거리를 기반으로 결정되는 컷인 가능 공간을 탐색하는 단계; 및 상기 컷인 가능 공간의 존재 여부에 따라, 상기 자차의 구동을 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나로 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 주행 제어 방법을 제공할 수 있다.

상기 후보 컷인 차량을 결정하는 단계는, 상기 제1 및 제2 주행 상태 정보에 기초하여 상기 자차 및 상기 적어도 하나의 주변차량 각각의 위치, 속도, 및 가속도 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및 상기 자차의 속도와 상기 자차의 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도를 비교하는 단계를 포함하고, 상기 비교 결과, 상기 자차의 속도 보다 빠른 주변차량을 상기 후보 컷인 차량으로 결정할 수 있다.

상기 후보 컷인 차량을 결정하는 단계는, 지도 저장부를 통해 도로 환경 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 후보 컷인 차량은 상기 도로 환경 정보를 고려하여 결정될 수 있다.

상기 도로 환경 정보는, 상기 주변차로의 전방에 위치하는 고정된 장애물 정보 또는 합류지점 정보를 포함할 수 있다.

상기 컷인 가능 공간의 존재 여부는 상기 자차와 상기 전방차량 사이의 이격 거리와 상기 후보 컷인 차량의 전장을 토대로 판단될 수 있다.

상기 구동을 제어하는 단계는, 상기 컷인 가능 공간이 존재하면, 상기 컷인 가능 공간의 전방 경계선까지 상기 자차와 상기 후보 컷인 차량 각각의 도달시간을 비교하여 감속 또는 가속 중 어느 하나를 수행할 수 있다.

상기 구동을 제어하는 단계는, 상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간을 초과하면, 감속을 수행하고, 상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간 이하이면, 가속을 수행할 수 있다.

상기 구동을 제어하는 단계는, 상기 컷인 가능 공간이 존재하지 않으면, 기 설정된 안전거리에 따라 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나를 수행하고, 상기 기 설정된 안전거리는, 상기 주변차량 중 상기 주행차로에 위치하는 전방차량과의 거리에 따라 설정된 최대 안전거리 및 최소 안전거리를 포함할 수 있다.

상기 구동을 제어하는 단계는, 상기 자차가 상기 최대 안전거리 이내에 진입하지 못하면, 가속을 수행하고, 상기 자차가 상기 최소 안전거리 이내에 진입하면, 속도 유지를 수행할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 의하면, 후방 추월 차량의 컷인 의도를 예측하고, 주행 상황에 대응하여 감속, 가속, 현 상태 유지 중 어느 하나를 수행할 수 있다.

따라서, 자율 주행 상황에서 획일적인 감속 및 양보에 의한 교통 흐름 방해, 주변 차량 운전자와 탑승자의 주행 이질감이 감소할 수 있다.

본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 자율 주행 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 환경 정보를 토대로 후보 컷인 차량을 결정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 S500 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 차량의 주행 제어장치에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 자율 주행 제어장치의 개략적인 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 자율 주행 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 2를 함께 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 주행 제어장치(10)는 센서부(100), 지도 저장부(200), 판단부(300), 제어부(400), 및 구동부(500)를 포함할 수 있다.

센서부(100)는 자차(1)의 주행상태 정보와 자차(1)의 주행차로와 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 각각에 대한 주행상태 정보를 획득할 수 있다.

센서부(100)는 자차(1)의 주변에 위치하는 물체와의 거리 정보를 획득하는 거리측정 센서(110), 자차(1)의 주변을 촬영한 영상 정보를 획득하는 카메라 센서(120), 자차(1)의 현재 위치정보를 획득하는 GPS 센서(130), 및 자차(1)의 속도, 가속도, 요레이트, 조향각 등의 차량정보를 획득하는 차량 센서(140)를 포함할 수 있다.

거리측정 센서(110)는 라이다(LIDAR) 또는 레이더(RADAR) 센서 등으로 구현될 수 있으며, 주변차량(2, 3, 4)에 발사한 레이저 펄스 또는 전자기파의 도달시간을 측정하여 자차(1)와 주변차량(2, 3, 4) 간의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 거리측정 센서(110)는 주변차량의 전장(L, overall length)을 측정할 수도 있으며, 여기서 전장(L)은 차량의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이를 의미한다.

카메라 센서(120)는 이미지 센서를 통해 자차(1) 주변의 영상 정보를 획득하고, 획득한 영상에 대해 노이즈 제거 등의 이미지 처리를 수행할 수 있다.

GPS 센서(130)는 GPS 위성으로부터 송신되는 신호를 이용하여 자차(1)의 현재 위치를 측정할 수 있다.

차량 센서(140)는 속도 센서, 가속도 센서, 요레이트 센서 등을 포함하며, 자차의 속도, 가속도, 요레이트, 조향각 등의 차량정보를 측정할 수 있다.

지도 저장부(200)는 차로 별 구분이 가능한 정밀지도를 데이터베이스(DB) 형태로 저장하고 있다. 정밀지도는 자차(1)가 주행중인 도로의 환경 정보(예컨대, 고정된 장애물 정보, 합류지점 정보 등)와 지도 정보를 제공하며, 무선 통신을 이용하여 일정 주기마다 자동으로 업데이트되거나 또는 사용자에 의해 수동으로 업데이트될 수 있다.

판단부(300)는 센서부(100)로부터 획득된 주행상태 정보를 기반으로 주변차량(2, 3, 4)의 위치, 속도, 및 가속도를 계산할 수 있다.

판단부(300)는 거리측정 센서(110) 및 카메라 센서(120)로부터 수신하는 거리 정보 및 영상 정보 중 적어도 하나를 기초로 주변차량(2, 3, 4)에 대한 상대 위치, 상대 속도, 및 상대 가속도를 계산할 수 있다. 또한, 판단부(300)는 GPS 센서(130) 및 차량 센서(140)로부터 수신하는 자차(1)의 위치정보 및 차량 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 주변차량(2, 3, 4)의 절대 위치, 절대 속도, 및 절대 가속도를 산출할 수 있다.

여기서, 산출된 주변차량(2, 3, 4)의 위치, 속도, 및 가속도는 횡방향 및 종방향의 성분으로 구분되어 저장될 수 있고, 각 센서(110, 120, 130, 140)의 매 측정 주기마다 업데이트될 수 있다.

판단부(300)는 지도 저장부(200)로부터 수신하는 지도 정보 및 도로 환경 정보를 통해 자차(1)의 주행차로와 인접한 주변차로의 전방에 위치하는 고정된 장애물 또는 합류지점이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

판단부(300)는 주변차량(2, 3, 4) 각각의 위치, 속도, 및 가속도 중 적어도 하나와 도로 환경 정보를 토대로 자차의 후측방에서 주행하는 주변차량(2, 3, 4) 중 주행차로로의 컷인이 예상되는 차량(이하, 편의상 "후보 컷인 차량"이라 칭함)을 결정할 수 있다.

판단부(300)는 차량 센서(140)를 통해 획득한 자차(1)의 속도와 주행상태 정보를 토대로 산출한 자차(1)의 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도를 비교하여 후보 컷인 차량(2)을 결정할 수 있다. 이때, 후보 컷인 차량(2)의 속도는 자차(1)의 속도를 초과할 수 있다. 다시 말해서, 후보 컷인 차량(2)은 자차(1)의 후측방에서 주행하는 주변차량 중에서 자차(1)의 속도 보다 빠르거나 가속 증가율이 큰 주변차량으로 결정될 수 있다.

또한, 판단부(300)는 도로 환경 정보를 토대로, 전방에 고정된 장애물 또는 합류지점이 존재하는 주변차로를 주행 중인 후측방 차량을 후보 컷인 차량(2)으로 결정할 수도 있다. 이에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 환경 정보를 토대로 후보 컷인 차량을 결정하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 자차(1)의 주행차로와 인접한 주변차로 중에서 전방에 고정된 장애물 또는 합류지점이 존재하는 경우, 상기 주변차로를 직진 주행하는 주변차량(2a, 2b)은 자차(1)의 주행차로로 차로 변경이 요구된다.

도 3의 (a)를 참조하면, 자차(1)의 후측방에서 3차로를 주행 중인 후방차량(2a)의 전방에 고정된 장애물 등이 존재하면, 후방차량(2a)은 상기 고정된 장애물의 종료지점에서 자차(1) 앞으로 컷인을 시도할 것이 충분히 예상될 수 있다.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 자차(1)의 후측방에서 3차로를 주행 중인 후방차량(2b)의 전방에 합류지점이 존재하면, 상기 합류지점에서 합류차량(5)의 진출입으로 인하여 후방차량(2b)은 자차(1) 앞으로 컷인을 시도할 가능성이 존재한다.

이에, 판단부(300)는 차로 변경이 요구되는 도로 환경 정보를 고려하여 자차(1)의 주행차로로의 컷인이 예상되는 차량을 후보 컷인 차량(2a, 2b)으로 결정할 수 있다.

다시 도 1 내지 도 2로 돌아와서, 판단부(300)는 후보 컷인 차량(2)을 결정하고, 자차(1)의 구동을 제어하기 위한 전처리 과정으로 소정의 데이터를 계산할 수 있다. 여기서, 소정의 데이터는 자차(1)와 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 간의 종방향 거리 및 도달시간을 포함할 수 있다.

제어부(400)는 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 중 자차(1)와 가장 가까운 전방차량(3)과의 상대 속도와 거리를 기반으로 결정되는 컷인 가능 공간(A)을 탐색하고, 컷인 가능 공간(A)의 존재 여부에 따라 자차(1)의 구동을 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나로 제어할 수 있다.

제어부(400)는 자차(1)와 상기 전방차량(3) 사이의 이격 거리(D)와 후보 컷인 차량(2)의 전장(L)을 토대로 컷인 가능 공간(A)의 존재 여부를 판단할 수 있다. 제어부(400)는 상기 이격 거리(D)와 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 간의 거리를 비교한 결과, 상기 이격 거리(D)가 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 보다 크거나 같으면 컷인 가능 공간(A)이 존재한다고 판단할 수 있다.

여기서, 컷인 가능 공간(A)은 상기 전방차량(3)의 후면에서 자차(1)의 주행방향과 수직한 방향으로 연장되는 전방 경계선(A1)과 자차(1)의 전면에서 자차(1)의 주행방향과 수직한 방향으로 연장되는 후방 경계선(A2)에 의하여 정의될 수 있다.

제어부(400)는 컷인 가능 공간(A)이 존재하면, 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1)까지 자차(1)와 후보 컷인 차량(2) 각각의 도달시간을 비교하여 감속 또는 가속 중 어느 하나를 수행할 수 있다.

제어부(400)는 자차(1)가 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1) 까지 도달하는데 소요되는 제1 도달시간이 후보 컷인 차량(2)이 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1) 까지 도달하는데 소요되는 제2 도달시간을 초과하는 경우에는, 자차(1)의 구동을 감속 제어하여 후보 컷인 차량(2)의 진입을 기다리는 양보 대응을 수행할 수 있다.

반면에, 제어부(400)는 상기 자차(1)의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량(2)의 제2 도달시간 이하인 경우에는, 자차(1)의 구동을 가속 제어하여 후보 컷인 차량(2)의 컷인 가능 공간(A)을 제거하고 자차(1)의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

한편, 제어부(400)는 컷인 가능 공간(A)이 존재하지 아니하면, 기 설정된 안전거리에 따라 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나를 수행할 수 있다. 기 설정된 안전거리(D_s)는 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 중 자차(1)의 주행차로에 위치하는 전방차량(4)과의 거리에 따라 결정될 수 있으며, 최대 안전거리와 최소 안전거리를 포함할 수 있다. 여기서, 최대 안전거리(D_s _{_max})는 자차(1)와 후보 컷인 차량(2)과의 관계에서 컷인 가능 공간을 허용하지 않는 범위 내의 최대 거리이고, 최소 안전거리(D_s _{_min})는 자차(1)와 상기 전방차량(4)과의 관계에서 충돌을 회피할 수 있는 범위 내의 최소 거리로 정의될 수 있다.

제어부(400)는 자차(1)가 최대 안전거리(D_s _{_max}) 이내에 진입하지 못하는 경우에는, 자차(1)의 구동을 가속 제어하여 상기 전방차량(4)과의 간격을 좁힐 수 있다. 이는, 후보 컷인 차량(2)의 컷인 가능 공간(A)을 제거하고 자차(1)의 주행 안정성을 향상시키기 위함이다.

반면에, 제어부(400)는 자차(1)가 최소 안전거리(D_s _{_min}) 이내에 진입하는 경우에는, 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다. 그 이유는, 자차(1)와 상기 전방차량(4) 사이에는 후보 컷인 차량(2)이 진입할 여유 공간이 존재하지 아니하므로 별도의 구동을 수행할 필요가 없기 때문이다.

한편, 판단부(300)는 후보 컷인 차량(2)이 결정되면 제어부(400)로 트리거 신호를 전송하고, 제어부(400)는 상기 트리거 신호를 수신함으로써 실행될 수 있다. 그러므로, 판단부(300)로부터 트리거 신호를 수신하지 아니하면, 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다.

또한, 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 가속 제어하는 경우, 차량 간 통신(V2X, Vehilce to Everything)을 통하여 후보 컷인 차량(2)으로 경고 신호를 송출할 수 있다. 상기 경고 신호를 송출하여 후보 컷인 차량(2)에 의사표현을 진행함으로써, 후보 컷인 차량(2)이 자차(1)의 가속에 대응할 수 있도록 유도할 수 있다.

구동부(500)는 제어부(400)의 구동 제어 신호에 따라 자차(1)의 구동을 수행하는 구성이며, 브레이크, 엑셀레이터, 변속기, 조향 장치 등의 차량 구동을 실질적으로 제어하는 구성들을 포함할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)의 제어 신호가 가속을 지시하는 신호일 경우, 구동부(500)의 엑셀레이터는 가속을 가하는 구동제어를 실행할 수 있다.

전술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어장치는 주행 상황에 따라 유동적인 대응을 수행함으로써, 획일적인 감속 및 양보에 의한 교통 흐름 방해를 방지하고, 주변 차량 운전자와 탑승자의 주행 이질감을 감소시킬 수 있다.

이하에서는, 도 4 내지 도 5를 참조하여 주행 상황에 따라 유동적인 대응을 수행하기 위한 차량의 주행 제어 방법을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 판단부(300)는 센서부(100)를 통해 자차(1)의 제1 주행 상태 정보 및 주행차로와 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 각각에 대한 제2 주행 상태 정보를 획득할 수 있다(S401).

그리고, 판단부(300)는 지도 저장부(200)를 통해 도로 환경 정보를 획득할 수 있다(S402).

판단부(300)는 S401 단계에서 획득한 제1 및 제2 주행 상태 정보를 기반으로 주변차량(2, 3, 4)의 위치, 속도, 및 가속도를 계산할 수 있다(S403). 여기서, 산출된 주변차량(2, 3, 4)의 위치, 속도, 및 가속도는 횡방향 및 종방향의 성분으로 구분되어 저장될 수 있고, 각 센서(110, 120, 130, 140)의 매 측정 주기마다 업데이트될 수 있다.

S403 단계 이후, 판단부(300)는 주행 상태 정보에 기반하여 자차(1)의 주행차로와 인접한 주변차로의 전방에 전방차량(3) 또는 고정된 장애물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S404).

만일, 주변차로의 전방에 전방차량(3) 또는 고정된 장애물이 존재하면(S404 단계의 YES 경로), 판단부(300)는 자차(1)와 전방차량(3) 또는 고정된 장애물 간의 종방향 거리 및 그 도달시간을 계산할 수 있다(S405).

반면에, 주변차로의 전방에 전방차량(3) 또는 고정된 장애물이 존재하지 아니하면(S404 단계의 NO 경로), 판단부(300) S402 단계에서 획득한 도로 환경 정보를 통해 주변차로의 전방에 합류지점이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S406). 주변차로의 전방에 합류지점이 존재하면(S406 단계의 YES 경로), 판단부(300)는 자차(1)와 합류지점 간의 종방향 거리 및 그 도달시간을 계산할 수 있다(S405).

한편, 주변차로의 전방에 합류지점이 존재하지 아니하면, 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다. 다시 말해서, 주변차로의 전방에 전방차량(3), 고정된 장애물, 및 합류지점이 존재하지 아니하면 자차(1)의 후측방에서 주행하는 차량(2)의 컷인 가능성은 낮다고 판단하고, 별도의 구동을 수행하지 아니한다.

판단부(300)는 403 단계에서 산출된 주변차량(2, 3, 4)의 위치, 속도, 가속도에 기반하여 자차(1)의 구동을 제어하기 위한 전처리 과정으로 자차(1)와 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 간의 종방향 거리 및 도달시간을 계산하고, S500 단계로 전송할 수 있다(S407).

그리고, 판단부(300)는 차량 센서(140)를 통해 획득한 자차(1)의 속도와 주행상태 정보를 토대로 산출한 자차(1)의 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도를 비교하여(S408), 후보 컷인 차량(2)을 결정할 수 있다(S409).

만일, 자차(1)의 속도가 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도 보다 작거나 같으면(S408 단계의 NO 경로), 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다. 그 이유는, 자차(1)에 대한 후측방 주변차량의 상대속도가 0 이하일 경우, 상기 주변차량이 자차(1)를 추월하여 컷인을 시도하려는 의도가 내재되어 있다고 보기 어렵기 때문이다.

한편, 판단부(300)는 자차(1)의 후측방에서 주행하는 주변차량 중에서 자차(1)의 속도 보다 빠르거나 가속 증가율이 큰 주변차량이 존재하면(S408 단계의 YES 경로), 상기 주변차량을 후보 컷인 차량으로 결정할 수 있다(S409).

S409 단계에서 후보 컷인 차량이 결정되면, 판단부(300)는 구동 제어를 활성화하기 위한 트리거 신호를 제어부(400)로 전송하고, 제어부(400)는 상기 트리거 신호를 수신함으로써 소정의 동작을 개시할 수 있다(S400). 이하에서는, 상기 제어부(400)가 수행하는 소정의 동작에 대하여 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 도 4에 도시된 S500 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.

판단부(300)로부터 소정의 트리거 신호를 수신하면, 제어부(400)는 컷인 가능 공간을 탐색할 수 있다(S501).

컷인 가능 공간 탐색을 위하여, 제어부(400)는 적어도 하나의 주변차량(2, 3, 4) 중 자차(1)와 가장 가까운 전방차량을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 자차(1)와 주행차로의 전방에 위치한 전방차량(4) 간 제1 거리(d1) 및 자차(1)와 주변차로의 전방에 위치한 전방차량(3) 간 제2 거리의 대소를 비교 판단할 수 있다(S502).

만일, 제1 거리(d1)가 제2 거리(d2) 보다 크거나 같으면, 제어부(400)는 주변차로의 전방에 위치한 전방차량(3)을 자차(1)와 가장 가까운 주변차량을 설정하고, 컷인 가능 공간의 존재 여부를 판단한다.

제어부(400)는 자차(1)와 상기 전방차량(3) 사이의 이격 거리(D)와 후보 컷인 차량(2)의 전장(L)을 토대로 컷인 가능 공간(A)의 존재 여부를 판단할 수 있다(S503).

제어부(400)는 상기 이격 거리(D)와 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 간의 거리를 비교한 결과, 상기 이격 거리(D)가 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 보다 크거나 같으면(S503의 YES 경로), 컷인 가능 공간(A)이 존재하는 것으로 판단한 후, 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1)까지 자차(1)와 후보 컷인 차량(2) 각각의 도달시간을 비교할 수 있다(S504).

상기 비교 결과, 자차(1)가 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1) 까지 도달하는데 소요되는 제1 도달시간이 후보 컷인 차량(2)이 컷인 가능 공간(A)의 전방 경계선(A1) 까지 도달하는데 소요되는 제2 도달시간을 초과하는 경우(S504의 YES 경로), 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 감속 제어할 수 있다(S505).

반면에, 상기 자차(1)의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량(2)의 제2 도달시간 이하인 경우(S504의 NO 경로), 자차(1)의 구동을 가속 제어할 수 있다(S506).

한편, 제어부(400)는 컷인 가능 공간(A)이 존재하지 아니하면(S503 단계의 NO 경로), 기 설정된 안전거리에 따라 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나를 수행할 수 있다. 기 설정된 안전거리(D_s)는 자차(1)와 후보 컷인 차량(2)과의 관계에서 컷인 가능 공간을 허용하지 않는 범위 내의 최대 거리인 최대 안전거리(D_s _{_max})와 자차(1)와 상기 전방차량(4)과의 관계에서 충돌을 회피할 수 있는 범위 내의 최소 거리인 최소 안전거리(D_s _{_min})를 포함할 수 있다.

제어부(400)는 자차(1)가 최대 안전거리(D_s _{_max}) 이내에 진입하지 못하는 경우에는(S507의 NO 경로), 자차(1)의 구동을 가속 제어할 수 있다(S508).

제어부(400)는 자차(1)가 최대 안전거리(D_s _{_max})와 최소 안전거리(D_s _{_min}) 사이에 진입하는 경우에는(S507 단계의 YES, S509 단계의 NO 경로), S504 단계로 회귀할 수 있다.

그리고, 제어부(400)는 자차(1)가 최소 안전거리(D_s _{_min}) 이내에 진입하는 경우에는, 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다(S510).

한편, S502 단계에서, 제1 거리(d1)가 제2 거리(d2) 보다 작으면, 제어부(400)는 주행차로의 전방에 위치한 전방차량(4)을 자차(1)와 가장 가까운 주변차량을 설정하고(S502의 NO 단계), 주행차로에 위치한 전방차량(4)과 주변차로에 위치한 전방차량(4) 간의 속도의 크기를 비교할 수 있다(S511).

만일, 주행차로에 위치한 전방차량(4)의 속도가 주변차로에 위치한 전방차량(3)의 속도 보다 작은 경우(S511의 NO 경로), 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다(S512).

반면에, 주행차로에 위치한 전방차량(4)의 속도가 주변차로에 위치한 전방차량(3)의 속도 보다 크거나 같은 경우(S511의 YES 경로), 제어부(400)는 자차(1)와 상기 전방차량(4) 사이의 이격 거리(D')와 후보 컷인 차량(2)의 전장(L)을 토대로 컷인 가능 공간(A)의 존재 여부를 판단할 수 있다(S513).

상기 이격 거리(D')가 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 보다 크거나 같으면(S513의 YES 경로), 제어부(400)는 컷인 가능 공간(A)이 존재하는 것으로 판단한 후 자차(1)의 구동을 가속 제어할 수 있다(S506).

만일, 상기 이격 거리(D')가 후보 컷인 차량(2)의 전장(L) 보다 작으면(S513의 NO 경로), 제어부(400)는 컷인 가능 공간(A)이 존재하지 아니하는 것으로 판단한 후 자차(1)의 구동을 속도 유지상태로 제어할 수 있다(S512).

한편, 제어부(400)는 자차(1)의 구동을 가속 제어하는 경우(S506), 후보 컷인 차량(2)의 가속 여부를 판단하고(S514), 차량 간 통신(V2X, Vehilce to Everything)을 통하여 후보 컷인 차량(2)으로 경고 신호를 송출할 수 있다(S515). 만일, 후보 컷인 차량(2)의 속도에 변동이 없다면(S514의 NO 경로), 제어부(400)는 별도의 경고 신호를 송출하지 아니하고 가속 제어된 자차(1)의 속도를 계속 유지할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 차량의 주행 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

센서부를 통해 적어도 자차의 제1 주행 상태 정보 및 주행차로와 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량 각각에 대한 제2 주행 상태 정보를 획득하는 단계;
상기 센서부로부터 획득된 상기 제1 주행 상태 정보 및 상기 제2 주행 상태 정보를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차의 후측방에서 주행하는 후보 컷인 차량을 결정하는 단계;
상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차와 가장 가까운 전방차량과의 상대 속도와 거리를 기반으로 결정되는 컷인 가능 공간을 탐색하는 단계; 및
상기 컷인 가능 공간의 존재 여부에 따라, 상기 자차의 구동을 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나로 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 주행 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 후보 컷인 차량을 결정하는 단계는,
상기 제1 및 제2 주행 상태 정보에 기초하여 상기 자차 및 상기 적어도 하나의 주변차량 각각의 위치, 속도, 및 가속도 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및
상기 자차의 속도와 상기 자차의 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도를 비교하는 단계를 포함하고,
상기 비교 결과, 상기 자차의 속도 보다 빠른 주변차량을 상기 후보 컷인 차량으로 결정하는, 차량의 주행 제어 방법.
제2 항에 있어서,
상기 후보 컷인 차량을 결정하는 단계는,
지도 저장부를 통해 도로 환경 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 후보 컷인 차량은 상기 도로 환경 정보를 고려하여 결정되는, 차량의 주행 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 도로 환경 정보는,
상기 주변차로의 전방에 위치하는 고정된 장애물 정보 또는 합류지점 정보를 포함하는, 차량의 주행 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 컷인 가능 공간의 존재 여부는 상기 자차와 상기 전방차량 사이의 이격 거리와 상기 후보 컷인 차량의 전장을 토대로 판단되는, 차량의 주행 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 구동을 제어하는 단계는,
상기 컷인 가능 공간이 존재하면, 상기 컷인 가능 공간의 전방 경계선까지 상기 자차와 상기 후보 컷인 차량 각각의 도달시간을 비교하여 감속 또는 가속 중 어느 하나를 수행하는, 차량의 주행 제어 방법.
제6 항에 있어서,
상기 구동을 제어하는 단계는,
상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간을 초과하면, 감속을 수행하고,
상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간 이하이면, 가속을 수행하는, 차량의 주행 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 구동을 제어하는 단계는,
상기 컷인 가능 공간이 존재하지 않으면, 기 설정된 안전거리에 따라 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나를 수행하고,
상기 기 설정된 안전거리는, 상기 주변차량 중 상기 주행차로에 위치하는 전방차량과의 거리에 따라 설정된 최대 안전거리 및 최소 안전거리를 포함하는, 차량의 주행 제어 방법.
제8 항에 있어서,
상기 구동을 제어하는 단계는,
상기 자차가 상기 최대 안전거리 이내에 진입하지 못하면, 가속을 수행하고,
상기 자차가 상기 최소 안전거리 이내에 진입하면, 속도 유지를 수행하는, 차량의 주행 제어 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 차량의 주행 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
적어도 자차의 제1 주행 상태 정보 및 주행차로와 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 적어도 하나의 주변차량 각각에 대한 제2 주행 상태 정보를 획득하는 센서부;
상기 센서부로부터 획득된 상기 제1 주행 상태 정보 및 상기 제2 주행 상태 정보를 기반으로, 상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차의 후측방에서 주행하는 후보 컷인 차량을 결정하는 판단부; 및
상기 적어도 하나의 주변차량 중 상기 자차와 가장 가까운 전방차량과의 상대 속도와 거리를 기반으로 결정되는 컷인 가능 공간을 탐색하고, 상기 컷인 가능 공간의 존재 여부에 따라 상기 자차의 구동을 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나로 제어하는 제어부를 포함하는, 차량의 주행 제어장치.
제11 항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 제1 및 제2 주행 상태 정보에 기초하여 상기 자차 및 상기 적어도 하나의 주변차량 각각의 위치, 속도, 및 가속도 중 적어도 하나를 산출하고,
산출된 상기 자차의 속도와 상기 자차의 후측방에서 주행하는 주변차량의 속도를 비교하여 자차의 속도 보다 빠른 주변차량을 상기 후보 컷인 차량으로 결정하는, 차량의 주행 제어장치.
제12 항에 있어서,
상기 판단부는,
지도 저장부를 통해 획득된 도로 환경 정보를 토대로 상기 후보 컷인 차량을 결정하는, 차량의 주행 제어장치.
제13 항에 있어서,
상기 도로 환경 정보는,
상기 주변차로의 전방에 위치하는 고정된 장애물 정보 또는 합류지점 정보를 포함하는, 차량의 주행 제어장치.
제11 항에 있어서,
상기 컷인 가능 공간의 존재 여부는 상기 자차와 상기 전방차량 사이의 이격 거리와 상기 후보 컷인 차량의 전장을 토대로 판단되는, 차량의 주행 제어장치.
제11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 컷인 가능 공간이 존재하면, 상기 컷인 가능 공간의 전방 경계선까지 상기 자차와 상기 후보 컷인 차량 각각의 도달시간을 비교하여 감속 또는 가속 중 어느 하나를 수행하는, 차량의 주행 제어장치.
제16 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간을 초과하면, 감속을 수행하고,
상기 자차의 제1 도달시간이 상기 후보 컷인 차량의 제2 도달시간 이하이면, 가속을 수행하는, 차량의 주행 제어장치.
제11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 컷인 가능 공간이 존재하지 않으면, 기 설정된 안전거리에 따라 감속, 가속 및 속도 유지 중 어느 하나를 수행하고,
상기 기 설정된 안전거리는, 상기 주변차량 중 상기 주행차로에 위치하는 전방차량과의 거리에 따라 설정된 최대 안전거리 및 최소 안전거리를 포함하는, 차량의 주행 제어장치.
제18 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차가 상기 최대 안전거리 이내에 진입하지 못하면, 가속을 수행하고,
상기 자차가 상기 최소 안전거리 이내에 진입하면, 속도 유지를 수행하는, 차량의 주행 제어장치.
제17 항 또는 제19 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차의 구동이 가속 제어되면, 상기 후보 컷인 차량으로 경고 신호를 송출하는, 차량의 주행 제어장치.