KR20200084955A - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20200084955A
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금병직
김현우
이준묵
권우철
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현대자동차주식회사
현대오트론 주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 자율 주행을 실시하는 차량의 자율 주행 신뢰도를 계산하고, 사용자에게 출력하여 사용자의 불안감을 감소하고 안전성을 향상 시키는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 차량은 출력부; 차량의 위치 신호를 수신하는 통신부; 차량 주변 정보 및 차량 주행 정보를 획득하는 센서부; 및 상기 차량 주변 정보를 기초로 상기 차량의 주변 물체 인지 상태를 결정하고, 상기 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 차량의 환경 상태를 결정하고, 상기 차량 주행 정보를 기초로 결정된 상기 차량의 예상 경로와 상기 위치 신호의 차이를 기초로 상기 차량이 주행하는 경로 상태를 결정하고, 상기 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 상기 출력부에 출력하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법 {VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 기술은 자율 주행을 수행하는 차량 및 그 제어방법에 관련된 기술이다.
차량의 자율 주행 기술은 운전자가 브레이크, 핸들, 가속 페달 등을 제어하지 않아도 차량이 도로의 상황을 파악해 자동으로 주행하는 기술이다.
자율 주행 기술은 스마트 카 구현을 위한 핵심 기술로, 자율 주행은 고속도로 주행 지원 시스템(HDA, 자동차 간 거리를 자동으로 유지해 주는 기술)을 비롯해 후측방 경보 시스템(BSD, 사각지대의 차량을 감지하여 경보를 울리는 기술), 자동 긴급 제동 시스템(AEB, 전방 차량이나 사람과 추돌 위험이 있을 때 제동 장치를 가동하는 기술), 차선 이탈 경보 시스템(LDWS), 차선 유지 지원 시스템(LKAS, 차량이 차선을 벗어나지 않고 차선을 따라서 주행할 수 있도록 보조하는 기술), 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC, 설정된 속도로 차 간 거리를 유지하며 정속 주행하는 기술), 혼잡 구간 주행 지원 시스템(TJA) 등으로 이루어져 있다.
다만 현재로서는 차량이 자율주행 모드에 진입해 있을 경우, 현재 시스템에 대한 신뢰도가 충분히 형성되지 않아 운전자가 불안감을 느끼는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 차량에 마련된 자율 주행 시스템의 신뢰도를 출력하여 사용자에게 인지 시키고, 신뢰도가 낮은 경우 사용자가 제어권을 받을 수 있는 준비를 하도록 가이드 하는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 자율 주행을 실시하는 차량의 자율 주행 신뢰도를 계산하고, 사용자에게 출력하여 사용자의 불안감을 감소하고 안전성을 향상 시키는 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 차량은 출력부; 차량의 위치 신호를 수신하는 통신부; 차량 주변 정보 및 차량 주행 정보를 획득하는 센서부; 및 상기 차량 주변 정보를 기초로 상기 차량의 주변 물체 인지 상태를 결정하고, 상기 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 차량의 환경 상태를 결정하고, 상기 차량 주행 정보를 기초로 결정된 상기 차량의 예상 경로와 상기 위치 신호의 차이를 기초로 상기 차량이 주행하는 경로 상태를 결정하고, 상기 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 상기 출력부에 출력하는 제어부;를 포함한다.
상기 센서부는 복수개의 센서 모듈을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보 차이에 기초하여 상기 인지 상태를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보를 기초로 상기 복수개의 센서 모듈 각각의 인지 값 및 기준 인지 값을 결정하고,
상기 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면, 상기 기준 인지 값 미만에 해당하는 상기 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈을 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 인지 값 미만에 해당하는 상기 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈의 상기 인지 값을 증가 시키도록 사용자를 가이드하는 메시지를 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면, 상기 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 주변 물체의 위험도를 결정하여 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 차량 주행 정보, 상기 차량 주변 정보 및 상기 위치 신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량이 주행하는 도로 상태를 결정하고, 상기 도로 상태를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 차량이 수행하는 적어도 하나의 자율 주행 기능에 기초하여 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하고,
상기 적어도 하나의 자율 주행 기능을 포함하는 상기 차량의 자율 주행 신뢰도 결정 지표를 상기 출력부에 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 포함하는 상기 차량의 자율 주행 신뢰도 결정 지표를 상기 출력부에 출력할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법은, 자율 주행을 실시하는 차량의 자율 주행 신뢰도를 계산하고, 사용자에게 출력하여 사용자의 불안감을 감소하고 안전성을 향상 시킬 수 있다.
도1은 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도2a 내지 도2c는 일 실시예에 따른 자율 주행 신뢰도를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도3은 일 실시예에 따른 기준 인자 값 미만에 해당하는 센서 모듈을 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도4는 일 실시예에 따른 주변 물체 및 환경 상태를 결정하여 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도5a 및 도5b는 다른 실시예에 따른 신뢰도를 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6은 일 실시예에 따른 순서도이다.
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.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 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.
도1은 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도1을 참고하면, 차량(1)은 통신부(110), 센서부(120), 제어부(130) 및 출력부(140)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 차량의 위치 신호를 수신할 수 있다. 또한 통신부(110)는 차량 주변 물체 중 일부인 다른 차량과 통신을 수행할 수 있다.
위치 신호는 GPS(Global Positioning System) 신호로 구성될 수 있다.
위치 신호는 차량의 현재 위치를 포함한 정보 및 차량이 주행하는 주변의 지형 정보를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템을 의미할 수 있다.
통신부(110) 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 직비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈 , 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
센서부(120)는 차량 주변 정보 및 차량 주행 정보를 획득할 수 있다.
차량 주변 정보는 차량 주변에 위치하는 물체와 차량과의 위치 관계를 기초로 결정되는 정보를 의미할 수 있다.
차량의 주행 정보는 차량의 주행과 관련된 정보로 차량의 속도, 가속도, 조향 정보 및 요 레이트 정보 등을 포함할 수 있다.
한편 센서부(120)는 복수개의 센서 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 센서 모듈은 레이더(121), 라이다(122), 가속도 센서(123), 조향 센서(124), 토크 센서(125), 휠 속 센서(126) 및 카메라(127)를 포함할 수 있다.
레이더(121)는 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 차량과 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 센서 모듈로 마련될 수 있다.
라이다(122)는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 센서 모듈로 마련될 수 있다.
가속도 센서(123)는 3축 센서로 구현될 수 있다. 가속도 센서(123)는 차량이3차원에서 움직일 때 x축, y축, z축 방향의 가속도의 정보를 획득할 수 있도록 구현될 수 있다. 가속도 센서(123)는 자이로 센서로 구현될 수 있다. 센서는 차량의 충격 정보를 계산하는 구성이면 센서의 종류는 한정하지 않는다.
조향 센서(124)는 차량의 핸들을 꺾은 각에 대해 실제로 타이어가 회전한 각을 획득할 수 있는 센서를 의미하며, 전동식 조향 장치 시스템 내에 구비될 수 있다.
토크 센서(125)는 차량의 전체 토크를 측정하는 센서로 토크를 측정하는 데는 동력전달 축을 제동장치와 결합하여 그 일을 열 또는 전기 에너지의 형태로 방산시켜 그 때의 제동량으로부터 구하는 것과 동력전달축의 비틀림 각이나 변형 등으로부터 측정하는 동작이 구현될 수 있다.
휠 속 센서(126)는 앞뒤 4바퀴에 각각 설치되어 바퀴의 회전 속도를 톤 휠(tone wheel)과 센서에서의 자력선 변화로 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면 휠 속 센서(126)는 차량자세제어장치(electronic stability control, ESC) 시스템 내에 마련될 수 있다.
카메라(127)는 차량의 전방, 후방 및 측방에 마련되어 영상을 획득할 수 있다.
카메라(127)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라 또는 CMOS 컬러 이미지 센서를 포함할 수 있다. 여기서 CCD 및 CMOS는 모두 카메라의 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기 신호로 바꾸어 저장하는 센서를 의미한다. 구체적으로CCD(Charge-Coupled Device) 카메라(127)는 전하 결합 소자를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환하는 장치이다. 또한, CIS(CMOS Image Sensor)는 CMOS 구조를 가진 저소비, 저전력형의 촬상소자를 의미하며, 디지털 기기의 전자 필름 역할을 수행한다. 일반적으로 CCD는 CIS보다 감도가 좋아 차량(1)에 많이 쓰이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(140)는 후술하는 제어부(130)가 결정한 신뢰도, 특정 센서 모듈, 사용자를 가이드하는 메시지, 주변 물체와 차량과의 위치 관계 등을 출력할 수 있다.
제어부(130)는 차량 주변 정보를 기초로 차량의 주변 물체 인지 상태를 결정할 수 있다.
차량 주변 정보는 센서부(120)가 획득한 차량과 차량 주변 물체와의 위치 관계를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
한편 인지 상태는 센서가 획득한 정보 및 센서 퓨전 정보를 바탕으로 차량이 주변 물체를 인지하고, 인지 정보의 신뢰도를 의미할 수 있다.
구체적으로 제어부(130)는 차량의 속도와 주행방향을 고려하여 관심영역을 지정한다. 제어부(130)는 센서의 현재 상태를 수치로 변환한다. 예를 들어 상태가 정상이면 1.0, 캘리브레이션 미실시이면 0.5, 고장이면 0으로 상태와 신뢰도 수치를 맵핑할 수 있다.
제어부(130)가 센서의 신뢰도를 판단하는 데 있어서 0~1로 맵핑하고 모두 곱하여 종합 수치를 생성할 수 있다. 제어부(130)는 센서 퓨전 정보 판단에서는 동일한 객체를 두 개 이상의 센서에서 인식하였을 경우 거리 오차를 수치로 변환할 수 있다. 제어부(130)는 센서의 인식 영역이 같은 두 센서에서 같은 객체에 대해서 양쪽 센서의 인식 유무를 수치로 변환할 수 있다.
제어부(130)는 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 차량의 환경 상태를 결정할 수 있다.
주행 환경은 차량과 주변 물체의 관계를 기초로 결정된 사고 발생 확률을 포함할 수 있다. 구체적으로 제어부(130)는 차량 주변 물체의 위치를 추적할 수 있다. 제어부(130)는 주변 물체가 차량에 너무 근접하여 주행하여 위험한 경우 낮은 수치를 출력할 수 있다. 전방에 위치한 주변 물체, 즉 다른 차량이 급정거를 자주하거나 옆 차량이 근접 끼어들기를 할 경우 그리고 주변 차량의 궤적이 차선을 잘 따라가지 못할 경우 등 주변 물체의 위험도가 높을 경우 낮은 주행 환경 수치를 출력할 수 있다. 주행 환경 판단에서는 차량이 주행하는 노면 상태 그리고 경로 내 위험구간, 공사구간, 사고구간 등의 유무를 수신하여 이를 수치화하여 출력할 수 있다.
제어부(130)는 차량 주행 정보를 기초로 결정된 차량의 예상 경로와 위치 신호의 차이를 기초로 상기 차량이 주행하는 경로 상태를 결정할 수 있다.
예상 경로는 차량의 주행 정보 등을 기초로 차량이 이후 시점에서 주행할 것으로 예상되는 경로를 의미할 수 있다.
경로 상태 판단에서 제어부(130)는 예상 경로와 위치 신호를 기초로 결정된 실제 주행 경로의 차이를 신뢰도 수치로 변환할 수 있다. 차량에 외란이 발생하거나 경로 생성에 오류가 발생하면 예상 경로로 주행하지 못할 수 있으며 제어부(130)는 그 차이를 신뢰도로 환산할 수 있다. 경로 변경 빈도 판단에서는 생성한 경로가 얼마나 자주 변경되는지를 신뢰도 수치로 변환할 수 있다.
제어부(130)는 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 출력부(140)에 출력할 수 있다.
자율 주행 신뢰도 판단에서는 인지상태 판단, 주행환경 판단, 경로상태 판단에서 생성한 신뢰도 정보를 종합하여 최종 신뢰도를 출력할 수 있다. 제어부(130)는 각 신뢰도마다 가중치를 달리 두고 신뢰도에 가중치 곱을 하여 종합 신뢰도를 계산할 수 있다.
제어부(130)는 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보 차이에 기초하여 인지 상태를 결정할 수 있다.
구체적으로 제어부(130)는 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보를 기초로 복수개의 센서 모듈 각각의 인지 값 및 기준 인지 값을 결정할 수 있다.
인지 값은 센서 모듈 각각이 획득한 주변 물체의 위치 정보의 신뢰도를 의미하고, 기준 인지 값은 인지 값의 평균을 의미할 수 있다.
제어부(130)는 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면, 기준 인지 값 미만에 해당하는 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈을 상기 출력부(140)에 출력할 수 있다. 즉 자율 주행 신뢰도 감소에 기여한 센서 모듈을 출력부(140)에 출력할 수 있는데 이에 관련된 자세한 설명은 후술한다.
제어부(130)는 기준 인지 값 미만에 해당하는 상기 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈의 상기 인지 값을 증가 시키도록 사용자를 가이드하는 메시지를 출력부(140)에 출력할 수 있다.
예를 들어 조도가 부족하여 센서부(120)의 카메라 신뢰도가 떨어질 경우 "헤드램프를 상향 조정하세요"와 같은 메시지를 출력부(140)에 출력할 수 있다.
제어부(130)는 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면, 주변 물체와 차량과의 위치 관계를 기초로 주변 물체의 위험도를 결정하여 출력부(140)에 출력할 수 있다.
구체적으로 차량 주변 물체가 차량에 근접하여 사고 발생 확률이 높고 이를 기초로 차량의 자율 주행 신뢰도가 감소한 경우 차량은 출력부(140)에 사고 발생 확률이 높아 자율 주행 신뢰도를 감소 시킨 주변 물체를 출력부(140)에 출력할 수 있다.
제어부(130)는 차량 주행 정보, 상기 차량 주변 정보 및 상기 위치 신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량이 주행하는 도로 상태를 결정하고, 도로 상태를 기초로 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정할 수 있다.
도로 상태는 센서부(120) 및 통신부(110)를 기초로 결정된 차량이 주행하는 도로의 상태를 의미할 수 있다. 구체적으로 차량은 카메라를 이용하여 도로의 노면 상태를 인식하거나 통신부(110)를 통해 전방 도로의 상태를 수신할 수 있다. 이를 기초로 제어부(130)는 자율주행 제어기는 도로 상태를 결정할 수 있다.
제어부(130)는 차량이 수행하는 적어도 하나의 자율 주행 기능에 기초하여 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 출력부(140)에 출력할 수 있다.
자율 주행 기능은 차선 유지,차속 유지, 긴급 제동, 회피 및 차선 변경 기능을 포함하는 자율 주행 기능을 의미할 수 있다. 이와 관련된 자세한 내용은 후술한다.
제어부(130)는 차량 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
출력부(140)는 상술한 동작을 기초로 제어부(130)에서 출력된 내용을 출력하는 구성으로 마련될 수 있다.
출력부(140)는 상술한 고장이 발생한 경우 운전자에게 경고신호를 출력하는 구성이면 족하며 일 실시예에 따르면 AVN디스플레이, 클러스터, 헤드 업 디스플레이(HUD) 및 스피커 등의 출력 형태를 포함할 수 있다.
도1에 도시된 차량의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 1에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도2a 내지 도2c는 일 실시예에 따른 자율 주행 신뢰도를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도2a를 참고하면, 차량(1)이 주행하고 차량 전방에 주변 물체로 선행 차량(O2a)이 주행하는 것을 나타내고 있다.
한편, 차량에 마련된 센서부는 전방에 위치한 차량(O2a)과 차량(1)과의 위치 관계 정보를 원활하게 획득할 수 있다. 제어부는 이 경우 센서부의 신뢰도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
또한 도2a에서는 차량(1)과 전방 차량(O2a)과의 거리가 충분히 확보되고, 전방 차량(O2a)이 안정적으로 주행하고 있는 것으로 주행 환경의 위험도가 낮은 것으로 판단할 수 있다. 제어부는 주행 환경의 위험도가 높은 것으로 판단되면 자율 주행 신뢰도를 감소시키는 것으로 판단할 수 있다.
한편 제어부는 이 경우 전방에 위치한 차량(O2a)의 위치 관계, 차량의 주행 정보 및 통신부로 수신한 차량의 위치 정보를 기초로 예상 경로와 실제 주행 경로의 차이로 경로 상태를 결정할 수 있다. 도2a에서는 차량(1)과 전방에 위치한 차량(O2a)과의 위치 관계가 원활하게 도출되고, 차량의 위치 정보의 수신을 방해하는 특단의 사정이 발생한 것으로 판단하기 어려우므로 차량의 경로 상태가 자율 주행 신뢰도를 감소시키는 것으로 판단하기 어렵다.
따라서 제어부는 도2a와 같은 상황에서 자율 주행 신뢰도가 높은 것으로 판단하고 자율 주행 신뢰도가 높은 것을 포함하는 메시지를 출력부에 출력할 수 있다.
도2b를 참고하면, 차량(1)이 주행하고 차량 전방에 주변 물체로 선행 차량(O2b)이 주행하는 것을 나타내고 있다.
한편, 도2b에서는 차량(1)에 마련된 센서부는 전방에 위치한 차량(O2b)과 차량(1)과의 위치 관계 정보를 원활하게 획득하지 못하는 경우를 나타내고 있다. 일 실시예에 따르면, 센서부가 원활하게 동작하지 못하거나 시간 및 기후의 영향을 받아 센서부가 주변 물체의 정보를 원활하게 획득하지 못하는 경우에 해당될 수 있다.
제어부는 이 경우 센서부의 신뢰도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
따라서 제어부는 도2b와 같은 상황에서 자율 주행 신뢰도가 도2a에 비하여 상대적으로 낮은 것으로 판단하고 자율 주행 신뢰도가 보통인 것을 포함하는 메시지를 출력부에 출력할 수 있다.
한편 도2b와 같은 경우 제어부는 자율 주행 신뢰도에 영향을 주는 센서 모듈을 출력부에 출력할 수 있는데 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다.
도2c를 참고하면, 차량(1)이 주행하고 차량 전방에 주변 물체로 선행 차량(O2c)이 주행하는 것을 나타내고 있다.
한편, 도2c에서는 도2b와 마찬가지로 차량에 마련된 센서부는 전방에 위치한 차량(O2c)과 차량(1)과의 위치 관계 정보를 원활하게 획득하지 못하는 경우를 나타내고 있다.
또한 도2c 에서는 차량(1)과 전방 차량(O2c)과의 거리가 충분히 확보되지 못하여 충돌의 가능성이 높은 것을 나타내고 있다. 전방 차량(O2c)이 불안정하게 주행하고 있는 것이며 제어부는 주행 환경의 위험도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 제어부는 주행 환경의 위험도가 높은 것으로 판단되면 자율 주행 신뢰도를 감소시키는 것으로 판단할 수 있다.
한편 제어부는 이 경우 전방에 위치한 차량(O2c)의 위치 관계, 차량의 주행 정보 및 통신부로 수신한 차량의 위치 정보를 기초로 예상 경로와 실제 주행 경로의 차이로 경로 상태를 결정할 수 있다. 도2c에서는 차량과 전방에 위치한 차량(O2c)과의 위치 관계가 원활하게 도출되지 못하고, 전방 차량(O2c)과의 관계에서 사고 발생 확률이 높으며, 위치 정보의 수신을 방해하는 특단의 사정이 존재하여 예상 경로와 실제 주행 경로의 차이가 많은 것으로 판단된다면 제어부는 도2c와 같은 상황에서 자율 주행 신뢰도가 낮은 것으로 판단하고 자율 주행 신뢰도가 낮은 것을 포함하는 메시지를 출력부에 출력할 수 있다.
한편 도2a 내지 도2c에서 설명한 동작은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 일 실시예에 불과하며 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하는 동작이라면 차량의 동작에는 제한이 없다.
도3은 일 실시예에 따른 기준 인자 값 미만에 해당하는 센서 모듈을 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도3을 참고하면, 센서부에 마련된 카메라가 원활하게 주변 물체의 위치 정보를 획득하지 못하는 상황(K3) 및 카메라가 인지 값을 증가 시키도록 사용자를 가이드하는 메시지(M32)가 출력부에 출력된 것을 나타내고 있다.
제어부는 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보를 기초로 카메라의 주면 물체 인지 값 및 다른 센서 모듈의 인지 값의 평균으로 기준 인지 값을 결정할 수 있다.
제어부는 센서의 인지 상태와 센서 퓨전 정보를 바탕으로 차량이 주변 객체를 잘 인지하고 있는지를 판단하고 신뢰도 수치를 기초로 인지 상태를 결정할 수 있다.
구체적으로 제어부는 먼저 현재 차속과 주행방향을 고려하여 관심영역을 지정하고 각각의 센서 모듈은 각각의 센서 모듈 상태를 수치로 변환할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제어부는 센서모듈 상태가 정상이면 1.0, 캘리브레이션 미 실시이면 0.5, 고장이면 0으로 상태와 신뢰도 수치를 맵핑할 수 있다.
도3에서는 주행 상황이 어두운 상황으로 센서부 중 카메라가 빛이 부족하여 원활하게 전방 물체의 정보를 획득하지 못하고 있는 것을 나타내고 있다. 이 경우 카메라의 인지 값이 다른 센서 모듈로부터 결정된 기준 인지 값보다 낮을 수 있다. 또한, 도3의 상황에서 카메라는 원활하게 정보를 획득하지 못하여 차량의 자율 주행 신뢰도를 감소시키는 요소로 작용할 수 있다. 따라서 제어부는 카메라의 위치 등 해당 카메라를 식별할 수 있는 요소(K3)를 출력부에 출력할 수 있다. 또한 이 경우 제어부는 카메라의 인지 값을 증가 시키기 위하여 사용자를 가이드하는 메시지(M32)를 출력할 수 있다.
도4는 일 실시예에 따른 주변 물체 및 환경 상태를 결정하여 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도4를 참고하면, 차량에 전방에 위치한 대향 차량(D4)이 차량에 접근하는 것을 나타내고 있다.
제어부는 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 주변 물체의 위험도(M42)를 결정하여 출력부(140)에 출력할 수 있다.
제어부가 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 결정한 위험도는 차량의 자율 주행 신뢰도(M41)를 결정하는데 이용될 수 있다.
즉, 제어부는 차량과 충돌 위험이 높은 경우 자율 주행을 신뢰하기 어려운 상황으로 판단하고 자율 주행 신뢰도를 낮게 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면 주변 차량 위험도가 높을 경우 해당 차량을 표시(D4)할 수 있으며, 출력부에 경고 메시지(M42)를 출력할 수 있다.
도3및 도4에서는 디스플레이 형태의 출력부에 자율 주행 신뢰도, 자율 주행 신뢰도를 감소시키는 센서 모듈, 환경 상태 및 가이드 메시지를 출력하는 것을 나타냈으나 출력부의 형태에는 제한이 없다.
일 실시예에 따르면 차량은 증강현실 HUD로 마련된 출력부에 자율주행 신뢰도를 출력하고 자율주행 상태를 표시하는데 신뢰도가 낮은 경우 자율 주행 신뢰도를 감소 시키는 요인을 함께 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제어부는 자율주행 신뢰도를 계산하고 현재 신뢰도를 정보전달 장치로 전송할 수 있다.
제어부는 신뢰도가 낮은 경우 신뢰도를 낮추는데 가장 큰 요인을 함께 전송할 수 있다. 증강현실 HUD는 자율주행 신뢰도를 수신하고 자율주행 상태를 표시할 수 있다. 증강현실 HUD는 자율 주행 신뢰도가 낮은 경우 신뢰도를 감소 시키는 요인을 함께 출력할 수 있다.
예를 들어 센서 인식 정확도가 떨어져서 자율주행 신뢰도가 낮을 경우 센서의 인식 현황을 증강현실로 표시할 수 있다. 또한 HUD는 주변 차량 위험도가 높을 경우 해당 차량에 경고 마크를 표시할 수 있다.
상술한 동작을 기초로 제어부는 자율주행 신뢰도를 증강현실 HUD에 그 원인과 함께 표시하여 운전자가 자율주행 신뢰도가 낮은 원인을 쉽게 파악하고 제어권을 이양 받거나, 원인을 주시할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
한편 도3및 도4각각은 본 발명이 센서부에 포함된 일부 센서 모듈 및 주변 차량을 출력하는 일 실시예를 설명하기 위한 것이며, 출력되는 센서 모듈의 종류, 가이드 메시지, 자율 주행 신뢰도의 출력 형태 및 출력부의 종류의 제한은 없다.
제어부는 상술한 동작을 기초로 자율주행 신뢰도를 출력부에 그 원인과 함께 표시하여 사용자가 자율주행 신뢰도가 낮은 원인을 쉽게 인지하고 미리 제어권을 전달 받거나 원인을 파악하여 안전성을 확보할 수 있도록 할 수 있다.
도5a 및 도5b는 다른 실시예에 따른 신뢰도를 출력하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
자율 주행 신뢰도는 상술한 바와 같이 높음, 보통 및 낮음으로 분류하여 출력될 수 있고, 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 기초로 수치화 하여 출력할 수도 있다.
도5a를 참고하면, 제어부가 자율 주행 신뢰도를 지표로 출력하는 동작을 나타내고 있다.
제어부는 자율 주행 신뢰도를 결정하는 5가지 지표로 나누어 출력하여 사용자가 현재 자율주행 시스템에서 부족한 부분을 한눈에 파악할 수 있도록 출력부(140)에 출력 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 5가지 지표는 인지, 경로 생성, 주행 환경, 도로 환경, 제어로 구성할 수 있다.
도5a은 비나 눈이 온 후 차량이 주행하는 도면이 빙판길인 경우 자율 주행 신뢰도를 나타낸 것이다. 차량은 카메라를 이용하여 도로의 노면 상태를 인식하거나 V2X 제어기를 통해 전방 도로의 상태를 수신할 수 있다. 제어부는 상술한 정보를 기초로 도로 환경 지표를 계산할 수 있다. 차량은 빙판길로 인해 슬립(slip)이 많이 발생할 수 있고 센서부에 마련된 휠 속 센서 등은 차량의 슬립 상태로 주행하는 것을 검출하고 제어부는 이를 기초로 제어 지표를 계산할 수 있다. 또한 제어부는 상술한 방법을 기초로 인지 상태, 경로 생성, 주행 환경 지표를 계산할 수 있다. 이러한 방법으로 자율 주행 신뢰도가 낮은 상황을 사용자에게 출력하여 차량이 자율주행 주행으로 운행될지라도 사용자의 안전을 확보할 수 있다.
도5b를 참고하면, 제어부가 수행하는 적어도 하나의 자율 주행 기능에 기초하여 자율 주행 신뢰도를 지표로 출력하는 동작을 나타내고 있다.
제어부는 차량이 수행하는 적어도 하나의 자율 주행 기능에 기초하여 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 출력부(140)에 출력할 수 있다.
제어부가 수행하는 자율주행 기능은 차선 유지, 차속 유지, 긴급 제동, 회피, 차선 변경을 포함할 수 있다.
제어부는 각 기능별 신뢰도를 도출할 수 있다.
차선 유지 기능을 위해서는 카메라로 차선인식을 하고 조향 제어를 하여 차량이 차선을 따라가도록 하는 기능이다. 제어부는 카메라로 차선 인식이 불가하면 차선 유지 신뢰도를 감소시킬 수 있다. 제어부는 차선 인식이 가능하더라도 조향 제어에 문제가 발생하여 차선을 유지하기 힘들 경우 신뢰도를 감소 시킬 수 있다.
차속 유지 기능은 사용자가 설정한 차 속을 유지하고 제한 속도에 맞게 속도를 조절하는 기능이다. 제어부는 센서나 엑츄에이터의 이상 혹은 네비게이션을 통한 속도 정보 미수신 등의 이유로 속도 조절을 하기 힘든 경우 신뢰도를 감소 시킬 수 있다.
긴급 제동의 경우 카메라, 레이더, 라이다 등의 센서로부터 물체를 인식하고 위험을 감지할 경우 긴급 제동하는 기능이다. 제어부는 센서에 이상이 발생하거나 노면이 빙판길이어서 긴급 제동이 힘든 경우 자율 주행 신뢰도를 감소 시킬 수 있다.
회피는 본 차선에 고정 사물이 있거나 주변 차량 및 보행자가 근접할 경우 차선 내에서 편향 주행하거나 차선을 변경하는 기능이다. 제어부는 근접 사물을 인지하는 센서에 이상이 발생하거나 도로 폭이 좁아서 편향 주행하기 힘든 경우 자율 주행 신뢰도를 감소 시킬 수 있다.
차선 변경의 경우 차량이 알아서 목적지에 도달하기 위해 차선을 변경하거나 운전자의 요청으로 차선을 자동 변경하는 기능이다. 제어부는 차선 변경을 위해 후 측방 감지 센서 이상이 발생할 경우나 편도 1차로에서 차선 변경을 위해 중앙선을 넘어야 하는 경우라면 자율 주행 신뢰도를 감소 시킬 수 있다.
한편 상술한 동작으로 기초로 자율 주행 기능별 신뢰도를 표시하면 특정 기능의 자율 주행 신뢰도가 감소 할 경우 사용자는 해당 기능을 집중하여 주의하거나 제어권을 이양 받을 수 있다. 또 다른 실시예예 의하면 해당 기능의 신뢰도와 대응되도록 사용자에게 행동을 제안할 수 있다. 예를 들어 차선 유지 기능의 신뢰도가 특정 값 이하로 떨어지면 제어부는 "차선 인식 불가로 인해 보조 기능으로 차선을 유지합니다. 핸들에 손을 올리고 전방을 주시하세요." 와 같은 가이드 메시지를 출력할 수 있다. 또한 신뢰도가 특정 값 이하로 더 떨어지면 제어부는 "차선 유지 보조 기능을 수행할 수 없습니다. 핸들을 잡고 직접 조향하세요"와 같은 메시지를 출력할 수 있다.
도6은 일 실시예에 따른 순서도이다.
도6 참고하면, 센서부는 차량의 차량 주변 정보 및 차량 주행 정보를 획득할 수 있다(1001).
제어부는 상기 획득한 정보를 기초로 상술한 바와 같이 인지 상태, 환경 상태 및 경로 상태를 결정할 수 있다(1002, 1003, 1004).
한편, 인지 상태를 결정하는 것은 관심 영역 지정, 센서 상태 정보 판단, 센서 신뢰도 정보 판단 및 센서 퓨전 정보 판단하는 동작을 포함할 수 있다(1002).
환경 상태를 결정하는 것은 주변 차량 위험도를 판단하는 동작 및 경로 위험도를 판단하는 동작을 포함할 수 있다(1003).
경로 상태를 결정하는 것은 경로 정확도를 판단하는 동작 및 경로 빈도를 판단하는 동작을 포함할 수 있다(1004).
한편 제어부는 상술한 동작으로 도출된 정보를 기초로 자율 주행 신뢰도를 결정하고, 결정된 자율 주행 신뢰도를 출력할 수 있다(1005).
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), 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 안 된다.
1 : 차량
110 : 통신부
120 : 센서부
130 : 제어부
140 : 출력부

Claims (8)

  1. 출력부;
    차량의 위치 신호를 수신하는 통신부;
    차량 주변 정보 및 차량 주행 정보를 획득하는 센서부; 및
    상기 차량 주변 정보를 기초로 상기 차량의 주변 물체 인지 상태를 결정하고,
    상기 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 차량의 환경 상태를 결정하고,
    상기 차량 주행 정보를 기초로 결정된 상기 차량의 예상 경로와 상기 위치 신호의 차이를 기초로 상기 차량이 주행하는 경로 상태를 결정하고,
    상기 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 상기 출력부에 출력하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 복수개의 센서 모듈을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보 차이에 기초하여 상기 인지 상태를 결정하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 센서 모듈 각각이 획득한 상기 주변 물체의 위치 정보를 기초로 상기 복수개의 센서 모듈 각각의 인지 값 및 기준 인지 값을 결정하고,
    상기 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면,
    상기 기준 인지 값 미만에 해당하는 상기 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈을 상기 출력부에 출력하는 차량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 인지 값 미만에 해당하는 상기 인지 값을 갖는 적어도 하나의 상기 센서 모듈의 상기 인지 값을 증가 시키도록 사용자를 가이드하는 메시지를 상기 출력부에 출력하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 자율 주행 신뢰도가 미리 결정된 값 미만이면,
    상기 주변 물체와 상기 차량과의 위치 관계를 기초로 상기 주변 물체의 위험도를 결정하여 상기 출력부에 출력하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량 주행 정보, 상기 차량 주변 정보 및 상기 위치 신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 차량이 주행하는 도로 상태를 결정하고,
    상기 도로 상태를 기초로 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하여 상기 출력부에 출력하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 수행하는 적어도 하나의 자율 주행 기능에 기초하여 상기 차량의 자율 주행 신뢰도를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 자율 주행 기능을 포함하는 상기 차량의 자율 주행 신뢰도 결정 지표를 상기 출력부에 출력하는 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인지 상태, 상기 환경 상태 및 상기 경로 상태 중 적어도 하나를 포함하는 상기 차량의 자율 주행 신뢰도 결정 지표를 상기 출력부에 출력하는 차량.
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