KR20200102004A - 충돌 방지 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간을 산출하고, 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하는 충돌 방지 장치, 시스템 및 방법을 제공한다. 본 개시에 의하면 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 산출된 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간에 따라 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지할 수 있다.

Description

충돌 방지 장치, 시스템 및 방법 {APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING COLLISION}
본 개시는 차량 주위의 객체를 검출하여 차량의 충돌을 방지할 수 있는 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다. 자동차의 능동적인 주행안정성과 사고방지의 기술에 대한 요구가 계속하여 높아지고 있으며, 이러한 추세에 따라, 다양한 상황에서 운전자를 보조하기 위한 운전자 보조 시스템들이 차량에 구비되고 있다.
예를 들어, 차량의 후측방 좌/우측에 레이더를 장착하여 인접 차선의 소정의 영역에 존재하거나 빠르게 접근하는 타차량에 대하여 경고나 제어를 수행하는 BSD(Blind spot detection)나, LCA(Lane change assist) 기능 등을 수행하는 운전자 보조 시스템들이 구비되고 있다. 또한, 운전자에 대한 경고 기능에 더하여 부가 기능으로 위험 상황 발생 시 조향 또는 편제동으로 충돌 회피를 지원하는 기능 등을 수행하는 운전자 보조 시스템들이 구비되고 있다.
다만, 자차량의 주행 차선 후방에서 자차량에 근접한 타차량이 옆 차선을 이용하여 자차량의 추월을 시도하는 경우, 충돌 위험이 있음에도 타차량이 충돌 위험 판단 범위에 들어있지 않아 경고를 수행하지 않을 수 있다. 또한, 충돌 회피 기능의 경우, 가드레일, 터널 또는 벽 등의 인프라스트럭처(infrastructure)와 같은 정지 물체에 대해서는 작동하지 않을 수 있다.
따라서, 이와 같은 상황에서도 운전자에게 적절한 경고 및 제어를 수행하거나, 차량의 자율 주행을 수행하도록 하기 위한 방법이 필요하게 된다.
전술한 배경에서 본 개시는 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지함으로써, 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있도록 하는 충돌 방지 장치, 시스템 및 방법에 대해서 제안하고자 한다.
또한, 본 개시는 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기와 정지 물체의 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 정지 물체와의 충돌을 방지함으로써, 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있도록 하는 충돌 방지 장치, 시스템 및 방법에 대해서 제안하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하고, 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 카메라 모듈, 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하고, 캡쳐된 센싱 데이터를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈, 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈 및 이미지 데이터 및 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하도록 구성된 컨트롤러 를 포함하되, 컨트롤러는, 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하고, 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 충돌 방지 장치를 제공한다.
또한, 일 실시예는 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성된 카메라 모듈, 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈, 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈 및 캡쳐된 이미지 데이터 및 센싱 데이터를 처리하고, 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하고, 차량에 구비된 적어도 하나의 운전자 보조 시스템 모듈을 제어하도록 구성된 도메인 컨트롤 유닛을 포함하되, 도메인 컨트롤 유닛은, 이미지 데이터 및 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하고, 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템을 제공한다.
또한, 일 실시예는 차량의 외부에 대한 이미지 데이터 및 센싱 데이터와 차량의 주행 데이터를 획득하는 단계, 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하는 단계, 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하는 단계, 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하는 단계 및 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하는 단계를 포함하는 충돌 방지 방법을 제공한다.
본 개시에 따르면 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기와 정지 물체의 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 정지 물체와의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량에 구비된 충돌 방지 장치의 블럭도이다.
도 2는 다른 일 실시예에 따른 차량에 구비된 충돌 방지 시스템의 블럭도이다.
도 3은 차량에 구성되는 카메라 모듈을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량에 구비된 카메라 모듈 및 레이더 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량에 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체의 충돌을 방지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량과 후행 차량과의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량과 후행 차량과의 충돌 예상 시간 및 차선 변경 시도에 따른 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체와의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체 사이의 기울기 및 충돌 예상 시간에 따른 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 개시의 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서의 차량은, 자동차, 오토바이 등을 포함하는 개념일 수 있다. 또한, 차량은 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.
이하의 설명에서 전방은 차량의 전진 주행 방향을 의미하고, 후방은 차량의 후진 주행 방향을 의미한다. 또한, 차량의 좌측은 차량의 전진 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 전진 주행 방향의 우측을 의미한다. 또한, 차량의 후측방은 차량의 후진 주행 방향을 기준으로 좌측 또는 우측을 의미한다.
이하에서는, 관련 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들에 따른 충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량에 구비된 충돌 방지 장치(100)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 충돌 방지 장치(100)는 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120), 통신 모듈(130), 차량 내부 센서 모듈(140) 및 컨트롤러(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈(110)은 차량의 내부 또는 외부에 대한 시야를 갖도록 구성되어 이미지 데이터를 캡쳐하는 이미지 센서와 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 예로, 이미지 센서는, 차량의 내부 또는 외부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 이미지 센서는 차량의 전방, 측방 또는 후방에 대한 시야를 갖도록 차량의 각 부분에 탑재될 수 있다.
이미지 센서로부터 촬상된 영상 정보는 이미지 데이터로 구성되므로, 이미지 센서로부터 캡쳐된 이미지 데이터를 의미할 수 있다. 이하, 본 개시에서 이미지 센서로부터 촬상된 영상 정보는 이미지 센서로부터 캡쳐된 이미지 데이터를 의미한다. 이미지 센서에 의해 캡쳐된 이미지 데이터는, 예를 들어, Raw 형태의 AVI, MPEG-4, H.264, DivX, JPEG 중 하나의 포맷으로 생성될 수 있다.
이미지 센서에 의해 캡쳐된 이미지 데이터는 프로세서에서 처리될 수 있다. 프로세서는 이미지 센서에 의해 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하도록 동작할 수 있다.
프로세서는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integratedcircuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors) 등과 같이, 이미지 데이터의 처리 및 기타 기능을 수행할 수 있는 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
한편, 비이미지 센서 모듈(120)은 이미지를 캡쳐하는 카메라 모듈(110)을 제외한 타 센서 모듈을 의미한다. 예를 들어, 복수의 비이미지 센서 모듈(120)들은 차량의 내부 또는 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐할 수 있다. 복수의 비이미지 센서 모듈(120)들의 예로 레이더(RADAR) 센서, 라이다(LIDAR) 센서, 초음파 센서 등이 있다. 비이미지 센서 모듈(120)은 구비되지 않을 수도 있고, 하나 이상 구비될 수도 있다.
통신 모듈(130)은 차량과 차량, 차량과 인프라, 차량과 서버, 차량 내부 통신 등을 수행하기 위한 기능을 수행한다. 이를 위해서, 통신 모듈(130)은 송신 모듈과 수신 모듈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(130)은 방송 수신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치 정보 모듈, 광통신 모듈 및 V2X 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈은, 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기서, 방송은 라디오 방송 및 TV 방송 중 적어도 하나를 포함한다. 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 차량에 내장되거나 외장될 수 있다. 근거리 통신 모듈은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
위치 정보 모듈은, 차량의 위치 정보를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 위치 정보 모듈은 통신 모듈(130)에 포함되는 구성요소가 아닌, 차량 내부 센서 모듈(140)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.
광통신 모듈은, 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다. 광발신부 및 광수신부는, 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 송수신할 수 있다.
V2X 통신 모듈은, 서버 또는 타 차량, 인프라 장치 등과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. 본 실시예에서의 V2X 통신 모듈은 차량이 유·무선망을 통해 타 차량, 모바일 기기, 도로 등의 사물과 정보를 교환하는 것 또는 그 기술을 의미하는 것이다. V2X 통신 모듈은 V2V(Vehicle to Vehicle, 차량-차량 간 통신), V2I(Vehicle to Infrastructure, 차량-인프라 간 통신), V2N(Vehicle to Nomadic Device, 차량-모바일 기기 간 통신), V2P(Vehicle to Pedestrian, 차량-보행자 간 통신) 등 개념을 포함할 수 있다. V2X 통신 모듈은 단거리 전용 통신(Dedicated Short-Range Communications, DSRC)을 기반으로 하며, 최근 미국 전기전자기술자협회(IEEE)에서 진행한 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment, 차량 환경 내 무선 접속) 또는 5.9GHz 대역을 사용하는 IEEE 802.11p 통신 기술을 이용할 수 있으나 그에 한정되지 않으며, 현재 또는 미래에 개발될 모든 차량 간 통신을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
차량 내부 센서 모듈(140)은 차량 내부 정보를 센싱하기 위한 센서를 의미한다. 예를 들어, 차량 내부 센서 모듈(140)은 조향 토크를 센싱하기 위한 토크 센서, 조향 각도를 센싱하기 위한 조향각 센서, 조향 모터에 대한 정보를 센싱하는 모터 위치 센서, 차속 센서, 차량의 움직임을 센싱하는 차량 움직임 감지 센서, 차량 자세 감지 센서 등을 의미할 수 있다. 이 외에도 차량 내부 센서 모듈(140)은 차량 내부의 다양한 데이터를 센싱하기 위한 센서를 의미할 수 있으며, 하나 이상 구성될 수 있다.
컨트롤러(150)는 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120), 통신 모듈(130) 및 차량 내부 센서 모듈(140) 중 적어도 하나의 모듈로부터 데이터를 획득하고, 획득된 데이터에 기초하여 차량의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 또는 컨트롤러(150)는 카메라 모듈(110)로부터 이미지 데이터를 획득하여 이미지 데이터를 처리할 수도 있다. 또한, 컨트롤러(150)는 비이미지 센서 모듈(120)로부터 센싱 데이터를 수신하여 이를 처리할 수도 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 차량 내부 센서 모듈(140) 또는 통신 모듈(130)로부터 데이터를 획득하여 이를 처리할 수도 있다. 이러한 처리를 위해 컨트롤러(150)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
이 외에도 컨트롤러(150)는 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120), 통신 모듈(130) 및 차량 내부 센서 모듈(140) 중 적어도 하나의 모듈의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(150)는 차량에 구성된 다양한 운전자 보조 시스템의 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 본 개시에 사용되는 비이미지 센서 모듈(120)을 보다 구체적으로 설명하면, 레이더 센서 또는 레이더 시스템은 적어도 하나의 레이더 센서 유닛, 예를 들어 차량의 정면에 장착되는 정면 감지 레이더 센서, 차량의 후방에 장착되는 후방 레이더 센서 및 차량의 각 측방에 장착되는 측방향 또는 측후방 감지 레이더 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 레이더 센서 또는 레이더 시스템은 송신신호 및 수신신호를 분석하여 데이터를 처리하며, 그에 따라 객체에 대한 정보를 검출할 수 있고, 이를 위한 전자 제어 유닛(ECU) 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 레이더 센서로부터 ECU로의 데이터 전송 또는 신호 통신은 적절한 차량 네트워크 버스 등과 같은 통신 링크를 이용할 수 있다.
이러한 레이더 센서는 레이더 신호를 송신하는 1 이상의 송신 안테나와 객체로부터 반사된 반사신호를 수신하는 1 이상의 수신 안테나를 포함한다.
한편 본 실시예에 의한 레이더 센서는 실제 안테나 개구(Apeture)보다 큰 가상 안테나 개구를 형성하기 위하여 다차원 안테나 배열 및 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output)의 신호 송수신 방식을 채택할 수 있다.
예를 들면, 수평 및 수직의 각도 정밀도 및 해상도를 달성하기 위해, 2 차원 안테나 어레이가 사용된다. 2 차원 안테나 어레이를 이용하면 수평 및 수직으로 개별적으로 (시간 다중화 된) 2 회의 스캔에 의해 신호를 송수신하며, 2 차원 레이더 수평 및 수직 스캔 (시간 다중화)과 별도로 MIMO가 이용될 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예에 의한 레이더 센서에서는, 총 12개의 송신 안테나(Tx)를 포함하는 송신안테나부와 16개의 수신안테나(Rx)를 포함하는 수신안테나부로 구성된 2차원 안테나 어레이 구성을 채택할 수 있으며, 결과적으로 총 192개의 가상 수신 안테나 배치를 가질 수 있다.
이 때, 송신안테나부는 4개의 송신 안테나를 포함하는 송신 안테나 그룹을 3개 구비하되, 제1 송신 안테나 그룹은 제2 송신 안테나 그룹과 수직방향으로 일정 거리 이격되고, 제1 또는 2 송신 안테나 그룹은 제3 송신 안테나 그룹과 수평방향으로 일정 거리(D)만큼 이격될 수 있다.
또한, 수신안테나부는 4개의 수신 안테나를 포함하는 4개의 수신 안테나 그룹을 포함할 수 있고, 각 수신안테나 그룹은 수직방향으로 이격되도록 배치되고, 이러한 수신 안테나부는 상기 수평방향으로 이격된 제1 송신안테나 그룹 및 제3 송신 안테나 그룹 사이에 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시예에서는, 레이더 센서의 안테나가 2차원 안테나 어레이로 배치되며, 그 예로서 각 안테나 패치가 롬버스(Rhombus) 격자 배치를 가짐으로써 불필요한 사이드 로브를 감소시킬 수 있다.
또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 V자 형상으로 배치되는 V-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 V자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 V자 안테나 어레이의 꼭지점(Apex)으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.
또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 X자 형상으로 배치되는 X-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 X자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 X자 안테나 어레이의 중심으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.
또한, 본 실시예에 의한 레이더 센서는 수직 및 수평방향의 감지 정확도 또는 해상도를 구현하기 위하여, MIMO 안테나 시스템을 이용할 수 있다.
더 구체적으로, MIMO 시스템에서는 각각의 송신 안테나는 서로 구분되는 독립적인 파형을 가지는 신호를 송신할 수 있다. 즉, 각 송신 안테나는 다른 송신 안테나들과 구분되는 독립적인 파형의 신호를 송신하고, 각각의 수신 안테나는 이 신호들의 상이한 파형으로 인해 객체에서 반사된 반사 신호가 어떠한 송신 안테나에서 송신된 것인지 결정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 레이더 센서는 송수신 안테나를 포함하는 기판 및 회로를 수용하는 레이더 하우징과, 레이더 하우징의 외관을 구성하는 레이돔(Radome)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 레이돔은 송수신되는 레이더 신호의 감쇄를 감소시킬 수 있는 재료로 구성되며, 레이돔은 차량의 전후방 범퍼, 그릴이나, 측면 차체 또는 차량 구성요소의 외부 표면으로 구성될 수 있다.
즉, 레이더 센서의 레이돔은 차량 그릴, 범퍼, 차체 등의 내부에 배치될 수도 있고, 차량 그릴, 범퍼, 차체 일부와 같이 차량의 외부 표면을 구성하는 부품의 일부분으로 배치됨으로써, 차량 미감을 좋게 하면서도 레이더 센서 장착의 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 라이더는, 레이저 송신부, 수신부, 프로세서를 포함할 수 있다. 라이더는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다.
TOF 방식의 라이더는, 레이저 펄스 신호를 방출하고, 오브젝트에 반사되는 반사 펄스 신호를 수신한다. 라이더는, 레이저 펄스 신호가 방출되고 반사 펄스 신호가 수신된 시간을 기초로 오브젝트와의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 시간에 따른 거리의 변화를 기초로 오브젝트와의 상대 속도를 측정할 수 있다.
한편, 페이즈쉬프트 방식의 라이더는, 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하고, 오브젝트에 반사되어 돌아오는 신호의 위상 변화량을 기초로 시간 및 오브젝트와의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 시간에 따른 거리의 변화를 기초로 오브젝트와의 상대 속도를 측정할 수 있다.
라이더는, 송신된 레이저를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 오브젝트가 정지해 있는 물체(예를 들면, 가로수, 가로등, 신호등, 교통표지판 등)인 경우, 라이더는 오브젝트에 의한 TOF(Time of Flight)를 기초로 차량의 주행 속도를 검출할 수 있다.
또한, 초음파 센서는, 초음파 송신부, 수신부, 프로세서를 포함할 수 있다.
초음파 센서는, 송신된 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다. 오브젝트가 정지해 있는 물체(예를 들면, 가로수, 가로등, 신호등, 교통표지판 등)인 경우, 초음파 센서는 오브젝트에 의한 TOF(Time of Flight)를 기초로 차량의 주행 속도를 검출할 수 있다.
도 2는 다른 일 실시예에 따른 차량에 구비된 충돌 방지 시스템(200)의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 충돌 방지 시스템(200)은 전술한 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120), 통신 모듈(130) 및 차량 내부 센서 모듈(140) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 1을 참조하여 설명하였으므로 생략한다.
또한, 충돌 방지 시스템(200)은 도메인 컨트롤 유닛(210)을 포함할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(Domain Control Unit; DCU, 210)은 적어도 하나의 이미지 센서로부터 캡쳐된 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 비-이미지 센서들로부터 캡쳐된 센싱 데이터를 수신하여, 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나를 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 처리를 위해 도메인 컨트롤 유닛(210)은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120), 통신 모듈(130), 차량 내부 센서 모듈(140) 및 운전자 보조 시스템 모듈(220) 중 적어도 하나의 모듈과 데이터를 송수신하고, 이를 통해서 수신되는 데이터를 처리할 수 있다. 즉, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량 내 구비되어, 차량 내 탑재된 적어도 하나의 모듈과 통신할 수 있다. 이를 위하여, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 데이터 전송 또는 신호 통신을 위한 차량 네트워크 버스 등과 같은 적절한 데이터 링크 또는 통신 링크가 더 포함될 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량에 사용되는 여러 운전자 보조 시스템(DAS) 중 하나 이상을 제어하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 전술한 110, 120, 130, 140 및 220 모듈 중 적어도 하나로부터 획득되는 데이터에 기초하여 특정 상황, 조건, 이벤트 발생, 제어 동작 수행 등을 결정할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 결정된 정보 등을 이용하여 차량 내부에 구성되는 다양한 운전자 보조 시스템 모듈(220)의 동작을 제어하기 위한 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템 모듈(220)은 사각지대 감지(BSD) 시스템 모듈(221), 차선 유지 보조 시스템(LKAS) 모듈(222), 적응형 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC) 시스템 모듈(223) 등을 포함할 수 있다. 이 외에도 차량에 구성되는 운전자 보조 시스템 모듈(220)은, 차선 이탈 경고 시스템(LDWS), 차선 변경 보조 시스템(LCAS), 주차 보조 시스템(PAS)등과 같이 다양하게 존재할 수 있다. 여기서 설명하는 운전자 보조 시스템의 용어 및 명칭은 예시적으로 개시한 것으로 그에 한정되지는 않는다. 또한, 운전자 보조 시스템 모듈(220)은 자율 주행을 위한 자율 주행 모듈을 포함할 수도 있다. 또는, 운전자 보조 시스템 모듈(220)에 포함되는 개별 시스템 모듈들의 제어를 통해서 도메인 컨트롤 유닛이 차량이 자율 주행을 수행하도록 제어할 수도 있다.
도 3은 차량에 구성되는 카메라 모듈을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 카메라 모듈(110)은 이미지 센서(300)와 프로세서(310)로 구성될 수 있다.
이미지 센서(300)는 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛(영상 정보)을 전기적 디지털 신호로 변환하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(300)는 전자 형태의 신호를 직접 전송하는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서를 의미할 수 있다. 또는 이미지 센서(300)는 신호를 전압 형태로 변환해 전송하는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 의미할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 이미지 센서(300)는 차량의 외부 또는 내부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치될 수 있고, 적어도 하나의 이미지 센서(300)는 차량의 전방, 측방 또는 후방에 대한 시야를 갖도록 차량의 각 부분에 탑재될 수 있다.
이미지 센서(300)에 의해 캡쳐된 이미지 데이터는, 예를 들어, Raw 형태의 AVI, MPEG-4, H.264, DivX, JPEG 중 하나의 포맷으로 생성될 수 있다.이미지 센서(300)에 의해 캡쳐된 이미지 데이터는 프로세서(310)에서 처리될 수 있다.
프로세서(310)는 이미지 센서(300)에 의해 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하도록 동작할 수 있다. 일 예로, 이미지 데이터를 처리하는 동작은 카메라 모듈에 포함되는 프로세서에 의해 처리될 수 있다. 다른 예로, 이미지 데이터는 전술한 컨트롤러(150) 또는 도메인 컨트롤 유닛(210)에 의해서 처리될 수도 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 이미지 센서(300)가 읽은 데이터를 여러 가지 연산을 통해 고화질의 이미지로 가공할 수 있다. 필요에 따라 프로세서(310)는 이미지 데이터를 처리하여 타켓 감지, 거리 측정, 타켓 분류 등의 동작을 수행할 수도 있다.
이상에서 설명한 각 구성에 대한 용어 및 각 구성에 대한 예시적 기재는 이해의 편의를 위한 것으로, 해당 용어 및 예시적 기재에 한정되는 것은 아니다. 아래에서는 본 개시에 따른 실시예를 보다 명확하게 설명하기 위해서, 전술한 용어를 변형하여 기재할 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 3에서 설명한 차량의 구성은 예시적으로 기재한 것으로, 이하에서는 본 기술 사상을 보다 명확하게 설명하기 위해서 구성을 변형, 추가, 생략하여 기재할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량에 구비된 카메라 모듈 및 레이더 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 일 실시예에 따른 차량에 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 충돌 방지 장치는 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하고, 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 카메라 모듈(110), 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하고, 캡쳐된 센싱 데이터를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈(120), 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈(140) 및 이미지 데이터 및 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하도록 구성된 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(110)은, 도 4에 도시된 것과 같이, 차량(1)의 후방에 배치되어 후방 이미지를 캡쳐하는 후방 카메라(110_1) 및 차량(1)의 전방에 배치되어 전방 이미지를 캡쳐하는 전방 카메라(110_2)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(110)은 이미지 센서와 이미지 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(110)에 대해서는 도 1 내지 도 3에서 전술하였으므로, 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
비이미지 센서 모듈(120)은, 도 4에 도시된 것과 같이, 차량(1)의 후방의 좌측 코너에 배치된 후방 좌측 레이더 모듈(120_1), 차량(1)의 후방의 우측 코너에 배치된 후방 우측 레이더 모듈(120_2), 차량(1)의 전방의 좌측 코너에 배치된 전방 좌측 레이더 모듈(120_3) 및 차량(1)의 전방의 우측 코너에 배치된 전방 우측 레이더 모듈(120_4)를 포함할 수 있다.
일 예에 따라, 도 4에는 비이미지 센서 모듈(120)로 레이더 모듈들이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시에 따라, 차량(1) 주위의 객체에 대한 정보를 감지할 수 있다면, 레이더 모듈 이외에 라이더 모듈이나 초음파 센서 모듈 등도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
차량 내부 센서 모듈(140)은 차량(1)의 주행 데이터를 검출할 수 있다. 일 예에 따라, 주행 데이터는 차량(1)의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 주행 데이터는 차량(1)의 방향 지시등 정보를 포함할 수 있다. 이를 위하여, 차량 내부 센서 모듈(140)은 차량(1)에 구비된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
컨트롤러(150)는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출할 수 있다. 도 5를 참조하면, 차량(1)이 주행하는 주행 차선의 후방에 후행 차량(2)이 주행 중인 것이 도시되어 있다. 또한, 차량(1)이 주행하는 주행 차선의 인접 차선의 후방에 후측방 차량(3)이 주행 중인 것이 도시되어 있다.
종래에는, 차량(1)이 주행 중인 주행 차선의 인접 차선을 기준으로, 근접 영역(30)에 후측방 차량(3)이 존재하는 경우, BSD와 같은 운전자 보조 시스템 모듈이 차선 변경 시 충돌 위험이 있어 경고를 수행하였다. 또는, 근접 영역(30)보다는 먼 소정의 영역(40)에 후측방 차량(3)이 일정 속도 이상으로 접근하는 경우에도, 경고가 수행되었다.
그러나, 도 5에 도시된 것과 같이, 차량(1)이 주행 중인 주행 차선에서 근접하여 주행 중인 후행 차량(2)의 경우에는 종래의 BSD 등의 감지 영역에 존재하지 않아, 후행 차량(2)에 대한 정보는 센싱되지 않는다. 후행 차량(2)이 인접한 우측 차선을 이용하여 빠르게 차량(1)을 추월하고자 할 때, 차량(1)도 우측 차선으로 차선 변경을 시도하게 되면, 후행 차량(2)에 대한 경고가 수행되지 못할 수 있다. 이러한 경우에 대비하여, 컨트롤러(150)는 카메라 모듈(110)에서 획득된 이미지 데이터 및 비이미지 센서 모듈(120)인 레이더 모듈에서 획득된 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여, 후행 차량(2)의 속도 벡터를 산출할 수 있다.
일 예에 따라, 후행 차량(2)의 속도 벡터의 산출은 후행 차량(2)이 차량(1)의 후방에서 소정의 거리 이내로 근접한 경우에 수행될 수 있다. 후행 차량(2)이 차량(1)과 소정의 거리보다 멀리 떨어진 상태에서 인접 차선으로의 추월을 시도하는 경우에는, 차량에 구비된 BSD의 감지 영역(30, 40)에서 감지될 수 있으므로, 본 개시에 의한 경고 및 제어가 필요하지 않기 때문이다.
일 예에 따라, 상기 소정의 거리는 후행 차량(2)의 속도, 차량(1)의 운전자의 운전 성향 등에 기초하여, 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 후행 차량(2)의 속도가 빠를수록 소정의 거리는 더 길게 설정될 수 있다. 또한, 차량(1)의 운전자가 자주 차선 변경을 시도하는 성향일수록 소정의 거리는 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
컨트롤러(150)는 이미지 데이터 및 레이더 센싱 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 후행 차량(2)의 주행 차선과 평행한 주행 방향에 대한 속도 벡터 Vy와 주행 방향에 수직인 방향에 대한 속도 벡터 Vx의 합인 속도 벡터를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 이미지 데이터나 레이더 센싱 데이터에서 순차적으로 감지되는 후행 차량(2)의 크기나 위치 변화를 이용하여 속도 벡터가 산출될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 속도 벡터를 산출할 수 있으면 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
컨트롤러(150)는 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량(1)과 후행 차량(2)의 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 후행 차량(2)의 속도 벡터 성분 중 Vx의 크기가 소정의 값 이상으로 커지는 경우, 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 즉, 후행 차량(2)이 차량(1)의 후방에서 직진만 하는 경우, Vx의 크기는 거의 영에 가깝게 산출된다. 이 경우는 후행 차량(2)이 추월 의지가 없는 것으로, 이후의 동작인 차량(1)과 후행 차량(2) 사이의 충돌 위험 범위 산출은 수행되지 않을 수 있다.
후행 차량(2)이 추월을 시도하는 경우, 속도 벡터 Vx의 크기가 증가하게 되며, 속도 벡터 Vx가 소정의 값보다 커지면, 컨트롤러(150)는 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 충돌 위험 범위(10)는 차량(1)이 차선 변경을 시도하는 경우, 후행 차량(2)과 충돌할 위험이 있는 범위이며, 충돌 예상 위치(cross point, 20)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(150)는 차량(1)의 차속 정보를 포함하는 주행 데이터 및 후행 차량(2)의 속도 벡터에 기초하여, 차량(1)이 차선 변경을 시도하는 경우에 대한 충돌 위험 범위(10) 및 충돌 예상 위치(20)를 산출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 속도 벡터에 기초하여 후행 차량(2)이 차량(1)의 좌측 또는 우측으로 이동하는 이동 경로를 예측할 수 있다.
일 예에 따라, 충돌 위험 범위(10)는 후행 차량(2)의 속도 벡터에 따른 예측 이동 경로에 기초하여 산출될 수 있다. 즉, 후행 차량(2)의 예측 이동 경로로 진행하는 동안 차량(1)의 이동을 고려하여 인접 차선에서의 차량(1)의 후면과 평행한 직선이 충돌 위험 범위(10)로 산출될 수 있다. 충돌 위험 범위(10)와 예측 이동 경로의 교차점이 충돌 예상 위치(20)로 획득될 수 있다. 컨트롤러(150)는 충돌 예상 위치(20)에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출할 수 있다.
컨트롤러(150)는 산출된 충돌 예상 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력할 수 있다. 일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 후행 차량(2)이 추월을 시도하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 후방 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 HMI(Human Machine Interface) 또는 HUD(Head Up Display)에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 차량(1)에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다.
일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 경고를 출력하도록 설정될 수 있다. 상기 소정의 시간이 너무 길게 설정되면 경고의 출력이 장시간 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 짧게 설정되면 운전자의 차선 변경 시도 시 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 시간이 설정될 수 있다.
일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량(1)의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 운전자가 자주 차선 변경을 시도하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
컨트롤러(150)는 충돌 위험 범위(10)로의 차량(1)의 차선 변경 시도가 감지되는 경우, 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 차선 이탈을 방지할 수 있다. 후행 차량(2)에 대한 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내여서 경고를 수행하는 중에, 컨트롤러(150)는 차선 변경 시도가 있는지를 감지할 수 있다.
일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 따라 감지된 차선 정보를 이용하여, 충돌 위험 범위(10)로의 차량(1)의 차선 변경 시도를 감지할 수 있다. 컨트롤러(150)는 이미지 데이터 및 센싱 데이터에서 감지된 차선 방향으로 차량(1)이 이동하는 것을 판단하여 차선 변경 시도를 감지할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 인접 차선 방향의 방향 지시등이 점등되는 경우, 차선 변경 시도가 있는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 차량(1)의 조향각이나 요레이트 정보 등에 기초하여 차선 변경 시도가 있는 것인지 여부를 판단할 수 있다.
충돌 위험 영역(10)으로의 차선 변경 시도가 감지되면, 컨트롤러(150)는 차량(1)이 주행 차선으로 진행하도록 차량(1)의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 차량(1)이 충돌 위험 영역(10)으로 진행하는 경우, 편제동에 의해 차량(1)이 주행 차선에서 이탈되는 것을 방지하도록 차량(1)의 제동 장치를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치 각각에 구비된 전자 제어 장치로 제어 신호를 전송할 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 자율 주행 차량에서도 후행 차량에 대한 속도 벡터를 산출하고, 충돌 예상 시간에 따라 차선 변경을 시도하지 않도록 제어할 수 있다.
이에 따르면 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체의 충돌을 방지하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
컨트롤러(150)는 이미지 데이터 및 센싱 데이터에 기초하여 차량(1)의 좌측 또는 우측의 정지 물체를 검출할 수 있다. 도 6을 참조하면, 차량(1)이 운전자의 졸음 등 부주의에 의해, 좌측에 존재하는 정지 물체로서 인프라스트럭처(infrastructure)인 가드레일(5)과 충돌할 위험이 있는 경우가 도시되어 있다. 인프라스트럭처는 가드레일 이외에 터널 벽이나 중앙분리대 등 차량의 주행 중에 충돌할 가능성이 있는 다양한 구조물을 포함할 수 있다. 도 6에서는 인프라스트럭처가 차량(1)의 좌측에 있는 경우를 전제로 설명하나, 우측에 있는 경우에도 실질적으로 동일하게 전용될 수 있음은 당연하다.
도 6에 도시된 것과 같이, 컨트롤러(150)는 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터로부터 타겟(7)을 감지할 수 있다. 타겟(7)은 일정 간격으로 감지될 수 있다. 일 예에 따라, 도로 주변에 설치되는 가드레일(5)은 서로 비슷한 형상을 갖고 일정한 간격으로 선형적으로 설치되므로, 감지된 타겟(7)이 일정 거리 내에서 선형적으로 분포되는 것으로 감지되면, 컨트롤러(150)는 해당 타겟을 가드레일과 같은 정지 물체로 판단할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 정지 물체를 감지할 수 있다면, 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
컨트롤러(150)는 주행 데이터에 기초하여 차량(1)의 진행 방향과 정지 물체인 가드레일(5) 사이의 기울기를 산출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 차량(1)의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등에 기초하여, 주행 차선과 평행 방향의 속도 벡터 Vx와 주행 차선에 수직 방향인 속도 벡터 Vy를 산출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(150)는 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터를 이용하여 차량(1)의 전방과 가드레일(5) 사이의 거리(d)를 산출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 산출된 정보들을 이용하여, 가드레일(5)과 차량(1)의 진행 방향이 이루는 기울기(θ)를 산출할 수 있다.
컨트롤러(150)는 산출된 기울기가 소정의 각도 이상인 경우 경고를 출력할 수 있다. 상기 소정의 각도가 너무 작게 설정되면 경고의 출력이 자주 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 크게 설정되면 운전자의 부주의 등에 따른 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 각도가 설정될 수 있다.
일 예에 따라, 컨트롤러(150)는 가드레일(5)이 위치하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 HMI 또는 HUD에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 차량(1)에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다.
컨트롤러(150)는 이미지 데이터, 레이더 센싱 데이터 및 주행 데이터를 이용하여 정지 물체와 차량 사이의 상대 속도 및 거리를 산출할 수 있다. 차량(1)에 대한 정지 물체인 가드레일(5)의 상대 속도는 차량(1)의 속도와 같은 크기를 갖는 음의 값으로 나타난다. 즉, 상대 속도와 차량(1)의 속도의 합이 0에 매우 근접하면 전방의 물체가 정지해 있는 상태에서 차량(1)만이 이동하는 것이므로, 전방의 물체는 정지 물체로 인정된다.
컨트롤러(150)는 산출된 상대 속도 및 거리에 기초하여 정지 물체인 가드레일(5)에 대한 차량(1)의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 회피 제어할 수 있다. 컨트롤러(150)는 차량(1)이 주행 차선을 따라 진행하도록 차량(1)의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 컨트롤러(150)는 가드레일(5)에 대한 충돌을 방지하기 위해 차량(1)의 제동 장치를 제어하여 편제동을 수행할 수 있다.
일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량(1)의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 운전자가 자주 부주의한 운전을 하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
이에 따르면, 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기와 정지 물체의 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 정지 물체와의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
도 2에서 전술한, 일 실시예에 따른 충돌 방지 시스템(200)은 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성된 카메라 모듈(110), 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈(120), 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈(140) 및 캡쳐된 이미지 데이터 및 센싱 데이터를 처리하고, 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하고, 차량에 구비된 적어도 하나의 운전자 보조 시스템 모듈(220)을 제어하도록 구성된 도메인 컨트롤 유닛(210)을 포함할 수 있다.
전술한 충돌 방지 장치(100)의 구성 중 카메라 모듈(110), 비이미지 센서 모듈(120) 및 차량 내부 센서 모듈(140)에 관한 내용은, 적용될 수 없는 내용을 제외하고는, 충돌 방지 시스템(200)에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으며, 중복 기재를 피하기 위하여 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도메인 컨트롤 유닛(DCU, 210)은 이미지 데이터 및 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(TTC)을 산출하고, 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출할 수 있다. 도 5를 참조하면, 차량(1)이 주행하는 주행 차선의 후방에 후행 차량(2)이 주행 중인 것이 도시되어 있다. 후행 차량(2)이 인접한 우측 차선을 이용하여 빠르게 차량(1)을 추월하고자 할 때, 차량(1)도 우측 차선으로 차선 변경을 시도하게 되면, 후행 차량(2)에 대한 경고가 수행되지 못할 수 있다. 이러한 경우에 대비하여, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 카메라 모듈(110)에서 획득된 이미지 데이터 및 비이미지 센서 모듈(120)인 레이더 모듈에서 획득된 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여, 후행 차량(2)의 속도 벡터를 산출할 수 있다.
일 예에 따라, 후행 차량(2)의 속도 벡터의 산출은 후행 차량(2)이 차량(1)의 후방에서 소정의 거리 이내로 근접한 경우에 수행될 수 있다. 상기 소정의 거리는 후행 차량(2)의 속도, 차량(1)의 운전자의 운전 성향 등에 기초하여, 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 후행 차량(2)의 속도가 빠를수록 소정의 거리는 더 길게 설정될 수 있다. 또한, 차량(1)의 운전자가 자주 차선 변경을 시도하는 성향일수록 소정의 거리는 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 시스템(200)에 더 포함될 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 및 레이더 센싱 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 후행 차량(2)의 주행 차선과 평행한 주행 방향에 대한 속도 벡터 Vy와 주행 방향에 수직인 방향에 대한 속도 벡터 Vx의 합인 속도 벡터를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 이미지 데이터나 레이더 센싱 데이터에서 순차적으로 감지되는 후행 차량(2)의 크기나 위치 변화를 이용하여 속도 벡터가 산출될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 속도 벡터를 산출할 수 있으면 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량(1)과 후행 차량(2)의 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 후행 차량(2)의 속도 벡터 성분 중 Vx의 크기가 소정의 값 이상으로 커지는 경우, 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 즉, 후행 차량(2)이 차량(1)의 후방에서 직진만 하는 경우, Vx의 크기는 거의 영에 가깝게 산출된다. 이 경우는 후행 차량(2)이 추월 의지가 없는 것으로, 이후의 동작인 차량(1)과 후행 차량(2) 사이의 충돌 위험 범위 산출은 수행되지 않을 수 있다.
후행 차량(2)이 추월을 시도하는 경우, 속도 벡터 Vx의 크기가 증가하게 되며, 속도 벡터 Vx가 소정의 값보다 커지면, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 충돌 위험 범위(10)를 산출할 수 있다. 충돌 위험 범위(10)는 차량(1)이 차선 변경을 시도하는 경우, 후행 차량(2)과 충돌할 위험이 있는 범위이며, 충돌 예상 위치(cross point, 20)를 포함할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)의 차속 정보를 포함하는 주행 데이터 및 후행 차량(2)의 속도 벡터에 기초하여, 차량(1)이 차선 변경을 시도하는 경우에 대한 충돌 위험 범위(10) 및 충돌 예상 위치(20)를 산출할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 속도 벡터에 기초하여 후행 차량(2)이 차량(1)의 좌측 또는 우측으로 이동하는 이동 경로를 예측할 수 있다.
일 예에 따라, 충돌 위험 범위(10)는 후행 차량(2)의 속도 벡터에 따른 예측 이동 경로에 기초하여 산출될 수 있다. 즉, 후행 차량(2)의 예측 이동 경로로 진행하는 동안 차량(1)의 이동을 고려하여 인접 차선에서의 차량(1)의 후면과 평행한 직선이 충돌 위험 범위(10)로 산출될 수 있다. 충돌 위험 범위(10)와 예측 이동 경로의 교차점이 충돌 예상 위치(20)로 획득될 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 충돌 예상 위치(20)에서의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 산출된 충돌 예상 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력할 수 있다. 일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 후행 차량(2)이 추월을 시도하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 후방 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 HMI 또는 HUD에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다.
일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 경고를 출력하도록 설정될 수 있다. 상기 소정의 시간이 너무 길게 설정되면 경고의 출력이 장시간 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 짧게 설정되면 운전자의 차선 변경 시도 시 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 시간이 설정될 수 있다.
일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량(1)의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 운전자가 자주 차선 변경을 시도하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 시스템(200)에 더 포함될 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 충돌 위험 범위(10)로의 차량(1)의 차선 변경 시도가 감지되는 경우, 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 차선 이탈을 방지할 수 있다. 후행 차량(2)에 대한 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내여서 경고를 수행하는 중에, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차선 변경 시도가 있는지를 감지할 수 있다.
일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 따라 감지된 차선 정보를 이용하여, 충돌 위험 범위(10)로의 차량(1)의 차선 변경 시도를 감지할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 및 센싱 데이터에서 감지된 차선 방향으로 차량(1)이 이동하는 것을 판단하여 차선 변경 시도를 감지할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 인접 차선 방향의 방향 지시등이 점등되는 경우, 차선 변경 시도가 있는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)의 조향각이나 요레이트 정보 등에 기초하여 차선 변경 시도가 있는 것인지 여부를 판단할 수 있다.
충돌 위험 영역(10)으로의 차선 변경 시도가 감지되면, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)이 주행 차선으로 진행하도록 차량(1)의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)이 충돌 위험 영역(10)으로 진행하는 경우, 편제동에 의해 차량(1)이 주행 차선에서 이탈되는 것을 방지하도록 차량(1)의 제동 장치를 제어할 수 있다.
일 예에 따라, 차량(1)에 도메인 컨트롤 유닛(210)을 포함하는 충돌 방지 시스템(200)이 구비된 경우, 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치에는 전자 제어 장치가 생략될 수 있다. 이 경우, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 조향 장치와 제동 장치를 직접 제어할 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 자율 주행 차량에서도 후행 차량에 대한 속도 벡터를 산출하고, 충돌 예상 시간에 따라 차선 변경을 시도하지 않도록 제어할 수 있다.
이에 따르면 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 및 센싱 데이터에 기초하여 차량(1)의 좌측 또는 우측의 정지 물체를 검출할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터로부터 타겟(7)을 감지할 수 있다. 타겟(7)은 일정 간격으로 감지될 수 있다. 일 예에 따라, 도로 주변에 설치되는 가드레일(5)은 서로 비슷한 형상을 갖고 일정한 간격으로 선형적으로 설치되므로, 감지된 타겟(7)이 일정 거리 내에서 선형적으로 분포되는 것으로 감지되면, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 해당 타겟을 가드레일과 같은 정지 물체로 판단할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 정지 물체를 감지할 수 있다면, 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 주행 데이터에 기초하여 차량(1)의 진행 방향과 정지 물체인 가드레일(5) 사이의 기울기를 산출할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등에 기초하여, 주행 차선과 평행 방향의 속도 벡터 Vx와 주행 차선에 수직 방향인 속도 벡터 Vy를 산출할 수 있다. 또한, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터를 이용하여 차량(1)의 전방과 가드레일(5) 사이의 거리(d)를 산출할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 산출된 정보들을 이용하여, 가드레일(5)과 차량(1)의 진행 방향이 이루는 기울기(θ)를 산출할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 산출된 기울기가 소정의 각도 이상인 경우 경고를 출력할 수 있다. 상기 소정의 각도가 너무 작게 설정되면 경고의 출력이 자주 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 크게 설정되면 운전자의 부주의 등에 따른 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 각도가 설정될 수 있다.
일 예에 따라, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 가드레일(5)이 위치하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 HMI 또는 HUD에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 이미지 데이터, 레이더 센싱 데이터 및 주행 데이터를 이용하여 정지 물체와 차량 사이의 상대 속도 및 거리를 산출할 수 있다. 차량(1)에 대한 정지 물체인 가드레일(5)의 상대 속도는 차량(1)의 속도와 같은 크기를 갖는 음의 값으로 나타난다. 즉, 상대 속도와 차량(1)의 속도의 합이 0에 매우 근접하면 전방의 물체가 정지해 있는 상태에서 차량(1)만이 이동하는 것이므로, 전방의 물체는 정지 물체로 인정된다.
도메인 컨트롤 유닛(210)은 산출된 상대 속도 및 거리에 기초하여 정지 물체인 가드레일(5)에 대한 차량(1)의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 차량(1)의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 회피 제어할 수 있다. 도메인 컨트롤 유닛(210)은 차량(1)이 주행 차선을 따라 진행하도록 차량(1)의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 도메인 컨트롤 유닛(210)은 가드레일(5)에 대한 충돌을 방지하기 위해 차량(1)의 제동 장치를 제어하여 편제동을 수행할 수 있다.
일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량(1)의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 운전자가 자주 부주의한 운전을 하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 시스템(200)에 더 포함될 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
이에 따르면, 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기와 정지 물체의 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 정지 물체와의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 충돌 방지 방법은, 도 1을 참조하여 설명한 충돌 방치 장치에서 구현될 수 있다. 이하 필요한 도면들을 참조하여, 본 개시에 따른 충돌 방지 방법과, 이를 구현하기 위한 충돌 방지 장치(100)의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 이하에서는, 컨트롤러(150)를 포함하는 충돌 방지 장치(100)를 기준으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 충돌 방지 방법은, 모순되지 않는 범위 내에서, 도메인 컨트롤 유닛(210)을 포함하는 충돌 방지 시스템(200)에서도 실질적으로 동일하게 수행될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량과 후행 차량과의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 방법의 흐름도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 차량과 후행 차량과의 충돌 예상 시간 및 차선 변경 시도에 따른 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 충돌 방지 장치는 차량의 외부에 대한 이미지 데이터 및 센싱 데이터와 차량의 주행 데이터를 획득할 수 있다[S110].
충돌 방지 장치는 카메라 모듈을 통하여 차량의 후방 이미지 데이터 및 전방 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 충돌 방지 장치는 레이더 모듈과 같은 비이미지 센서 모듈을 통하여 차량의 전방 및 후방에 대한 센싱 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 충돌 방지 장치는 차량에 구비된 차량 내부 센서 모듈을 통하여, 주행 데이터로서, 차량의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등을 획득할 수 있다.
다시, 도 7을 참조하면, 충돌 방지 장치는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출할 수 있다[S120].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출할 수 있다. 차량이 주행 중인 주행 차선에서 근접하여 주행 중인 후행 차량이 인접한 좌측 또는 우측 차선을 이용하여 빠르게 차량을 추월하고자 할 때, 차량도 같은 차선으로 차선 변경을 시도하게 되면, 후행 차량에 대한 경고가 수행되지 못할 수 있다. 이러한 경우에 대비하여, 컨트롤러는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여, 후행 차량의 속도 벡터를 산출할 수 있다.
컨트롤러는 이미지 데이터 및 레이더 센싱 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 후행 차량의 주행 차선과 평행한 주행 방향에 대한 속도 벡터 Vy와 주행 방향에 수직인 방향에 대한 속도 벡터 Vx의 합인 속도 벡터를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 이미지 데이터나 레이더 센싱 데이터에서 순차적으로 감지되는 후행 차량의 크기나 위치 변화를 이용하여 속도 벡터가 산출될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 속도 벡터를 산출할 수 있으면 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
다시, 도 7을 참조하면, 충돌 방지 장치는 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출할 수 있다[S130].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 주행 데이터 및 속도 벡터에 기초하여 차량과 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출할 수 있다. 일 예에 따라, 컨트롤러는 후행 차량의 속도 벡터 성분 중 Vx의 크기가 소정의 값 이상으로 커지는 경우, 충돌 위험 범위를 산출할 수 있다. 즉, 후행 차량이 차량의 후방에서 직진만 하는 경우, Vx의 크기는 거의 영에 가깝게 산출된다. 이 경우는 후행 차량이 추월 의지가 없는 것으로, 이후의 동작인 차량과 후행 차량 사이의 충돌 위험 범위 산출은 수행되지 않을 수 있다.
후행 차량이 추월을 시도하는 경우, 속도 벡터 Vx의 크기가 증가하게 되며, 속도 벡터 Vx가 소정의 값보다 커지면, 컨트롤러는 충돌 위험 범위를 산출할 수 있다. 충돌 위험 범위는 차량이 차선 변경을 시도하는 경우, 후행 차량과 충돌할 위험이 있는 범위이며, 충돌 예상 위치를 포함할 수 있다.
다시, 도 7을 참조하면, 충돌 방지 장치는 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다[S140].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 후행 차량의 속도 벡터에 따른 예측 이동 경로에 기초하여 충돌 위험 범위를 산출할 수 있다. 후행 차량의 예측 이동 경로로 진행하는 동안 차량의 이동을 고려하여 인접 차선에서의 차량의 후면과 평행한 직선이 충돌 위험 범위로 산출될 수 있다. 충돌 위험 범위와 예측 이동 경로의 교차점이 충돌 예상 위치로 획득될 수 있다. 컨트롤러는 충돌 예상 위치에서의 충돌 예상 시간(TTC)을 산출할 수 있다.
다시, 도 7을 참조하면, 충돌 방지 장치는 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력할 수 있다[S150].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 후행 차량이 추월을 시도하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 후방 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 HMI 또는 HUD에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 차량에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여, 충돌 방지 장치의 경고 출력에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 충돌 방지 장치의 컨트롤러는 산출된 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내인지를 판단할 수 있다[S210]. 상기 소정의 시간이 너무 길게 설정되면 경고의 출력이 장시간 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 짧게 설정되면 운전자의 차선 변경 시도 시 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 시간이 설정될 수 있다.
일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량의 운전자가 자주 차선 변경을 시도하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 장치에 더 포함될 수 있다.
충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내가 아닌 경우(S210, No), 컨트롤러는 경고를 출력하지 않고, 도 7에 도시된 과정을 처음부터 다시 시작할 수 있다.
충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우(S210, Yes), 컨트롤러는 충돌 위험 범위로의 차량의 차선 변경 시도가 감지되는지를 판단할 수 있다[S220]. 일 예에 따라, 컨트롤러는 이미지 데이터 및 센싱 데이터 중 적어도 하나에 따라 감지된 차선 정보를 이용하여, 충돌 위험 범위로의 차량의 차선 변경 시도를 감지할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일 예에 따라, 컨트롤러는 인접 차선 방향의 방향 지시등이 점등되는 경우, 차선 변경 시도가 있는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 차량의 조향각이나 요레이트 정보 등에 기초하여 차선 변경 시도가 있는 것인지 여부를 판단할 수 있다.
차선 변경 시도가 감지되지 않는 경우(S220, No), 컨트롤러는 차량의 조향이나 제동에 대한 제어 없이, 충돌 위험에 대한 경고만을 출력할 수 있다[S230].
차선 변경 시도가 감지되는 경우(S220, Yes), 컨트롤러는 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 차선 이탈을 방지할 수 있다[S240]. 일 예에 따라, 컨트롤러는 차량이 주행 차선으로 진행하도록 차량의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 차량이 충돌 위험 영역으로 진행하는 경우, 차량이 주행 차선에서 이탈되는 것을 방지하기 위하여 차량의 제동 장치를 제어하여 편제동을 수행할 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 자율 주행 차량에서도 후행 차량에 대한 속도 벡터를 산출하고, 충돌 예상 시간에 따라 차선 변경을 시도하지 않도록 제어할 수 있다.
이에 따르면 차량이 주행 중인 주행 차선에서 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 이용하여 충돌 위험 범위 및 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 근접한 후행 차량과의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체와의 충돌을 방지하기 위한 충돌 방지 방법의 흐름도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 차량과 정지 물체 사이의 기울기 및 충돌 예상 시간에 따른 충돌 방지 방법의 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 충돌 방지 장치는 차량의 외부에 대한 이미지 데이터 및 센싱 데이터와 차량의 주행 데이터를 획득할 수 있다[S310].
충돌 방지 장치는 카메라 모듈을 통하여 차량의 후방 이미지 데이터 및 전방 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 충돌 방지 장치는 레이더 모듈과 같은 비이미지 센서 모듈을 통하여 차량의 전방 및 후방에 대한 센싱 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 충돌 방지 장치는 차량에 구비된 차량 내부 센서 모듈을 통하여, 주행 데이터로서, 차량의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등을 획득할 수 있다.
다시, 도 9를 참조하면, 충돌 방지 장치는 이미지 데이터 및 센싱 데이터에 기초하여 차량의 좌측 또는 우측에서 정지 물체가 검출되는지를 판단할 수 있다[S320].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 이미지 데이터 및 센싱 데이터에 기초하여 차량의 좌측 또는 우측의 정지 물체를 검출할 수 있다. 컨트롤러는 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터로부터 타겟을 감지할 수 있다. 예를 들어, 도로 주변에 설치되는 가드레일은 서로 비슷한 형상을 갖고 일정한 간격으로 선형적으로 설치되므로, 감지된 타겟이 일정 거리 내에서 선형적으로 분포되는 것으로 감지되면, 컨트롤러는 해당 타겟을 가드레일과 같은 정지 물체로 판단할 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 정지 물체를 감지할 수 있다면, 특정 방법에 한정되는 것은 아니다.
정지 물체가 검출되지 않는 경우(S320, No), 충돌 방지 장치의 컨트롤러는 경고를 수행하지 않을 수 있다. 이후, 컨트롤러는 도 9의 과정을 처음부터 다시 수행할 수 있다.
다시, 도 9를 참조하면, 정지 물체가 검출되는 경우(S320, Yes), 컨트롤러는 주행 데이터에 기초하여 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기를 산출할 수 있다[S330]. 컨트롤러는 차량의 차속 정보, 조향각 정보, 차량 자세 정보 및 요레이트 정보 등에 기초하여, 주행 차선과 평행 방향의 속도 벡터 Vx와 주행 차선에 수직 방향인 속도 벡터 Vy를 산출할 수 있다. 또한, 컨트롤러는 이미지 데이터 또는 레이더 센싱 데이터를 이용하여 차량의 전방과 정지 물체 사이의 거리를 산출할 수 있다. 컨트롤러는 산출된 정보들을 이용하여, 정지 물체와 차량의 진행 방향이 이루는 기울기를 산출할 수 있다.
다시, 도 9를 참조하면, 충돌 방지 장치는 정지 물체에 대한 차량의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다[S340].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 이미지 데이터, 레이더 센싱 데이터 및 주행 데이터를 이용하여 정지 물체와 차량 사이의 상대 속도 및 거리를 산출할 수 있다. 차량에 대한 정지 물체의 상대 속도는 차량의 속도와 같은 크기를 갖는 음의 값으로 나타난다. 즉, 상대 속도와 차량의 속도의 합이 0에 매우 근접하면 전방의 물체가 정지해 있는 상태에서 차량만이 이동하는 것이므로, 전방의 물체는 정지 물체로 인정된다. 컨트롤러는 산출된 상대 속도 및 거리에 기초하여 정지 물체에 대한 차량의 충돌 예상 시간을 산출할 수 있다.
다시, 도 9를 참조하면, 충돌 방지 장치는 충돌 예상 시간 및 기울기에 기초하여 경고를 출력할 수 있다[S150].
충돌 방지 장치의 컨트롤러는 정지 물체가 위치하는 방향의 사이드 미러의 일 영역에 충돌에 대한 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 HMI 또는 HUD에 경고를 표시할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 차량에 구비된 음향 출력 모듈이나 햅틱 모듈을 통하여 청각적 또는 촉각적으로 경고를 출력할 수 있다. 이하, 도 10을 참조하여, 충돌 방지 장치의 경고 출력에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 충돌 방지 장치의 컨트롤러는 산출된 기울기가 소정의 각도 이상인지를 판단할 수 있다[S410]. 상기 소정의 각도가 너무 작게 설정되면 경고의 출력이 자주 수행되어 운전자에게 피로감을 줄 수 있으며, 너무 크게 설정되면 운전자의 부주의 등에 따른 충돌 방지를 효과적으로 수행할 수 없으므로, 이러한 점에 기초하여, 소정의 각도가 설정될 수 있다.
기울기가 소정의 각도 이상이 아닌 경우(S410, No), 컨트롤러는 경고를 출력하지 않고, 도 9에 도시된 과정을 처음부터 다시 시작할 수 있다.
기울기가 소정의 각도 이상으로 판단되는 경우(S410, Yes), 컨트롤러는 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내인지 판단할 수 있다[S420]. 일 예에 따라, 상기 소정의 시간은 차량(1)의 운전자의 운전 성향에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 운전자가 자주 부주의한 운전을 하는 성향일수록 소정의 시간은 더 길게 설정될 수 있다. 이 경우, 운전자의 식별 및 운전 성향을 학습하기 위한 구성이 충돌 방지 장치(100)에 더 포함될 수 있다.
충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내가 아닌 경우(S420, No), 컨트롤러는 차량의 조향이나 제동에 대한 제어 없이, 충돌 위험에 대한 경고만을 출력할 수 있다[S430].
충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내인 경우(S420, Yes), 컨트롤러는 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 회피 제어를 수행할 수 있다[S440]. 컨트롤러는 차량이 주행 차선을 따라 진행하도록 차량의 조향 장치를 제어할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 정지 물체에 대한 충돌을 방지하기 위해 차량의 제동 장치를 제어하여 편제동을 수행할 수 있다.
이상에서는, 운전자가 직접 운전하는 경우를 전제로 경고 및 차량의 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 내용은 차량이 자율 주행을 수행하는 경우에도, 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
이에 따르면, 차량의 진행 방향과 정지 물체 사이의 기울기와 정지 물체의 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 경고 및 제어를 수행하여 정지 물체와의 충돌을 방지함으로써, 적절한 운전자 보조 또는 자율 주행을 수행할 수 있다.
상술한 본 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
또한, "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며 구성 요소는 한 시스템에 위치하거나 두 대 이상의 시스템에 배포될 수 있다.
이상에서, 본 개시의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 개시가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 차량 2: 후행 차량
3: 인접 차선 후행 차량 5: 가드레일
7: 감지 타겟 10: 충돌 위험 범위
20: 충돌 예상 위치(cross point) 30: 제1 영역
40: 제2 영역 100: 컨트롤러
110: 카메라 모듈 120: 비이미지 센서
130: 통신 모듈 140: 차량 내부 센서 모듈
200: 도메인 컨트롤 유닛 210: 운전자 보조 시스템 모듈

Claims (15)

  1. 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하고, 상기 캡쳐된 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 카메라 모듈;
    상기 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 상기 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하고, 상기 캡쳐된 센싱 데이터를 처리하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈;
    상기 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈; 및
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하도록 구성된 컨트롤러 를 포함하되,
    상기 컨트롤러는,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 차량이 주행 중인 주행 차선에서 상기 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 상기 주행 데이터 및 상기 속도 벡터에 기초하여 상기 차량과 상기 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 상기 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하고, 상기 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 충돌 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 속도 벡터에 기초하여 상기 후행 차량이 상기 차량의 좌측 또는 우측으로 이동하는 이동 경로를 예측하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 충돌 위험 범위를 산출하는 충돌 방지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 경고를 출력하는 충돌 방지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 충돌 위험 범위로의 상기 차량의 차선 변경 시도가 감지되는 경우, 상기 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 차선 이탈을 방지하는 충돌 방지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터 중 적어도 하나에 따라 감지된 차선 정보를 이용하여, 상기 충돌 위험 범위로의 상기 차량의 차선 변경 시도를 감지하는 충돌 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 차량의 좌측 또는 우측의 정지 물체를 검출하고, 상기 주행 데이터에 기초하여 상기 차량의 진행 방향과 상기 정지 물체 사이의 기울기를 산출하고, 상기 기울기가 소정의 각도 이상인 경우 경고를 출력하는 충돌 방지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 정지 물체와 상기 차량 사이의 상대 속도 및 거리를 산출하고, 상기 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 상기 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 상기 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 회피 제어하는 충돌 방지 장치.
  8. 차량의 외부에 대한 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되어 이미지 데이터를 캡쳐하도록 구성된 카메라 모듈;
    상기 차량의 외부에 대한 감지 영역을 갖도록 상기 차량에 배치되어 센싱 데이터를 캡쳐하도록 구성된 적어도 하나의 비이미지 센서 모듈;
    상기 차량의 주행 데이터를 검출하는 차량 내부 센서 모듈; 및
    상기 캡쳐된 이미지 데이터 및 센싱 데이터를 처리하고, 상기 차량의 주위에서 감지된 객체와의 충돌을 방지하고, 상기 차량에 구비된 적어도 하나의 운전자 보조 시스템 모듈을 제어하도록 구성된 도메인 컨트롤 유닛을 포함하되,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 이미지 데이터 및 센싱 데이터의 처리에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 차량이 주행 중인 주행 차선에서 상기 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하고, 상기 주행 데이터 및 상기 속도 벡터에 기초하여 상기 차량과 상기 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하고, 상기 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하고, 상기 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하도록 동작 가능한 것을 특징으로 하는 충돌 방지 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 속도 벡터에 기초하여 상기 후행 차량이 상기 차량의 좌측 또는 우측으로 이동하는 이동 경로를 예측하고, 상기 이동 경로에 따라 상기 충돌 위험 범위를 산출하는 충돌 방지 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 경고를 출력하는 충돌 방지 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 충돌 위험 범위로의 상기 차량의 차선 변경 시도가 감지되는 경우, 상기 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 차선 이탈을 방지하는 충돌 방지 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터 중 적어도 하나에 따라 감지된 차선 정보를 이용하여, 상기 충돌 위험 범위로의 상기 차량의 차선 변경 시도를 감지하는 충돌 방지 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 차량의 좌측 또는 우측의 정지 물체를 검출하고, 상기 주행 데이터에 기초하여 상기 차량의 진행 방향과 상기 정지 물체 사이의 기울기를 산출하고, 상기 기울기가 소정의 각도 이상인 경우 경고를 출력하는 충돌 방지 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도메인 컨트롤 유닛은,
    상기 정지 물체와 상기 차량 사이의 상대 속도 및 거리를 산출하고, 상기 상대 속도 및 거리에 기초하여 충돌 예상 시간을 산출하고, 상기 충돌 예상 시간이 소정의 시간 이내로 판단되는 경우, 상기 차량의 조향 장치 및 제동 장치 중 적어도 하나를 제어하여 회피 제어하는 충돌 방지 시스템.
  15. 차량의 외부에 대한 이미지 데이터 및 센싱 데이터와 상기 차량의 주행 데이터를 획득하는 단계;
    상기 이미지 데이터 및 상기 센싱 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 차량이 주행 중인 주행 차선에서 상기 차량의 후방에 위치하는 후행 차량의 속도 벡터를 산출하는 단계;
    상기 주행 데이터 및 상기 속도 벡터에 기초하여 상기 차량과 상기 후행 차량의 충돌 위험 범위를 산출하는 단계;
    상기 충돌 위험 범위 내에서의 충돌 예상 시간(Time to Collision; TTC)을 산출하는 단계; 및
    상기 충돌 예상 시간에 기초하여 경고를 출력하는 단계를 포함하는 충돌 방지 방법.
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