KR20200120082A - 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법은, 충돌 회피 제어 장치가 차량의 충돌을 회피 제어하는 방법에 있어서, 상기 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량이 감지된 경우, 상기 차량과 상기 후방차량과의 충돌예상시간(TTC)을 산출하는 단계, 상기 충돌예상시간을 기 설정된 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단하는 단계, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 충돌위험 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 중 적어도 하나를 포함하는 충돌 회피 기능을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치{CONTROL METHOD FOR COLLISION AVOIDANCE OF VEHICLE AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 후방에 접근 주행중인 후방차량과의 충돌 가능성이 있는 경우, 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 등의 충돌 회피 기능을 수행하는 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 긴급 제동 시스템(AEBS; Autonomous Emergency Braking System)은 차량을 긴급 제동시켜 충돌에 대한 사고를 예방하는 시스템이다.
이러한 긴급 제동 시스템은 카메라와 레이더(Radar)를 구비하여, 주행중인 차량의 전방에 오브젝트(object)가 인식되면, 그 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 측정하여 오브젝트와의 충돌 위험성을 판단한다. 이후 긴급 제동 시스템은 충돌 위험성이 있는 것으로 판단되면, 충돌을 회피하도록 제동 장치를 작동시킨다.
그러나, 종래의 긴급 제동 시스템은 전방에 위치하는 오브젝트만을 고려하여 긴급 제동을 수행하기 때문에 차량의 후방에 다른 차량이 위치하는 경우 후방 충돌에 의한 사고는 예방하는 것이 불가능하였다.
이에, 차량이 긴급 제동 시, 차량의 후방에 접근 주행중인 후방차량이 위치하는 경우에도 후방 충돌에 의한 사고를 예방할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2015-0071568호 (발명의 명칭 : 자동 긴급 제동 방법 및 시스템)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 긴급 제동 시, 차량의 후방에 접근 주행중인 후방차량과의 충돌을 회피할 수 있는 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법은, 충돌 회피 제어 장치가 차량의 충돌을 회피 제어하는 방법에 있어서, 상기 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량이 감지된 경우, 상기 차량과 상기 후방차량과의 충돌예상시간(TTC)을 산출하는 단계, 상기 충돌예상시간을 기 설정된 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단하는 단계, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 충돌위험 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 중 적어도 하나를 포함하는 충돌 회피 기능을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 충돌예상시간은 상기 차량과 상기 후방차량 사이의 거리, 상기 차량과 상기 후방차량 간의 속도차에 기초하여 산출될 수 있다.
본 발명에서 상기 기준충돌예상시간은, 충돌위험 경보신호의 출력 여부 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간, 충돌 회피 제어 기능의 수행 여부 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간을 포함하고, 상기 충돌 가능 여부를 판단하는 단계는, 상기 충돌예상시간이 상기 제1 기준충돌예상시간 미만인지 판단하는 단계, 상기 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 상기 차량이 정상 주행하도록 제어하고, 제1 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 충돌예상시간이 상기 제2 기준충돌예상시간 미만인지 판단하는 단계, 상기 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 충돌위험 경보신호가 출력되도록 제어하고, 제2 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 차량이 상기 후방차량과 충돌 가능하다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 충돌 회피 기능을 수행하는 단계는, 상기 차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여, 전방 가속 영역의 확보 가능 여부를 판단하는 단계, 전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우, 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행하고, 전방 가속 영역의 확보가 불가능한 경우, 상기 차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보 및 상기 충돌예상시간에 기초하여, 차선 변경 영역의 확보 가능 여부를 판단하는 단계, 차선 변경 영역의 확보가 가능한 경우, 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 차선 변경 영역은 상기 충돌예상시간에 기초하여 설정되는 가변적인 크기일 수 있다.
본 발명에서 상기 차선 변경 영역의 확보가 불가능한 경우, 상기 후방차량과의 후방충돌량 및 전방차량과의 전방충돌량을 산출하고, 상기 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 차량 속도를 결정하여 속도 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 충돌 회피 제어 장치는, 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량을 감지하는 센서부, 상기 센서부를 통해 후방차량이 감지된 경우, 상기 차량과 상기 후방차량과의 충돌예상시간을 산출하고, 상기 충돌예상시간을 기 설정된 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단하는 충돌 가능 판단부, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 충돌위험 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 중 적어도 하나를 포함하는 충돌 회피 기능을 수행하는 충돌 회피 처리부를 포함한다.
본 발명에서 상기 충돌 가능 판단부는, 상기 차량과 상기 후방차량 사이의 거리, 상기 차량과 상기 후방차량 간의 속도차에 기초하여 상기 충돌예상시간을 산출할 수 있다.
본 발명에서 상기 기준충돌예상시간은, 충돌위험 경보신호의 출력 여부 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간, 충돌 회피 제어 기능의 수행 여부 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간을 포함하고, 상기 충돌 가능 판단부는 상기 충돌예상시간을 상기 제1 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 상기 차량이 정상 주행하도록 제어하고, 제1 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 충돌예상시간을 상기 제2 기준충돌예상시간과 비교하며, 그 비교결과 상기 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 충돌위험 경보신호가 출력되도록 제어하고, 제2 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 차량이 상기 후방차량과 충돌 가능하다고 판단할 수 있다.
본 발명에서 상기 충돌 회피 처리부는, 상기 차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여 전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우, 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 충돌 회피 처리부는, 상기 차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보 및 상기 충돌예상시간에 기초하여 차선 변경 영역의 확보가 가능한 경우, 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 차선 변경 영역은 충돌예상시간을 기반으로 가변적인 크기일 수 있다.
본 발명에서 상기 충돌 회피 처리부는, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌을 회피할 수 없는 경우, 상기 후방차량과의 후방충돌량 및 전방차량과의 전방충돌량을 산출하고, 상기 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 차량 속도를 결정하여 속도 제어를 수행할 수 있다.
본 발명은 차량의 후방에 접근 주행중인 후방차량과의 충돌 가능성이 있는 경우, 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 등의 충돌 회피 기능을 수행함으로써, 긴급 제동에 의한 후방 충돌 사고 위험을 방지할 수 있다. 특히, 일반도로, 고속도로 등에서 후방차량이 화물차/버스일 경우, 자차량 경보, 자차량의 전방 가속 제어 및 자차량의 차선 변경을 통해 사고 확률을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 충돌 회피 제어 장치가 적용되는 일예를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 가속 영역과 차선 변경 영역을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 충돌 회피 제어 장치가 적용되는 일예를 나타낸 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 충돌 회피 제어 장치는 자차량(1)에 설치되며, 충돌 회피 제어 장치는 자차량(1)의 전방에 주행하는 전방차량(2), 자차량(1)의 후방에서 접근 주행하는 후방차량(4), 자차량의 측방에 주행하는 측방차량(미도시)을 감지할 수 있다.
이때, 충돌 회피 제어 장치는 자차량 주행 시, 후방차량(4)과의 충돌 가능성을 분석하고, 후방차량(4)과의 충돌 가능성이 있는 경우 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 등의 충돌 회피 기능을 수행하도록 제어한다. 즉, 충돌 회피 제어 장치는 후방차량(4)과의 충돌 가능성이 낮다고 판단될 경우, 경보 신호를 출력하여, 자차량(1)의 운전자로 하여금 충돌 회피를 위한 반응시간의 여유(margin)를 제공한다. 또한, 충돌 회피 제어 장치는 후방차량(4)과의 충돌 가능성이 높다고 판단될 경우, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 등의 충돌 회피 기능을 수행한다.
이러한 충돌 회피 제어 장치를 통해, 자차량(1)의 후방에 인접하여 주행하고 있는 후방차량(4)이 존재하는 경우에도 자차량(1)이 긴급 제동을 수행하면 자차량(1)과 후방차량(4)과의 충돌 사고를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 장치를 설명하기 위한 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 가속 영역과 차선 변경 영역을 설명하기 위한 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 변경 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 장치(100)는 센서부(110), 충돌 가능 판단부(120), 충돌 회피 처리부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
센서부(110)는 자차량의 전방, 후방 및 측방을 감지하고, 감지결과를 제어부(140)에 제공한다. 여기서, 센서부(110)는 자차량의 전방을 감시하기 위한 전방 카메라(112)와 전방 레이더(114), 자차량의 후방 및 측방을 감시하기 위한 후방 레이더(116)와 측방 레이더(118)를 포함할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같은 영역을 감지할 수 있다. 예컨대, 전방 카메라(112)는 A 영역을 감지할 수 있고, 전방 레이더(114)는 B영역을 감지할 수 있으며, 후방 레이더(116)는 C영역을 감지할 수 있고, 전/후측방 레이더(114, 116, 118)는 D영역과 같이 차량 주위의 전 영역을 감지할 수 있다.
전방 레이더(114), 후방 레이더(116) 및 측방 레이더(118)는 자차량의 전방, 후방 및 측방으로 레이저신호를 송신하고, 전방차량, 후방차량 및 측방차량에서 반사된 레이저신호를 수신하여, 전방차량정보, 후방차량정보, 측방차량정보를 출력할 수 있다. 여기서, 전방차량정보는 전방차량의 속도 및 거리를 포함하고, 후방차량정보는 후방차량의 속도 및 거리를 포함하며, 측방차량정보는 측방차량의 속도 및 거리를 포함할 수 있다.
충돌 가능 판단부(120)는 센서부(110)를 통해 후방차량이 감지된 경우, 자차량과 후방차량과의 충돌예상시간(TTC, Time To Collision)을 산출하고, 충돌예상시간과 기 설정된 기준충돌예상시간을 비교하며, 그 비교결과에 기초하여 자차량과 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단한다. 여기서, 기준충돌예상시간은 제1 기준충돌예상시간과 제2 기준충돌예상시간을 포함할 수 있다. 제1 기준충돌예상시간은 자차량과 후방차량의 충돌 가능성이 높지는 않으나, 자차량 운전자에게 위험상황을 인지시키기 위해 사전에 경보신호를 출력하기 위한 경보영역인지를 판단하기 위한 기준시간일 수 있다. 제2 기준충돌예상시간은 자차량과 후방차량의 충돌 가능성이 높으므로, 충돌 회피 제어 기능을 수행하기 위한 제어영역인지를 판단하기 위한 기준시간일 수 있다.
충돌 가능 판단부(120)는 후방차량이 감지되면, 자차량정보와 센서부(110)를 통해 감지된 후방차량정보를 이용하여 충돌예상시간을 산출한다. 이때, 충돌 가능 판단부(120)는 자차량과 후방차량의 속도차, 자차량과 후방차량간의 거리를 이용한 아래 수학식 1을 이용하여 충돌예상시간(TTC)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, Xrel은 자차량과 후방차량간의 거리, Vrel은 자차량과 후방차량의 속도차를 말한다.
또한, 충돌 가능 판단부(120)는 자차량의 속도, 후방차량의 속도, 자차량의 가/감속도, 후방차량의 가/감속도, 자차량과 후방차량 사이의 거리를 기초로 자차량과 후방차량의 충돌 예상 시간을 산출할 수도 있다.
수학식 1을 통해 충돌예상시간이 산출되면, 충돌 가능 판단부(120)는 충돌예상시간을 경보영역 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 충돌위험 경보신호를 출력한다. 또한, 충돌 가능 판단부(120)는 충돌예상시간을 제어영역 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 자차량과 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단한다.
즉, 충돌 가능 판단부(120)는 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만인지를 판단한다. 그 판단결과, 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아니면, 충돌 가능 판단부(120)는 후방차량은 감지되었지만 충돌 가능성이 낮으므로 경보신호를 출력하지 않고, 차량이 정상 주행하도록 제어한다.
만약, 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이면, 충돌 가능 판단부(120)는 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만인지를 판단한다. 그 판단결과, 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아니면, 충돌 가능 판단부(120)는 충돌 위험 경보신호를 출력하여, 운전자에게 위험상황을 인지시킨다. 여기서, 경보신호는 자차량의 운전자 및 후방 차량의 운전자를 위한 사전 경고일 수 있고, 자차량의 운전자에게는 사운드 신호로 경고 메시지를 출력할 수 있으며, 후방차량의 운전자에게 비상등 신호를 이용하여 경고 메시지를 출력할 수 있다.
만약, 충돌예상시간이 제2 기준충돌시간 미만이면, 충돌 가능 판단부(120)는 자차량과 후방차량이 충돌 가능하다고 판단한다.
충돌 회피 처리부(130)는 충돌 가능 판단부(120)에서 자차량과 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 전방 가속 제어, 차선 변경 등의 충돌 회피 기능을 수행하여, 후방 충돌에 의한 위험 상황을 탈출하도록 제어한다. 이때, 전방 가속 제어는 도 4에 도시된 바와 같은 자차량이 전방으로 이동할 수 있는 공간인 전방 가속 영역(E)이 존재해야 하고, 차선 변경 제어는 차차량이 다른 차선으로 이동할 수 있는 공간인 차선 변경 영역(F)이 존재해야 한다.
따라서, 충돌 회피 처리부(130)는 자차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여 전방 가속 영역의 확보 가능 여부를 판단하고, 전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우, 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행한다.
즉, 충돌 회피 처리부(130)는 전방 카메라(112) 또는 전방 레이더(114)의 전방 탐지를 통해 전방차량의 존재 여부, 전방차량이 존재하는 경우 전방차량과의 거리, 속도 등을 이용하여 전방 가속 영역의 확보가 가능한지를 판단하고, 전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우 전방 가속 영역으로 주행하여 위험 상황을 탈출하도록 제어한다. 이때, 충돌 회피 처리부(130)는 전방차량이 존재하지 않으면, 전방 가속 영역의 확보가 가능하다고 판단할 수 있다. 또한, 충돌 회피 처리부(130)는 자차량과 전방차량과의 거리가 기 설정된 일정 거리 이상인 경우 전방 가속 영역의 확보가 가능하다고 판단할 수 있다. 여기서, 기 설정된 일정 거리는 자차량의 크기 및 속도, 전방차량의 속도 등을 고려하여 설정된 거리일 수 있다.
이처럼, 충돌 회피 처리부(130)는 후방차량과의 충돌 위험 시, 전방 센서 탐지를 통해 전방 가속 영역의 확보가 가능하면, 전방 가속 제어를 통해 위험 상황을 탈출할 수 있다. 이때, 충돌 회피 처리부(130)는 자차량의 속도, 전방차량의 속도, 자차량의 가/감속도, 전방차량의 가/감속도, 자차량과 전방차량 사이의 거리 등을 고려하여, 전방 가속 제어를 위한 자차량의 속도를 결정할 수 있다.
또한, 충돌 회피 처리부(130)는 전방 가속 영역의 확보가 불가능하면, 자차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보에 기초하여 차선 변경 가능 여부를 판단하고, 차선 변경이 가능한 경우, 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행한다. 여기서, 차선 변경 영역은 충돌예상시간을 기반으로 한 가변적인 크기일 수 있다. 예컨대, 충돌예상시간이 길어지면 차선 변경을 급하게 하지 않아도 되므로, 차선 변경 영역을 작게 설정할 수 있고, 충돌예상시간이 짧아지면 차선 변경을 급하게 해야 하므로, 차선 변경 영역을 크게 설정할 수 있다.
즉, 충돌 회피 처리부(130)는 자 차선 내 전방차량이 존재하여, 전방 가속 영역의 확보가 불가능하면, 충돌예상시간을 기반으로 차선 변경 영역을 설정하고, 후방/측방 레이더를 통해 좌우의 양쪽 차선으로 측방차량의 존재 여부, 측방차량이 존재하는 경우 측방차량과의 거리, 속도 등을 이용하여 차선 변경 영역의 확보 가능 여부를 판단한다. 그 판단결과, 차선 변경 영역의 확보가 가능하여 차선 변경이 가능하면, 충돌 회피 처리부(130)는 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행한다. 이때, 충돌 회피 처리부(130)는 자차량의 속도, 측방차량의 속도, 자차량의 가/감속도, 측방차량의 가/감속도, 자차량과 측방차량 사이의 거리 등을 고려하여, 차선 변경 제어를 위한 자차량의 속도를 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 자 차선 내 전방차량(2)이 존재하여, 전방 가속 영역(Control1 Zone)의 확보는 불가능하나, 측방에 차선 변경 영역(Control2 Zone)의 확보가 가능하면, 자차량(1)은 차선 변경 영역으로 이동함으로써, 후방차량(4)과의 충돌을 방지할 수 있다.
이처럼 충돌 회피 처리부(130)는 긴급제동의 상황에서도 충돌 가능성이 높으면, 모니터링 중인 좌/우 차선의 공간을 활용하여 조향 제어를 수행하여, 위험 상황을 탈피할 수 있다.
또한, 충돌 회피 처리부(130)는 자차량과 후방차량의 충돌을 회피할 수 없는 경우, 자차량과 후방차량의 후방충돌량 및 자차량과 전방차량의 전방충돌량을 산출하고, 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 자차량 속도를 결정하여 제어할 수 있다.
즉, 충돌 회피 처리부(130)는 충돌 회피가 불가능하여 후방차량과 충돌이 예상되는 경우 후방차량 충돌량과 전방차량과의 충돌량을 산출한다. 이때, 충돌 회피 처리부(130)는 후방차량의 속도 및 거리, 자차량의 속도를 기반으로 자차량과 후방차량 사이의 상대속도 및 상대거리를 산출하고, 산출된 후방차량과의 상대 속도 및 상대거리, 자차량의 속도를 이용하여 후방충돌량을 산출할 수 있다. 또한, 충돌 회피 처리부(130)는 전방차량의 속도 및 거리, 자차량의 속도를 기반으로 자차량과 전방차량 사이의 상대속도 및 상대거리를 산출하고, 산출된 전방차량과의 상대 속도 및 상대거리, 자차량의 속도를 이용하여 전방충돌량을 산출할 수 잇다.
그런 후, 충돌 회피 처리부(130)는 후방출돌량과 전방충돌량 중 충돌량이 작은 쪽으로 자차량의 속도를 결정하고, 결정된 속도로 주행하도록 속도 제어를 수행한다. 이때, 충돌 회피 처리부(130)는 전방차량의 상대감속도, 자차량 감속정보, 후방차량 상대 감속도 등을 반영하여 최소 충돌량이 되는 자차량 속도를 결정하여 제어를 수행한다.
한편, 충돌 가능 판단부(120), 충돌 회피 처리부(130)는 컴퓨팅 장치상에서 프로그램을 실행하기 위해 필요한 프로세서 등에 의해 각각 구현될 수 있다. 이처럼 충돌 가능 판단부(120), 충돌 회피 처리부(130)는 물리적으로 독립된 각각의 구성에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되는 형태로 구현될 수도 있다.
제어부(140)는 센서부(110), 충돌 가능 판단부(120), 충돌 회피 처리부(130)를 포함하는 충돌 회피 제어 장치(100)의 다양한 구성부들의 동작을 제어하는 구성으로, 적어도 하나의 연산 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 장치는 범용적인 중앙연산장치(CPU), 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 충돌 회피 제어 장치는 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량이 감지되는지를 판단한다(S610). 즉, 충돌 회피 제어 장치는 차량에 구비된 카메라, 레이더 등을 이용하여 차량의 전방 상황, 후방 상황, 측방 상황 등을 센싱하고, 후방차량이 감지되는지를 판단한다.
단계 S610의 판단결과, 후방차량이 감지되면, 충돌 회피 제어 장치는 차량과 후방차량과의 충돌예상시간(TTC)을 산출한다(S620). 이때, 충돌 회피 제어 장치는 차량과 후방차량 사이의 거리, 차량과 후방차량 사이의 속도차에 기초하여 충돌예상시간을 산출할 수 있다.
단계 S620이 수행되면, 충돌 회피 제어 장치는 충돌예상시간이 경보영역 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간(TTCth1) 미만인지를 판단한다(S630).
단계 S630의 판단결과, 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이면, 충돌 회피 제어 장치는 충돌예상시간을 제어영역 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간(TTCth2) 미만인지를 판단한다(S640).
단계 S640의 판단결과, 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이면, 충돌 회피 제어 장치는 차량과 후방차량의 충돌이 가능하다고 판단하여, 차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여 전방 가속 영역의 확보 가능 여부를 판단한다(S650). 이때, 충돌 회피 제어 장치는 전방 카메라 또는 전방 레이더의 전방 탐지를 통해 전방차량의 존재 여부, 전방차량이 존재하는 경우 전방차량과의 거리, 속도 등을 이용하여 전방 가속 영역의 확보 가능 여부를 판단할 수 있다.
단계 S650의 판단결과, 전방 가속 영역의 확보가 가능하면, 충돌 회피 제어 장치는 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행한다(S660). 이때, 충돌 회피 제어 장치는 차량의 속도, 전방차량의 속도, 차량의 가/감속도, 전방차량의 가/감속도, 차량과 전방차량 사이의 거리 등을 고려하여, 전방 가속 제어를 위한 차량의 속도를 결정하고, 결정된 속도로 주행하도록 제어할 수 있다.
만약, 단계 S660의 판단결과 전방 가속 영역의 확보가 불가능하면, 충돌 회피 제어 장치는 차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보에 기초하여 차선 변경 가능 여부를 판단한다(S670). 이때, 충돌 회피 제어 장치는 충돌예상시간을 기반으로 차선 변경 영역을 설정하고, 후방/측방 레이더를 통해 좌우의 양쪽 차선으로 측방차량의 존재 여부, 측방차량이 존재하는 경우 측방차량과의 거리, 속도 등을 이용하여 차선 변경 영역의 확보 가능 여부를 판단할 수 있다.
단계 S670의 판단결과, 차선 변경이 가능하면, 충돌 회피 제어 장치는 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행한다(S680). 이때, 충돌 회피 제어 장치는 차량의 속도, 측방차량의 속도, 차량의 가/감속도, 측방차량의 가/감속도, 차량과 측방차량 사이의 거리 등을 고려하여, 차선 변경 제어를 위한 차량의 속도를 결정하고, 결정된 속도로 차선 변경하도록 제어할 수 있다.
단계 S680의 판단결과, 차선 변경이 불가능하면, 충돌 회피 제어 장치는 차량과 후방차량의 후방충돌량 및 차량과 전방차량과의 전방충돌량을 산출하고(S690), 산출된 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 차량 속도를 결정하여 제어한다(S700).
만약, 단계 S610의 판단결과, 후방차량이 감지되지 않으면, 충돌 회피 제어 장치는 차량이 정상 주행하도록 제어한다(S720).
만약, 단계 S630의 판단결과, 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아니면, 충돌 회피 제어 장치는 후방차량은 감지되었지만 충돌 가능성이 낮으므로 경보신호를 출력하지 않고, 차량이 정상 주행하도록 제어한다(S720).
만약, 단계 S640의 판단결과, 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아니면, 충돌 회피 제어 장치는 충돌 위험 경보신호를 출력하여, 운전자에게 위험상황을 인지시킨다(S710).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 제어 방법 및 그 장치는, 차량의 후방에 접근 주행중인 후방차량과의 충돌 가능성이 있는 경우, 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 등의 충돌 회피 기능을 수행함으로써, 긴급 제동에 의한 후방 충돌 사고 위험을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 회피 제어 장치
110 : 센서부
120 : 충돌 가능 판단부
130 : 충돌 회피 처리부
140 : 제어부

Claims (13)

  1. 충돌 회피 제어 장치가 차량의 충돌을 회피 제어하는 방법에 있어서,
    상기 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량이 감지된 경우, 상기 차량과 상기 후방차량과의 충돌예상시간(TTC)을 산출하는 단계;
    상기 충돌예상시간을 기 설정된 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 충돌위험 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 중 적어도 하나를 포함하는 충돌 회피 기능을 수행하는 단계
    를 포함하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충돌예상시간은,
    상기 차량과 상기 후방차량 사이의 거리, 상기 차량과 상기 후방차량 간의 속도차에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준충돌예상시간은, 충돌위험 경보신호의 출력 여부 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간, 충돌 회피 제어 기능의 수행 여부 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간을 포함하고,
    상기 충돌 가능 여부를 판단하는 단계는,
    상기 충돌예상시간이 상기 제1 기준충돌예상시간 미만인지 판단하는 단계;
    상기 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 상기 차량이 정상 주행하도록 제어하고, 제1 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 충돌예상시간이 상기 제2 기준충돌예상시간 미만인지 판단하는 단계; 및
    상기 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 충돌위험 경보신호가 출력되도록 제어하고, 제2 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 차량이 상기 후방차량과 충돌 가능하다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충돌 회피 기능을 수행하는 단계는,
    상기 차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여, 전방 가속 영역의 확보 가능 여부를 판단하는 단계;
    전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우, 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행하고, 전방 가속 영역의 확보가 불가능한 경우, 상기 차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보 및 상기 충돌예상시간에 기초하여, 차선 변경 영역의 확보 가능 여부를 판단하는 단계; 및
    차선 변경 영역의 확보가 가능한 경우, 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차선 변경 영역은 상기 충돌예상시간에 기초하여 설정되는 가변적인 크기인 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 차선 변경 영역의 확보가 불가능한 경우, 상기 후방차량과의 후방충돌량 및 전방차량과의 전방충돌량을 산출하고, 상기 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 차량 속도를 결정하여 속도 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 방법.
  7. 차량의 후방에서 접근 주행중인 후방차량을 감지하는 센서부;
    상기 센서부를 통해 후방차량이 감지된 경우, 상기 차량과 상기 후방차량과의 충돌예상시간을 산출하고, 상기 충돌예상시간을 기 설정된 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능 여부를 판단하는 충돌 가능 판단부; 및
    상기 차량과 상기 후방차량의 충돌 가능으로 판단된 경우, 충돌위험 경보신호 출력, 전방 가속 제어, 차선 변경 제어 중 적어도 하나를 포함하는 충돌 회피 기능을 수행하는 충돌 회피 처리부
    를 포함하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충돌 가능 판단부는,
    상기 차량과 상기 후방차량 사이의 거리, 상기 차량과 상기 후방차량 간의 속도차에 기초하여 상기 충돌예상시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준충돌예상시간은, 충돌위험 경보신호의 출력 여부 판단을 위한 제1 기준충돌예상시간, 충돌 회피 제어 기능의 수행 여부 판단을 위한 제2 기준충돌예상시간을 포함하고,
    상기 충돌 가능 판단부는,
    상기 충돌예상시간을 상기 제1 기준충돌예상시간과 비교하여, 상기 충돌예상시간이 제1 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 상기 차량이 정상 주행하도록 제어하고, 제1 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 충돌예상시간을 상기 제2 기준충돌예상시간과 비교하며, 그 비교결과 상기 충돌예상시간이 제2 기준충돌예상시간 미만이 아닌 경우 충돌위험 경보신호가 출력되도록 제어하고, 제2 기준충돌예상시간 미만인 경우 상기 차량이 상기 후방차량과 충돌 가능하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 충돌 회피 처리부는,
    상기 차량의 전방에 주행중인 전방차량에 대한 정보에 기초하여 전방 가속 영역의 확보가 가능한 경우, 전방 가속 영역으로 이동하기 위한 전방 가속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 충돌 회피 처리부는,
    상기 차량의 좌측 또는 우측 차선에서 주행하고 있는 측방차량에 대한 정보 및 상기 충돌예상시간에 기초하여 차선 변경 영역의 확보가 가능한 경우, 차선 변경 영역으로 이동하기 위한 차선 변경 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차선 변경 영역은 충돌예상시간을 기반으로 가변적인 크기인 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 충돌 회피 처리부는,
    상기 차량과 상기 후방차량의 충돌을 회피할 수 없는 경우, 상기 후방차량과의 후방충돌량 및 전방차량과의 전방충돌량을 산출하고, 상기 후방충돌량과 전방충돌량 중 최소 충돌량이 되는 차량 속도를 결정하여 속도 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 회피 제어 장치.
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