KR20200129374A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20200129374A
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ttp
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KR1020190053686A
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이상엽
김일환
김동혁
방경주
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 제동 장치; 전방을 촬영하고 영상 데이터를 획득하는 카메라; 교차로에서 마주 오는 타차량과의 거리 정보 및 상기 타차량의 속도 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 교차로에서 회전할 때 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하고, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 상기 제동 장치를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어 방법{VEHICLE, AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
개시된 발명은 교차로에서 회전 시 마주 오는 타차량과의 충돌을 회피할 수 있는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
교차로 충돌 방지 시스템은 제동장치를 이용하여 교차하는 차량과 충돌이 예상될 경우 충돌을 방지하는 시스템이다. 일반적으로 종래기술은 충돌 위험을 판단함에 있어서 교차로에서 차량의 속도와 다른 차량의 속도를 기초로 충돌 지점을 예상하고 충돌 위험이 높을 경우 차량을 제동시킨다.
그런데, 종래기술은 교차로에서 마주 오는 타차량과의 정면 충돌을 회피 가능하나, 타차량의 길이를 고려하지 않기 때문에 타차량의 측면에 대한 충돌을 회피하기는 어렵다. 따라서 종래기술은 자율 주행의 안전성이 떨어지는 문제점을 갖는다.
교차로에서 마주 오는 타차량의 측면에 대한 충돌을 예방할 수 있는 차량 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따른 차량은, 제동 장치; 전방을 촬영하고 영상 데이터를 획득하는 카메라; 교차로에서 마주 오는 타차량과의 거리 정보 및 상기 타차량의 속도 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 교차로에서 회전할 때 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하고, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 상기 제동 장치를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하고, 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각을 초과하는 경우, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)를 획득하고, 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정할 수 있다.
상기 제어부는 메모리에 저장된 전장 데이터 테이블을 참조하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타차량이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타차량과의 종방향 거리가 제1 기준 거리인 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과한 후 상기 차량의 제동을 해제하도록 상기 제동 장치를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량은, 상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 경고 장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 경고 장치는 음성 경고 메시지를 출력하는 오디오 장치 및 시각적 경고 메시지를 출력하는 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은, 카메라에 의해, 전방을 촬영하고 영상 데이터를 획득하는 단계; 레이더에 의해, 교차로에서 마주 오는 타차량과의 거리 정보 및 상기 타차량의 속도 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 단계; 제어부에 의해, 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 교차로에서 회전할 때 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계; 및 상기 제어부에 의해, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 제동 장치를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계는 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계; 및 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계는
상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각을 초과하는 경우, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계는 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)를 획득하는 단계; 및 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계는 메모리에 저장된 전장 데이터 테이블을 참조하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계는 상기 타차량이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계는 상기 타차량과의 종방향 거리가 제1 기준 거리인 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은, 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과한 후 상기 차량의 제동을 해제하도록 상기 제동 장치를 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은, 경고 장치에 의해, 상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 단계는 오디오 장치에 의해 음성 경고 메시지를 출력하는 단계 및 디스플레이에 의해 시각적 경고 메시지를 출력하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
개시된 차량 및 그 제어 방법은, 교차로에서 마주 오는 타차량의 전장을 추정함으로써, 타차량의 측면에 대한 충돌을 예방할 수 있다.
따라서 개시된 차량 및 그 제어 방법은, 주행의 안전성을 높일 수 있고, 자율 주행에 대한 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 또한, 충돌 상황에 대한 빠른 대처가 가능하고, 피해의 최소화가 가능하다.
도 1은 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량을 감지하는 것을 설명하는 도면이다.
도 2는 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량의 측면과 충돌하는 상황을 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량이 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량과의 충돌 위험을 판단하는 예시를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량이 옆으로 지나가는 타차량과의 충돌 위험을 판단하는 예시를 나타낸다.
도 7은 타차량의 유형과 전장을 추정하는데 사용되는 전장(Overall Length) 데이터 테이블을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 9는 타차량의 종류와 전장을 추정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 구체적으로 설명하는 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.
제 1, 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.
도 1은 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량을 감지하는 것을 설명하는 도면이다. 도 2는 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량의 측면과 충돌하는 상황을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(10)은 교차로에서 회전할 때, 마주 오는 타차량(20)을 감지 또는 식별하고, 충돌을 회피할 수 있다. 그런데, 도 2를 참조하면, 종래기술은 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 전장(Overall Length)를 고려하지 않기 때문에 타챠량(20)의 측면에 대해 충돌할 위험을 갖고 있다. 예를 들면, 타차량(20)이 버스나 트럭일 경우, 일반 승용차보다 전장이 상대적으로 길기 때문에, 타차량(20)이 완전히 지나가지 않은 상태에서 차량(10)이 회전하면 타차량(20)과 충돌할 수 있다.
따라서 타차량(20)의 전장을 추정하거나 예측하고, 타차량(20)이 차량(10)의 옆을 지나가는 시간을 추정함으로써, 타차량(20)의 측면에 대한 충돌을 예방할 수 있다. 이하, 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 측면에 대한 충돌을 회피할 수 있는 방법이 구체적으로 설명된다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 카메라(110), 전방 레이더(120), 코너 레이더(130), 경고 장치(210), 제동 장치(220), 조향 장치(230) 및 제어부(300)를 포함한다. 제어부(300)는 차량(10)에 포함된 각종 장치들을 제어할 수 있다.
또한, 차량(10)은 엔진과, 변속기를 포함한다. 엔진은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(10)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(220)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(10)을 감속시키거나 차량(10)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(230)는 차량(10)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.
차량(10)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(10)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU)과, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS)와, 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM)과, 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS)을 더 포함한다.
엔진 관리 시스템은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템의 요청에 응답하여 엔진을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템은 엔진의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(10)의 주행 속도에 응답하여 변속기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛은 엔진으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(220)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈은 차량(10)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈은 차량(10)의 조향 시에 감지되는 오버스티어링(oversteering) 및/또는 언더스티어링(understeering)에 응답하여 차륜의 제동을 선택적으로 해제할 수 있다(Electronic stability control, ESC). 또한, 전자식 제동 제어 모듈은 차량(10)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 조향 장치는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(230)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(230)의 동작을 보조할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈은 헤드 램프, 와이퍼, 클러스터, 다기능 스위치 및 방향 지시 램프 등을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템은 운전자가 차량(10)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템은 차량(10) 주변의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트(cyclist), 차선, 도로 표지판 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(10)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템은 운전자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 운전자 보조(Lane Keeping Assist, LKA)와, 상향등 보조(High Beam Assist, HBA)와, 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB)과, 교통 표지판 인식(Traffic Sign Recognition, TSR)과, 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control, SCC)과, 사각지대 감지(Blind Spot Detection, BSD) 등을 제공할 수 있다.
카메라(110)는 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 인식할 수 있다.
전방 레이더(120)와 코너 레이더(130)는 주변 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
한편, 차량(10)에는 차량의 거동 정보를 획득하기 위한 각종 센서가 마련될 수 있다. 예를 들면, 차량(10)은 휠의 속도를 검출하는 속도 센서, 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 차량의 기울기를 검출하는 자이로 센서, 스티어링 휠의 회전과 조향각을 검출하는 조향각 센서 등을 더 포함할 수 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 부품들은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.
제어부(300)는 프로세서(310)와 메모리(320)를 포함한다. 제어부(300)는 하나 이상의 프로세서(310)를 포함할 수 있다. 프로세서(310)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터를 처리하는 이미지 시그널 프로세서 및/또는 레이더들(120, 130)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서 및/또는 제동 신호와 조향 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)를 포함할 수 있다.
메모리(320)는 프로세서(310)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(310)가 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(320)는 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더들(120, 130)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(310)의 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(320)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
제어부(300)에 포함되는 하나 이상의 프로세서는 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리되는 것도 가능하다. 또한, 메모리(300)와 제어부(300)가 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터와 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터를 처리하고, 경고 장치(210), 제동 장치(200) 및 조향 장치(230)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 4를 참조하면, 카메라(110)는 전방을 향하는 시야(field of view) (110a)를 가질 수 있다. 카메라(110)는 예를 들어 차량(10)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다. 카메라(110)는 차량(10)의 전방을 촬영하고, 차량(10) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(10) 전방의 영상 데이터는 차량(10) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.
카메라(110)는 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(300)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(300)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(300)와 연결될 수 있다. 카메라(110)는 차량(10) 전방의 영상 데이터를 제어부(300)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(10)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing)(120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(10)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(10)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 객체에 반사된 반사 전파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 송신된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사 전파로부터 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 전방 레이더 데이터는 차량(10) 전방에 위치하는 다른 차량에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사 전파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 객체까지의 상대 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 객체의 상대 속도를 산출할 수 있다.
전방 레이더(120)는 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(300)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(300)로 전달할 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130)은 차량(10)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더(130-1)와, 차량(10)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더(130-2)와, 차량(10)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더(130-3)와, 차량(10)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더(130-4)를 포함한다.
제1 코너 레이더(130-1)는 차량(10)의 전방 우측을 향하는 감지 시야(130-1a)를 가질 수 있다. 제2 코너 레이더(132)는 차량(10)의 전방 좌측을 향하는 감지 시야(130-2a)를 가질 수 있고, 제3 코너 레이더(130-3)는 차량(10)의 후방 우측을 향하는 감지 시야(130-3a)를 가질 수 있으며, 제4 코너 레이더(130-4)는 차량(10)의 후방 좌측을 향하는 감지 시야(130-4a)를 가질 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130) 각각은 송신 안테나와 수신 안테나를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)은 각각 제1 코너 레이더 데이터와 제2 코너 레이더 데이터와 제3 코너 레이더 데이터와 제4 코너 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 제1 코너 레이더 데이터는 차량(10) 전방 우측에 위치하는 객체(타차량)에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제2 코너 레이더 데이터는 차량(10) 전방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 코너 레이더 데이터는 차량(10) 후방 우측 및 차량(10) 후방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정보를 포함할 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130) 각각은 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(300)와 연결될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)은 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더 데이터를 제어부(300)로 전달할 수 있다.
상술한 레이더들은 라이다(Lidar)로 구현될 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 차량이 교차로에서 회전할 때 마주 오는 타차량과의 충돌 위험을 판단하는 예시를 나타낸다. 도 6은 일 실시예에 따른 차량이 옆으로 지나가는 타차량과의 충돌 위험을 판단하는 예시를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 교차로에서 마주 오는 타차량(20)을 감지 또는 식별할 수 있다.
제어부(300)는 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 타차량(20)의 위치 정보(예를 들면, 거리 및 방향) 및 속도 정보(예를 들면, 상대 속도, 가속도)를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터에 기초하여 타차량(20)의 위치 정보(예를 들면, 횡방향 거리) 및 유형 정보(예를 들면, 트럭, 버스 등)를 획득할 수 있다.
제어부(300)는 영상 데이터에 의하여 감지된 객체들을 전방 레이더 데이터에 의한 감지된 객체에 매칭하고, 매칭 결과에 기초하여 차량(10)의 전방 객체들의 유형 정보, 위치 정보, 속도 정보 등을 획득할 수 있다. 제어부(300)는 타차량(20)의 유형 정보, 위치 정보 및 속도 정보에 기초하여 제동 신호와 조향 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터에 기초하여 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)(Lz)를 추정할 수 있다. 제어부(300)는 추정한 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)에 기초하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)를 추정할 수 있다. 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)을 추정하는 것은 이하 도 7에서 자세히 설명된다.
제어부(300)는 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 위치 정보(거리)와 속도 정보(상대 속도)에 기초하여 타차량(20)과의 충돌 예상 시간(Time to Collision, TTC)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 타차량(20)이 관심 영역(ROI, Region Of Interest)에 존재하는 경우, 제어부(300)는 타차량(20)과의 종방향 거리(Dy) 및 타차량(20)의 종방향 상대 속도(Vx)에 기초하여 충돌 예상 시간(TTC)를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 타차량(20)과의 종방향 거리(Dy)를 타차량(20)의 종방향 상대 속도(Vx)로 나눈 값을 충돌 예상 시간(TTC)으로 산출할 수 있다.
관심 영역(ROI)은 차량(10)의 전방으로 미리 정해진 거리 내의 일정 영역을 의미한다. 예를 들면, 관심 영역(ROI)은 차량(10)의 전방으로부터 종방향 거리(Dy)가 100미터 이내이고, 횡방향 거리(Dx)가 차선폭(약 3.6미터) 이내인 영역을 의미할 수 있다.
제어부(300)는 충돌 예상 시간(TTC)에 기초하여 충돌 위험도를 결정할 수 있다. 제어부(300)는 충돌 예상 시간(TTC)과 미리 정해진 기준 시간 사이의 비교 결과에 기초하여 운전자에게 충돌을 경고하거나 제동 신호를 제동 장치(220)로 전송할 수 있다.
제어부(300)는 미리 정해진 제1 기준 시간(예를 들면, 0.8초)보다 작은 충돌 예상 시간에 응답하여, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어하고, 차량(10)이 정지하도록 제동 장치(220)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 미리 정해진 제2 기준 시간(예를 들면, 1.2초)보다 작은 충돌 예상 시간에 응답하여, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어할 수 있다. 경고 장치(210)는 오디오 장치 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 기준 시간은 제2 기준 시간보다 작다.
도 6을 참조하면, 제어부(300)는 복수의 코너 레이더들(130)에 의해 획득된 코너 레이더 데이터에 기초하여 차량(10)의 측방(전방 우측, 전방 좌측, 후방 우측, 후방 좌측)에 존재하는 타차량(20)의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다.
제어부(300)는 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 교차로에서 회전할 때 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하고, 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 제동 장치(220)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(300)는 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)을 추정하고, 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정할 수 있다. 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)은 타차량(20)의 전장(Ly)을 타차량(20)의 종방향 상대 속도(Vx)로 나눈 값으로 정의될 수 있다.
제어부(300)는 타차량(20)이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(300)는 타차량(20)과의 종방향 거리(Dy)가 제1 기준 거리(예를 들면, 1미터)인 시점부터 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정할 수 있다.
한편, 제어부(300)는 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각(예를 들면, 80도)을 초과하는 경우, 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP)이 경과한 후 차량(10)의 제동을 해제하도록 제동 장치(220)를 제어할 수 있다.
제어부(300)는, 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 경우, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어할 수 있다. 경고 장치(210)는 오디오 장치 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오디오 장치는 음성 경고 메시지를 출력할 수 있다. 디스플레이는 시각적 경고 메시지를 출력할 수 있다.
도 7은 타차량의 종류와 전장을 추정하는데 사용되는 전장(Overall Length) 데이터 테이블을 도시한다.
도 7을 참조하면, 제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터에 기초하여 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)(Lz)를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)에 기초하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)를 추정할 수 있다.
제어부(300)는 메모리(320)에 저장된 전장 데이터 테이블(700)을 참조하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 타차량(20)의 전폭(Lx)이 1800mm이고, 전고(Lz)가 1440mm로 측정되는 경우, 제어부(300)는 타차량(20)의 전장(Overall Length)을 4620mm로 결정할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 것과 다르게, 제어부(300)는, 타차량(20)의 전폭(Lx)이 2000mm 이상이고, 전고(Lz)가 3000mm이상일 경우, 타차량(20)의 전장(Overall Length)을 11000mm로 결정할 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 개략적으로 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 차량(10)의 제어부(300)는 카메라(110)와 전방 레이더(120) 및 코너 레이더(130)로부터 교차로에서 마주 오는 타차량(20)의 정보를 획득한다(810). 구체적으로, 제어부(300)는 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 타차량(20)의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)(Lz)를 획득할 수 있다.
제어부(300)는 획득한 타차량(20)의 정보에 기초하여 타차량(20)과의 충돌 위험을 판단한다(820). 구체적으로, 제어부(300)는 차량(10)이 교차로에서 회전할 때 타차량(20)의 정면 및 타차량(20)의 측면 중 적어도 하나에 대한 충돌 위험을 추정한다.
제어부(300)는 타차량(20)과의 충돌 위험 정도에 기초하여 차량(10)을 제어한다(830). 예를 들면, 제어부(300)는 타차량(20)과의 충돌 위험이 존재하는 경우 제동 장치(220)를 작동시켜 차량(10)을 제동시킬 수 있다. 또한, 제어부(300)는 경고 장치(210)를 작동시켜 운전자에게 충돌을 경고할 수 있다.
도 9는 타차량의 종류와 전장을 추정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 제어부(300)는 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)(Lz)를 획득한다(910). 제어부(300)는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)에 기초하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)를 추정한다(920). 제어부(300)는 메모리(320)에 저장된 전장 데이터 테이블(700)을 참조하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)을 결정할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 구체적으로 설명하는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 차량(10)의 제어부(300)는 카메라(110)의 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 교차로에서 마주 오는 타차량(20)이 관심 영역 내에 존재하는지 판단한다(1001). 관심 영역(ROI)은 차량(10)의 전방으로 미리 정해진 거리 내의 일정 영역을 의미한다. 예를 들면, 관심 영역(ROI)은 차량(10)의 전방으로부터 종방향 거리(Dy)가 100미터 이내이고, 횡방향 거리(Dx)가 차선폭(약 3.6미터) 이내인 영역을 의미할 수 있다.
제어부(300)는 타차량(20)이 관심 영역(ROI, Region Of Interest)에 존재하는 경우, 타차량(20)과의 충돌 예상 시간(Time to Collision, TTC)를 산출한다. 제어부(300)는 충돌 예상 시간(TTC)이 미리 정해진 제1 기준 시간(예를 들면, 0.8초)보다 작은 경우, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어하고, 차량(10)이 정지하도록 제동 장치(220)를 제어할 수 있다(1002, 1003).
또한, 제어부(300)는 충돌 예상 시간(TTC)이 미리 정해진 제2 기준 시간(예를 들면, 1.2초)보다 작은 경우, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어할 수 있다(1004, 1005).
제어부(300)는 영상 데이터와 레이더 데이터에 기초하여 타차량(20)이 차량(10)의 옆으로 지나가는지 판단한다(1006). 예를 들면, 제어부(300)는 타차량(20)이 관심 영역을 벗어나는 경우, 차량(10)의 옆으로 지나가는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 타차량(20)과의 종방향 거리(Dy)가 제1 기준 거리(예를 들면, 1미터) 이내인 경우, 타차량(20)이 차량(10)의 옆으로 지나가는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(300)는 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정한다(1006). 제어부(300)는 타차량(20)의 전폭(Width)(Lx) 및 전고(Hight)에 기초하여 타차량(20)의 전장(Overall Length)(Ly)를 추정하고, 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정할 수 있다. 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)은 타차량(20)의 전장(Ly)을 타차량(20)의 종방향 상대 속도(Vx)로 나눈 값으로 정의될 수 있다. 한편, 제어부(300)는 타차량(20)이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정할 수 있다.
제어부(300)는 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는지 판단한다(1007). 제어부(300)는 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP), 차량(10)의 조향각 및 차량(10)의 속도에 기초하여 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험을 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(300)는 타차량(20)이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각(예를 들면, 80도)을 초과하는 경우, 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정할 수 있다.
제어부(300)는 타차량(20)의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 경우, 충돌 경고를 출력하도록 경고 장치(210)를 제어하고, 차량(10)이 정지하도록 제동 장치(220)를 제어할 수 있다(1008).
개시된 차량 및 그 제어 방법은, 교차로에서 마주 오는 타차량의 전장을 추정함으로써, 타차량의 측면에 대한 충돌을 예방할 수 있다.
따라서 개시된 차량 및 그 제어 방법은, 주행의 안전성을 높일 수 있고, 자율 주행에 대한 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 또한, 충돌 상황에 대한 빠른 대처가 가능하고, 피해의 최소화가 가능하다.
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), 자기 테이프, 자기 디스크, 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.
10: 차량
110: 카메라
120: 전방 레이더
130: 복수의 코너 레이더
131: 제1 코너 레이더
132: 제2 코너 레이더
133: 제3 코너 레이더
134: 제4 코너 레이더
210: 경고 장치
220: 제동 장치
230: 조향 장치
300: 제어부

Claims (20)

  1. 제동 장치;
    전방을 촬영하고 영상 데이터를 획득하는 카메라;
    교차로에서 마주 오는 타차량과의 거리 정보 및 상기 타차량의 속도 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 교차로에서 회전할 때 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하고, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 상기 제동 장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하고, 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각을 초과하는 경우, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정하는 차량.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)를 획득하고, 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는
    메모리에 저장된 전장 데이터 테이블을 참조하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 결정하는 차량.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 차량.
  7. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량과의 종방향 거리가 제1 기준 거리인 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 차량.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과한 후 상기 차량의 제동을 해제하도록 상기 제동 장치를 제어하는 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 경고 장치;를 더 포함하는 차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경고 장치는
    음성 경고 메시지를 출력하는 오디오 장치 및 시각적 경고 메시지를 출력하는 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  11. 카메라에 의해, 전방을 촬영하고 영상 데이터를 획득하는 단계;
    레이더에 의해, 교차로에서 마주 오는 타차량과의 거리 정보 및 상기 타차량의 속도 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 단계;
    제어부에 의해, 상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 교차로에서 회전할 때 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계; 및
    상기 제어부에 의해, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험에 기초하여 제동 장치를 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계는
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계; 및
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험을 추정하는 단계는
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과하기 전에 조향각이 미리 정해진 기준 조향각을 초과하는 경우, 상기 타차량의 측면에 대한 충돌 위험이 존재하는 것으로 추정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계는
    상기 영상 데이터와 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)를 획득하는 단계; 및
    상기 타차량의 전폭(Width) 및 상기 타차량의 전고(Hight)에 기초하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 타차량의 전장(Overall Length)을 추정하는 단계는
    메모리에 저장된 전장 데이터 테이블을 참조하여 상기 타차량의 전장(Overall Length)을 결정하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계는
    상기 타차량이 관심 영역을 벗어나는 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)을 추정하는 단계는
    상기 타차량과의 종방향 거리가 제1 기준 거리인 시점부터 상기 타차량이 지나가는 시간(TTP, Time to Pass)를 추정하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 타차량이 지나가는 시간(TTP)이 경과한 후 상기 차량의 제동을 해제하도록 상기 제동 장치를 제어하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    경고 장치에 의해, 상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 단계;를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 타차량과의 충돌 경고를 출력하는 단계는
    오디오 장치에 의해 음성 경고 메시지를 출력하는 단계 및 디스플레이에 의해 시각적 경고 메시지를 출력하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 제어 방법.
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