KR20200130773A - 차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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이승준
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 자율 주행 제어 장치는 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 상기 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 프로세서; 및 사용자로부터 수신한 가감속 응답성 단계, 상기 프로세서에 의해 산출된 가감속 응답성 단계,상기 요구 가속도 및 상기 제어 밴드 중 적어도 하나 이상을 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.

Description

차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for controlling an autonomous driving of vehicle, system having the same and method thereof}
본 발명은 차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 자율 주행 제어 장치의 가감속 제어 경향을 가변할 수 있는 기술에 관한 것이다.
사용자의 편의성을 위해 자율 주행 등 다양한 운전자를 보조하기 위한 기능이 개발되어 이용되고 있다. 이러한 사용자 보조를 위한 기능 중 자차와 전방차량 간의 차간 거리를 일정하게 유지하도록 제어하는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC, Smart Cruise Control) 시스템이 있다.
스마트 크루즈 컨트롤 시스템은 차간거리제어 응답성이라는 USM (User Setting Menu) 항목이 있어 운전자가 SCC 가감속 제어에 대한 응답성을 빠르게, 보통, 느리게의 3단계로 직접 설정할 수 있다.
도 1은 종래의 차량 자율 제어 시 요구가속도와 차량 가속도를 나타내는 그래프이다. 도 1을 참조하면 차량의 가속도가 차량 자율 주행 제어 장치에서 송출되는 요구 가속도를 추종제어 하게 된다.
그런데 종래의 SCC 시스템 사양에서는 사용자가 설정하는 응답성 단계에 따라 산출되는 요구가속도의 최대값을 가변하도록 되어 있다. 도 2는 종래의 차량 자율 제어 시 요구가속도 응답 단계를 나타내는 그래프이다. 도 2에서와 같이 차량 자율 제어 장치의 응답성 단계에 따라 요구 가속도의 최대값을 제한함을 알 수 있다.
그러나, 요구가속도의 최대값만 가변하는 것으로는 응답성에 변화하는 것을 사용자가 체감하기 어려워 지속적인 소비자 불만의 요인이 되고 있다.
본 발명의 실시예는 차량 자율 주행 제어 장치의 가감속 응답성 단계에 따라 차량의 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변함으로써 사용자가 가감속 제어의 응답성의 변화를 확실히 체감할 수 있도록 하는 차량 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 자율 주행 제어 장치는 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 상기 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 프로세서; 및 사용자로부터 수신한 가감속 응답성 단계, 상기 프로세서에 의해 산출된 가감속 응답성 단계,상기 요구 가속도 및 상기 제어 밴드 중 적어도 하나 이상을 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 사용자에 의해 상기 가감속 응답성 단계를 입력받거나 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 사용자에 의해 설정된 속도, 선행 차량과의 거리, 및 상기 의 상대 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 요구 가속도를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 가감속 응답성 단계가 제 1 단계인 경우 상기 제어밴드의 대역폭을 제 1 폭 이상으로 설정하고, 상기 가감속 응답성 단계가 상기 제 1 단계보다 응답성이 빠른 제 2 단계인 경우, 상기 제어밴드의 대역폭을 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭으로 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 요구 가속도를 기준으로 상기 제어밴드의 상한치와 하한치를 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 가감속 응답성 단계에 의해 감속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 상한치에 의한 상한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 가감속 응답성 단계에 의해 가속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 하한치에 의한 하한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 경우, 사용자의 주행 성향을 반영하여 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 사용자의 주행 성향이 와일드한 경우, 상기 가감속 응답성 단계를 빠른 추종 단계로 설정하고, 상기 제어 밴드의 폭을 좁게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 제어 미수행 또는 가감속 제어 수행을 하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 상기 가감속 제어를 미수행하고, 상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 상기 가감속 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 정도를 강제어 또는 약제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 상기 가감속 제어를 상기 약제어 수행하고,
상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 상기 가감속 제어를 강제어 수행하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은 사용자로부터 차량 가속도가 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 입력받는 사용자 입력 장치; 및 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 상기 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 차량 자율 주행 제어 장치;를 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 자율 주행 제어 방법은 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 상기 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하는 단계; 및 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 단계를 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자에 의해 상기 가감속 응답성 단계를 입력받거나 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 단계;를 더 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자에 의해 설정된 속도, 선행 차량과의 거리, 및 상기 의 상대 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 요구 가속도를 산출하는 단계를 더 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 밴드를 가변하는 단계는, 상기 가감속 응답성 단계가 제 1 단계인 경우 상기 제어밴드의 대역폭을 제 1 폭 이상으로 설정하고, 상기 가감속 응답성 단계가 상기 제 1 단계보다 응답성이 빠른 제 2 단계인 경우, 상기 제어밴드의 대역폭을 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭으로 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 밴드를 가변하는 단계는, 상기 요구 가속도를 기준으로 상기 제어 밴드의 상한치와 하한치를 설정하되, 상기 가감속 응답성 단계에 의해 감속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 상한치에 의한 상한 영역의 폭을 좁게 설정하고, 상기 가감속 응답성 단계에 의해 가속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 하한치에 의한 하한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 단계는, 상기 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 경우, 사용자의 주행 성향을 반영하여 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
본 기술은 차량 자율 주행 제어 장치의 가감속 응답성 단계에 따라 차량의 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변함으로써 사용자가 가감속 제어의 응답성의 변화를 확실히 체감할 수 있도록 하여 사용자의 만족도를 증대시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 종래의 차량 자율 제어 시 요구가속도와 차량 가속도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래의 차량 자율 제어 시 요구가속도 응답 단계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자율 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가감속 제어 밴드를 가변하는 차량 자율 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 넓은 제어 밴드 적용 시의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 좁은 제어 밴드 적용 시의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 상한 영역이 좁은 경우의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 하한 영역이 좁은 경우의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 내부 및 외부의 제어 여부 가변을 적용한 가감속 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 내부 및 외부의 제어 게인의 가변 적용을 통한 가감속 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자율 주행 제어 시 응답성 설정에 따른 가감속 제어 차별화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 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. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 스마트 크루즈 컨트롤(SCC, Smart Cruise Control) 시스템의 가감속 응답성 단계 설정에 따른 제어 밴드를 가변하여 가감속 제어를 차별화 할 수 있는 기술을 개시한다.
이하, 도 3 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자율 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템은 차량 자율 주행 제어 장치(100), 사용자 입력 장치(200), 표시 장치(300), 조향 제어 장치(400), 제동 제어 장치(500), 및 엔진 제어 장치(600)를 포함할 수 있다.
차량 자율 주행 제어 장치(100)는 사용자에 의해 설정된 가감속 응답성 단계 또는 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 가감속 응답성 단계를 산출하고, 요구 가속도 및 가감속 응답성 단계를 기반으로 제어 밴드를 가변하고 요구 가속도 및 제어 밴드에 따라 차량의 가감속 제어를 수행할 수 있다.
이대, 가감속 응답성 단계는, 빠르게, 보통, 느리게 등 다수의 단계로 설정될 수 있고, 제어 밴드는 차량 자율 주행 제어 장치의 차량 가속도를 제어하기 위한 상한치와 하한치를 설정한 가속도 범위를 의미한다. 예를 들어, 차량 자율 주행 제어 장치는 제어를 위한 차량 가속도의 하한치를 5m/s2, 상한치를 10m/s2로 설정하면 제어 밴드는 5m/s2에서 10m/s2의 범위 내에서 차량 가속도가 제어될 수 있다. 이에 제어 밴드에 따라 차량 자율 주행 제어 장치는 5m/s2 미만이나 10m/s2를 초과하도록 제어할 수 없다.
차량 자율 주행 제어 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120), 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 무선 또는 유선 연결을 통해 신호를 송신 및 수신하기 위해 다양한 전자 회로로 구현되는 하드웨어 장치로서, 본 발명에서는 캔(can) 통신, 린(LIN) 통신 등을 통해 차량 내 통신을 수행할 수 있다.
저장부(120)는 프로세서(130)에 의해 산출된 주행 패턴 학습 결과, 학습을 위한 알고리즘, 산출된 요구 가속도 및 제어 밴드 등을 저장할 수 있다. 저장부(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 통신부(110), 및 저장부(120) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 제어 밴드 및 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 사용자에 의해 가감속 응답성 단계를 입력받거나 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 가감속 응답성 단계를 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 사용자에 의해 설정된 속도, 선행 차량과의 거리, 및 의 상대 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 요구 가속도를 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 가감속 응답성 단계가 제 1 단계(느림)인 경우 제어 밴드의 대역폭을 제 1 폭 이상(넓음)으로 설정하고, 가감속 응답성 단계가 제 1 단계보다 응답성이 빠른 제 2 단계인 경우, 제어 밴드의 대역폭을 제 1 폭보다 작은 제 2 폭(좁음)으로 설정할 수 있다.
프로세서(130)는 요구 가속도를 기준으로 제어 밴드의 상한치와 하한치를 설정할 수 있다. 프로세서(130)는 가감속 응답성 단계에 의해 감속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 제어 밴드의 상한치에 의한 상한 영역의 폭을 좁게 설정할 수 있다. 프로세서(130)는 가감속 응답성 단계에 의해 가속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 제어 밴드의 하한치에 의한 하한 영역의 폭을 좁게 설정할 수 있다.
프로세서(130)는 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 가감속 응답성 단계를 산출하는 경우, 사용자의 주행 성향을 반영하여 가감속 응답성 단계를 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 사용자의 주행 성향이 와일드(Wild)한 경우, 가감속 응답성 단계를 빠른 추종 단계로 설정하여 제어 밴드의 폭을 좁게 설정하고, 사용자의 주행 성향이 마일드(mild)한 경우 가감속 응답성 단계를 느린 추종 단계로 설정하여 제어 밴드의 폭을 넓게 설정할 수 있다.
프로세서(130)는 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 제어 미수행 또는 가감속 제어 수행을 할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 가감속 제어를 미수행하고, 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 가감속 제어를 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 정도를 강제어 또는 약제어를 수행할 수 있다. 즉 프로세서(130)는 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 가감속 제어를 약제어 수행하고, 요구 가속도와 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 가감속 제어를 강제어할 수 있다.
이때, 본 발명에서는 프로세서(130)에 의해 차량의 가감속 제어를 수행하는 예를 개시하고 있으나, 차량 내의 ESC(Electronic Stability Control) 및 EMS(Engine Management System)를 기반으로 수행할 수도 있다. ESC는 요구가속도를 수신하여 요구엔진토크를 산출하고, 요구가속도에 대한 감속제어를 수행할 수 있다.
사용자 입력 장치(200)는 사용자로부터 가감속 응답성 단계를 입력받을 수 있으며, 스위치, 버튼, 터치패드 등을 통해 입력받을 수 있다.
표시 장치(300)는 차량 자율 주행 정보를 표시할 수 있다. 표시장치(300)는 헤드업 디스플레이(HUD), 클러스터, AVN(Audio Video Navigation) 등으로 구현될 수 있다. 또한, 표시부(130)는 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD, Thin Film Transistor-LCD), 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 OLED(AMOLED, Active Matrix OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 벤디드 디스플레이(bended display), 그리고 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들 중 일부 디스플레이는 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투명형으로 구성되는 투명 디스플레이(transparent display)로 구현될 수 있다. 또한, 표시부(130)는 터치 패널을 포함하는 터치스크린(touchscreen)으로서 마련되어 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.
조향 제어 장치(400)는 차량의 조향각을 제어하도록 구성될 수 있으며, 스티어링 휠, 스티어링 휠과 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
제동 제어 장치(500)는 차량의 제동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 브레이크를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
엔진 제어 장치(600)는 차량의 엔진 구동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 차량의 속도를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가감속 제어 밴드를 가변하는 차량 자율 주행 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가감속 제어 밴드를 가변하는 차량 자율 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 도 3의 차량 자율 주행 제어 장치(100)가 도 4의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 4의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 차량 제어 장치(100)의 프로세서(130)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 4를 참조하면 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 사용자로부터 가감속 응답성 단계를 입력받거나, 주행 데이터 기반으로 주행 패턴 학습을 통해 가감속 응답성 단계를 산출한다(S110).
가감속 응답성 단계를 사용자가 직접 설정하는 경우, 스위치 등의 사용자 입력부(200)를 통해 사용자로부터 가감속 응답성 단계를 입력받을 수 있다. 이때, 가감속 응답성 단계는, 빠르게, 보통, 느리게 등 다수의 단계로 설정될 수 있고, 드라이브모드 설정과 연계될 수 있다.
또한, 가감속 응답성 단계를 학습을 통하여 산출하는 경우, 사용자의 주행성향을 학습하여 가감속 응답성 단계를 산출할 수 있으며, 연속적인 수치 또는 상대적인 수치 등을 이용하여 가감속 응답성 단계를 산출할 수 있다.
차량 자율 주행 제어 장치(100)는 사용자에 의해 설정된 차량 속도, 선행 차량과의 상대거리, 및 선행 차량의 상대속도에 따라 차량 자율 주행 제어를 위한 요구 가속도를 산출하고, 요구 속도 및 가감속 응답성 단계를 이용하여 제어 밴드를 산출할 수 있다(S120).
예를 들어, 사용자에 의해 설정된 응답성 단계가 느리게인 경우, 제어 밴드를 요구 가속도를 기준으로 ±1.0m/s2으로 설정, 응답성 단계가 보통인 경우, 제어 밴드를 ±0. 5m/s2로 설정하고, 응답성 단계가 빠르게 인 경우, 제어 밴드를 ±0.1m/s2 로 설정할 수 있다. 이처럼 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 응답성 단계에 따라 제어 밴드를 가변할 수 있다.
즉 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 응답성이 느리게로 설정된 경우, 제어 밴드를 넓게 설정하고, 응답성이 빠르게로 설정된 경우 제어 밴드를 좁게 설정할 수 있다.
또한 예를 들어, 사용자 주행성향에 따라 응답성 단계를 산출하여 제어 밴드를 산출하는 경우, 제어 밴드 기준치와 응답성 가중치를 곱산하여 제어 밴드의 크기값을 산출할 수 있다.
이때, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 제어 밴드 기준치를 ±1m/s2, ±2m/s2 등으로 설정할 수 있고, 가변범위를 고려하여 제어 밴드 기준치를 결정할 수 있다. 또한, 응답성 가중치는 상대적인 수치로서 0~1, 0~100으로 설정할 수 있으며 주행성향을 상대적인 단계로 결정하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 와일드한 주행성향을 가지는 사용자의 경우 응답성 가중치를 높게 설정하고, 마일드한 주행 성향을 가지는 사용자의 경우 응답성 가중치를 낮게 설정할 수 있다. 이때, 응답성 가중치가 높으면 제어 밴드의 폭이 넓어지게 되고 응답성 가중치가 낮으면 제어 밴드의 폭이 좁아지게 된다.
차량 자율 주행 제어 장치(100)는 산출된 요구 가속도 및 제어 밴드에 따라 차량의 감속 제어 또는 가속 제어를 수행한다(S130).
이때, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 제어 밴드 내에서 요구 가속도와 차량 가속도의 차이에 따라 미제어 또는 제어를 수행할 수 있고, 요구 가속도와 차량 가속도의 차이의 정도에 따라 가감속의 강제어 또는 약제어를 수행할 수 있다.
이하 도 5 내지 도 10을 참조하여, 제어 밴드 가변에 따른 가감속 제어 방법을 구체적으로 설명하고자 한다. 이때, 차량의 가속도는 측정된 차량의 실제 가속도이고, 요구 가속도는 차량 자율 주행 제어 장치에 의해 차량 제어를 위한 속도 정보이다. 즉, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 차량의 가속도가 요구 가속도에 근접하도록 제어하고자 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 넓은 제어 밴드 적용 시의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5와 같이 제어 밴드를 넓게 설정하면 차량의 가속도가 요구 가속도를 추종하는 속도(제어 응답성)가 느려지게 된다. 즉, 요구 가속도를 기준으로 요구 가속도 그래프의 상측으로 제어 밴드 상한선, 요구 가속도 그래프의 하측으로 제어 밴드 하한선이 그려지며, 요구 가속도 그래프로부터 일정 크기만큼의 대역폭을 가지게 되며 이 대역폭이 크면 넓은 제어 밴드로 설정된 것으로 이해될 수 있다.
도 5에서는 제어 밴드를 넓게 설정한 예로, 차량의 가속도가 제어 밴드 내에서 제어되며 제어 밴드가 넓으므로 차량의 가속도의 제어 응답성이 느려지게 된다. 예를 들어, 제어 밴드가 요구 가속도를 기준으로 상측으로 +5m/s 하측으로 +5만큼의 범위로 설정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 좁은 제어 밴드 적용 시의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면 차량 자율 주행 제어 장치(100)가 제어 밴드를 좁게 설정한 예로, 요구 가속도 그래프를 기준으로 제어 밴드가 좁게 설정되어 있다. 이에 차량 가속도는 설정된 좁은 제어 밴드 내에서 제어되며, 제어 밴드 상한선과 제어 밴드 하한선이 요구 가속도로부터 가까워 제어 응답성이 빠르게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 상한 영역이 좁은 경우의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 제어 밴드 하한선은 요구 가속도에서 멀게, 제어 밴드 상한선은 요구 가속에서 가깝게 설정하여, 요구 가속도를 기준으로 상측의 제어 밴드는 좁고, 요구 가속도를 기준으로 하측의 제어 밴드는 넓게 설정된다.
이처럼 제어 밴드의 상측이 좁게 설정되면 차량의 감속 추종 성능이 빨라질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 하한 영역이 좁은 경우의 가감속 제어 응답성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 제어 밴드 하한선은 요구 가속도에서 가깝게, 제어 밴드 상한선은 요구 가속에서 멀게 설정하여, 요구 가속도를 기준으로 상측의 제어 밴드는 넓고, 요구 가속도를 기준으로 하측의 제어 밴드는 좁게 설정된다.
이처럼 제어 밴드의 하측이 좁게 설정되면 차량의 가속 추종 성능이 빨라질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 내부 및 외부의 제어 여부 가변을 적용한 가감속 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 측정된 차량의 가속도와 요구 가속도가 유사한 구간에서는 가감속 제어를 수행하지 않고, 차량의 가속도가 요구 가속도보다 작은 경우 가속 제어를 수행하고, 차량의 가속도가 요구 가속도보다 큰 경우 감속 제어를 수행한다.
차량 자율 주행 제어 장치(100)는 차량의 가속도가 요구 가속도보다 작은 상태에서 차량의 가속도가 지속적으로 증가하여 요구 가속도보다 커지는 구간에서는 가감속 제어를 수행하지 않는다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 밴드 내부 및 외부의 제어 게인의 가변 적용을 통한 가감속 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 차량의 가속도와 요구 가속도가 유사한 구간에서는 가감속 제어의 정도를 약하게 하고, 차량의 가속도가 요구 가속도보다 작은 경우에는 가속 제어의 정도를 강하게 하며, 차량의 가속도가 요구 가속도보다 큰 경우 감속 제어의 정도를 강하게 수행한다.
또한, 차량 자율 주행 제어 장치(100)는 차량의 가속도가 요구 가속도보다 작은 상태에서 차량의 가속도가 지속적으로 증가하여 요구 가속도보다 커지는 구간에서는 가감속 제어의 정도를 약하게 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자율 주행 제어 시 응답성 설정에 따른 가감속 제어 차별화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 11의 1101에서는 요구 가속도를 기준으로 설정된 제어 밴드 내에서 차량의 가속도가 제어되며, 제어 밴드가 좁은 경우 빠른 응답성을 보임을 알 수 있다. 1102에서는 제어 밴드가 넓은 경우로서 느린 응답성을 보임을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 차량 자율 주행 제어 장치의 응답성 단계에 따라 차량 가속도를 제어하기 위한 제어 밴드를 가변함으로써 사용자가 응답성 변화를 확실히 체감할 수 있도록 하여 사용자의 만족도를 증대시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 12를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 상기 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 프로세서; 및
    사용자로부터 수신한 가감속 응답성 단계, 상기 프로세서에 의해 산출된 가감속 응답성 단계, 상기 요구 가속도 및 상기 제어 밴드 중 적어도 하나 이상을 저장하는 저장부;
    를 포함하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자에 의해 상기 가감속 응답성 단계를 입력받거나 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자에 의해 설정된 속도, 선행 차량과의 거리, 및 상기 선행 차량의 상대 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 요구 가속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가감속 응답성 단계가 제 1 단계인 경우 상기 제어 밴드의 대역폭을 제 1 폭 이상으로 설정하고,
    상기 가감속 응답성 단계가 상기 제 1 단계보다 응답성이 빠른 제 2 단계인 경우, 상기 제어 밴드의 대역폭을 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 가속도를 기준으로 상기 제어 밴드의 상한치와 하한치를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가감속 응답성 단계에 의해 감속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우,
    상기 제어 밴드의 상한치에 의한 상한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가감속 응답성 단계에 의해 가속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우,
    상기 제어 밴드의 하한치에 의한 하한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 경우,
    사용자의 주행 성향을 반영하여 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 주행 성향이 와일드한 경우, 상기 가감속 응답성 단계를 빠른 추종 단계로 설정하고, 상기 제어 밴드의 폭을 좁게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 제어 미수행 또는 가감속 제어 수행을 하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 상기 가감속 제어를 미수행하고,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 상기 가감속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값에 따라, 가감속 정도를 강제어 또는 약제어하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치 이하인 구간에서는 상기 가감속 제어를 상기 약제어 수행하고,
    상기 요구 가속도와 상기 차량 가속도의 차이값이 미리 정한 기준치를 초과하는 구간에서는 상기 가감속 제어를 강제어 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 장치.
  14. 사용자로부터 차량 가속도가 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 입력받는 사용자 입력 장치; 및
    차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 상기 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하고, 상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 차량 자율 주행 제어 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  15. 차량 가감속 제어를 위한 요구 가속도 및 차량 가속도가 상기 요구 가속도를 추종하는 속도인 가감속 응답성 단계를 기반으로 차량 가속도 제어를 위한 제어 밴드를 가변하는 단계; 및
    상기 제어 밴드 및 상기 요구 가속도를 기반으로 차량의 가감속 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    사용자에 의해 상기 가감속 응답성 단계를 입력받거나 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    사용자에 의해 설정된 속도, 선행 차량과의 거리, 및 상기 의 상대 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 요구 가속도를 산출하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어 밴드를 가변하는 단계는,
    상기 가감속 응답성 단계가 제 1 단계인 경우 상기 제어 밴드의 대역폭을 제 1 폭 이상으로 설정하고,
    상기 가감속 응답성 단계가 상기 제 1 단계보다 응답성이 빠른 제 2 단계인 경우, 상기 제어 밴드의 대역폭을 상기 제 1 폭보다 작은 제 2 폭으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어 밴드를 가변하는 단계는,
    상기 요구 가속도를 기준으로 상기 제어 밴드의 상한치와 하한치를 설정하되,
    상기 가감속 응답성 단계에 의해 감속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 상한치에 의한 상한 영역의 폭을 좁게 설정하고,
    상기 가감속 응답성 단계에 의해 가속 추종을 빠르게 하고자 하는 경우, 상기 제어 밴드의 하한치에 의한 하한 영역의 폭을 좁게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 단계는,
    상기 주행 패턴 학습 결과를 기반으로 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 경우,
    사용자의 주행 성향을 반영하여 상기 가감속 응답성 단계를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 자율 주행 제어 방법.
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