KR20200139443A - 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 일 측면에 따른 운전자 보조 시스템은 차량의 외부에서 주행 중인 다른 차량을 감지하도록 차량에 설치되고, 다른 차량의 위치 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더와 차량에 대한 다른 차량의 상대 거리에 기초하여 충돌 위험도를 산출하는 제어부를 포함하되, 제어부는 차량의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 제1 관심 영역 내에 다른 차량이 감지되면, 차량이 예측 주행 경로를 따라 이동 한 후에 제2 관심 영역을 생성하고, 제2 관심 영역에서 감지된 다른 차량의 상대 거리를 계산한다.

Description

운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVER ASSISTANCE}
개시된 발명은 운전자 보조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 차량의 정면으로 접근하는 외부 차량과의 충돌을 회피할 수 있는 운전자 보조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS)의 대부분은 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB) 시스템을 이용하여 같은 차로 상에서 주행 중인 다른 차량과의 추돌을 회피하거나, 전방에 있는 교통 약자(VRU)와의 충돌을 회피한다.
그러나, 상술한 경우는 차량의 예측 주행 경로를 고려하지 않고 차량 주변의 장애물을 감지하는 것에 해당한다. 현실적으로는 차량이 직선 경로가 아닌 곡선 경로를 따라 주행하는 경우, 충돌 가능성을 예측함에 있어서 다양하고 변칙적인 요소들이 존재한다.
차량의 예측 주행 경로를 반영한 관심 영역을 생성함으로써, 다른 차량과의 충돌 위험을 정확하게 예측하는 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 차량을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 시스템은 차량의 외부에서 주행 중인 다른 차량을 감지하도록 상기 차량에 설치되고, 상기 다른 차량의 위치 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및 상기 차량에 대한 상기 다른 차량의 상대 거리에 기초하여 충돌 위험도를 산출하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 차량의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 상기 제1 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 이동 한 후에 제2 관심 영역을 생성하고, 상기 제2 관심 영역에서 감지된 상기 다른 차량의 상대 거리를 계산한다.
상기 제1 관심 영역은, 상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형일 수 있다.
상기 제1 관심 영역은 제1 좌표계를 기준으로 생성된 것이고, 상기 제2 관심 영역은, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 일정 시간 동안 이동한 후의 것인 제2 좌표계를 기준으로 생성된 것이고, 상기 제2 좌표계는 상기 제1 좌표계의 원점 기준을 이동 변환 및 회전 변환을 수행한 것일 수 있다.
상기 제2 관심 영역은 상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형일 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 다른 차량의 위치 벡터를 산출하고, 상기 위치 벡터의 값이 감소하면 충돌 위험도를 증가시킬 수 있다.
상기 운전자 보조 시스템은 차량의 외측을 향하는 시야를 가지도록 상기 차량에 설치되고, 상기 다른 차량의 위치 정보를 획득하는 카메라;를 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 운전자 보조 제어 방법은 다른 차량의 위치 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 차량에 대한 상기 다른 차량의 상대 거리에 기초하여 충돌 위험도를 산출하는 단계;를 포함하되, 상기 충돌 위험도를 산출하는 단계는, 상기 차량의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 상기 제1 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 이동 한 후에 제2 관심 영역을 생성하고, 상기 제2 관심 영역에서 감지된 상기 다른 차량의 상대 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 관심 영역은 상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형일 수 있다.
상기 제1 관심 영역은 제1 좌표계를 기준으로 생성된 것이고, 상기 제2 관심 영역은, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 일정 시간 동안 이동 한 후의 것인 제2 좌표계를 기준으로 생성된 것이고, 상기 제2 좌표계는, 상기 제1 좌표계의 원점 기준을 이동 변환 및 회전 변환을 수행한 것일 수 있다.
상기 제2 관심 영역은 상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형일 수 있다.
상기 충돌 위험도를 산출하는 단계는 상기 제2 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 다른 차량의 위치 벡터를 산출하고, 상기 위치 벡터의 값이 감소하면 충돌 위험도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 운전자 보조 제어 방법은 상기 차량에 설치된 카메라에 의해 획득된 영상 데이터에 기초하여 상기 다른 차량의 위치 정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법에 의하면, 차량의 예측 주행 경로를 반영한 관심 영역을 기초로 다른 차량과의 충돌 위험도를 산정하기 때문에 제어 프로세스의 연산량을 감소시킴과 동시에 신뢰도 높은 충돌 예측이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 관심 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 5는 충돌 위험도를 산정하는 구체적인 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 운전자 보조 제어 방법의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
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 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)를 포함한다. 엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.
차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (21)과, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module) (31)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS) (41)과, 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM)과, 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS)을 더 포함한다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템(100)의 요청에 응답하여 엔진(10)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진(10)의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛(21)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기(20)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(21)은 엔진(10)으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈(31)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)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 모듈(31)은 차량(1)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 조향 장치(41)는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치(41)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(51)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(51)은 헤드 램프, 와이퍼, 클러스터, 다기능 스위치 및 방향 지시 램프 등을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트(cyclist), 차선, 도로 표지판 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 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.
운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 영상 데이터를 획득하는 카메라 모듈(101)과, 차량(1) 주변의 객체 데이터를 획득하는 레이더 모듈(102)을 포함한다.
카메라 모듈(101)은 카메라(101a)와 제어기(Electronic Control Unit, ECU) (101b)를 포함하며, 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 인식할 수 있다.
레이더 모듈(102)은 레이더(102a)와 제어기(102b)를 포함하며, 차량(1) 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 거리, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 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. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 엔진 관리 시스템(11), 전자식 제동 제어 모듈(31) 및 전자식 조향 장치(41)에 각각 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 구동 제어 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.
도 2은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 구성을 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 제동 시스템(32)과, 조향 시스템(42)과, 운전자 보조 시스템(100)을 포함할 수 있다.
제동 시스템(32)은 도 1과 함께 설명된 전자식 제동 제어 모듈(31, 도 1 참조)과 제동 장치(30, 도 1 참조)를 포함하며, 조향 시스템(42)은 전자식 조향 장치(41, 도 1 참조)와 조향 장치(40, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 전방 카메라(110)와, 전방 레이더(120)와, 복수의 코너 레이더들(130)을 포함할 수 있다.
전방 카메라(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view) (110a)를 가질 수 있다. 전방 카메라(110)는 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(1) 전방의 영상 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
전방 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.
전방 카메라(110)는 제어부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1) 전방의 영상 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing) (120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)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(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트에 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 상태 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(140)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130)은 차량(1)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더(131)와, 차량(1)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더(132)와, 차량(1)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더(133)와, 차량(1)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더(134)를 포함한다.
제어부(140)는 카메라 모듈(101, 도 1 참조)의 제어기(101b, 도 1 참조) 및/또는 레이더 모듈(102, 도 1 참조)의 제어기(102b, 도 1 참조) 및/또는 별도의 통합 제어기를 포함할 수 있으며, 제어부(140)는 프로세서(141)와 메모리(142)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 차량(1)에 마련된 레이더가 획득한 레이더 데이터에 기초하여 다른 차량의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 정보는 특정 좌표계를 기준으로 하거나, 차량(1)을 기준으로 한 좌표값으로 나타낼 수 있고, 좌표값을 기초로 차량(1)과 다른 차량간의 상대 거리 및 상대 속도 등을 산출할 수 있다. 구체적인 산출 프로세스에 관하여는 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 제어부(140)는 상대 거리 및 상대 속도를 산출하면 이를 기초로 충돌 위험도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 차량(1)과 다른 차량간의 상대 거리가 미리 설정된 거리보다 작은 경우 충돌 위험도를 높게 산정할 수 있다. 충돌 위험도는 차량(1)과 다른 차량간의 충돌 가능성에 관한 척도를 가리킨다. 제어부는, 충돌 위험도의 수치가 미리 설정된 수치 이상인 경우, 운전자에게 충돌 경고를 알리는 신호를 생성할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 충돌 위험도를 더 정확하게 산정하기 위하여 차량(1)의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 제1 관심 영역 내에 다른 차량이 감지된 경우에만 제2 관심 영역을 생성할 수 있다. 여기서, 제2 관심 영역은 차량(1)이 예측 주행 경로를 따라 일정 거리 이동한 후에 생성된 새로운 관심 영역이다. 제어부(140)는 제2 관심 영역 내에서 다른 차량이 감지된 경우에만 다른 차량과의 상대 거리를 측정하고, 이에 기초하여 충돌 위험도를 산출한다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터와 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터를 처리하고, 제동 시스템(32) 및 조향 시스템(42)을 제어하기 위한 제동 신호 및 조향 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(141)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.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)을 감지할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(141)는 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다. 프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들의 위치 정보(방향) 및 유형 정보(예를 들어, 객체가 다른 차량인지, 또는 보행자인지, 또는 사이클리스트인지 등)를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(141)는 전방 영상 데이터에 의하여 감지된 객체들을 전방 레이더 데이터에 의한 감지된 객체에 매칭하고, 매칭 결과에 기초하여 차량(1)의 전방 객체들의 유형 정보와 위치 정보와 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(141)는 전방 객체들의 유형 정보와 위치 정보와 속도 정보에 기초하여 제동 신호와 조향 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(141)는 전방 객체들의 위치 정보(거리)와 속도 정보(상대 속도)에 기초하여 차량(1)과 전방 객체 사이의 충돌까지의 시간(Time to Collision, TTC)를 산출하고, 충돌까지의 시간과 미리 정해진 기준 시간 사이의 비교 결과에 기초하여 운전자에게 충돌을 경고하거나 제동 신호를 제동 시스템(32)으로 전송할 수 있다. 미리 정해진 제1 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(141)는 오디오 및/또는 디스플레이를 통한 경고를 출력하도록 할 수 있다. 미리 정해진 제2 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(141)는 사전 제동 신호를 제동 시스템(32)으로 전송할 수 있다. 미리 정해진 제3 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(141)는 긴급 제동 신호를 제동 시스템(32)으로 전송할 수 있다. 이때, 제2 기준 시간은 제1 기준 시간보다 작고, 제3 기준 시간은 제2 기준 시간보다 작다.
다른 예로, 프로세서(141)는 전방 객체들의 속도 정보(상대 속도)에 기초하여 충돌까지의 거리(Distance to Collision, DTC)를 산출하고, 충돌까지의 거리와 전방 객체들까지의 거리 사이의 비교 결과에 기초하여 운전자에게 충돌을 경고하거나 제동 신호를 제동 시스템(32)으로 전송할 수 있다.
프로세서(141)는 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 측방(전방 우측, 전방 좌측, 후방 우측, 후방 좌측)의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다.
메모리(142)는 프로세서(141)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(141)가 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(142)는 전방 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더들(120, 130)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(141)의 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(142)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.
이상에서는 운전자 보조 시스템의 구성에 관하여 설명하였다. 이하에서는, 운전자 보조 시스템이 수행하는 프로세스와 관련하여 관심 영역(Region of Interest)를 설정하고, 충돌 위험도를 산정하는 과정을 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 제어부(140)는 다른 차량(2)과의 충돌 위험도를 산정하기 위하여 예측 주행 경로(P)에 기초하여 관심 영역(R)을 생성하고, 다른 차량이 관심 영역(R) 내에서 감지된 경우, 다른 차량과의 충돌 위험도를 산정하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 여기서, 예측 주행 경로(P)는 차량(1)의 조향 장치에서 입력된 조향각에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 예측 주행 경로(P)의 주행 반경은 입력된 조향각에 따라 결정된다.
관심 영역(R)은 예측 주행 경로(P)를 따라 구획된 영역으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 관심 영역(R)은 곡선인 예측 주행 경로(P)에 인접한 두 개의 곡선 및 두 개의 곡선을 연결하는 선에 의한 휘어진 삼각형의 모양으로 채택될 수 있다. 단, 상술한 모양에 한정되지 않고, 설정에 따라 휘어진 부채꼴, 휘어진 사각형 등의 다양한 모양을 채택할 수 있음에 유의한다. 이에 따라, 차량(1)과 충돌 가능한 영역 범위 안에서만 연산을 수행하므로, 제어부가 수행하는 연산 처리량을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 관심 영역은 차량(1)의 조향각에 따른 예측 주행 경로(P)를 따라 구획되고, 제1 관심 영역의 모양은 휘어진 삼각형일 수 있다. 또한, 제2 관심 영역도 마찬가지로, 차량(1)의 조향각에 따른 예측 주행 경로(P)를 따라 구획되고, 제2 관심 영역의 모양도 휘어진 삼각형일 수 있다.
한편, 관심 영역(R)은 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역을 포함할 수 있다. 제2 관심 영역은 제1 관심 영역이 생성된 시점 이후의 관심 영역을 가리킨다. 구체적으로, 제2 관심 영역은 제1 관심 영역이 생성된 이후에, 차량(1)이 예측 주행 경로(P)를 따라 이동한 후에 다른 위치에서 생성된 관심 영역에 해당한다. 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역은 일정 시간 간격에 따라 서로 불연속적으로 생성된 것일 수 도 있고, 연속적으로 생성된 것일 수 도 있다.
여기서, 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역을 구분하는 기준은 좌표계가 될 수 있다. 제어부(140)는 충돌 위험도를 산정하기 위하여 제1 좌표계 및 제2 좌표계가 도입할 수 있다. 제1 좌표계 및 제2 좌표계에 관한 자세한 설명은 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 충돌 위험도를 산정하기 위한 좌표계는 제1 좌표계(C1) 및 제2 좌표계(C2)를 포함할 수 있다. 여기서, X축은 차량(1)의 주행 방향과 나란한 방향을 가리키며, Y축은 차량(1)의 주행 방향과 수직한 방향을 가리킨다. 다만, 이와 같은 기준은 임의적인 것이며, 설정에 따라 다양한 기준에 의할 수 있음은 물론이다.
제1 좌표계(C1)는 차량(1)이 예측 주행 경로를 따라 이동하기 전에 다른 차량(2)의 상대 거리를 측정하기 위한 좌표계에 해당한다. 도 4를 참조하면, dx는 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 X축 상대 거리를 가리키고, dy는 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 Y축 상대 거리를 가리킨다. 한편, 도 4에 도시된 Rs는 차량(1)의 예측 주행 경로의 회전 반경을 가리키며, 차량의 조향각에 따라 그 값이 결정될 수 있다. Ф는 차량의 각속도를 가리킨다.
또한, Δx 및 Δy 각각은 차량(1)이 이동한 후의 X축의 위치 및 Y축의 위치를 가리키며, Vx,1은 차량(1)의 Y축 속도이고, Vy,1은 차량(1)의 Y축 속도이고, Vx,2는 다른 차량(2)의 X축 속도, Vy,2는 다른 차량(2)의 Y축 속도를 가리킨다.
제2 좌표계(C2)는 차량(1)이 예측 주행 경로를 따라 일정 시간 동안 이동 한 후에 다른 차량(2)의 상대 거리를 측정하기 위한 좌표계에 해당한다. 도 4를 참조하면, dx'는 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 X'축 상대 거리를 가리키고, dy'는 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 Y'축 상대 거리를 가리킨다.
제2 좌표계(C2)는 차량(1)이 운동함에 따라 변화될 수 있는 기준틀(Reference frame)을 반영한 좌표계를 가리킨다. 예를 들어, 제2 좌표계(C2)에서 측정된 좌표값은 제1 좌표계(C1)에 측정된 좌표값에 이동 변환 및 회전 변환 중 적어도 하나를 수행한 값이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일정 시간(ΔT)이 지난 후에, 제1 좌표계(C1)를 기준으로 측정된 다른 차량(2)의 위치가 (dx + Vx,2 * ΔT, dy + Vy,2 * ΔT)이고, 이동 변환을 수행하면, 제2 좌표계(C2)를 기준으로 한 다른 차량(2)의 위치는 (A, B)=(dx + Vx,2 * ΔT- Δx, dy + Vy,2 * ΔT- Δy)로 나타낼 수 있다.(단, Δx=Rs * sin(Vx,1 * ΔT / Rs), Δy= Δx2/2Rs).
상기 (dx + Vx,2 * ΔT- Δx, dy + Vy,2 * ΔT- Δy)에서 회전 변환을 수행하면, 제2 좌표계(C2)를 기준으로 한 다른 차량(2)의 위치는 (X*cos(Ф ΔT) + Y*sin(Ф ΔT), -X*sin(Ф ΔT) + Y*cos(Ф ΔT)) 로 나타낼 수 있다.
그리고, 상기 이동 변환 및 상기 회전 변환을 모두 수행하고, 제2 좌표계(C2)를 기준으로 한 위치는 (dx', dy')=( [dx + Vx,2 * ΔT- Δx]*[cos(Ф ΔT)]+[dy + Vy,2 * ΔT- Δy]*[sin(Ф ΔT)], dy'= -[dx + Vx,t * ΔT- Δx]*[sin(Ф ΔT)]+[dy + Vy,t * ΔT- Δy]*[cos(Ф ΔT)])로 나타낼 수 있다(도 4 참조).
상술한 바와 같이, 변환된 좌표값 및 하기의 수학식 1에 의하여 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 상대 속도 벡터 값(Vrel=(Vx,sf, Vy,sf))을 산출할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Vx,sf 및 Vy,sf는 센서 퓨전(Sensor Futsion)된 다른 차량(2)의 종방향 및 횡방향의 상대 속도를 의미하고, Vx,2 및 Vy,2는 차량(1)에 대한 다른 차량(2)의 종방향 및 횡방향의 상대 속도를 의미한다. 수학식 1은 Vx,2=Vx,sf+Vx,1-dy* Ф 및 Vy,2=Vy,sf+Vy,1-dx* Ф 로 정리될 수 있으며, 운전자 보조 시스템은 차량(1)에 설치된 레이더 및 카메라에 의해 획득된 다양한 데이터를 상술한 계산 방식에 적용하여 충돌 위험도를 산정할 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 일 실시예에 따른 운전자 보조 제어 방법을 설명한다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 각 단계의 동작 주체는 생략됨에 유의한다. 이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 차량 제어 방법을 설명한다.
S601 단계에서, 제1 좌표계를 기준으로 하고, 차량의 조향 방향에 기초한 제1 관심 영역을 설정한다. 여기서, 차량의 조향 방향은 예측 주행 경로를 생성할 수 있으며, 제1 관심 영역은 휘어진 삼각형의 모양을 가질 수 있음은 상술한 바와 같다.
S602 단계에서, 다른 차량이 제1 관심 영역 내에서 감지되는지 판단하고, 다른 차량이 제1 관심 영역 내에 존재하는 것으로 판단되면, 충돌 위험도가 높은 것으로 판단한다. 이후에, 차량이 일정 시간 동안에 예측 주행 경로를 따라 이동하고, 제2 좌표계를 기준으로 제2 관심 영역을 생성한다(S603).
S604 단계에서, 제2 관심 영역 내에서 제2 좌표계를 기준으로 다른 차량의 좌표값을 산출한다. 여기서, 산출된 좌표값을 이용하여 다른 차량의 상대 속도 벡터 값 또는 상대 위치 벡터 값을 산출할 수 있다.
산출된 좌표값에 기초하여 충돌 위험도를 산정한다. 예를 들어, S604 단계에서 상대 위치 벡터 값이 TTC 시간 이후에 0에 가까워지거나, 상대 속도 벡터 값의 급격한 변화가 감지된 경우를 충돌 위험도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
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, 플래시 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.

Claims (12)

  1. 차량의 외부에서 주행 중인 다른 차량을 감지하도록 상기 차량에 설치되고, 상기 다른 차량의 위치 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및
    상기 차량에 대한 상기 다른 차량의 상대 거리에 기초하여 충돌 위험도를 산출하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 상기 제1 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 이동 중에 제2 관심 영역을 생성하고, 상기 제2 관심 영역에서 감지된 상기 다른 차량의 상대 거리를 계산하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 관심 영역은,
    상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형인 운전자 보조 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 관심 영역은,
    제1 좌표계를 기준으로 생성된 것이고,
    상기 제2 관심 영역은,
    상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 일정 시간 동안 이동한 후의 것인 제2 좌표계를 기준으로 생성된 것이고,
    상기 제2 좌표계는 상기 제1 좌표계의 원점 기준을 이동 변환 및 회전 변환을 수행한 것인 운전자 보조 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 관심 영역은,
    상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형인 운전자 보조 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 다른 차량의 위치 벡터를 산출하고, 상기 위치 벡터의 값이 감소하면 충돌 위험도를 증가시키는 운전자 보조 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    차량의 외측을 향하는 시야를 가지도록 상기 차량에 설치되고, 상기 다른 차량의 위치 정보를 획득하는 카메라;를 더 포함하는 운전자 보조 시스템.
  7. 차량에 설치되는 운전자 보조 시스템에 의해 수행되는 제어 방법에 있어서,
    다른 차량의 위치 정보를 포함하는 레이더 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 차량에 대한 상기 다른 차량의 상대 거리에 기초하여 충돌 위험도를 산출하는 단계;를 포함하되,
    상기 충돌 위험도를 산출하는 단계는,
    상기 차량의 예측 주행 경로를 따라 구획된 제1 관심 영역을 생성하고, 상기 제1 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 이동 한 후에 제2 관심 영역을 생성하고, 상기 제2 관심 영역에서 감지된 상기 다른 차량의 상대 거리를 계산하는 단계;를 포함하는 운전자 보조 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 관심 영역은,
    상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형인 운전자 보조 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 관심 영역은,
    제1 좌표계를 기준으로 생성된 것이고,
    상기 제2 관심 영역은,
    상기 차량이 상기 예측 주행 경로를 따라 일정 시간 동안 이동 한 후의 것인 제2 좌표계를 기준으로 생성된 것이고,
    상기 제2 좌표계는,
    상기 제1 좌표계의 원점 기준을 이동 변환 및 회전 변환을 수행한 것인 운전자 보조 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 관심 영역은,
    상기 차량의 조향각에 따른 예측 주행 경로를 따라 구획된 영역이고, 상기 영역의 모양은 휘어진 삼각형인 운전자 보조 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 충돌 위험도를 산출하는 단계는,
    상기 제2 관심 영역 내에 상기 다른 차량이 감지되면, 상기 다른 차량의 위치 벡터를 산출하고, 상기 위치 벡터의 값이 감소하면 충돌 위험도를 증가시키는 단계;를 포함하는 운전자 보조 제어 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 차량에 설치된 카메라에 의해 획득된 영상 데이터에 기초하여 상기 다른 차량의 위치 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 운전자 보조 제어 방법.
KR1020190065967A 2019-06-04 2019-06-04 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법 KR20200139443A (ko)

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