KR20210020608A - 가속도 프로파일 생성 장치 및 이를 이용한 곡선 도로의 자율주행 방법 - Google Patents

가속도 프로파일 생성 장치 및 이를 이용한 곡선 도로의 자율주행 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 의한 곡선 도로의 자율주행 방법은, 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 검출하는 단계; 상기 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도를 산출하는 단계; 상기 목표 감속도의 크기를 이용하여 주행 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 주행 패턴에 기반하여 가속도 프로파일을 연산하고, 상기 가속도 프로파일을 토대로 제어 토크를 출력하여 차량을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

가속도 프로파일 생성 장치 및 이를 이용한 곡선 도로의 자율주행 방법{APPARATUS FOR GENERATING AN ACCELERATION PROFILE AND METHOD FOR AUTONOMOUS DRIVING A CURVED ROAD USING THE SAME}
본 발명은 가속도 프로파일 생성 장치 및 이를 이용한 곡선 도로의 자율 주행 방법에 관한 것이다.
현재 상용화되는 자율주행 차량은 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)을 적용하여 주행 중 핸들 및 페달 조작과 같은 단순 작업에서 운전자를 자유롭게 해 줄 뿐만 아니라 운전자의 부주의로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있어 최근 사람들의 관심이 증가하고 있다.
그러나, 일반적인 운전자 보조 시스템은 차량의 종방향과 횡방향에 대한 운동을 전체적으로 표현하는 동적 지표에 관한 접근이 전무한 실정이며, 각 운동이 서로 연계된 제어값을 정량적으로 산출하는데 한계가 있으므로 도로 환경에 따라 부자연스러운 차량의 거동이 나타난다. 특히, 감속, 선회, 및 가속의 흐름으로 차량의 거동이 변화되는 곡선 도로를 통과할 때 급제동, 급조타, 및 급발진이 발현되며, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 차량 내에 탑승한 승객의 불편도를 증대시키는 요인으로 작용한다.
도 1은 일반적인 자율주행 차량에 탑재된 운전자 보조 시스템을 이용하여 곡선 도로를 주행할 경우 나타나는 승객의 불편도를 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 (a)는 곡선 도로의 주행 시 급제동, 급조타, 및 급발진의 흐름으로 거동하는 차량의 가속도 벡터를 도시한 도면이고, 도 1의 (b)는 상기 차량에 탑승한 승객의 머리 부분에 대한 상태 변화를 정성적으로 표현한 도면이다.
도 1의 (a)와 (b)를 참조하면, 차량의 거동이 천이되는 시점-예컨대, 급제동→급조타(1), 급조타→급발진(2)-에서 가속도 벡터(
Figure pat00001
)의 궤적은 단속적으로 변화되며, 차량은 십자형(cross) 형태의 주행 패턴을 따라 운동한다. 이처럼, 십자형(cross) 주행 패턴을 따라 운동할 경우, 차량은 원심력에 의해 좌우로 급격히 휘청거리게 되고, 차량 내에 탑승한 승객(U)은 관성력에 의해 올바른 신체 자세를 유지하기가 어렵다. 특히, 승객(U)의 신체 중 안전 장치에 의해 구속되지 않는 머리 부분은 불규칙한 방향으로 흔들리게 되므로 승객의 불편도가 증가된다.
실시 예는 곡선 도로 주행 시 종방향과 횡방향에 대한 각 운동이 서로 연계된 정량적인 주행 패턴을 제시하여 승객의 불편도를 저감할 수 있는 가속도 프로파일 생성 장치 및 그를 이용한 자율주행 방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예는, 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 검출하는 단계; 상기 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도를 산출하는 단계; 상기 목표 감속도의 크기를 이용하여 주행 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 주행 패턴에 기반하여 가속도 프로파일을 연산하고, 상기 가속도 프로파일을 토대로 제어 토크를 출력하여 차량을 제어하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법을 제공할 수 있다.
상기 가속도 프로파일은, 종가속도, 횡가속도, 및 조향각 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 주행 패턴은, 좌우 선회시 횡방향 가속도와 가감속시 종방향 가속도가 서로 연계된 가속도 벡터의 궤적과 대응되며, 원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기가 일정하게 유지되되 방향이 변화되는 선회 패턴; 및 타원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기 및 방향이 변화되는 가속 패턴;을 포함할 수 있다.
상기 목표 감속도를 산출하는 단계는, 상기 차량의 현재속도와 상기 곡선 도로의 제한속도를 비교하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 차량을 제어하는 단계는, 차량의 현재 위치로부터 곡선 도로의 진입 지점 사이에 해당하는 제1 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 감속 제어하는 단계; 상기 제1 구간 이후 상기 곡선 도로의 최대 곡률 지점 사이에 해당하는 제2 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 종방향 가속도의 크기가 감소되도록 선회 제어하는 단계; 및 상기 제2 구간 이후 상기 곡선 도로의 탈출 지점 사이에 해당하는 제3 구간 동안 차량 특성에 기반한 최대 가속도를 고려하여 가속 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 선회 제어하는 단계는, 종가속도와 횡가속도의 합의 크기를 일정하게 유지한 상태에서 횡방향 가속도의 크기가 증가되도록 수행될 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시 예에 의하면, 종방향과 횡방향에 대한 각 운동이 서로 연계된 주행 패턴을 제시하여 정성적인 승객의 불편도를 정량적으로 해석하고, 이를 토대로 차량의 감속, 선회, 및 가속을 제어함으로써 도로 환경에 따라 사용자 친화적인 자율주행이 가능하다. 따라서, 차량의 거동과 승객의 예측 간 주행 이질감이 감소되고, 승객의 불편도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 자율주행 차량에 탑재된 운전자 보조 시스템을 이용하여 곡선 도로를 주행할 경우 나타나는 승객의 불편도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로를 주행하는 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 종방향과 횡방향에 대한 각 운동이 서로 연계된 주행 패턴을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주행 패턴의 형상에 기초하여 승객의 불편도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로를 주행하기 위한 가속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7의 (a) 내지 (b)는 차량의 뒷좌석에 탑승한 승객의 흉쇄유돌근에 대한 근전도 파형을 주행 패턴의 형상에 따라 비교한 일 예이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로의 자율주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 자율주행 제어 장치에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 자율주행 제어 장치(10)는 센서 정보 송출부(100), 지도 정보 송출부(200), 및 가속도 프로파일 생성 장치(300)를 포함할 수 있다.
센서 정보 송출부(100)는 카메라(camera, 110), 거리측정 센서(120), GPS 수신기(130), 및 차량 센서(140)를 포함할 수 있다.
카메라(110)는 광학계를 통해 촬영한 차량 주변의 영상 정보를 획득하고, 획득한 영상 정보에 대한 노이즈(noise) 제거, 화질 및 채도 조절, 파일 압축 등의 이미지 처리를 수행할 수 있다.
거리측정 센서(120)는 전자기파를 사용하여 객체와의 거리나 상대속도를 측정하는 레이더(RADAR) 및/또는 빛을 이용하여 레이더가 볼 수 없는 사각지대까지 관측 가능한 라이다(LIDAR) 등으로 구현될 수 있으며, 객체에 발사한 전자기파 또는 빛의 도달시간을 측정하여 차량과 객체와의 거리를 측정할 수 있다.
GPS 수신기(130)는 지구 상공에 위치한 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 항법 메시지를 수신하여 차량의 위치 정보를 수집할 수 있다.
차량 센서(140)는 차량의 주행 속도, 가속도, 및 조향각 등을 수집하는 속도 센서(141), 가속도 센서(143), 및 조향각 센서(145)를 포함하며, 각종 액츄에이터에 대한 상태 정보를 주기적으로 측정할 수 있다.
지도 정보 송출부(200)는 도로와 차로의 구분이 가능한 정밀 지도정보를 데이터베이스(DB) 형태로 미리 저장하며, 지도정보는 무선 통신을 통해 일정 주기마다 자동으로 또는 사용자에 의해 수동으로 갱신될 수 있다.
지도정보는 노드(Node)와 링크(Link) 단위로 구성되며, 도로의 곡률(또는, 곡률 반경) 정보와 상기 곡률 정보에 대응하는 곡선 도로의 위치 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 노드(Node)는 도로의 속성이 변경되는 지점을 의미하고, 링크(Link)는 노드와 노드를 연결하는 차로(Lane) 단위의 패스(path)로 구분될 수 있다.
센서 정보 송출부(100) 및 지도 정보 송출부(200)는 차량 네트워크(network, NW)를 통해 가속도 프로파일 생성 장치(300)와 통신을 수행할 수 있으며, 차량 네트워크(NW)는 CAN(Controller Area Network), CAN-FD(CAN with Flexible Data rate), FlexRay, MOST(Media Oriented Systems Transport), TT Ethernet(Time Triggered Ethernet) 등의 다양한 차량 내 통신을 포함할 수 있다.
가속도 프로파일 생성 장치(300)는 도로 형상 인지부(310), 주행 패턴 생성부(320), 차량 제어부(330), 및 파라미터 저장부(340)를 포함할 수 있다.
도로 형상 인지부(310)는 센서 정보 송출부(100) 및 지도 정보 송출부(200)를 통해 수집된 다양한 정보를 조합하여 차량 전방의 도로 형상을 인지할 수 있다.
도로 형상 인지부(310)는 지도 정보 송출부(200)에 미리 저장된 도로의 곡률 정보, GPS 수신기(130)를 통해 수신한 차량의 현재 위치정보, 및 카메라(110)를 통해 분석한 주변 영상 정보 등을 토대로 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 인지하고, 인지된 곡선 도로의 주행 패턴을 생성하기 위한 지령(command)을 주행 패턴 생성부(320)에 송신할 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 도로형상 인지부(310)로부터 상기 지령을 수신하면, 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도(Gtotal)를 산출하고, 상기 목표 감속도의 크기(|Gtotal|)를 최대 반경(r)으로 하는 방사원형(round) 형태의 주행 패턴을 생성할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 이하에서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로를 주행하는 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 주행 패턴 생성부(320)는 속도 센서(141)를 통해 측정된 차량의 현재속도(Vego)와 도로 형상 인지부(310)를 통해 인지된 곡선 도로의 제한속도(Vlimit)를 서로 비교하여 목표 감속도(Gtotal)를 산출할 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 목표 감속도(Gtotal) 산출의 전처리 과정으로, 지도 정보 송출부(200)에 미리 저장된 곡선 도로의 곡률(curvature, C) 정보와 동역학 법칙에 근거하여 제한속도(Vlimit)를 계산할 수 있다. 여기서, 제한속도(Vlimit)는 곡선 도로에 진입하기 위한 최대 속도로 도로의 마찰계수 및 곡률 정도에 따라 달라질 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 도로의 곡률 반경(R=1/C)과 원심 가속도(alimit)를 고려하여 제한속도(Vlimit)를 결정하며, 일 예로 하기의 수학식 1에 의해 산출할 수 있다. 여기서, 원심 가속도(alimit)는 곡선 도로를 선회함에 있어서 차량의 이탈을 방지하기 위한 권장 횡가속도로 0.2~0.5G의 범위 내에서 미리 설정될 수 있으나, 본 발명의 범주가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00002
또는, 주행 패턴 생성부(320)는 상기 수학식 1에 의하여 파라미터 저장부(340)에 미리 작성된 곡률 반경(R)-제한속도(Vlimit) 테이블을 독출하거나, 도로교통법에 의해 제한되는 곡선 도로의 법정속도를 이용하여 제한속도(Vlimit)를 결정할 수도 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 측정된 차량의 현재속도(Vego)와 산출된 곡선 도로의 제한속도(Vlimit)를 비교한 결과, 현재속도(Vego)가 제한속도(Vlimit)를 초과하는 경우 하기의 수학식 2에 의해 목표 감속도(Gtotal)를 산출할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, Vego는 차량의 현재 속도, Vlimit는 곡선 도로의 제한속도, S는 차량의 현재 위치(O)로부터 곡선 도로의 진입 지점(A)까지의 거리를 각각 나타낸다.
주행 패턴 생성부(320)는 측정된 차량의 현재속도(Vego)와 산출된 곡선 도로의 제한속도(Vlimit)를 비교한 결과, 현재속도(Vego)가 제한속도(Vlimit) 이하인 경우 차속에 기반하여 목표 감속도(Gtotal)를 산출할 수 있으며, 이때의 목표 감속도(Gtotal)는 시간당 차속의 변화율을 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 곡선 도로를 통과할 때 차량은 감속(①), 선회(①→②→③), 및 가속(③→④→⑤)의 흐름으로 거동이 변화되고, 그에 따라 차량의 가속도 벡터(
Figure pat00004
)도 함께 변화된다. 이때, 차량의 속도를 제한속도(Vlimit) 이내로 감속하여 곡선 도로를 진입하더라도 가속도 벡터(
Figure pat00005
)의 변화가 단속적인 경우, 임계치 이상의 곡률을 갖는 도로의 특성상 원심력에 의해 차량은 좌우로 급격하게 휘청거리게 되고, 차량 내에 탑승한 승객은 관성력에 의해 올바른 신체 자세를 유지할 수 없어 승차감이 저하된다.
이에, 일 실시 예에 따른 주행 패턴 생성부(320)는 산출된 목표 감속도(Gtotal)를 바탕으로, 차량의 종방향(longitudinal)과 횡방향(lateral)에 대한 각 운동이 서로 연계된 주행 패턴을 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 종방향과 횡방향에 대한 각 운동이 서로 연계된 주행 패턴을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 주행 패턴 생성부(320)는 2차원 공간인 X-Y 좌표 상에 중심점(O)으로부터 목표 감속도(Gtotal)의 크기를 최대 반경(r)으로 하는 방사원형(round) 형태-예컨대, 원 및/또는 타원 형상-의 다이어그램 (Diagram)을 도시하고, 차량의 선회 방향을 고려하여 상기 다이어그램을 따르는 주행 패턴(DP, Driving Pattern)을 생성할 수 있다. 예컨대, X-Y 좌표 상의 제1, 4 사분면에 도시된 다이어그램은 우선회(right turn)시 차량의 주행 패턴을, 제2, 3 사분면에 도시된 다이어그램은 좌선회(left turn)시 차량의 주행 패턴을 각각 나타낸다.
다이어그램은 곡선 도로를 주행하는 차량의 종방향과 횡방향에 대한 각 운동을 전체적으로 표현하기 위한 하나의 수단으로, 차량의 거동을 안정 영역과 위험 영역으로 구분하는 경계선으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 차량의 거동이 다이어그램의 경계선 범위를 벗어나 이동하는 경우(M1) 곡선 도로를 이탈할 가능성이 높은 위험 영역에 해당되고, 차량의 거동이 다이어그램의 경계선 범위 이내에 위치하는 경우(M2) 안정 영역에 해당된다.
여기서, 다이어그램의 X축은 좌우 선회시 횡가속도(ay)를, Y축은 가감속시 종가속도(ax)를 각각 나타내며, 차량의 가속도(a)는 상기 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)의 벡터 합으로 표현된다(
Figure pat00006
).
주행 패턴 생성부(320)는 X-Y 좌표 상에 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)가 서로 연계된 가속도 벡터(
Figure pat00007
)의 궤적을 다이어그램 형태로 표현하여 차량에 탑승한 승객의 승차감을 정량적으로 해석할 수 있으며, 다이어그램의 형상 내지 넓이는 목표 감속도(Gtotal)의 크기에 따라 가변적으로 조정될 수 있다.
다이어그램 상의 A, B, 및 C 점은 차량의 제어 상태가 천이되는 상태 표시점으로 A 점은 곡선 도로의 진입 지점, B 점은 곡선 도로의 최대 곡률 지점, C 점은 곡선 도로의 탈출 지점에 대응되며, 중심점(O)은 차량의 현재 위치에 대응될 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 곡선 도로에 대하여 O-A(이하, "감속 구간"이라 칭한다)에 상응하는 감속 패턴, A-B(이하, "선회 구간"이라 칭한다)에 상응하는 선회 패턴, 및 B-C(이하, "가속 구간"이라 칭한다)에 상응하는 가속 패턴을 포함하는 주행 패턴(DP)을 생성하고, 차량 제어부(240)에 상기 주행 패턴(DP)을 전송할 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 도로 형상 인지부(310)를 통해 주행 패턴을 생성하기 위한 지령을 수신하면, 중심점(O)과 종방향의 Y축으로 음의 최대 가속도를 갖는 A 점 사이의 감속 구간에 대하여 종가속도(ax)의 크기가 목표 감속도(Gtotal)를 추종하는 감속 패턴을 생성할 수 있다. 이때, 주행 패턴 생성부(320)는 종가속도(ax)가 목표 감속도(Gtotal)에 도달하는 지점을 A 점으로 결정할 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 종방향의 Y축으로 음의 최대 가속도를 갖는 A 점과 횡방향의 X축으로 양(또는, 음)의 최대 가속도를 갖는 B 점 사이의 선회 구간에 대하여, 하기의 수학식 3을 갖는 관계식으로 선회 패턴을 생성할 수 있다. 여기서, X-Y 좌표 상의 B 점은 차량의 선회 방향에 따라 양 또는 음의 최대 가속도를 가질 수 있다.
Figure pat00008
선회 패턴의 가속도 벡터(
Figure pat00009
)는 그 크기(scalar)가 일정하게 유지된 채 방향만 변화되도록 원 형상의 다이어그램을 따라 이동하며, 시간의 흐름에 따라 종감속도(ax)의 크기는 점진적으로 감소하고, 횡가속도(ay)의 크기는 점진적으로 증가할 수 있다. 이때, 주행 패턴 생성부(320)는 다이어그램의 경계선 범위 내에서 종가속도(ax)가 최소값(또는, 0)을 가지고, 횡가속도(ay)가 최대값(또는, 최대 반경(r))을 가지는 지점을 B 점으로 결정할 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 횡방향의 X축으로 양(또는, 음)의 최대 가속도를 갖는 B 점과 종방향의 Y축으로 양의 최대 가속도를 갖는 C 점 사이의 가속 구간에 대하여, 하기의 수학식 4를 갖는 관계식으로 가속 패턴을 생성할 수 있다.
Figure pat00010
가속 패턴의 가속도 벡터(
Figure pat00011
)는 크기(scalar)와 방향이 모두 변화되도록 타원 형상의 다이어그램을 따라 이동하며, 이때 Gmax는 차량 특성에 기반한 최대 가속도를 나타낸다. 곡선 도로에 진입하는 선회 구간과 달리, 곡선 도로를 탈출하는 가속 구간에서는 차량이 엔진의 최대 출력범위를 초과하여 가속할 수 없을 뿐만 아니라, 저단변속 상태에서 급가속을 실행할 경우 타이어가 제자리에서 미끄러지는 휠 슬립(slip)현상이 발생될 수 있다.
따라서, 가속 구간의 최대 가속도(Gmax)는 목표 감속도의 크기(|Gmax|)와 차량 특성에 기반한 안전 계수(α)를 토대로 결정되며(Gmax=α|Gmax|, 여기서 α는 0<α<1의 범위를 만족한다), 안전 계수(α)는 차량에 장착된 엔진의 성능 한계를 고려하여 개발자에 의해 미리 설정된 값일 수 있다.
주행 패턴 생성부(320)는 시간의 흐름에 따라 종가속도(ax)의 크기는 점진적으로 증가하고, 횡가속도(ay)의 크기는 점진적으로 감소하는 가속 패턴을 생성하고, 다이어그램의 경계선 범위 내에서 횡가속도(ay)가 최소값(또는, 0)을 가지고, 종가속도(ax)가 최대 가속도(Gmax)에 도달하는 지점을 C 점으로 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주행 패턴의 형상에 기초하여 승객의 불편도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)는 곡선 도로 주행 시 감속, 선회, 및 가속의 흐름으로 거동하는 차량의 주행 패턴을 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 상기 차량에 탑승한 승객의 머리 부분에 대한 상태 변화를 정성적으로 표현한 도면이다.
도 5의 (a)와 (b)를 참조하면, 차량의 거동이 천이되는 시점-예컨대, 감속→선회(1'), 선회→가속(2')-에서 가속도 벡터(
Figure pat00012
)의 궤적은 연속적으로 변화되며, 차량은 방사원형(round) 형태의 주행 패턴을 따라 운동한다.
이처럼, 방사원형(round)의 주행 패턴을 따라 운동할 경우 차량에 인가되는 원심력과 승객(user, U)에 작용하는 관성력은 대체로 그 크기와 방향이 일치하게 되므로, 승객(U)의 머리 부분은 규칙적인 방향으로 상태가 변화될 수 있다. 예컨대, 승객(U)의 머리 부분은 신체의 이동 방향과 동일하게 원을 그리며 이동될 수 있으며, 이에 따라 승객의 불편도가 저감되고 승차감이 향상될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 차량 제어부(330)는 종방향 제어부(331), 횡방향 제어부(333), 및 선회 상태 판단부(335)를 포함할 수 있다.
차량 제어부(330)는 주행 패턴 생성부(320)로부터 감속, 선회, 및 가속 패턴이 도시된 주행 패턴(DP)을 수신하고, 차량의 거동을 정량적으로 해석하기 위해 상기 주행 패턴(DP)을 시간-가속도 프로파일로 변환하여 종가속도(ax), 횡가속도(ay), 및 조향각(δ) 중 적어도 하나를 연산할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 6을 함께 참조하여 이하에서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로를 주행하기 위한 가속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
차량 제어부(330)는 종방향 및 횡방향 각각에 대한 가속도 프로파일을 연산하고, 상기 가속도 프로파일에 기반한 제어 토크를 엔진 장치(미도시), 제동 장치(미도시), 및 조향 장치(미도시) 중 적어도 하나로 출력하여 차량의 감속, 선회, 및 가속을 제어할 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 그래프의 X축은 시간, Y축은 가속도를 각각 나타내며, 가속도는 G-포스(Gravitational force) 단위(unit)로 표현될 수 있다. 그리고, X축을 기준으로 상측은 가속 상태의 차량 거동을, 하측은 감속 상태의 차량 거동을 의미한다.
종방향 제어부(331)와 횡방향 제어부(333)는 감속, 선회, 및 가속 패턴 각각에 상응하는 주행 패턴(DP)을 가속도 프로파일로 변환하여 종가속도(ax), 횡가속도(ay), 및 조향각(δ) 중 적어도 하나를 연산하며, 차량 제어부(330)는 감속, 선회, 및 가속 구간 별로 후술하는 바와 같이 차량을 제어할 수 있다.
<감속 구간>
차량 제어부(330)는 현재 위치(O)로부터 곡선 도로의 진입 지점(A) 사이에 해당하는 감속 구간 동안 목표 감속도(Gtotal)를 고려하여 종가속도(ax)를 연산하고, 상기 종가속도(ax)에 대응되는 제동 토크(예컨대, 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)의 신호 값)를 제동 장치(미도시)로 출력하여 차량의 감속을 제어할 수 있다(도 3의 ① 참조).
종방향 제어부(331)는 음(-)의 기울기를 갖는 선형 함수(또는, 비선형 함수)에 기반하여 목표 감속도(Gtotal)에 추종하도록 종가속도(ax)의 크기가 점진적으로 증가하는 가속도 프로파일을 생성하며, 차량 제어부(330)는 종가속도의 변화율(J=dax/dt, dax는 종가속도 변화량, dt는 시간 변화량)이 0에 도달하면 차량의 제어를 감속 상태에서 선회 상태로 천이시킬 수 있다.
<선회 구간>
차량 제어부(330)는 감속 구간 이후 곡선 도로의 최대 곡률 지점(B) 사이에 해당하는 선회 구간 동안 목표 감속도의 크기(|Gtotal|)를 고려하여 가속도 벡터(
Figure pat00013
)가 연속적으로 변화되는 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)를 연산하고, 상기 종가속도(ax) 및 횡가속도(ay)에 대응되는 제동 토크 및 조향 토크를 제동 장치(미도시) 및 조향 장치(미도시)로 출력하여 차량의 선회를 제어할 수 있다(도 3의 ①, ②, ③ 참조).
종방향 제어부(331)는 양(+)의 기울기를 갖는 선형 함수(또는, 비선형 함수)에 기반하여 종가속도(ax)의 크기가 최소값(또는, 0)에 도달할 때까지 점진적으로 감소하는 가속도 프로파일을 생성하고, 상기 가속도 프로파일을 횡방향 제어부(333)에 전송할 수 있다.
횡방향 제어부(333)는 종방향 제어부(331)로부터 수신한 종가속도(ax)를 고려하여 하기의 수학식 5에 따라 횡가속도(ay) 및 조향각(δ)을 연산할 수 있다. 횡방향 제어부(333)는 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)의 합의 크기를 일정하게 유지한 상태에서 시간의 흐름에 따라 횡가속도(ay)의 크기가 증가하는 가속도 프로파일을 생성할 수 있다.
Figure pat00014
여기서, R은 곡률 반경, L은 차량의 축거, K는 부족 조향 구배(Understeer Gradient)를 각각 나타내며, 선회 구간에서 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)의 합의 크기는 일정한 값을 유지한다. 이때, 상기 일정한 값은 목표 감속도의 크기(|Gtotal|) 또는 주행 패턴(DP)의 최대 반경(r)과 동일할 수 있다.
한편, 차량 제어부(330)는 종가속도(ax)가 최소값(또는, 0)을 가지고, 횡가속도(ay)가 최대값(또는, 최대 반경(r))에 도달하면 차량의 제어를 선회 상태에서 가속 상태로 천이시킬 수 있다.
<가속 구간>
차량 제어부(330)는 선회 구간 이후 곡선 도로의 탈출 지점(C) 사이에 해당하는 가속 구간 동안 차량 특성에 기반한 최대 가속도(Gmax)를 고려하여 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)를 연산하고, 상기 종가속도(ax) 및 횡가속도(ay)에 대응되는 구동 토크(예컨대, 가속 페달 센서(Accelerator Pedal Sensor, APS)의 신호 값) 및 조향 토크를 엔진 장치(미도시) 및 조향 장치(미도시)로 출력하여 차량의 가속을 제어할 수 있다(도 3의 ③, ④, ⑤ 참조).
횡방향 제어부(333)는 조향각(δ)의 변위가 스티어링 휠(steering wheel)의 중립 위치로 돌아가는 복원력을 고려하여 횡가속도(ay)가 점진적으로 감소하는 가속도 프로파일을 생성하고, 상기 가속도 프로파일을 종방향 제어부(331)에 전송할 수 있다.
종방향 제어부(331)는 횡방향 제어부(333)로부터 수신한 횡가속도(ay)를 고려하여 하기의 수학식 6에 따라 종가속도(ax)를 연산할 수 있으며, 최대 가속도(Gmax)에 추종하도록 시간의 흐름에 따라 종가속도(ax)의 크기가 증가하는 가속도 프로파일을 생성할 수 있다.
Figure pat00015
여기서, Gmax는 차량 특성에 기반한 최대 가속도로 목표 감속도의 크기(|Gmax|)와 차량 특성에 기반한 안전 계수(α)를 토대로 결정되며, 안전 계수(α)는 차량에 장착된 엔진의 성능 한계를 고려하여 개발자에 의해 미리 설정된 값일 수 있다.
한편, 차량 제어부(330)는 조향각 센서(145)를 통해 측정되는 차량의 조향각(δ)이 0에 도달하면 곡선 도로를 탈출한 것으로 간주하고 제어를 종료할 수 있다.
그리고, 선회 상태 판단부(335)는 횡방향 제어부(333)에 의해 연산된 추정 횡가속도와 가속도 센서(143)를 통해 감지된 측정 횡가속도를 주기적으로 비교하여 차량의 선회 상태를 판단할 수 있다.
선회 상태 판단부(335)는 추정 횡가속도와 측정 횡가속도 간의 차이값과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 곡선 도로를 주행하는 차량의 선회 상태가 정상 상태인지 또는 비정상 상태인지를 판독할 수 있다.
선회 상태 판단부(335)는 추정 횡가속도와 측정 횡가속도 간의 차이값이 기준값 이내인 경우 정상 상태로 판단하고, 상기 차이값이 기준값을 초과하는 경우 비정상 상태(예컨대, 차량이 선회 방향의 내측으로 쏠리는 오버스티어(over steer) 또는 선회 방향의 외측으로 벗어나는 언더스티어(understeer) 상태를 말한다)로 판단할 수 있다. 비정상 상태로 판단되면, 선회 상태 판단부(335)는 자세 제어 장치(Vehicle Dynamic Control, VDC)(미도시)로 고장 플래그(Fail Flag)를 전송하고, 자세 제어 장치(미도시)는 제동 장치(미도시)에 보상 모멘트를 인가할 수 있다.
파라미터 저장부(340)는 주행 패턴 생성부(320)에서 산출 내지 생성된 목표 감속도(Gtotal) 및 주행 패턴(DP)과 차량 제어부(330)에서 연산된 주행 패턴(DP)에 상응하는 종방향 및 횡방향에 대한 가속도 프로파일을 저장할 수 있다. 또한, 파라미터 저장부(340)는 곡률 반경(R)에 상응하는 제한속도(Vlimit)를 미리 테이블 형태로 저장할 수도 있다. 이러한 파라미터 저장부(340)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 어느 하나 이상의 저장매체로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 주행 패턴에 기초하여 차량을 제어할 경우 얻을 수 있는 효과에 대하여 도 7을 참조하여 이하에서 설명하기로 한다.
도 7의 (a) 내지 (b)는 차량의 뒷좌석에 탑승한 승객의 흉쇄유돌근에 대한 근전도 파형을 주행 패턴의 형상에 따라 비교한 일 예이다. 도 7의 (a)는 도 1에 도시된 십자형(cross)의 주행 패턴에 따른 흉쇄유돌근의 근전도 파형을, 도 7의 (b)는 도 5에 도시된 방사원형(round) 의 주행 패턴에 따른 흉쇄유돌근의 근전도 파형을 각각 나타낸다.
흉쇄유돌근(sternocleidomastoid muscle)은 신체에 작용하는 관성력에 대응하여 머리 부분의 자세를 유지하는 근육으로, 흉쇄유돌근의 근전도 파형을 분석하여 승객의 불편도를 정성적으로 평가할 수 있다. 여기서, 근전도(Electromyography, EMG)는 상기 흉쇄유돌근의 움직임에 따라 근육 표면으로부터 근섬유를 따라 일어나는 전기적 신호를 의미하며, 근육이 수축 내지 이완될 때 발생한다.
도 7의 (a) 내지 (b)에 도시된 원근전도 파형(raw EMG wave)은 근육의 활성화 빈도 내지 응답 주기를 분석하는데 이용하고, 적분근전도 파형(Integrated EMG wave)은 근육의 피로도 내지 부담을 분석하는데 이용할 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 차량이 십자형(cross) 형태의 주행 패턴을 따라 운동하는 경우, 원근전도 파형(raw EMG wave)의 진폭은 곡선 도로에 진입할 때 급격히 증대되고, 이후 곡선 도로를 탈출할 때까지 횡가속도 및 종가속도의 인가에 대응하여 근육 활동이 응답하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 근육의 활성화 빈도가 잦고 응답 주기가 짧으며, 짧은 시간에 근육이 수축과 이완을 반복하는 상태를 나타낸다. 또한, 적분 근전도 파형(Integrated EMG wave)에 따르면, 최대 근력치(Maximal Voluntary Contraction, MVC)는 곡선 도로의 진입 시점에서 대략 20%를 초과하며, 급제동, 급조타, 및 급발진으로 인해 승객의 근육 부담이 증가하는 것을 알 수 있다.
반면에, 도 7의 (b)를 참조하면, 차량이 방사원형(round) 형태의 주행 패턴을 따라 운동하는 경우, 원근전도 파형(raw EMG wave)의 진폭은 곡선 도로에 진입할 때부터 서서히 증가하기 시작하여, 이후 곡선 도로를 탈출할 때까지 거의 일정한 진폭으로 안정적인 근육 활동을 지속하게 된다. 또한, 적분 근전도 파형(Integrated EMG wave)에 따르면, 최대 근력치(Maximal Voluntary Contraction, MVC)는 곡선 도로의 진입 시점에서 도 7의 (a)와 비교할 때 대략 7% 정도 저감된 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사원형(round) 형태의 주행 패턴으로 곡선 도로를 주행할 경우, 흉쇄유돌근의 근육 부담이 저하되고 그에 따라 차량 내에 탑승한 승객의 불편도가 저감될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡선 도로의 자율주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 곡선 도로의 자율주행 방법(S800)은 곡선 도로 검출 단계(S810), 목표 감속도 산출 단계(S820), 주행 패턴 생성 단계(S830), 및 차량 제어 단계(S840)을 포함할 수 있다.
먼저, 도로 형상 인지부(310)는 센서 정보 송출부(100) 및 지도 정보 송출부(200)를 통해 수집된 다양한 정보를 조합하여 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 검출한다(S810).
이후, 주행 패턴 생성부(320)는 검출된 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도(Gtotal)를 산출한다(S820).
그리고, 주행 패턴 생성부(320)는 X-Y 좌표 상에 목표 감속도(Gtotal)의 크기를 최대 반경(r)으로 하는 방사원형(round) 형태의 주행 패턴(DP)을 생성한다(S830).
이후, 차량 제어부(330)는 차량의 거동을 정량적으로 해석하기 위해 상기 주행 패턴(DP)을 시간-가속도 프로파일로 변환하여 종가속도(ax), 횡가속도(ay), 및 조향각(δ) 중 적어도 하나를 연산하고, 상기 가속도 프로파일에 기반한 제어 토크를 엔진 장치(미도시), 제동 장치(미도시), 및 조향 장치(미도시) 중 적어도 하나로 출력하여 차량의 감속, 선회, 및 가속을 제어한다(S840). S840 단계에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
일단, 차량 제어부(330)는 현재 위치(O)로부터 곡선 도로의 진입 지점(A) 사이에 해당하는 감속 구간 동안 목표 감속도(Gtotal)를 추종하는 종가속도(ax)를 연산하고, 상기 종가속도(ax)에 대응되는 제동 토크를 제동 장치(미도시)로 출력하여 차량의 감속을 제어한다(S841).
이후, 차량 제어부(330)는 종가속도의 변화율(J=dax/dt, dax는 종가속도 변화량, dt는 시간 변화량)이 0에 도달하는지 여부를 판단하여 차량의 제어 상태를 천이시킨다(S842).
만일, 종가속도의 변화율(J)이 0보다 크거나 같으면 감속에서 선회로 제어 상태가 천이되며(S842의 YES 단계), 차량 제어부(330)는 감속 구간 이후 곡선 도로의 최대 곡률 지점(B) 사이에 해당하는 선회 구간 동안 목표 감속도의 크기(|Gtotal|)를 고려하여 가속도 벡터(
Figure pat00016
)가 연속적으로 변화되는 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)를 연산하고, 상기 종가속도(ax) 및 횡가속도(ay)에 대응되는 제동 토크 및 조향 토크를 제동 장치(미도시) 및 조향 장치(미도시)로 출력하여 차량의 선회를 제어한다(S843). 이때, 종가속도(ax)의 크기는 점진적으로 감소하고, 횡가속도(ay)의 크기는 점진적으로 증가하되, 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)의 합의 크기는 일정한 값(예컨대, 목표 감속도의 크기(|Gtotal|) 또는 주행 패턴(DP)의 최대 반경(r))을 유지하도록 설정된다.
반면에, 종가속도의 변화율(J)이 0보다 작으면 계속해서 감속 제어를 수행한다(S842의 NO 단계).
이후, 차량 제어부(330)는 종가속도(ax)가 최소값(또는, 0)을 가지고, 횡가속도(ay)가 최대값(또는, 최대 반경(r))에 도달하는지 여부를 판단하여 차량의 제어 상태를 천이시킨다(S844).
만일, 종가속도(ax)가 최소값을 가지고, 횡가속도(ay)가 최대값에 도달하면 선회에서 가속으로 제어 상태가 천이되며(S844의 YES 단계), 차량 제어부(330)는 선회 구간 이후 곡선 도로의 탈출 지점(C) 사이에 해당하는 가속 구간 동안 차량 특성에 기반한 최대 가속도(Gmax)를 고려하여 종가속도(ax)와 횡가속도(ay)를 연산하고, 상기 종가속도(ax) 및 횡가속도(ay)에 대응되는 구동 토크 및 조향 토크를 엔진 장치(미도시) 및 조향 장치(미도시)로 출력하여 차량의 가속을 제어한다(S845). 이때, 횡가속도(ay)는 조향각(δ)의 변위가 스티어링 휠(steering wheel)의 중립 위치로 돌아가는 복원력을 고려하여 점진적으로 감소되도록 설정된다.
반면에, 종가속도(ax)가 최소값을 만족하지 않거나, 횡가속도(ay)가 최대값에 도달하지 않으면, 계속해서 선회 제어를 수행한다(S844의 NO 단계).
이후, 차량 제어부(330)는 조향각 센서(145)를 통해 측정되는 차량의 조향각(δ)이 0에 도달하는지를 판단한다(S846). 만일, 상기 조건을 만족하면 차량이 곡선 도로를 탈출한 것으로 간주하고 제어를 종료하고(S846의 YES 단계), 그렇지 아니하면 계속해서 가속 제어를 수행한다(S846의 NO 단계).
상술한 실시 예에 따른 곡선 도로의 자율주행 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 검출하는 단계;
    상기 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도를 산출하는 단계;
    상기 목표 감속도의 크기를 이용하여 주행 패턴을 생성하는 단계; 및
    상기 주행 패턴에 기반하여 가속도 프로파일을 연산하고, 상기 가속도 프로파일을 토대로 제어 토크를 출력하여 차량을 제어하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가속도 프로파일은,
    종가속도, 횡가속도, 및 조향각 중 적어도 하나를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 주행 패턴은,
    좌우 선회시 횡방향 가속도와 가감속시 종방향 가속도가 서로 연계된 가속도 벡터의 궤적과 대응되는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    주행 패턴은,
    원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기가 일정하게 유지되되 방향이 변화되는 선회 패턴; 및
    타원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기 및 방향이 변화되는 가속 패턴;을 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 목표 감속도를 산출하는 단계는,
    상기 차량의 현재속도와 상기 곡선 도로의 제한속도를 비교하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 차량을 제어하는 단계는,
    차량의 현재 위치로부터 곡선 도로의 진입 지점 사이에 해당하는 제1 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 감속 제어하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 차량을 제어하는 단계는,
    상기 제1 구간 이후 상기 곡선 도로의 최대 곡률 지점 사이에 해당하는 제2 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 종방향 가속도의 크기가 감소되도록 선회 제어하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 차량을 제어하는 단계는,
    상기 제2 구간 이후 상기 곡선 도로의 탈출 지점 사이에 해당하는 제3 구간 동안 차량 특성에 기반한 최대 가속도를 고려하여 가속 제어하는 단계;를 포함하는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 선회 제어하는 단계는,
    종가속도와 횡가속도의 합의 크기를 일정하게 유지한 상태에서 횡방향 가속도의 크기가 증가되도록 수행되는, 곡선 도로의 자율주행 방법.
  10. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 제1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 곡선 도로의 자율주행 방법을 실현하는 응용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  11. 차량 전방에 임계치 이상의 곡률을 갖는 곡선 도로를 검출하는 도로 형상 인지부;
    상기 곡선 도로에 진입하기 위한 목표 감속도를 산출하고, 상기 목표 감속도의 크기를 이용하여 주행 패턴을 생성하는 주행 패턴 생성부; 및
    상기 주행 패턴에 기반하여 가속도 프로파일을 연산하고, 상기 가속도 프로파일을 토대로 제어 토크를 출력하는 차량 제어부;를 포함하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 가속도 프로파일은 종가속도, 횡가속도, 및 조향각 중 적어도 하나를 포함하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 주행 패턴은,
    좌우 선회시 횡방향 가속도와 가감속시 종방향 가속도가 서로 연계된 가속도 벡터의 궤적과 대응되는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    주행 패턴은,
    원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기가 일정하게 유지되되 방향이 변화되는 선회 패턴; 및
    타원 형상의 궤적을 따라 상기 가속도 벡터의 크기 및 방향이 변화되는 가속 패턴;을 포함하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 목표 감속도는,
    상기 차량의 현재속도와 상기 곡선 도로의 제한속도를 비교하여 결정되는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    차량의 현재 위치로부터 곡선 도로의 진입 지점 사이에 해당하는 제1 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 감속 제어하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    상기 제1 구간 이후 상기 곡선 도로의 최대 곡률 지점 사이에 해당하는 제2 구간 동안 상기 목표 감속도를 고려하여 종방향 가속도의 크기가 감소되도록 선회 제어하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    상기 제2 구간 이후 상기 곡선 도로의 탈출 지점 사이에 해당하는 제3 구간 동안 차량 특성에 기반한 최대 가속도를 고려하여 가속 제어하는, 가속도 프로파일 생성 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    상기 선회 제어 시, 종가속도와 횡가속도의 합의 크기를 일정하게 유지한 상태에서 횡방향 가속도의 크기가 증가되도록 수행되는, 가속도 프로파일 생성 장치.
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