KR20210029867A - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20210029867A
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obstacle
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고형민
박종혁
이태영
장연준
지성민
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현대자동차주식회사
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Abstract

차량의 조향 회피 제어 수행 중에 발생할 수 있는 2차 충돌을 방지하기 위한 차량은, 차량 주변의 장애물을 감지하는 복수의 감지센서, 상기 차량이 주행 중인 차로의 차선을 감지하는 차선 감지부 및 상기 감지된 차선에 기초하여 상기 차량이 주행 차로를 이탈하는지 판단하고, 상기 주행 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고, 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌 위험을 판단하고, 상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 차량이 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
차량 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변 차량과의 충돌을 방지하기 위한 조향 제어 중에 발생할 수 있는 2차 충돌을 회피하는 기술에 관한 것이다.
차량은, 도로나 선로를 주행하면서 사람이나 물건을 목적지까지 운반할 수 있는 장치를 의미한다. 차량은 주로 차체에 설치된 하나 이상의 차륜을 이용하여 여러 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 차량으로는 삼륜 또는 사륜 자동차나, 모터사이클 등의 이륜 자동차나, 건설 기계, 자전거 및 선로 상에 배치된 레일 위에서 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.
현대 사회에서 자동차는 가장 보편적인 이동 수단으로서 자동차를 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 자동차 기술의 발전으로 인해 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등의 장점도 있지만, 우리나라와 같이 인구밀도가 높은 곳에서는 도로 교통 사정이 악화되어 교통 정체가 심각해지는 문제가 자주 발생한다.
최근에는 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assist System; ADAS)이 탑재된 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
차량에 탑재되는 첨단 운전자 지원 시스템의 일 예로, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템(Smart Cruise Control System), 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System), 차로 유지 보조 시스템(Lane Following Assist), 차선 이탈 경보 시스템(Lane Departure Warning System), 전방충돌방지 보조 시스템(Forward Collision Avoidance; FCA), 전방 충돌방지 보조- 측방 접근차(Forward Collision-Avoidance Assist - Lane-Change Side; FCA-LS), 전방 충돌방지 보조- 추월시 대향차(Forward Collision-Avoidance Assist - Lane-Change Oncoming; FCA-LO) 등이 있다. 이러한 시스템은 차량의 주행 상황에서 대항 차량 또는 교차 차량과의 충돌 위험을 판단하여 긴급 제동을 통해 충돌을 회피하고, 전방 차량과의 간격을 유지하면서 차량이 주행하도록 제어하거나, 주행중인 차선을 이탈하지 않도록 보조하는 시스템이다.
이 중에서 전방 충돌방지 보조 시스템-측방 접근차(FCA-LS), 전방 충돌방지 보조 시스템-추월시 대향차(FCA-LO)는 차량의 주행 중 차로 변경 시 전방 장애물과의 충돌 위험 시에 조향을 통해 충돌방지를 보조하는 시스템이다. 하지만 전방 충돌방지 보조 시스템의 경우 장애물과 충돌을 회피한 후 다른 장애물과의 2차 충돌 위험도를 고려하지 않는다는 문제점이 있다.
차량 주행 중 조향을 통해 주변 장애물과의 충돌을 회피하는 경우, 충돌 회피에 따라 발생할 수 있는 다른 장애물과의 2차 충돌을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 차량은, 차량 주변의 장애물을 감지하는 복수의 감지센서; 상기 차량이 주행 중인 차로의 차선을 감지하는 차선 감지부; 및 상기 감지된 차선에 기초하여 상기 차량이 주행 차로를 이탈하는지 판단하고, 상기 주행 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고, 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌 위험을 판단하고, 상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 미리 정해진 영역에서의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 상기 조향 회피 제어 중에 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 조향 회피 제어를 해제하고 상기 차량의 주행 방향이 상기 주행 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 미리 정해진 영역은, 상기 주행 차로 내 상기 차량의 측방 영역, 전방 영역 및 후방 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면, 경고 신호를 송출하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 속도에 기초하여 상기 미리 정해진 영역을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 주행 차로의 차선 및 상기 차량의 폭 정보에 기초하여 상기 차량이 상기 충돌을 회피하기 위한 횡 방향 이동 거리를 산출하고, 상기 산출된 횡 방향 이동 거리에 기초하여 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 차량의 제어방법은, 차량의 주행 차로의 차선을 감지하고; 상기 감지된 차선에 기초하여 상기 차량이 상기 주행 차로를 이탈하는지 판단하고, 상기 주행 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고; 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌 위험을 판단하고; 상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 미리 정해진 영역에서의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 상기 조향 회피 제어 중에 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 조향 회피 제어를 해제하고 상기 차량의 주행 방향이 상기 주행 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 정해진 영역은, 상기 주행 차로 내 상기 차량의 측방 영역, 전방 영역 및 후방 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 것은, 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면, 경고 신호를 송출하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 속도에 기초하여 상기 미리 정해진 영역을 결정하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량이 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것은, 상기 주행 차로의 차선 및 상기 차량의 폭 정보에 기초하여 상기 차량이 상기 주행 차로로 복귀하기 위한 횡 방향 이동 거리를 산출하고; 상기 산출된 횡 방향 이동 거리에 기초하여 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
차량이 차로 이탈 시 측방 장애물과의 충돌 위험이 있어서 조향 제어를 수행하여야 하는 경우, 회피 가능한 영역의 유무에 따라 다른 종류의 조향 제어를 수행함으로써 다른 장애물과의 2차 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 복수의 감지센서 및 차선 감지부가 마련된 차량을 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 회피 가능 영역을 나타낸 도면이다.도 6은 일 실시예에 따라 차량의 2차 충돌이 예상되는 경우를 도시한 도면이다.도 7 및 도 8은 일 실시예에 따라 차량이 조향 제어를 수행하는 중에 회피 가능 영역에서 장애물이 감지된 경우를 도시한 도면이다.
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.
또한, 본 명세서에서의 '장애물'은 차량과의 충돌 가능성이 있는 모든 대상체를 의미하며, 다른 차량, 보행자, 싸이클리스트 등의 움직이는 대상체를 포함할 뿐 아니라, 나무, 가로등 등의 움직이지 않는 대상체를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 복수의 감지센서 및 차선 감지부가 마련된 차량을 도시한 것이다.
이하 설명의 편의를 위하여, 일반적으로 차량(1)이 전진하는 방향을 전방이라고, 전방을 기준으로 좌측방 및 우측방을 구분하도록 하되, 전방이 12시 방향인 경우, 3시 방향 또는 그 주변을 우측방으로 정의하고, 9시 방향 또는 그 주변을 좌측방으로 정의하도록 한다. 전방의 반대 방향은 후방이 된다. 아울러 전방에 배치된 일 면을 전면, 후방에 배치된 일 면을 후면, 측방에 배치된 일 면을 측면이라고 한다. 측면 중 좌측방의 측면을 좌측면으로, 우측방의 측면은 우측면으로 정의한다.
도 1을 참조하면, 차량(1)에는 차량(1)의 주변에 위치하는 장애물을 감지하여 감지된 장애물의 위치 정보 및 주행 속도 정보 중 적어도 하나를 획득하는 복수의 감지센서(200)가 마련될 수 있다.
일 실시예에 따른 복수의 감지센서(200)는 차량(1)을 기준으로 차량(1) 주변에 위치하는 장애물의 위치 정보 또는 속도 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 즉, 감지센서(200)는 장애물이 이동함에 따라 변경되는 좌표 정보를 실시간으로 획득할 수 있으며, 차량(1)과 장애물 사이의 거리를 감지할 수 있다.
후술할 바와 같이, 제어부(100, 도 2 참조)는 감지센서(200)가 획득한 장애물의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 차량(1)과 장애물간의 상대 거리 및 차량(1)과 장애물간의 상대 속도를 산출할 수 있고, 이에 기초하여 차량(1)과 장애물의 충돌 예상 시간(Time To Collision, TTC)을 산출할 수 있다.
감지센서(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전방, 측방 또는 전측방의 물체, 일례로 다른 차량을 인식할 수 있는 적절한 위치에 설치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 감지센서(200)는 차량(1)의 전방과, 차량(1)의 좌측방(左側方) 및 전방 사이의 방향(이하 좌전측방), 차량(1)의 우측방(右側方) 및 전방 사이의 방향(이하 우전측방) 모두에 위치하는 물체를 인식할 수 있도록 차량(1)의 전방, 좌측 및 우측 모두에 설치되어 있을 수 있다.
예를 들어, 제 1감지센서(201a)는 라디에이터 그릴의 일부분, 일례로 내측에 설치될 수 있으며 전방에 위치하는 차량을 감지할 수 있는 위치라면 차량(1)의 어느 위치에도 설치될 수 있다. 개시된 발명의 일 실시예에서는 제1감지센서(201a)가 차량(1) 전면의 중앙에 마련된 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 제 2감지센서(201b)는 차량(1) 전면의 좌측에 마련될 수 있고, 제 3감지센서(201c)는 차량(1) 전면의 우측에 마련될 수 있다.
감지센서(200)는 차량(1)의 후방, 측방, 또는 측방 및 후방 사이의 방향(이하 후측방)에 존재하거나 이 방향으로 접근하는 보행자나 다른 차량을 감지하는 후측방 감지센서(202)를 포함할 수 있다. 후측방 감지센서(202)는, 도 1에 도시된 바와 같이 측방, 후방 또는 후측방의 물체, 일례로 다른 차량을 인식할 수 있는 적절한 위치에 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 후측방 감지센서(202)는, 차량(1)의 좌측방(左側方) 및 후방 사이의 방향(이하 좌후측방)과, 차량(1)의 우측방(右側方) 및 후방 사이의 방향(이하 우후측방) 양자 모두로부터 물체를 인식할 수 있도록 차량(1)의 좌측 및 우측 모두에 설치되어 있을 수 있다. 예를 들어 제1 후측방 감지센서(202a) 또는 제2 후측방 감지센서(202b)는 차량(1)의 좌측면에 마련되고, 제3 후측방 감지센서(202c) 또는 제4 후측방 감지센서(202d)는 차량(1)의 우측면에 마련될 수 있다.
감지센서(200)는 또한, 차량(1)의 우측방 및 좌측방 방향으로 접근하는 장애물을 감지하는 우측방 감지센서(203) 및 좌측방 감지센서(204)를 포함할 수 있다. 우측방 감지센서(203)는 제 1 우측방 감지센서(203a) 및 제 2 우측방 감지센서(203b)를 포함하여 차량(1)의 우측방의 장애물을 빠짐없이 감지할 수 있다. 좌측방 감지센서(204)도 제 1 좌측방 감지센서(204a) 및 제 2 좌측방 감지센서(204b)를 포함하여 차량(1)의 좌측방의 장애물을 빠짐없이 감지할 수 있다.
감지센서(200)는, 예를 들어, 밀리미터파나 마이크로파를 이용하는 레이더(Radar), 펄스 레이저광을 이용하는 라이더(Light Detection And Ranging; LiDAR), 가시 광선을 이용하는 비젼, 적외선을 이용하는 적외선 센서 또는 초음파를 이용하는 초음파 센서 등과 같은 각종 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 감지센서(200)는, 이들 중 어느 하나만을 이용하여 구현될 수도 있고, 이들을 복합적으로 조합하여 구현될 수도 있다. 차량(1)에 복수의 감지센서(200)가 마련된 경우, 각각의 감지센서(200)는 동일한 장치를 이용하여 구현될 수도 있고, 또는 다른 장치를 이용하여 구현될 수도 있다. 이외에도 설계자가 고려할 수 있는 다양한 장치 및 조합을 이용하여 감지센서(200)는 구현 가능하다.
또한, 복수의 감지센서(200)가 마련된 위치에는 차량(1) 주변의 차선을 감지할 수 있는 차선 감지부(230)가 마련될 수 있다. 일 예로, 차선 감지부(230)는 제 1 감지센서(200a)가 위치하는 곳에 마련되어 차량(1)이 주행 중인 차로의 차선을 감지할 수 있다.
즉, 차선 감지부(230)는 카메라와 같은 이미지 센서로 구현되어 차량(1)의 전방에 장착되며, 차량의 주행 시 진행하는 방향(전방)의 주위 환경을 촬영할 수 있다. 차선 감지부(230)로부터 획득된 촬영영상에는 차량(1)이 차선과 얼마나 떨어져 있는지에 대한 정보, 차선이나 도로가 얼마나 휘어져 있는지에 대한 정보, 차량(1)의 진행방향이 차선으로부터 얼마나 이탈되었는지에 대한 정보 등이 포함되어 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(1)은 운전자가 운전하는 차량(1)의 주행 속도를 조절하는 속도 조절부(60), 차량(1)의 조향각을 조절하는 조향각 조절부(50), 차량(1)의 주행 속도를 감지하는 속도 감지부(210), 스티어링 휠의 회전각을 검출하는 조향각 검출부(220), 차량(1)이 주행 중인 차선이나 도로의 형태를 감지하기 위한 차선 감지부(230), 차량(1)의 제어와 관련된 데이터를 저장하는 저장부(90), 차량(1)의 각 구성을 제어하고 차량(1)의 주행 속도 및 조향각을 제어하는 제어부(100), 차량(1)의 동작 및 주행과 관련하여 운전자에게 정보를 전달하는 알림부(70), 차량(1)의 제어와 관련된 명령을 입력 받는 입력부(80)를 포함할 수 있다.
속도 조절부(60)는 운전자가 운전하는 차량(1) 속도를 조절할 수 있다. 속도 조절부(60)는 엑셀레이터 구동부(61)와 브레이크 구동부(62)를 포함할 수 있다.
엑셀레이터 구동부(61)는 제어부(100)의 제어 신호를 받아 엑셀레이터를 구동하여 차량(1)의 속도를 증가시키고, 브레이크 구동부(62)는 제어부(100)의 제어 신호를 받아 브레이크를 구동하여 차량(1)의 속도를 감소시킬 수 있다.
속도 조절부(60)는 제어부(100)의 통제하에 차량(1)의 주행 속도를 조절할 수 있는데, 차량(1)과 다른 대상체와의 충돌 위험도가 높은 경우에는 차량(1)의 주행 속도를 감소시킬 수 있다.
조향각 조절부(50)는 운전자가 운전하는 차량(1)의 조향각을 조절할 수 있다. 구체적으로, 조향각 조절부(50)는 제어부(100)의 통제하에 차량(1)의 스티어링 휠의 회전 각도를 조절하여 차량(1)의 조향각을 조절할 수 있다. 조향각 조절부(50)는 차량(1)과 다른 장애물과의 충돌 위험도가 높은 경우에 차량(1)의 조향각을 변경시킬 수 있다.
속도 감지부(210)는 제어부(100)의 통제하에 운전자가 운전하는 차량(1)의 주행 속도를 감지할 수 있다. 즉, 차량(1)의 휠이 회전하는 속도 등을 이용하여 주행 속도를 감지할 수 있는데, 주행 속도의 단위는 [kph]로 나타낼 수 있으며, 단위 시간(h) 당 이동한 거리(km)로 나타낼 수 있다.
조향각 검출부(220)는 차량(1)의 주행 중에 스티어링 휠의 회전각인 조향각을 검출할 수 있다. 즉, 차량(1)이 주행 중에 조향을 통해 주변 장애물을 회피하는 경우, 조향각 검출부(220)에 의해 검출된 조향각에 기초하여 제어부(100)는 차량(1)의 조향을 제어할 수 있다.
차선 감지부(230)는 카메라와 같은 비디오 센서로 구현되어 차량(1)의 전방에 장착되며, 차량(1)이 주행 중인 차로의 차선을 감지하고 이를 제어부(100)로 전송한다. 차선 감지부(230)로부터 획득된 촬영영상에는 차량(1)이 차선과 얼마나 떨어져 있는지에 대한 정보, 차선이나 도로가 얼마나 휘어져 있는지에 대한 정보, 차량(1)의 진행방향이 차선으로부터 얼마나 이탈되었는지에 대한 정보 등이 포함되어 있다.
차선 감지부(230)는 차선과의 거리, 주행중인 도로의 곡률 및 차선 이탈각에 대한 정보를 획득하여 제어부(100)에 전송할 수 있다.
저장부(90)는 차량(1)의 제어와 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 차량(1)의 주행 속도, 주행 거리 및 주행 시간에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(90)는 감지센서(200) 감지한 장애물의 위치 정보 및 속도 정보를 저장할 수 있고, 이동중인 장애물의 실시간으로 변경되는 좌표 정보, 차량(1)과 대상체와의 상대 거리 및 상대 속도에 대한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(90)는 차량(1)의 주행 차로 내 미리 정해진 영역을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(90)는 일 실시예에 따른 차량(1)을 제어하기 위한 수식 및 제어 알고리즘과 관련된 데이터를 저장할 수 있고, 제어부(100)는 이러한 수식 및 제어 알고리즘에 따라 차량(1)을 제어하는 제어 신호를 송출할 수 있다.
또한, 저장부(90)는 후술할 바와 같이, 차량(1)이 차량(1)의 옆 차로에 위치하는 타겟 차량(ob1)과의 충돌을 회피하고 주행 차로로 복귀하도록 설정한 조향 회피 경로에 대한 정보를 저장할 수 있고, 조향각 검출부(220)가 획득한 스티어링 휠의 회전각에 대한 정보를 저장할 수 있다.
이러한 저장부(90)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부(90)는 제어부(100)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
알림부(70)는 제어부(100)의 제어 신호에 따라 경고 신호를 송출할 수 있다. 구체적으로, 알림부(70)는 차량(1)에 마련된 디스플레이, 스피커, 진동체를 포함할 수 있으며 제어부(100)의 제어 신호에 따라 운전자에게 충돌 위험을 경고할 수 있는 표시, 소리, 진동을 출력할 수 있다.
제어부(100)는 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 및 저장된 프로그램을 실행시키는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리와 프로세서가 복수인 경우에, 이들이 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리된 위치에 마련되는 것도 가능하다.
이하 도 3 및 도 5, 도 6을 참조하여, 차량(1)이 주변 장애물을 회피하기 위해 조향 회피 제어를 수행할 때, 2차 충돌 위험이 있는 경우 차량(1)의 제어방법을 살펴본다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 도시한 순서도이고, , 도 5는 일 실시예에 따른 회피 가능 영역을 나타낸 도면이고, 도 6은 일 실시예에 따라 차량의 2차 충돌이 예상되는 경우를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 차선 감지부(230)는 차량(1)이 주행 중인 차로의 차선을 감지할 수 있으며, 제어부(100)는 감지된 차선에 기초하여 차량(1)이 주행 중인 차로를 이탈하는지 여부를 결정할 수 있다(1000). 만약, 차량(1)의 주행 차로 이탈이 예상되면(1000의 예), 제어부(100)는 감지센서(200)로부터 감지된 차량(1) 주변의 장애물(ob1)과 차량(1)의 충돌 위험을 판단하고(1100), 충돌 위험이 있는 것으로 판단되면(1100의 예) 차량의 조향 회피 제어 여부를 결정할 수 있다(1200). 이 때, 차량(1) 주변의 장애물(ob1)은 차량(1)이 주행 차로를 이탈하여 충돌할 위험이 있는 모든 장애물을 의미할 수 있다. 제어부(100)는 차량(1)의 주행 차로 내의 미리 정해진 영역(CA)을 포함하는 차량(1)의 주변에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단할 수 있으며(1200), 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 수행하도록 제어할 수 있다(1400). 제어부(100)는 속도 조절부(60) 및 조향각 조절부(50)를 제어하여 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하도록 제어할 수 있다.
이 때, 제어부(100)는 차량(1)이 주행 중이던 차로의 차선 및 차량(1)의 폭 정보에 기초하여 차량(1)이 주행 중이던 차로로 복귀하기 위한 횡 방향 이동거리를 산출하고, 산출된 횡 방향 이동거리에 기초하여 차량이 조향 회피 제어를 수행하도록 제어할 수 있다.
반면에, 제어부(100)는 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물(ob2)이 감지되면, 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(100)는 경고 신호를 송출하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다(1300).
미리 정해진 영역은, 미리 정해진 영역 내에 장애물(ob2)이 존재한다면 차량(1)과 장애물(ob2)의 충돌 위험도가 높다고 판단될 수 있는 영역으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 영역은 차량의 주행 차로 내 차량의 측방 영역, 전방 영역 및 후방 영역을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 5, 도 6을 참조하여 살펴본 바와 같이, 차량(1)이 차로를 이탈하여 주변 차량(ob1)과의 충돌 위험이 있어도, 미리 정해진 영역(CA) 내의 장애물(ob2)과의 2차 충돌 위험도가 높다면 차량(1)이 조향 제어를 수행하지 않도록 하고 경고 신호를 송출함으로써 2차 충돌을 방지하고 사고 위험도를 최소화 할 수 있다.
이하 도 4 및 도 7 내지 도 8을 참조하여 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하는 중에 2차 충돌 위험이 발생하는 경우 차량(1)의 제어방법을 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 도시한 순서도이고 도 7 및 도 8은 일 실시예에 따라 차량이 조향 제어를 수행하는 중에 회피 가능 영역에서 장애물이 감지된 경우를 도시한 도면이다.
제어부(100)는, 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 차량(1)의 주행 차로 내의 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물(ob3, ob4)이 감지되면(1500의 예), 조향 회피 제어를 해제하고 차량(1)의 주행 방향이 차량(1)의 주행 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행할 수 있다(1510). 이 때, 앞서 설명한 바와 같이 미리 정해진 영역(CA)은 차량(1)의 주행 차로 내 차량(1)의 측방 영역 및 전방 영역을 포함할 수 있다.
또한 제어부(100)는, 차량(1)의 속도 등에 기초하여 미리 정해진 영역(CA)을 결정할 수 있다. 구체적으로 제어부(100)는 차량(1)의 속도가 빠를수록 미리 정해진 영역(CA)의 넓이를 크게 결정할 수 있다. 이 때, 미리 정해진 영역(CA)은 차량(1)이 조향 제어를 수행하여 주변 장애물(ob1)을 회피할 수 있는 회피 가능 영역을 의미할 수 있다.
즉, 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 회피 가능 영역(CA)에 장애물(ob3, ob4)이 감지되면, 차량(1)과 회피 가능 영역(CA)에 위치하는 장애물(ob3, ob4) 사이의 충돌 위험이 존재할 수 있다.
따라서, 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 회피 가능 영역(CA)에서 장애물(ob3, ob4)이 감지된다면, 2차 충돌을 방지하기 위하여 조향 회피 제어를 해제하고 차량의 헤딩각을 정렬하기 위한 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행할 수 있다. 제어부(100)는 반대 방향으로의 조향 제어 중에 차량(1)의 주행 방향이 감지된 차선과 평행해지는지 여부를 결정할 수 있다(1511). 제어부(100)는, 반대 방향으로의 조향 제어 중에 차량(1)의 주행 방향이 감지된 차선과 평행해지면(1511의 예) 헤딩각 정렬 조향 제어를 해제할 수 있다(1512).
즉, 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 회피 가능 영역(CA)에 장애물이 감지되면, 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 해제하고 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행하여 차량(1)의 헤딩각을 차선 방향으로 유지시킴으로써, 차량(1)과 회피 가능 영역(CA) 내의 장애물(ob3, ob4)의 2차 충돌을 방지할 수 있다.
도 7은, 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 미리 정해진 영역(CA) 내 다른 차량(ob3)이 감지되는 상황을 도시한 도면이다. 이 때, 미리 정해진 영역(CA)은 차량(1)의 주행 차로 내 차량(1)의 전방 영역이다.
제어부(100)는, 차량(1)과 전방 차량(ob3)의 2차 충돌을 방지하기 위하여, 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 해제하고 조향 회피 제어의 조향 방향과 반대 방향으로 조향 제어를 수행할 수 있다. 또한 제어부(100)는 반대 방향으로의 조향 제어 중에 차량(1)의 주행 방향이 감지된 차선과 평행해지면 반대 방향으로의 조향 제어를 해제하여 차로 이탈과 옆 차로 차량(ob1)과의 충돌 또한 방지할 수 있다.
도 8 또한, 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 미리 정해진 영역(CA) 내 다른 차량(ob4)이 감지되는 상황을 도시한 도면이다. 이 때, 미리 정해진 영역(CA)은 차량(1)의 주행 차로 내 차량(1)의 측방 영역이다.
제어부(100)는, 차량(1)과 측방 차량(ob4)의 2차 충돌을 방지하기 위하여, 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 해제하고 조향 회피 제어의 조향 방향과 반대 방향으로 조향 제어를 수행할 수 있다. 또한 제어부(100)는 반대 방향으로의 조향 제어 중에 차량(1)의 주행 방향이 감지된 차선과 평행해지면 반대 방향으로의 조향 제어를 해제하여 차로 이탈과 옆 차로 차량(ob1)과의 충돌 또한 방지할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 차량(1)의 조향 회피 제어 중에 차량(1)의 주행 차로 내 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물이 감지되지 않으면(1500의 아니오), 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어를 계속해서 수행할 수 있다(1520). 이후 제어부(100)는 차량(1)이 주행 차로로 완전히 복귀했는지 여부를 결정하고(1521), 차량(1)이 주행 차로로 완전히 복귀하였다면 조향 회피 제어를 해제할 수 있다(1522).
즉, 제어부(100)는 차량(1)의 2차 충돌 위험이 없으면 차량(1)이 차로로 복귀할 때까지 결정된 조향 회피 경로에 따라 조향 회피 제어를 수행하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
정리하면, 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어 수행 전 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 하고 운전자에게 충돌 위험 경고만을 제공할 수 있으며, 차량(1)의 조향 회피 제어 수행 전 미리 정해진 영역(CA)에서 장애물이 감지되면 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하도록 할 수 있다.
미리 정해진 영역(CA)에서 장애물이 감지되어 차량(1)이 조향 회피 제어를 수행하면, 제어부(100)는 조향 회피 제어 수행 중 미리 정해진 영역(CA)에서 2차 충돌이 예상되는 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고, 2차 충돌이 예상되는 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 주행 중이던 차로로 복귀하기 위한 조향 회피 제어를 계속해서 수행하도록 한다.
제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어 중 미리 정해진 영역(CA)에서 2차 충돌이 예상되는 장애물이 감지되면, 차량(1)이 주행 차로로 복귀하기 위한 조향 회피 제어를 해제하고, 차량(1)의 주행 방향이 차량(1)이 주행 중이던 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행할 수 있다.
차량(1)이 3차선 도로에서 중앙선과 가장 먼 세 번째 차로에서 주행하고, 세 번째 차로 옆에는 자전거 전용 도로가 존재하는 경우를 예로 들면, 차량(1)이 세 번째 차로를 일부 이탈하여 두 번째 차로를 침범하면, 제어부(100)는 차량(1)이 주행 중이던 세 번째 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고, 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 세 번째 차로로 복귀하도록 하기 위한 조향 회피 제어를 수행할 수 있다. 이 때, 자전거 전용 도로에서 주행 중인 싸이클 리스트가 횡 방향 움직임을 갖고 세 번째 차로로 진입 하여 미리 정해진 영역 내로 진입한다면 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어를 해제하고 차량(1)의 주행 방향이 세 번째 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행할 수 있다. 이렇게 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행함과 더불어, 운전자에게 충돌 위험 경고를 제공함으로써 2차 충돌 위험을 방지할 수 있다.
또한, 자전거 전용 도로에서 주행 주인 싸이클 리스트가 횡 방향 움직임을 갖지만 세 번째 차로로 진입하지 않는 다면, 미리 정해진 영역 내의 장애물이 감지되지 않으므로 제어부(100)는 차량(1)의 조향 회피 제어를 계속해서 유지시켜 차량(1)이 세 번째 차로로 복귀하도록 할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법에 의하면, 차량(1)이 차로 이탈 시 측방 장애물과의 충돌 위험이 있어서 조향 제어를 수행하여야 하는 경우, 회피 가능한 영역의 유무에 따라 다른 종류의 조향 제어를 수행함으로써 다른 장애물과의 2차 충돌을 방지할 수 있는 효과가 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, 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.
1 : 차량
50 : 조향각 조절부
60 : 속도 조절부
70 : 알림부
80 : 입력부
90 : 저장부
100 : 제어부
200 : 감지센서
210 : 속도 감지부
220 : 조향각 검출부
230 : 차선 감지부

Claims (16)

  1. 차량 주변의 장애물을 감지하는 복수의 감지센서;
    상기 차량의 주행 차로의 차선을 감지하는 차선 감지부; 및
    상기 감지된 차선에 기초하여 상기 차량이 상기 주행 차로를 이탈하는지 판단하고, 상기 주행 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고, 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌 위험을 판단하고,상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 미리 정해진 영역에서의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 상기 조향 회피 제어 중에 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 조향 회피 제어를 해제하고 상기 차량의 주행 방향이 상기 주행 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 영역은,
    상기 주행 차로 내 상기 차량의 측방 영역, 전방 영역 및 후방 영역을 포함하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 제어하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 경고 신호를 송출하기 위한 제어 신호를 생성하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 속도에 기초하여 상기 미리 정해진 영역을 결정하는 차량.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행 차로의 차선 및 상기 차량의 폭 정보에 기초하여 상기 차량이 상기 충돌을 회피하기 위한 횡 방향 이동 거리를 산출하고, 상기 산출된 횡 방향 이동 거리에 기초하여 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 차량.
  9. 차량의 주행 차로의 차선을 감지하고;
    상기 감지된 차선에 기초하여 상기 차량이 상기 주행 차로를 이탈하는지 판단하고;
    상기 주행 차로 내의 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단하고;
    상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌 위험을 판단하고;
    상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 상기 미리 정해진 영역에서의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 것은,
    상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차량의 상기 조향 회피 제어 중에 상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 조향 회피 제어를 해제하고 상기 차량의 주행 방향이 상기 주행 차로의 차선과 평행해지도록 하는 헤딩각 정렬 조향 제어를 수행하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 미리 정해진 영역은,
    상기 주행 차로 내 상기 차량의 측방 영역, 전방 영역 및 후방 영역을 포함하는 차량의 제어방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어의 수행 여부를 결정하는 것은,
    상기 미리 정해진 영역에서 장애물이 감지되면, 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하지 않도록 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 차량의 상기 주행 차로 이탈이 예상되고 상기 차량과 상기 차량의 주변 장애물과의 충돌이 예상되면 경고 신호를 송출하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 차량의 속도에 기초하여 상기 미리 정해진 영역을 결정하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 차량이 상기 충돌을 회피하기 위한 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것은,
    상기 주행 차로의 차선 및 상기 차량의 폭 정보에 기초하여 상기 차량이 상기 주행 차로로 복귀하기 위한 횡 방향 이동 거리를 산출하고;
    상기 산출된 횡 방향 이동 거리에 기초하여 상기 차량이 상기 조향 회피 제어를 수행하도록 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
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