KR20210080713A - 운전자 보조 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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주식회사 만도
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Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템은 차량의 외부 시야를 갖도록 차량에 배치되고, 외부 영상 데이터를 획득하는 카메라; 차량의 외부의 감지 시야를 갖도록 차량에 배치되고, 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및 영상 데이터 및 레이더 데이터를 처리하는 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고, 제어부는, 카메라에 의해 획득된 영상 데이터에 기초하여 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하고, 후방 차량이 방향 전환을 하지 않으면, 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하고, 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 후방 차량을 회피하도록 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어한다.

Description

운전자 보조 시스템 및 그 제어방법{DRIVER ASSISTANCE SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 발명은 운전자 보조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 주행 상황에서 주변 객체와의 충돌을 회피할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 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.
최근에는 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assist System; ADAS)이 탑재된 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 시스템은 차량의 주행 상황에서 객체와의 충돌 위험을 판단하고, 충돌 상황에서 긴급 제동을 통한 충돌 회피 및 경고를 제공할 수 있다.
일 측면은 차량의 주행 상황에서 근거리 또는 원거리에 존재하는 주변 객체에 대한 정보를 인식할 수 있고, 주변 객체와의 충돌을 회피할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 운전자 보조 시스템은, 차량의 외부 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되고, 영상 데이터를 획득하는 카메라; 상기 차량의 외부의 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되고, 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터를 처리하는 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라에 의해 획득된 영상 데이터에 기초하여 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하고, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않으면, 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하고, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 후방 차량을 회피하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간을 식별하고, 상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 회피 공간이 인접 차선에 존재하는 경우, 상기 인접 차선을 주행하는 후방 차량의 상대 속도에 기초하여 상기 조향 시점을 결정하고, 상기 결정된 조향 시점에 기초하여 상기 차량의 조향 시스템을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 식별된 회피 공간이 복수이면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 획득된 감지 정보에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하고, 선택된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지 정보에 포함된 상기 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량과 상기 차량의 거리, 상기 선행 차량의 속도, 상기 후방 차량과 상기 차량의 거리 또는 상기 후방 차량의 속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 후방 차량의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출하고, 상기 후방 차량의 방향 지시등이 오프 상태이면, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 레이더 데이터에 기초하여 획득된 상기 후방 차량의 위치 또는 상대 속도가 미리 정해진 조건을 만족하면, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 카메라는 후방 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되는 후방 카메라를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이더는 후방 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되는 후방 레이더를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 운전자 보조 시스템의 제어 방법은, 차량에 장착되는 운전자 보조 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 차량의 외부 시야를 갖도록 상기 차량에 배치된 카메라에 의하여 영상 데이터를 획득하고; 상기 차량의 외부의 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치된 레이더에 의하여 레이더 데이터를 획득하고; 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터를 처리하고; 상기 영상 데이터에 기초하여 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하고; 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않으면, 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하고; 및 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 후방 차량을 회피하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함한다.
또한, 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간을 식별하고; 및 상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은, 상기 회피 공간이 인접 차선에 존재하는 경우, 상기 인접 차선을 주행하는 후방 차량의 상대 속도에 기초하여 상기 조향 시점을 결정하고; 및 상기 결정된 조향 시점에 기초하여 상기 차량의 조향 시스템을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은, 상기 식별된 회피 공간이 복수이면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 획득된 감지 정보에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하고; 및 선택된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하는 것은, 상기 감지 정보에 포함된 상기 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량과 상기 차량의 거리, 상기 선행 차량의 속도, 상기 후방 차량과 상기 차량의 거리 또는 상기 후방 차량의 속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하는 것은, 상기 영상 데이터에 기초하여 상기 후방 차량의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출하고; 및 상기 후방 차량의 방향 지시등이 오프 상태이면, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하는 것은, 상기 레이더 데이터에 기초하여 획득된 상기 후방 차량의 위치 또는 상대 속도가 미리 정해진 조건을 만족하면, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 차량 주변의 물체, 특히 차량의 후방에 존재하는 물체에 대한 정확한 위치 또는 예상 거동에 대한 정보를 제공할 수 있으므로, 예상치 못한 충돌을 예방할 수 있다. 따라서, 사용자의 편의 및 주행의 안전성이 증대될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 4는 종래 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 5 내지 도 9는 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 주변 물체와의 충돌을 회피하기 위한 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어방법의 흐름도이다.
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 의한 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), 자동 긴급 조향(Autonomous Emergency Steering, AES)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 전방 또는 측방 중 적어도 하나를 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 위치, 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 차속 제어 시스템(200)과, 조향 시스템(300)과, 운전자 보조 시스템(100)을 포함할 수 있다.
차속 제어 시스템(200)은 차량(1)의 차속을 증가 또는 감소시키기 위한 적어도 하나의 구성을 포함할 수 있다. 차속 제어 시스템(200)은 도 1과 함께 설명된 전자식 제동 제어 모듈(31, 도 1 참조)과 제동 장치(30, 도 1 참조)를 포함한다. 또한, 차속 제어 시스템(200)은 엔진(10, 도 1 참조), 엔진 관리 시스템(11, 도 1 참조), 변속기(20, 도 1 참조) 및 변속기 제어 유닛(21, 도 1 참조)를 포함한다.
조향 시스템(300)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(111), 후방 카메라(112), 전방 레이더(120), 복수의 코너 레이더들(130) 및 후방 레이더(140)를 포함할 수 있다.
전방 카메라(111)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.
또한, 전방 카메라(111)는 도 3에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 전방 뿐만 아니라 차량(1)의 측방을 향하는 시야(field of view) (110a, 110b)를 가질 수 있다.
전방 카메라(111)는 차량(1)의 전방 뿐만 아니라 차량(1)의 측방에 대한 시각 정보를 포함하는 차량(1) 주변의 외부 영상 데이터를 획득할 수 있다. 이러한 차량(1)의 외부 영상 데이터는 차량(1)의 전방 또는 측방 중 적어도 하나에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
이를 위해, 전방 카메라(111)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(111)는 제어부(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(111)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(150)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(150)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(150)와 연결될 수 있다.
전방 카메라(111)는 차량(1) 전방 또는 측방 중 적어도 하나를 포함하는 차량(1) 주변의 외부 영상 데이터를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
한편, 전방 카메라(111)는 차량(1)의 전방 또는 측방의 시야를 갖기 위한 위치에 설치될 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.
후방 카메라(112)는 차량(1)의 후방을 촬영하고, 차량(1) 후방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(1) 후방의 영상 데이터는 차량(1) 후방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
후방 카메라(112)는 차량(1)의 후방 뿐만 아니라 차량(1)의 측방에 대한 시각 정보를 포함하는 차량(1) 주변의 외부 영상 데이터를 획득할 수 있다. 이러한 차량(1)의 외부 영상 데이터는 차량(1)의 후방 또는 측방 중 적어도 하나에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
이를 위해, 후방 카메라(112)는 차량(1)의 후방 또는 측방의 시야를 갖기 위한 위치에 설치될 수 있음, 예를 들어 차량(1)의 리어 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.
이 외에 상술한 전방 카메라(111)에 대한 설명은 후방 카메라(112)에도 동일하게 적용될 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(150)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방에 대한 정보를 획득할 수 있는 위치에 설치될 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 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.
제1 코너 레이더(131)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방 우측을 향하는 감지 시야 (field of sensing) (131a)를 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제2 코너 레이더(132)는 차량(1)의 전방 좌측을 향하는 감지 시야(132a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다. 제3 코너 레이더(133)는 차량(1)의 후방 우측을 향하는 감지 시야(133a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제4 코너 레이더(134)는 차량(1)의 후방 좌측을 향하는 감지 시야(134a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 송신 안테나와 수신 안테나를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)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(1) 전방 우측에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트(이하 "객체"라 한다)에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제2 코너 레이더 데이터는 차량(1) 전방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 코너 레이더 데이터는 차량(1) 후방 우측 및 차량(1) 후방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정보를 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(150)와 연결될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)은 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더 데이터를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
전술한 전방 레이더(120) 및 복수의 코너 레이더(130)를 포함하는 레이더(102a)는 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터 및 복수의 코너 레이더(130)의 코너 레이더 데이터를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
제어부(150)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 있다.
제어부(150)는 프로세서(151)와 메모리(152)를 포함한다.
프로세서(151)는 전방 카메라(111)의 외부 영상 데이터와 레이더(102a)의 레이더 데이터를 처리하고, 차속 제어 시스템(200) 및 조향 시스템(300)을 제어하기 위한 구동 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(151)는 전방 카메라(111)의 외부 영상 데이터를 처리하는 이미지 시그널 프로세서 및/또는 레이더들(102a)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서 및/또는 구동 신호, 제동 신호와 조향 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)를 포함할 수 있다.
프로세서(151)는 전방 카메라(111)의 외부 영상 데이터와 레이더(102a)의 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방 또는 측방의 객체들(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)을 감지할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(151)는 레이더(102a)의 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방 또는 후방의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다. 프로세서(151)는 전방 카메라(111) 또는 후방 카메라(112)의 외부 영상 데이터에 기초하여 차량(1) 전방 또는 후방의 객체들의 위치 정보(방향) 및 유형 정보(예를 들어, 객체가 다른 차량인지, 또는 보행자인지, 또는 사이클리스트인지 등)를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(151)는 외부 영상 데이터에 의하여 감지된 객체들을 레이더 데이터에 의한 감지된 객체에 매칭하고, 매칭 결과에 기초하여 차량(1)의 주변 객체들의 유형 정보와 위치 정보와 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(151)는 주변 객체들의 유형 정보와 위치 정보와 속도 정보에 기초하여 구동 신호, 제동 신호와 조향 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(151)는 주변 객체들의 위치 정보(거리)와 속도 정보(상대 속도)에 기초하여 차량(1)과 주변 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 속도 제어 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 미리 정해진 제1 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(151)는 오디오 및/또는 디스플레이를 통한 경고를 출력하도록 할 수 있다. 미리 정해진 제2 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(151)는 사전 제동 신호를 속도 제어 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 미리 정해진 제3 기준 시간보다 작은 충돌까지의 시간에 응답하여, 프로세서(151)는 긴급 제동 신호를 속도 제어 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 이때, 제2 기준 시간은 제1 기준 시간보다 작고, 제3 기준 시간은 제2 기준 시간보다 작다.
다른 예로, 프로세서(151)는 주변 객체들의 속도 정보(상대 속도)에 기초하여 충돌까지의 거리(Distance to Collision, DTC)를 산출하고, 충돌까지의 거리와 주변 객체들까지의 거리 사이의 비교 결과에 기초하여 운전자에게 충돌을 경고하거나 제동 신호를 속도 제어 시스템(200)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.
이처럼, 제어부(150)는 전방 또는 측방 객체와의 충돌이 예측되는지 여부에 기초하여 속도 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300)에 제어 신호를 전송할 수 있다.
측방 객체와의 충돌이 예측되면, 제어부(150)는 측방 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 제동 신호를 속도 제어 시스템(200)으로 전송함으로써 종방향(longitudinal) 회피를 할 수 있다. 종방향 회피를 위한 제동 신호를 전송한 이후에도 측방 객체와의 충돌이 예측되면, 제어부(150)는 측방 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 조향 신호를 조향 시스템(300)으로 전송함으로써 횡방향(lateral) 회피를 할 수 있다.
또한, 측방 객체가 존재하지 아니하거나 측방 객체와의 충돌이 예측되지 않으면 제어부(150)는 전방 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 조향 신호를 조향 시스템(300)으로 전송할 수 있다. 조향 이후 측방 객체와의 충돌이 예측되면 제어부(150)는 조향 신호를 조향 시스템(300)으로 전송하지 아니할 수 있다.
후방 객체와의 충돌이 예측되는 경우, 제어부(150)는 후방 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 구동 신호를 속도 제어 시스템(200)으로 전송함으로써 차속을 증가시킬 수 있다. 즉, 제어부(150)는 후방 객체에 대한 종방향 회피를 할 수 있다. 종방향 회피를 위한 구동 신호를 전송한 이후에도 측방 객체와의 충돌이 예측되면, 제어부(150)는 측방 객체와의 충돌을 회피하기 위하여 조향 신호를 조향 시스템(300)으로 전송함으로써 횡방향(lateral) 회피를 할 수 있다.
메모리(152)는 프로세서(151)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(151)가 구동 신호, 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(152)는 전방 카메라(112) 또는 후방 카메라(112)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더들(120, 130, 140)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(151)의 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(152)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.
도 1 및 도 2에 도시된 차량(1)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 1 및 도 2에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도 4는 종래 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 종래 운전자 보조 시스템에 포함된 전방 카메라(110')는 차량(1')의 전방을 향하는 시야(field of view)(110a')를 가질 수 있다.
또한, 전방 레이더(120')는 도 4에 도시된 바와 같이 차량(1')의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing) (120a')을 가질 수 있다.
다만, 이러한 전방 카메라(110') 또는 전방 레이더(120')의 시야각(110a', 120a')은 전방에 대하여 제한되어 있다. 따라서, 이러한 제한된 시야각(110a', 120a')의 범위 외에 위치한 주변 객체 대한 정보는 획득하기 어려운 문제가 발생한다.
예를 들어, 차량(1')으로부터 가까운 거리에 위치하는 후방 차량이 차량(1')에 충돌 위험이 발생할 정도로 접근하는 경우, 이러한 근거리에서의 합류 차량은 제한된 시야각(110a', 120a')에 의하여 감지되지 못할 수 있다. 따라서, 이러한 제한된 시야각(110a', 120a')의 범위 외에 위치한 주변 객체에 대한 충돌을 예방하는 것이 중요하다.
이하, 전술한 종래 운전자 보조 시스템의 제한된 시야각(110a', 120a')에 의한 충돌을 예방하고, 후방 차량을 보다 빠르게 감지함으로써 후방 차량과의 충돌을 예방하기 위한, 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템(100)의 동작에 관하여 자세히 설명한다.
도 5 내지 도 9는 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 주변 물체와의 충돌을 회피하기 위한 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템(100)이 장착된 차량(1)의 주행 차로(L2)에는 후방 차량(2)이 위치할 수 있다.
제어부(150)는 카메라(101a)에 의하여 획득된 영상 데이터 또는 레이더(102a)에 의하여 획득된 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후방 차량(2)이 방향 전환을 하는지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 차량(1)의 후방에 대한 영상 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)의 방향 지시등이 오프 상태인 경우, 제어부(150)는 후방 차량(2)이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 후방 차량(2)의 방향 지시등이 온 상태인 경우, 제어부(150)는 후방 차량(2)이 방향 전환을 하는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제어부(150)는 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 측방(lateral)의 움직임을 검출할 수 있다. 제어부(150)는 후방 차량(2)이 주행 차로(L2)를 이루는 양 차선에 대하여 미리 정해진 측방(lateral)의 거리를 유지하는 경우, 후방 차량(2)이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 제어부(150)는 후방 차량(2)이 특정 차선에 대하여 미리 정해진 범위 내로 접근하는 경우, 후방 차량(2)이 방향 전환을 하는 것으로 결정할 수 있다.
전술한 예 외에도, 제어부(150)는 전방 카메라(111)에 의한 영상 데이터를 활용할 수 있으며, 전방 레이더(120) 또는 복수의 코너 레이더(130)에 의하여 획득된 레이더 데이터를 활용함으로써 후방 차량(2)의 방향 전환 여부를 결정할 수 있다. 이에 대한 설명은 전술한 예에 대한 설명과 동일하다.
후방 차량(2)이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정되면, 제어부(150)는 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 영상 데이터 또는 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 상대 속도를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)이 상대 속도가 미리 정해진 속도 임계값 이상인 경우, 제어부(150)는 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제어부(150)는 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)과의 거리를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)과 차량(1) 간의 거리가 미리 정해진 거리 이하인 경우, 제어부(150)는 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
또다른 예로, 제어부(150)는 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 영상 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 크기를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)의 크기가 미리 정해진 크기 이상인 경우, 제어부(150)는 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
전술한 예 외에도, 제어부(150)는 후방 차량(2)의 위치, 거리, 속도 또는 상대 속도 등의 충돌 위험을 결정하기 위하여 필요한 다양한 파라미터들을 후방 카메라(112) 또는 후방 레이더(140)에 기초하여 획득할 수 있으며, 이러한 다양한 파라미터들에 기초하여 충돌 위험 존재 여부를 결정하는 것은 통상의 기술 수준에서 다양하게 변경 또는 치환 가능하다.
후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 제어부(150)는 영상 데이터 또는 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후방 차량(2)과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간(free space)을 식별할 수 있다. 제어부(150)는 식별된 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차량(1)의 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
회피 공간 식별에 활용되는 영상 데이터는 전방 카메라(111) 또는 후방 카메라(112) 중 적어도 하나에 의하여 획득될 수 있으며, 회피 공간 식별에 활용되는 레이더 데이터는 전방 레이더(120), 복수의 코너 레이더(130) 또는 후방 레이더(140) 중 적어도 하나에 의하여 획득될 수 있다.
예를 들어, 회피 공간(S)이 주행 차로(L2)의 인접 차선(L1)에 존재하면, 제어부(150)는 차량(1)이 회피 공간(S)에 대응하는 위치(1')로 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 회피 공간(S')이 주행 차로(L2)에 존재하는 경우, 제어부(150)는 회피 공간(S')에 대응하는 위치(1'')로 차량(1)이 이동하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 차속이 증가하도록 구동 신호를 엔진 관리 시스템(11) 또는 변속기 제어 유닛(21)에 전달함으로써 후방 차량(2)에 대한 차량(1)의 상대적 위치가 전방으로 멀어지도록 할 수 있다.
이를 통해, 후방 차량과의 예상치 못한 충돌을 방지할 수 있으므로, 사용자의 편의 및 안전이 증대될 수 있다.
한편, 차로가 복수인 경우, 복수의 회피 공간이 식별되는 경우가 발생할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 주행 차로(L2)에 존재하는 제1 회피 공간(S1) 및 인접 차로(L3)에 존재하는 제2 회피 공간(S2)이 식별되는 경우, 제어부(150)는 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 영상 데이터 또는 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 획득된 감지 정보에 기초하여 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택할 수 있다.
이 때, 감지 정보는 차량(1)의 주행 환경을 파악하기 위하여 카메라(102a) 또는 레이더(102a)에 의하여 획득된 정보를 의미하며, 차량(1)의 주변에 위치한 물체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 감지 정보는 선행 차량(3, 4, 5) 또는 후행 차량(2)의 상대 속도, 거리, 위치 등의 주행과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 이러한 감지 정보는 전방 카메라(111), 후방 카메라(112), 전방 레이더(120), 복수의 코너 레이더(130) 또는 후방 레이더(140) 중 적어도 하나에 의하여 획득될 수 있다.
예를 들어, 감지 정보는 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량(3, 4, 5)과 차량(1) 간의 거리, 선행 차량(3, 4, 5)의 상대 속도, 후방 차량(2)과 차량(1) 간의 거리, 후방 차량(2)의 상대 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다만, 도 7의 예시에서는 선행 차량이 복수개이고, 후방 차량이 하나임을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 감지 정보는 적어도 하나의 선행 차량 또는 적어도 하나의 후방 차량에 대한 정보를 포함할 수 있음은 물론이다.
제어부(150)는 복수의 회피 공간 중 회피 공간의 크기가 가장 큰 회피 공간을 선택할 수 있으며, 크기가 가장 큰 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 주행 차로(L2)에 위치한 제1 회피 공간(S1) 및 인접 차로(L3)에 위치한 제2 회피 공간(S2) 중 크기가 큰 제2 회피 공간(S2)을 선택할 수 있고, 제2 회피 공간(S2)에 대응하는 위치(1a)로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 다른 예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 복수의 회피 공간 중 후방 차량(2, 3, 4)의 상대 속도가 가장 작은 회피 공간을 선택할 수 있으며, 선택된 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
제1 회피 공간(S1'), 제2 회피 공간(S2') 및 제3 회피 공간(S3')이 식별되고, 제3 회피 공간(S3')이 존재하는 차로(L3)에 위치한 후방 차량(4)의 상대 속도가 가장 낮은 경우, 제어부(150)는 제3 회피 공간(S3')을 선택할 수 있다. 제어부(150)는 제3 회피 공간(S3')에 대응하는 위치(1a')으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 전술한 감지 정보 각각의 우선 순위를 결정할 수 있으며, 결정된 우선 순위에 기초하여 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 충돌 확률에 기초하여 감지 정보 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다. 이를 위해, 제어부(150)는 영상 데이터 또는 레이더 데이터에 기초하여 주행 도로에 위치한 후방 차량(2)과의 충돌 확률을 산출할 수 있다. 또는, 감지 정보 각각의 우선 순위는 미리 정해질 수 있으며, 메모리(152)에 저장될 수 있다. 또는, 감지 정보 각각의 우선 순위는 입력 장치(미도시)를 통하여 사용자로부터 입력 받을 수 있으며, 통신 장치(미도시)를 통하여 외부 장치로부터 수신될 수도 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 회피 공간의 선택에 있어서 회피 공간의 크기를 우선적으로 고려한 후 후방 차량의 상대 속도를 활용할 수 있다.
이를 통해, 선행 차량을 고려하여 보다 안전하게 후방 차량과의 충돌을 회피할 수 있으므로, 사용자의 편의 및 안전이 증대될 수 있다.
한편, 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 제어함에 있어서, 회피 공간이 주행 차로의 인접 차로에 존재하는 경우, 인접 차로에 주행중인 후방 차량의 거동 또한 사용자의 안전에 큰 영향을 미칠 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 회피 공간이 주행 차로(L2)의 인접 차로(L1)에 위치하는 경우, 제어부(150)는 인접 차로(L1)에 주행중인 후방 차량(3)의 거동에 기초하여 회피 공간으로의 이동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 영상 데이터 또는 레이더 데이터에 기초하여 인접 차로(L1)에 주행중인 후방 차량(3)의 상대 속도를 획득할 수 있다. 제어부(150)는 인접 차로(L1)에 위치한 후방 차량(3)의 상대 속도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우, 후방 차량(3)이 차량(1)을 통과한 후 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
즉, 제어부(150)는 회피 공간이 존재하는 인접 차로(L1)를 주행하는 후방 차량(3)의 상대 속도에 따라 조향 시점(조향 시점은 차선 변경 시점을 포함한다)을 결정할 수 있고, 결정된 조향 시점에 기초하여 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
이를 통해, 제어부(150)는 주행 도로(L2)에 위치한 후방 차량(2)과의 충돌을 회피할 수 있을 뿐만 아니라 회피 공간에 위치한 후방 차량(3)과의 충돌까지도 회피할 수 있으므로, 사용자의 편의 및 안전이 증대될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어방법의 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 다른 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보를 획득할 수 있다(911).
이 때, 감지 정보는 차량(1)의 주행 환경을 파악하기 위하여 카메라(102a) 또는 레이더(102a)에 의하여 획득된 정보를 의미하며, 차량(1)의 주변에 위치한 물체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 감지 정보는 선행 차량 또는 후행 차량의 상대 속도, 거리, 위치 등의 주행과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 이러한 감지 정보는 전방 카메라(111), 후방 카메라(112), 전방 레이더(120), 복수의 코너 레이더(130) 또는 후방 레이더(140) 중 적어도 하나에 의하여 획득될 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보에 기초하여 후방 차량의 방향 전환을 검출되는지 여부를 확인할 수 있다(912). 이 때, 후방 차량은 차량(1)과 동일한 주행 도로에 위치한 후방 차량을 의미한다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 차량(1)의 후방에 대한 영상 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)의 방향 지시등이 오프 상태인 경우, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 후방 차량(2)의 방향 지시등이 온 상태인 경우, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)이 방향 전환을 하는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 측방(lateral)의 움직임을 검출할 수 있다. 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)이 주행 차로(L2)를 이루는 양 차선에 대하여 미리 정해진 측방(lateral)의 거리를 유지하는 경우, 후방 차량(2)이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)이 특정 차선에 대하여 미리 정해진 범위 내로 접근하는 경우, 후방 차량(2)이 방향 전환을 하는 것으로 결정할 수 있다.
전술한 예 외에도, 운전자 보조 시스템(100)은 전방 카메라(111)에 의한 영상 데이터를 활용할 수 있으며, 전방 레이더(120) 또는 복수의 코너 레이더(130)에 의하여 획득된 레이더 데이터를 활용함으로써 후방 차량(2)의 방향 전환 여부를 결정할 수 있다. 이에 대한 설명은 전술한 예에 대한 설명과 동일하다.
후방 차량의 방향 전환이 검출되지 아니하면(912의 아니오), 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(913).
구체적으로, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 영상 데이터 또는 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 상대 속도를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)이 상대 속도가 미리 정해진 속도 임계값 이상인 경우, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 레이더(140)에 의하여 획득된 레이더 데이터에 기초하여 후방 차량(2)과의 거리를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)과 차량(1) 간의 거리가 미리 정해진 거리 이하인 경우, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
또다른 예로, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 카메라(112)에 의하여 획득된 영상 데이터에 기초하여 후방 차량(2)의 크기를 검출할 수 있다. 후방 차량(2)의 크기가 미리 정해진 크기 이상인 경우, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정할 수 있다.
전술한 예 외에도, 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량(2)의 위치, 거리, 속도 또는 상대 속도 등의 충돌 위험을 결정하기 위하여 필요한 다양한 파라미터들을 후방 카메라(112) 또는 후방 레이더(140)에 기초하여 획득할 수 있으며, 이러한 다양한 파라미터들에 기초하여 충돌 위험 존재 여부를 결정하는 것은 통상의 기술 수준에서 다양하게 변경 또는 치환 가능하다.
후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 경우(913의 예), 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보에 기초하여 회피 공간(free space)이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(914). 이를 위해, 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보에 포함된 영상 데이터 또는 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 후방 차량(2)과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간을 식별할 수 있다.
회피 공간이 존재하는 경우(914의 예), 운전자 보조 시스템(100)은 회피 공간에 기초하여 조향 제어 또는 속도 제어를 수행할 수 있다(915). 구체적으로, 운전자 보조 시스템(100)은 회피 공간에 대응하는 위치로 차량(1)이 이동하도록 조향 시스템(300) 또는 속도 제어 시스템(200)을 제어할 수 있다.
이를 통해, 차량 주변의 물체, 특히 차량의 후방에 존재하는 물체에 대한 정확한 위치 또는 예상 거동에 대한 정보를 제공할 수 있으므로, 예상치 못한 충돌을 예방할 수 있다. 따라서, 사용자의 편의 및 주행의 안전성이 증대될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보를 획득할 수 있고(921), 감지 정보에 기초하여 후방 차량의 방향 전환이 검출되는지 여부를 확인할 수 있다(922).
후방 차량이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정되면(922의 예), 운전자 보조 시스템(100)은 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(923). 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하면(923의 예), 운전자 보조 시스템(100)은 회피 공간이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(924).
이 때, 단계 921 내지 924 각각은 전술한 도 10의 단계 911 내지 914 각각에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
회피 공간이 존재하는 경우(924), 운전자 보조 시스템(100)은 복수의 회피 공간이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(925). 복수의 회피 공간이 존재하는 경우(925의 예), 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보에 기초하여 복수의 회피 공간 중 하나를 선택할 수 있다(926).
이 때, 감지 정보는 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량과 차량(1) 간의 거리, 선행 차량의 속도, 후방 차량과 차량(1) 간의 거리, 후방 차량의 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 복수의 회피 공간 중 회피 공간의 크기가 가장 큰 회피 공간을 선택할 수 있으며, 크기가 가장 큰 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 다른 예로, 운전자 보조 시스템(100)은 복수의 회피 공간 중 후방 차량의 상대 속도가 가장 작은 회피 공간을 선택할 수 있으며, 선택된 회피 공간으로 차량(1)이 이동하도록 차속 제어 시스템(200) 또는 조향 시스템(300) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
이 때, 운전자 보조 시스템(100)은 감지 정보 각각에 대한 우선 순위를 결정할 수 있으며, 결정된 우선 순위에 기초하여 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택할 수 있다.
구체적으로, 운전자 보조 시스템(100)은 충돌 확률에 기초하여 감지 정보 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다. 이를 위해, 운전자 보조 시스템(100)은 영상 데이터 또는 레이더 데이터에 기초하여 주행 도로에 위치한 후방 차량(2)과의 충돌 확률을 산출할 수 있다. 또는, 감지 정보 각각의 우선 순위는 미리 정해질 수 있으며, 메모리(152)에 저장될 수 있다. 또는, 감지 정보 각각의 우선 순위는 입력 장치(미도시)를 통하여 사용자로부터 입력 받을 수 있으며, 통신 장치(미도시)를 통하여 외부 장치로부터 수신될 수도 있다.
예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 회피 공간의 선택에 있어서 회피 공간의 크기를 우선적으로 고려한 후 후방 차량의 상대 속도를 활용할 수 있다.
이를 통해, 선행 차량을 고려하여 보다 안전하게 후방 차량과의 충돌을 회피할 수 있으므로, 사용자의 편의 및 안전이 증대될 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.
1: 차량
100: 운전자 보조 시스템
111: 전방 카메라
112: 후방 카메라
120: 전방 레이더
130: 복수의 코너 레이더
140: 후방 레이더
150: 제어부
200: 차속 제어 시스템
300: 조향 시스템

Claims (16)

  1. 차량의 외부 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되고, 영상 데이터를 획득하는 카메라;
    상기 차량의 외부의 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되고, 레이더 데이터를 획득하는 레이더; 및
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터를 처리하는 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 카메라에 의해 획득된 영상 데이터에 기초하여 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하고, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않으면, 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하고, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 후방 차량을 회피하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간을 식별하고, 상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 운전자 보조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회피 공간이 인접 차선에 존재하는 경우, 상기 인접 차선을 주행하는 후방 차량의 상대 속도에 기초하여 상기 조향 시점을 결정하고, 상기 결정된 조향 시점에 기초하여 상기 차량의 조향 시스템을 제어하는 운전자 보조 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 식별된 회피 공간이 복수이면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 획득된 감지 정보에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하고, 선택된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 운전자 보조 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 정보에 포함된 상기 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량과 상기 차량의 거리, 상기 선행 차량의 속도, 상기 후방 차량과 상기 차량의 거리 또는 상기 후방 차량의 속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하는 운전자 보조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상 데이터에 기초하여 상기 후방 차량의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출하고, 상기 후방 차량의 방향 지시등이 오프 상태이면, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정하는 운전자 보조 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레이더 데이터에 기초하여 획득된 상기 후방 차량의 위치 또는 상대 속도가 미리 정해진 조건을 만족하면, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정하는 운전자 보조 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 후방 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되는 후방 카메라를 포함하는 운전자 보조 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레이더는 후방 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치되는 후방 레이더를 포함하는 운전자 보조 시스템.
  10. 차량에 장착되는 운전자 보조 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 차량의 외부 시야를 갖도록 상기 차량에 배치된 카메라에 의하여 영상 데이터를 획득하고;
    상기 차량의 외부의 감지 시야를 갖도록 상기 차량에 배치된 레이더에 의하여 레이더 데이터를 획득하고;
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 데이터를 처리하고;
    상기 영상 데이터에 기초하여 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하고;
    상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않으면, 상기 레이더 데이터에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하고; 및
    상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 후방 차량을 회피하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은,
    상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정되면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후방 차량과의 충돌을 회피하기 위한 회피 공간을 식별하고; 및
    상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은,
    상기 회피 공간이 인접 차선에 존재하는 경우, 상기 인접 차선을 주행하는 후방 차량의 상대 속도에 기초하여 상기 조향 시점을 결정하고; 및
    상기 결정된 조향 시점에 기초하여 상기 차량의 조향 시스템을 제어하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 식별된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것은,
    상기 식별된 회피 공간이 복수이면, 상기 영상 데이터 또는 상기 레이더 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 획득된 감지 정보에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하고; 및
    선택된 회피 공간으로 상기 차량이 이동하도록 상기 차량의 조향 시스템 또는 상기 차속 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하는 것은,
    상기 감지 정보에 포함된 상기 식별된 회피 공간의 크기, 선행 차량과 상기 차량의 거리, 상기 선행 차량의 속도, 상기 후방 차량과 상기 차량의 거리 또는 상기 후방 차량의 속도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 회피 공간 중 하나의 회피 공간을 선택하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 후방 차량의 방향 전환 여부를 결정하는 것은,
    상기 영상 데이터에 기초하여 상기 후방 차량의 방향 지시등의 온 상태 또는 오프 상태를 검출하고; 및
    상기 후방 차량의 방향 지시등이 오프 상태이면, 상기 후방 차량이 방향 전환을 하지 않는 것으로 결정하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는지 여부를 결정하는 것은,
    상기 레이더 데이터에 기초하여 획득된 상기 후방 차량의 위치 또는 상대 속도가 미리 정해진 조건을 만족하면, 상기 후방 차량과의 충돌 위험이 존재하는 것으로 결정하는 것;을 포함하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
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