KR20210089274A - 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 제공한다. 자율 주행 기능이 고장난 차량의 안전을 도모하기 위한 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템은 자차량에 접근하는 타차량을 감지하는 센서부, 상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하는 판단부, 상기 센서부가 감지한 상기 타차량이 상기 자차량에 접근하는 방향에 기초하여 차량의 감속도를 결정하는 감속도 결정부, 상기 감속도 결정부가 결정한 상기 감속도에 기초하여 상기 자차량의 감속 제어를 수행하는 구동 제어부를 포함한다.

Description

자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템{Safety control system in case of failure of autonomous vehicle}
본 발명은 자율 주행 기능이 고장난 차량의 안전을 확보하기 위해 차량의 감속 제어를 수행하는 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템에 관한 것이다.
자율 주행 차량에 대한 관심과 기술 개발이 활발히 이루어짐에 따라 자율 주행 기능에 고장이 발생된 경우 fail-safe를 어떻게 수행할 지 여부에 대해서도 활발히 연구가 진행되고 있다. 완전 자율주행이 구현되기 위해서는 차량의 성능뿐 아니라 혹시 모를 사고에 대비할 수 있는 장치 및 로직이 얼마나 안전하게 확보되어 있느냐가 자율 주행 차량에서는 매우 중요한 요소이다. 자율 주행 단계가 LEVEL 3 수준인 경우, '제한된 자율주행(Conditional Automation)'이 차량에 적용될 수 있으며, 자율 주행 기능의 고장 시 운전자에게 알람을 주며 또한 비상 시 운전자에게 제어권을 이양토록 해야 한다.
하지만, 평소 전방 주시에 소홀한 LEVEL 3 차량의 운전자는 차량의 비상상황 발생시 즉시 대응할 수 없고, 운전자에게 차량의 제어권을 이양하기 이전에도 차량의 안정성은 확보되어야 하기 때문에 차량의 제어기에서 수행될 수 있는 fail-safe는 더욱 중요하다. 특히, 차량의 가감속 제어 및 종방향 제어를 수행하는 자율 주행 기능에 고장이 발생된 경우에 어떻게 차량을 안전하게 감속할지 여부 및 고장이 발생된 차량의 주변에 어떻게 경고를 할지에 대해서 논의가 필요한 실정이다.
본 발명의 기술적 과제는 자율 주행 기능이 고장난 차량으로 접근하는 차량을 감지하여 차량의 감속도를 제어하는 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 자차량의 전방 또는 후방으로 접근하는 타차량을 감지하여 자차량의 감속도를 상향 또는 하향하는 차량의 감속 제어를 수행하는 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 제공한다. 자율 주행 기능이 고장난 차량의 안전을 도모하기 위한 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템은 자차량에 접근하는 타차량을 감지하는 센서부, 상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하는 판단부, 상기 센서부가 감지한 상기 타차량이 상기 자차량에 접근하는 방향에 기초하여 차량의 감속도를 결정하는 감속도 결정부, 상기 감속도 결정부가 결정한 상기 감속도에 기초하여 상기 자차량의 감속 제어를 수행하는 구동 제어부를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장이 판단되는 경우, 상기 자차량의 감속도를 결정하기 위한 상기 감속도 결정부가 활성화되고, 상기 구동 제어부는 기설정된 초기 감속값에 따라 상기 자차량의 감속 제어를 수행한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 전방에서 상기 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 기설정된 감속값에 기초하여 상기 자차량의 감속도를 상향시키고, 상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값에 따른 감속 제어 이후에 상기 상향된 상기 감속도에 따른 감속 제어를 수행한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 후방에서 상기 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 기설정된 감속값에 기초하여 상기 자차량의 감속도를 하향시키고, 상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값에 따른 감속 제어 이후에 상기 하향된 상기 감속도에 따른 감속 제어를 수행한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 후방 및 전방에서 상기 타차량에 접근하는 것으로 판단되거나 상기 자차량의 후방 및 전방에 상기 타차량이 감지되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 현재의 상기 감속도를 유지시키고, 상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값 만을 고려하여 감속 제어를 수행한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 감속 제어에 의해 상기 자차량이 정차된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 전자식 파킹 브레이크(Electronic Parking Brake: EPB)를 제어한다.
일 예에 의하여, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 변속기를 P단으로 제어한다.
일 예에 의하여, 상기 구동 제어부는 운전자에 의한 엑셀 페달 또는 브레이크 페달의 조작이 발생된 경우 상기 자차량의 감속 제어를 중단한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 전방에서 상기 타차량이 접근하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 혼을 제어하여 상기 타차량에 경고한다.
일 예에 의하여, 상기 자차량의 후방에서 상기 타차량이 접근하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 경고등을 점등하여 상기 타차량에 경고한다.
일 예에 의하여, 상기 판단부는 상기 자차량의 자율 주행 기능을 수행하는 별도의 제어부로부터 상기 자차량의 가/감속 제어를 위한 정보가 수신되지 않는 경우 상기 자차량의 자율 주행 기능이 고장이라고 판단한다.
일 예에 의하여, 상기 감속도 결정부는 상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장 및 상기 자차량에 설치된 전방 카메라의 고장이 판단된 경우에 활성화된다.
일 예에 의하여, 상기 감속도 결정부는 상기 구동 제어부에 의해 상기 자차량의 정차되기 전까지 실시간으로 상기 자차량의 감속도를 결정하고, 상기 구동 제어부는 상기 자차량이 정차되기 전까지 상기 감속도 결정부에서 결정한 상기 감속도에 따라 상기 자차량의 감속 제어를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템은 자차량에 탑재된 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하고 자차량의 주변 환경을 감지하여 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템의 감속 제어에 의해 자차량의 안정적인 정차를 구현할 수 있다. 또한, 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템은 자차량의 완전 정차(전자식 파킹 브레이크(EPB)의 동작 및 변속기가 P단으로 설정된 경우) 및 자차량의 제어권이 운전자에게로 이양된 경우 자차량의 재시동 전에 자율 주행 기능이 활성화되지 않도록 제어하여 자차량의 안전 운행을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 자차량의 전방 및/또는 후방에 타차량이 존재하는 다양한 상황에 따라 감속도를 상향시키거나 하향시키거나 유지시킬 수 있다. 따라서, 자율 주행 기능의 고장에 따라 자차량의 감속 제어를 수행함에 있어서, 감속도를 변경시킴에 따라 주변 차량들과의 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자차량의 전방 및 후방에 타차량이 접근하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하는 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 감속 제어를 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 자차량을 향해 접근하는 타차량의 위치에 따라 감속 제어를 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자차량의 전방 및 후방에 타차량이 접근하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 자차량(10)에는 자차량(10)의 전방 및 후방을 감지할 수 있는 센서부(110a, 110b) 및 전방 카메라(130)가 설치될 수 있다. 센서부(110a, 110b)는 자차량(10)의 전방을 감지할 수 있는 전방 센서부(110a) 및 자차량(10)의 후방을 감지할 수 있는 후방 센서부(110b)를 포함할 수 있다.
전방 센서부(110a)는 자차량(10)의 전방에 위치하는 제1 타차량(20)을 감지할 수 있다. 전방 센서부(110a)는 자차량(10)의 전방으로 끼어들거나 자차량(10)의 전방에서 주행 중인 제1 타차량(20)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 전방 센서부(110a)는 자차량(10)이 주행 중인 옆차선을 주행하다가 자차량(10)이 주행 중인 차선으로 끼어드는 제1 타차량(20)을 감지하거나, 자차량(10)의 전방에서 주행 중인 제1 타차량(20)을 감지할 수 있다. 또한, 전방 센서부(110a)는 전방 센서부(110a)의 감지 범위 밖에서 주행 중이다가 자차량(10)과의 거리가 좁혀짐에 따라 전방 센서부(110a)의 감지 범위 내에 위치하게 되는 제1 타차량(20)을 감지할 수 있다.
후방 센서부(110b)는 자차량(10)의 후방에 위치하는 제2 타차량(30)을 감지할 수 있다. 후방 센서부(110b)는 자차량(10)의 후방으로 차선을 변경하거나 자차량(10)의 후방에서 주행 중인 제2 타차량(30)을 감지할 수 있다. 예를 들어, 후방 센서부(110b)는 자차량(10)이 주행 중인 옆차선을 주행하다가 자차량(10)이 주행 중인 차선으로 진입하는 제2 타차량(30)을 감지하거나, 자차량(10)의 후방에서 주행 중인 제2 타차량(30)을 감지할 수 있다. 또한, 후방 센서부(110b)는 후방 센서부(110b)의 감지 범위 밖에서 주행 중이다가 자차량(10)과의 거리가 좁혀짐에 따라 후방 센서부(110b)의 감지 범위 내에 위치하게 되는 제2 타차량(30)을 감지할 수 있다.
전방 카메라(130)는 자차량(10)의 전방에 위치하는 제1 타차량(20) 및 자차량(10)이 주행 중인 차선을 감지할 수 있다. 구체적으로, 전방 카메라 (130)는 전방의 제1 타차량(20)에 대한 데이터, 전방의 차선에 대한 데이터, 전방의 사이클리스트에 대한 데이터, 교통 표지판에 대한 데이터, 액티브 하이빔 컨트롤(AHBC)에 대한 데이터, 휠 디텍션(wheel detection)에 대한 데이터(예컨대, 카메라 FOV 안으로 들어오는 Close Cut-in 차량에 대해서 차량 바퀴 인식을 통해 보다 빠르게 차량을 인식하기 위한 데이터), 교통 신호등에 대한 데이터, 로드 마킹(예컨대, 도로 위의 화살표)에 대한 데이터, VD at any angle에 대한 데이터(전방 차량의 전 주행 방향 또는 각도에 대해 차량을 인식하기 위한 데이터), 로드 프로파일(예컨대, 전방 도로 형상(굴곡, 과속 방지턱 또는 호올(hole))을 인식하여 서스펜션 제어를 통해 승차감을 향상시키기 위한 데이터)에 대한 데이터, 시맨틱 프리 스페이스(예컨대, 바운더리 라벨링)에 대한 데이터, 일반적 물체(측면 차량 등)에 대한 데이터, 어드밴스트 패쓰 플래닝(advanced path planning)에 대한 데이터(예를 들어, 차선이 없거나 오염된 도로에서도 주변 환경을 통한 Deep Learning으로 차량 주행 예상 경로를 예측하기 위한 데이터), 오도메트리(odometry)에 대한 데이터(예컨대, 주행 도로 랜드 마크를 인식하여 GPS의 인식 정보와 융합시키기 위한 데이터) 등을 감지할 수 있다.
센서부(110a, 110b) 및 전방 카메라(130)가 감지한 정보에 기초하여 자차량(10)의 자율 주행이 수행될 수 있다. 구체적으로, 자율 주행은 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, 이하 ADAS 시스템)일 수 있다. ADAS 시스템은 자차량(10)의 주변 환경 및 교통 상황에 기초하여 자차량(10)의 주행을 제어하는 것이다. ADAS 시스템은 충돌 위험시 운전자가 제동장치를 밟지 않아도 스스로 속도를 줄이거나 멈추는 자동 긴급제동 시스템(AEB: Autonomous Emergency Braking), 차선 이탈 시 주행 방향을 조절해 차선을 유지하는 주행 조향보조 시스템(LKAS: Lane Keep Assist System), 사전에 정해 놓은 속도로 달리면서도 앞차와 간격을 알아서 유지하는 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC: Advanced Smart Cruise Control), 사각지대 충돌 위험을 감지해 안전한 차로 변경을 돕는 후측방 충돌 회피 지원 시스템(ABSD: Active Blind Spot Detection), 차량 주변 상황을 시각적으로 보여주는 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM: Around View Monitor) 및 고속도로를 주행 중인 차량의 차선 유지 및 차량의 속도를 제어하는 하이웨이 드라이빙 파일럿(HDP: Highway Driving Pilot) 등을 포함할 수 있다. 센서부(110a, 110b) 및 전방 카메라(130)는 자차량(10)의 전방 및 후방의 상황을 감지하고, 감지된 데이터에 기초하여 자차량(10)의 속도, 감속도, 조향 및 제동 등이 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하는 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 센서부(110), 전방 카메라(130), 제어부(200) 및 제동부(400)를 통해 구현될 수 있다. 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 차량에 탑재된 자율 주행 기능에 고장이 발생된 경우, 차량 안전 확보를 위해 감속 제어를 수행할 수 있다. 감속 제어를 위해 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 차량의 전방 및 후방에서 접근하는 타차량을 감지한 정보에 기반하여 차량의 감속도를 결정할 수 있다.
센서부(110)는 자차량에 접근하는 타차량을 감지할 수 있다. 일 예로, 센서부(110)는 레이더(111) 및 라이다(113)를 포함할 수 있다. 자차량에는 복수의 레이더(111) 및 라이다(113)가 탑재될 수 있고, 자차량의 전방 및 후방 각각에 레이터(111) 및 라이다(113)가 탑재될 수 있다. 레이더(111)는 물체의 거리나 속도, 각도를 측정하기 위해 전자기파를 사용하는 센서 장치일 수 있다. 레이더(111)를 이용하면 주파수 변조 반송파(FMCW, Frequency Modulation Carrier Wave) 또는 펄스 반송파(Pulse Carrier) 방식을 이용하여 수평각도 30도 범위에서 150m 전방까지의 물체를 감지할 수 있다. 레이더(111)는 대표적으로 77GHz 대역 레이더 또는 적합한 다른 대역을 사용할 수 있다. 라이다(113)는 레이저 송신 모듈, 레이저 검출 모듈, 신호 수집 및 처리 모듈, 데이터 송수신 모듈로 구성될 수 있다. 라이다(113)에 적용된 레이저의 광원은 250 nm 내지 11 μm 의 파장 영역에서 파장을 가지거나 파장 가변이 가능한 레이저 광원일 수 있다. 또한, 라이다(113)는 신호의 변조 방식에 따라서, TOF(time of flight) 방식과 phase shift 방식으로 구분될 수 있다. 레이더(111) 및 라이다(113)가 감지한 자차량의 전방 및 후방으로 접근하는 타차량에 대한 정보는 제어부(200)로 전송될 수 있다.
전방 카메라(130)는 자차량(10)의 전방에 위치하는 제1 타차량(20) 및 자차량(10)이 주행 중인 차선을 감지할 수 있다. 전방 카메라(130)가 감지한 자차량이 주행 중인 차선 정보 및 자차량 전방을 주행하는 타차량에 대한 정보는 제어부(200)로 전송될 수 있다.
제어부(200)는 자차량의 전방 및 후방에서 접근하는 타차량을 감지한 정보에 기반하여 차량의 감속도를 결정할 수 있고, 결정된 감속도에 따라 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(200)는 차량에서 사용되는 다수의 전자 장치들을 통합적으로 제어하는 장치인 ECU(electrical control unit)일 수 있다. 제어부(200)는 판단부(210), 감속도 결정부(230) 및 구동 제어부(250)를 포함할 수 있다.
판단부(210)는 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단할 수 있다. 판단부(210)는 ADAS 제어기(150)로부터 자율 주행을 구현하기 위한 정보들을 수신할 수 있다. 자율 주행을 구현하기 위한 정보들은 레이더(111), 라이다(113) 및 전방 카메라(130)가 감지한 정보에 기초하여 자차량의 가감속 및 조향을 제어하기 위한 정보를 포함할 수 있다. ADAS 제어기(150)는 충돌 위험시 운전자가 제동장치를 밟지 않아도 스스로 속도를 줄이거나 멈추는 자동 긴급제동 시스템(AEB: Autonomous Emergency Braking), 차선 이탈 시 주행 방향을 조절해 차선을 유지하는 주행 조향보조 시스템(LKAS: Lane Keep Assist System), 사전에 정해 놓은 속도로 달리면서도 앞차와 간격을 알아서 유지하는 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC: Advanced Smart Cruise Control), 사각지대 충돌 위험을 감지해 안전한 차로 변경을 돕는 후측방 충돌 회피 지원 시스템(ABSD: Active Blind Spot Detection), 차량 주변 상황을 시각적으로 보여주는 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM: Around View Monitor) 및 고속도로를 주행 중인 차량의 차선 유지 및 차량의 속도를 제어하는 하이웨이 드라이빙 파일럿(HDP: Highway Driving Pilot)에 따른 자율 주행을 수행할 수 있다. 판단부(210)는 ADAS 제어기(150)와 캔(CAN) 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다. 판단부(210)는 ADAS 제어기(150)로부터 자율 주행 구현을 위한 정보들을 수신하지 못하거나(캔 통신 불량), 수신된 정보의 신뢰성이 떨어지는 경우 자차량의 자율 주행 기능에 고장이 발생되었다고 판단할 수 있다. 즉, 판단부(210)는 ADAS 제어기(150)부터 수신되는 명령이 제대로 수신되지 않는 통신 에러가 발생된 경우 ADAS 제어기(150)에 고장이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 다만, 자율 주행 기능에 고장이 발생되었다고 판단부(210)가 판단할 수 있는 경우는 상술한 예에 한정되지 않고 다양한 경우가 존재할 수 있다. ADAS 제어기(150) 또는 자율 주행 기능에 고장이 발생되더라도 레이더(111), 라이다(113) 및 전방 카메라(130)가 감지한 정보는 판단부(210)로 전송될 수 있다.
감속도 결정부(230)는 센서부(110)가 감지한 타차량이 자차량에 접근하는 방향에 기초하여 차량의 감속도를 결정할 수 있다. 감속도 결정부(230)는 자차량의 현재 감속도를 계산할 수 있고, 자차량 주변 환경에 기초하여 자차량의 감속도를 얼마나 변경시킬지 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 자차량의 주변 환경은 자차량의 전방으로 타차량이 끼어들는 경우, 자차량 전방에 타차량에 주행 중인 경우, 자차량의 후방으로 타차량이 진입하는 경우 및 자차량의 후방에 타차량에 주행 중인 경우를 포함할 수 있다. 자차량의 전방으로 타차량이 끼어들는 경우 및 자차량 전방에 타차량에 주행 중인 경우는 자차량의 전방에서 타차량이 접근하고 있는 것으로 판단될 수 있다. 자차량의 후방으로 타차량이 진입하는 경우 및 자차량의 후방에 타차량에 주행 중인 경우는 자차량의 후방에서 타차량이 접근하고 있는 것으로 판단될 수 있다.
일 예로, 자차량의 전방에서 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 감속도 결정부(230)는 기설정된 감속값만큼 자차량의 현재 감속도를 상향시킬 수 있다. 자차량의 전방에서 타차량이 접근하는 경우에 자차량의 속도가 감속되지 않으면 자차량과 타차량 간의 충돌이 발생될 수 있다. 따라서, 감속도 결정부(230)는 자차량의 현재 감속도를 상향시켜 자차량의 속도가 빠르게 줄어들도록 목표 감속도를 결정할 수 있다.
Figure pat00001
예를 들어, 기설정된 감속값은 0.1
Figure pat00002
일 수 있으나, 이는 설계자에 의해 변경될 수 있는 사항이다.
일 예로, 자차량의 후방에서 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 감속도 결정부(230)는 기설정된 감속값만큼 자차량의 현재 감속도를 하향시킬 수 있다. 자차량의 후방에서 타차량이 접근하는 경우에 자차량의 속도가 가속되지 않으면 자차량과 타차량 간의 충돌이 발생될 수 있다. 다만, 자차량의 속도는 안전을 위해 지속적으로 줄어들어야 한다. 따라서, 감속도 결정부(230)는 자차량의 현재 감속도를 하향시켜 자차량의 속도가 느리게 줄어들도록 목표 감속도를 결정할 수 있다.
Figure pat00003
예를 들어, 기설정된 감속값은 0.1
Figure pat00004
일 수 있으나, 이는 설계자에 의해 변경될 수 있는 사항이다.
일 예로, 자차량의 전방 및 후방 모두에서 타차량이 접근하는 것으로 판단되거나 자차량의 후방 및 전방 모두에서 타차량이 감지되지 않는 것으로 판단된 경우, 감속도 결정부(230)는 현재 감속도를 유지시킬 수 있다. 자차량의 감속도를 상향시키거나 하향시키면 자차량의 전방 및 후방에 위치하는 타차량과의 충돌 위험성이 높아질 수 있다. 이 때, 목표 감속도는 자차량의 현재 감속도일 수 있다. 따라서, 감속도 결정부(230)는 현재 감속도를 유지시킬 수 있다.
감속도 결정부(230)는 구동 제어부(250)에 의해 자차량의 정차되기 전까지 실시간으로 자차량의 감속도를 결정할 수 있다. 즉, 구동 제어부(250)의 감속 제어에 의해 자차량의 현재 감속도는 지속적으로 변경될 수 있고, 감속도 결정부(230)는 실시간으로 변경되는 현재 감속도 및 자차량의 주변 환경에 기초하여 목표 감속도를 결정할 수 있다.
구동 제어부(250)는 감속도 결정부(230)가 결정한 감속도 및 기설정된 초기 감속값에 기초하여 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어부(250)는 차량에 장착된 제동부(400)를 제어하여 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 제동부(400)는 자차량의 속도를 직접적으로 줄일 수 있는 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제동부(400)는 환경차에 적용되는 구동모터, 차량의 가감속을 제어하는 차량 자세 제어부(electronic stability control, ESC) 및 차량의 제동력을 생성하는 브레이크 제어기 등을 포함할 수 있다. 즉, 구동모터의 회생제동에 의해 차량의 감속 제어가 수행될 수 있고, 차량 자세 제어부 및 브레이크 제어기에 의해 차량의 감속 제어가 수행될 수 있다. 감속도 결정부(230)가 결정한 감속도는 목표 감속도를 의미할 수 있다. 기설정된 초기 감속값은 판단부(210)에 의해 자율 주행 기능이 고장난 것으로 판단된 경우 자차량의 감속시키기 위한 값일 수 있다. 구동 제어부(250)는 자율 주행 기능이 고장난 것으로 판단된 경우 자차량의 안전을 위해 초기 감속값에 따라 자차량의 감속 제어를 1차적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 초기 감속값은
Figure pat00005
일 수 있으나, 이는 설계자에 의해 변경될 수 있는 사항이다. 구동 제어부(250)는 감속도 결정부(230)가 결정한 감속도에 기초하여 자차량의 감속 제어를 2차적으로 수행할 수 있다. 이 때, 감속도 결정부(230)가 목표 감속도를 결정하기 위해 사용하는 현재 감속도는 초기 감속값에 따른 구동 제어부(250)의 감속 제어 이후의 감속도일 수 있다. 즉, 구동 제어부(250)가 초기 감속값에 따라 자차량의 감속 제어를 수행한 이후, 감속도 결정부(230)의 자차량의 주변 환경에 따른 목표 감속도를 결정하면 구동 제어부(250)는 추가적으로 목표 감속도에 따라 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 구동 제어부(250)는 자차량이 정차되기 전까지 감속도 결정부(230)에서 결정한 감속도에 따라 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자율 주행 기능이 고장난 것으로 판단된 경우 구동 제어부(250)는 초기 감속값에 기초하여 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 구동 제어부(250)는 초기 감속값에 기초하여 1차적으로 자차량의 감속 제어를 수행한 이후에는 감속도 결정부(230)에 의해 실시간으로 결정된 목표 감속도에 따라 자차량이 정차할 때까지 감속 제어를 수행할 수 있다. 따라서, 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 자차량의 정차 시까지 자차량의 안전을 확보할 수 있다.
구동 제어부(250)는 자차량의 감속 제어에 의해 자차량이 정차된 경우, 전자식 파킹 브레이크(Electronic Parking Brake: EPB, 700)를 제어할 수 있다. 즉, 구동 제어부(250)는 차량의 안정성 확보를 위해 전자식 파킹 브레이크(EPB, 700)를 동작시킬 수 있다. 추가적으로, 구동 제어부(250)는 자차량이 정차된 경우 자차량의 변속기를 P단으로 제어할 수 있다. 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 전자식 파킹 브레이크(EPB, 700)의 동작 및 변속기가 P단으로 설정된 이후에는 자율 주행 기능이 활성화되지 않도록 제어할 수 있다.
구동 제어부(250)는 자차량의 감속 제어를 수행함에 의해 발생될 수 있는 위험을 주변 차량들에 경고하기 위해 자차량에 탑재된 혼(500) 및 경고등(600)을 제어할 수 있다.
자차량의 자율 주행 기능이 고장난 경우, 운전자는 엑셀 페달(310) 또는 브레이크 페달(330)을 조작하여 자차량의 제어권을 이양시킬 수 있다. 또한, 운전자에 의한 자차량의 조향 변경이 발생된 경우에도 자차량의 제어권이 운전자에게로 이양될 수 있다. 운전자에 의한 엑셀 페달(310) 또는 브레이크 페달(330)의 조작이 발생된 경우 구동 제어부(250)는 자차량의 감속 제어를 중단할 수 있다. 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 운전자에게로 자차량의 제어권이 이양되면 자차량의 재시동 전에는 자율 주행 기능이 활성화되지 않도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 자차량의 주변 환경을 감지하여 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)의 감속 제어에 의해 자차량의 안정적인 정차를 구현할 수 있다. 또한, 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 자차량의 완전 정차(전자식 파킹 브레이크(EPB, 700)의 동작 및 변속기가 P단으로 설정된 경우) 및 자차량의 제어권이 운전자에게로 이양된 경우 자차량의 재시동 전에 자율 주행 기능이 활성화되지 않도록 제어하여 자차량의 안전 운행을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템(1)은 자차량의 전방 및/또는 후방에 타차량이 존재하는 다양한 상황에 따라 감속도를 상향시키거나 하향시키거나 유지시킬 수 있다. 따라서, 자율 주행 기능의 고장에 따라 자차량의 감속 제어를 수행함에 있어서, 감속도를 변경시킴에 따라 주변 차량들과의 충돌을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 감속 제어를 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다. 설명의 간략을 위해 중복되는 내용의 기재는 생략한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 판단부(210)는 ADAS 제어기(150)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, ADAS 제어기(150)의 고장 여부는 ADAS 제어기(150)로부터 제어부(200)로 전달되는 명령이 수신되지 않거나 신뢰성이 떨어지는 명령이 수신되는 경우일 수 있다. ADAS 제어기(150)에 고장이 발생되지 않으면, ADAS 제어기(150)에 의해 산출된 자차량의 가감속 제어량이 제어부(200)로 전달될 수 있다. 따라서, ADAS 제어기(150)에 고장이 발생되지 않으면, 제어부(200)는 ADAS 제어기(150)로부터 수신된 정보에 기초하여 자차량을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 ADAS 제어기(150)의 고장에 따른 fail-safe를 수행하지 않을 수 있다(S100).
판단부(210)는 전방 카메라(130)에 의한 정보가 수신되는지 여부에 기초하여 전방 카메라(130)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, ADAS 제어기(150)의 고장(즉, 자차량의 자율 주행 기능의 고장) 및 전방 카메라(130)의 고장이 모두 발생된 경우, 제어부(200)의 fail-safe가 활성화될 수 있다. 구체적으로, ADAS 제어기(150)의 고장(즉, 자차량의 자율 주행 기능의 고장) 및 전방 카메라(130)의 고장이 모두 발생된 경우, 감속도 결정부(230)가 활성화될 수 있다. 다만, 감속도 결정부(230)는 ADAS 제어기(150)의 고장만이 판단된 경우에도 활성화되도록 설계될 수 있다. 전방 카메라(130)에 고장이 발생되지 않은 경우에는 전방 카메라(130)가 감지한 정보에 기초하여 제어부(200)는 자차량의 가감속을 수행할 수 있다. 전방 카메라(130)에 의한 정보에 기초하여 제어부(200)는 자차량의 가감속 제어량을 산출할 수 있으므로, 자차량의 주변 환경을 별도로 고려하여 감속도를 산출할 필요가 없을 수 있다(S200).
ADAS 제어기(150)의 고장(즉, 자차량의 자율 주행 기능의 고장) 및 전방 카메라(130)의 고장이 모두 발생된 경우, 제어부(200)가 활성화될 수 있다. 이 때, 제어부(200)가 활성화된다는 의미는 fail-safe를 수행하기 위해 자차량의 목표 감속도를 결정하는 감속도 결정부(230)가 활성화된다는 의미일 수 있다(S300).
ADAS 제어기(150)의 고장(즉, 자차량의 자율 주행 기능의 고장) 및 전방 카메라(130)의 고장이 모두 발생된 경우, 구동 제어부(250)는 초기 감속값에 따라 1차적으로 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 다만, fail-safe에 따른 감속 제어가 수행 중인 경우, 구동 제어부(250)는 감속도 결정부(230)에 의해 결정된 목표 감속도에 따라서만 감속 제어를 수행할 수 있다. 즉, 초기 감속값에 따라 감속 제어는 최초 1회만 수행될 수 있다. 구동 제어부(250)는 초기 감속값에 따른 감속 제어를 수행하면서 동시에 주변 차량들에 경고하기 위해 제동등을 점멸할 수 있다(S400).
센서부(110)는 자차량의 주변 환경을 감지할 수 있다. 감속도 결정부(230)는 자차량의 전방 및/또는 후방으로 접근하는 타차량을 감지하여 감속도를 결정할 수 있다. 일 예로, 자차량의 전방에 타차량이 존재하는 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량의 감속도가 상향되도록 목표 감속도를 결정할 수 있다. 다른 예로, 자차량의 후방에 타차량이 존재하는 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량의 감속도가 하향되도록 목표 감속도를 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 자차량의 전방 및 후방 모두에 타차량이 존재하는 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량의 현재 감속도를 유지시킬 수 있다(S500).
구동 제어부(250)는 초기 감속값에 따른 감속 제어를 수행한 이후에 감속도 결정부(230)에 의해 결정된 목표 감속도에 따라 자차량의 감속 제어를 수행할 수 있다. 구동 제어부(250)에 따른 감속 제어는 자차량이 완전히 정차되기 전까지 지속적으로 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 자차량을 향해 접근하는 타차량의 위치에 따라 감속 제어를 수행하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5는 초기 감속값에 따라 감속 제어가 수행된 이후에 자차량의 전방 및/또는 후방에 타차량이 존재하는 다양한 상황에 따른 감속도 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 센서부(100a)는 자차량(10)의 전방으로 끼어들거나 자차량의 전방을 주행 중인 제1 타차량(20)을 감지할 수 있다. 제2 센서부(100b)는 자차량(10)의 후방으로 진입하거나 자차량의 후방을 주행 중인 제2 타차량(30)을 감지할 수 있다. 제1 센서부(100a) 및 제2 센서부(100b)가 감지한 정보는 ADAS 제어기(150) 및 제어부(200)로 전송될 수 있다(S1000).
자차량(10)의 전방에 제1 타차량(20)이 감지된 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량(10)의 현재 감속도를 기준으로 감속도를 상향시킨 목표 감속도를 결정할 수 있다. 구동 제어부(250)는 상향된 감속도에 따라 감속 제어를 수행할 수 있다. 즉, 구동 제어부(250)에 따라 자차량(10)의 속도가 더욱 빠르게 줄어들어 자차량(10)과 제1 타차량(20) 간의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 구동 제어부(250)는 제1 타차량(20)에 경고하기 위해 혼(500)을 동작시킬 수 있다(S1100, S1110).
자차량(10)의 후방에 제2 타차량(30)이 감지된 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량(10)의 현재 감속도를 기준으로 감속도를 하향시킨 목표 감속도를 결정할 수 있다. 구동 제어부(250)는 하향된 감속도에 따라 감속 제어를 수행할 수 있다. 즉, 구동 제어부(250)에 따라 자차량(10)의 속도가 상대적으로 느리게 줄어들어 자차량(10)과 제2 타차량(30) 간의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 구동 제어부(250)는 제2 타차량(30)에 경고하기 위해 경고등(600)을 동작시킬 수 있다. 이 때, 경고등(600)은 비상등 및 HMSL(High Mounted Stop Lamp)을 포함할 수 있다(S1200, S1210).
자차량(10)의 전방 및 후방에 제1 타차량(20) 및 제2 타차량(30)이 감지된 경우, 감속도 결정부(230)는 자차량(10)의 현재 감속도를 유지시킬 수 있다. 구동 제어부(250)는 유지된 현재 감속도에 따라 감속 제어를 수행할 수 있다. 즉, 자차량(10)의 전방 및 후방 모두에 타차량(20, 30)이 존재하므로, 감속도가 증가되거나 감속됨에 따라 충돌 위험성이 높아질 수 있다. 따라서, 감속도 결정부(230)는 현재 감속도를 유지시키도록 목표 감속도를 결정할 수 있다. 이 때, 구동 제어부(250)는 제1 타차량(20) 및 제2 타차량(30)에 경고하기 위해 혼(500)과 경고등(600)을 동시에 동작시킬 수 있다(S1300, S1310).
제어부(200)는 감속 제어에 의해 자차량(10)이 완전히 정차하였는지를 판단할 수 있다. 자차량(10)이 정차되지 않은 경우에는 감속도 결정부(230)가 실시간으로 결정하는 목표 감속도에 따라 구동 제어부(250)는 감속 제어를 지속적으로 수행할 수 있다(S1400).
다만, 운전자가 자차량(10)을 직접 제어하는 것으로 판단되는 경우, 자차량(10)의 제어권은 운전자에게 이양될 수 있다. 구체적으로, 운전자의 엑셀 페달(310)의 동작, 브레이크 페달(330)의 동작 또는 조향 변경이 발생된 경우, 제어부(200)는 운전자에게 자차량(10)의 제어권을 이양시킬 수 있다. 운전자에게 자차량(10)의 제어권이 이양됨에 따라 자차량(10)의 감속 제어는 종료될 수 있다. 만약, 제어권이 운전자에게 이양되지 않는 경우 자차량(10)이 완전히 정차되기 전까지 감속 제어가 수행될 수 있다(S1500).
자차량(10)이 정차된 경우, 구동 제어부(250)는 전자식 파킹 브레이크(EPB, 700)를 동작시키고 변속기의 단수를 P단으로 조작할 수 있다. 이에 따라, 자차량(10)의 안정성이 확보될 수 있다(S1600).
운전자에게 자차량(10)의 제어권이 이양되거나, 자차량(10)의 정차에 따라 전자식 파킹 브레이크(EPB, 700)가 동작되고 변속기의 단수가 P단으로 조절되면 제어부(200)에 따른 감속 제어는 종료된다. 감속 제어가 종료되면 자차량(10)의 재시동 전까지는 다시 자율 주행 기능이 활성화되지 않을 수 있다. 이는, 자율 주행 기능에 고장이 발생된 상황에서 자율 주행 기능이 활성화되면 자차량(10)의 안전에 위협이 될 수 있기 때문이다(S1700).
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (13)

  1. 자율 주행 기능이 고장난 차량의 안전을 도모하기 위한 자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템에 있어서,
    자차량에 접근하는 타차량을 감지하는 센서부;
    상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장 여부를 판단하는 판단부;
    상기 센서부가 감지한 상기 타차량이 상기 자차량에 접근하는 방향에 기초하여 차량의 감속도를 결정하는 감속도 결정부;
    상기 감속도 결정부가 결정한 상기 감속도에 기초하여 상기 자차량의 감속 제어를 수행하는 구동 제어부를 포함하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장이 판단되는 경우, 상기 자차량의 감속도를 결정하기 위한 상기 감속도 결정부가 활성화되고,
    상기 구동 제어부는 기설정된 초기 감속값에 따라 상기 자차량의 감속 제어를 수행하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 자차량의 전방에서 상기 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 기설정된 감속값에 기초하여 상기 자차량의 감속도를 상향시키고,
    상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값에 따른 감속 제어 이후에 상기 상향된 상기 감속도에 따른 감속 제어를 수행하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 자차량의 후방에서 상기 타차량이 접근하는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 기설정된 감속값에 기초하여 상기 자차량의 감속도를 하향시키고,
    상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값에 따른 감속 제어 이후에 상기 하향된 상기 감속도에 따른 감속 제어를 수행하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 자차량의 후방 및 전방에서 상기 타차량에 접근하는 것으로 판단되거나 상기 자차량의 후방 및 전방에 상기 타차량이 감지되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 감속도 결정부는 현재의 상기 감속도를 유지시키고,
    상기 구동 제어부는 상기 초기 감속값 만을 고려하여 감속 제어를 수행하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 자차량의 감속 제어에 의해 상기 자차량이 정차된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 전자식 파킹 브레이크(Electronic Parking Brake: EPB)를 제어하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는 상기 자차량의 변속기를 P단으로 제어하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는 운전자에 의한 엑셀 페달 또는 브레이크 페달의 조작이 발생된 경우 상기 자차량의 감속 제어를 중단하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 자차량의 전방에서 상기 타차량이 접근하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 혼을 제어하여 상기 타차량에 경고하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 자차량의 후방에서 상기 타차량이 접근하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 자차량의 경고등을 점등하여 상기 타차량에 경고하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 자차량의 자율 주행 기능을 수행하는 별도의 제어부로부터 상기 자차량의 가/감속 제어를 위한 정보가 수신되지 않는 경우 상기 자차량의 자율 주행 기능이 고장이라고 판단하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 감속도 결정부는 상기 자차량의 자율 주행 기능의 고장 및 상기 자차량에 설치된 전방 카메라의 고장이 판단된 경우에 활성화되는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 감속도 결정부는 상기 구동 제어부에 의해 상기 자차량의 정차되기 전까지 실시간으로 상기 자차량의 감속도를 결정하고,
    상기 구동 제어부는 상기 자차량이 정차되기 전까지 상기 감속도 결정부에서 결정한 상기 감속도에 따라 상기 자차량의 감속 제어를 수행하는,
    자율 주행 차량의 고장 시 안전 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113682323A (zh) * 2021-09-14 2021-11-23 东风悦享科技有限公司 一种基于双目视觉的低速无人驾驶车辆安全冗余架构与方法
CN117124987A (zh) * 2023-10-25 2023-11-28 华域视觉科技(上海)有限公司 车辆周边环境检测方法、系统、可读存储介质及车辆

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