KR20210127285A

KR20210127285A - 스마트 순항 제어 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20210127285A
Application number: KR1020200044671A
Authority: KR
Inventors: 원기연
Original assignee: 주식회사 만도모빌리티솔루션즈
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2021-10-22
Also published as: CN113525372A; US20210316728A1; KR102323483B1; US11794740B2

Abstract

전방 레이더에서 획득한 레이더 데이터가 일시적으로 유효하지 않은 경우 차량의 가속을 제한하여 위험 상황을 방지하는 스마트 순항 제어 시스템은, 차량에 설치되어, 상기 차량의 전방 시야를 가지며, 전방 영상 데이터를 획득하는 전방 카메라; 상기 차량에 설치되며, 상기 차량의 전방의 감지 시야를 가지고, 전방 레이더 데이터를 획득하는 전방 레이더; 및 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식하는 프로세서를 포함하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되면 상기 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하고, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전방 레이더 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되지 않고 상기 전방 영상 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되면, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어한다.

Description

스마트 순항 제어 시스템 및 그 제어 방법{SMART CRUISE CONTROL SYSTEM AND METHOD THEREOF}

레이더 센서와 카메라에서 획득한 데이터에 기초하여 타겟 차량을 결정하고 타겟 차량을 추종하는 스마트 순항 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 순항 제어 시스템(ACC: Adaptive Cruise Control)은 운전자가 차량 속도를 일정 속도로 설정해 놓으면, 감속 페달(Brake pedal)이나 가속 페달(Accelerator pedal)을 밟지 않아도 외부 도로 조건에 맞추어 차량의 속도를 유지하도록 하여 운전자에게 편의를 제공하고 있다.

더 나아가, 최근에는 차량에 레이더 센서 및 카메라를 구비하여 전방 차량과의 거리를 유지하면서 감속 또는 가속이 가능한 스마트 순항 제어 시스템(Smart Cruise Control System: SCC)이 개발되기에 이르렀다.

한편, 이러한 차량의 스마트 순항 제어 시스템은 차량의 전방 레이더와 전방 카메라를 이용하여 차량 전방의 타겟 차량을 결정하고, 차량과 타겟 차량과의 간격과 상대 속도 및 제어 차량의 진행 방향과의 각도 등의 정보와 기 설정된 제어 차량의 종 방향의 속도 및 기 설정된 가속도 한계치를 이용하여 제어 차량의 가속 제어 장치와 엔진 제어 장치 및 제동 제어 장치를 제어한다.

종래의 스마트 순항 제어 시스템은, 타겟 차량의 결정에 대한 신뢰도를 확보하기 위하여, 전방 레이더에서 획득한 레이더 데이터와 전방 카메라에서 획득한 영상 데이터를 융합하고 레이더 데이터와 영상 데이터 모두에서 인식되는 전방 차량을 추종 대상이 되는 타겟 차량으로 결정하였다.

이에 따라, 전방 레이더에서 획득한 레이더 데이터가 일시적으로 유효하지 않을 경우, 차량의 전방에서 주행 중인 전방 차량이 타겟 차량으로 인식되지 않아서 차량이 가속되는 위험 상황이 발생할 수 있다.

전방 레이더에서 획득한 레이더 데이터가 일시적으로 유효하지 않은 경우 차량의 가속을 제한하여 위험 상황을 방지하는 스마트 순항 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템은, 차량에 설치되어, 상기 차량의 전방 시야를 가지며, 전방 영상 데이터를 획득하는 전방 카메라; 상기 차량에 설치되며, 상기 차량의 전방의 감지 시야를 가지고, 전방 레이더 데이터를 획득하는 전방 레이더; 및 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식하는 프로세서를 포함하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되면 상기 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하고, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전방 레이더 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되지 않고 상기 전방 영상 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되면, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되지 않으면 상기 차량의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 목표 가속도를 결정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리이면 상기 차량의 속도가 유지되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 전방 영상 데이터에 기초하여 프리 스페이스(free space)를 산출하고, 상기 차량과 상기 차량 전방의 프리 스페이스의 경계선까지의 거리를 상기 차량과 상기 전방 차량 사이의 거리로 결정할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 방법은, 전방 카메라로부터, 차량의 전방 영상 데이터를 획득하고; 전방 레이더로부터, 상기 차량의 전방 레이더 데이터를 획득하고; 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고; 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식하고; 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되면 상기 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하고; 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하고; 상기 전방 레이더 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되지 않고 상기 전방 영상 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되면, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되지 않으면 상기 차량의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하는 것은, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 목표 가속도를 결정하고; 상기 목표 가속도로 상기 차량을 가속시키는 것;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리이면 상기 차량의 속도가 유지되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어하는 것은, 상기 전방 영상 데이터에 기초하여 프리 스페이스(free space)를 산출하고; 상기 차량과 상기 차량 전방의 프리 스페이스의 경계선까지의 거리를 상기 차량과 상기 전방 차량 사이의 거리로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면 전방 레이더에서 획득한 레이더 데이터가 일시적으로 유효하지 않은 경우 차량의 가속을 제한하여 위험 상황을 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 방법의 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템이 타겟 차량을 결정한 상황을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 전방 레이더가 전방 차량을 인식하지 못한 상황을 도시한다.

개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법 및 장치는 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 개시된 실시예들은 개시된 발명의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

개시된 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

개시된 발명에서 사용되는 용어는 개시된 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 개시된 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 개시된 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

명세서 전체에서 "전방 차량"은 차량(1)이 주행 중인 차로에서 주행 중이고, 차량(1)의 전방에서 주행 중인 차량을 의미할 수 있다.

또한, "타겟 차량"은 스마트 순항 제어 시스템(100)의 추종 대상 차량을 의미할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 스마트 순항 제어 시스템(100) 및 그 제어 방법의 실시예에 대하여 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 개시된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다. 또한, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)를 포함한다. 엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.

차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (21)과, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module) (31)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS) (41)과, 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM)과, 스마트 순항 제어 시스템(Smart Cruise System; SCC) (100)를 포함한다.

엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 스마트 순항 제어 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.

엔진 관리 시스템(11)은 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행한다. 이러한 엔진 관리 시스템(11)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 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.

스마트 순항 제어 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 스마트 순항 제어 시스템(100)은 차량(1) 주변의 환경(예를 들어, 전방 차량, 차선 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.

스마트 순항 제어 시스템(100)은 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득하는 카메라 모듈(101)과, 차량(1) 전방의 레이더 데이터를 획득하는 레이더 모듈(102)을 포함한다. 카메라 모듈(101)은 카메라(101a)와 제어기(Electronic Control Unit, ECU) (101b)를 포함하며, 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 인식할 수 있다. 레이더 모듈(102)은 레이더(102a)와 제어기(102b)를 포함하며, 차량(1) 전방의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.

스마트 순항 제어 시스템(100)은 도 1에 도시된 바에 한정되지 아니하며, 차량(1) 주변을 스캔하며 객체를 감지하는 라이다(lidar)를 더 포함할 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, 스마트 순항 제어 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 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.

도 2은 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템의 구성을 도시하고, 도 3은 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템에 포함된 카메라 및 레이더를 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 가속 시스템(12)과, 제동 시스템(32)과, 조향 시스템(42)과, 스마트 순항 제어 시스템(100)을 포함할 수 있다.

가속 시스템(12)은 도 1과 함께 설명된 엔진 관리 시스템(11, 도 1 참조)과 엔진(10, 도 1 참조)을 포함하며, 제동 시스템(32)은 전자식 제동 제어 모듈(31, 도 1 참조)과 제동 장치(30, 도 1 참조)를 포함하며, 조향 시스템(42)은 전자식 조향 장치(41, 도 1 참조)와 조향 장치(40, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.

스마트 순항 제어 시스템(100)은 전방 카메라(110)와, 전방 레이더(120)를 포함할 수 있다.

전방 카메라(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view) (110a)를 가질 수 있다. 전방 카메라(110)는 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.

전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다.

전방 카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.

전방 카메라(110)는 제어부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다.

이에 따라, 전방 카메라(110)는 차량(1) 전방의 영상 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.

전방 레이더(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing) (120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.

전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 객체에 반사된 반사 전파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 송신된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사 전파로부터 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 전방 레이더 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사 전파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 객체까지의 상태 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 객체의 상대 속도를 산출할 수 있다.

전방 레이더(120)는 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았지만, 스마트 순항 제어 시스템(100)은 복수의 코너 레이더들을 더 포함할 수 있으며, 복수의 코너 레이더들은 차량(1)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더와, 차량(1)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더와, 차량(1)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더와, 차량(1)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더를 포함할 수 있다.

제어부(140)는 카메라 모듈(101, 도 1 참조)의 제어기(101b, 도 1 참조) 및/또는 레이더 모듈(102, 도 1 참조)의 제어기(102b, 도 1 참조) 및/또는 별도의 통합 제어기를 포함할 수 있다.

제어부(140)는 프로세서(141)와 메모리(142)를 포함할 수 있다.

프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터를 처리하고, 가속 시스템(12), 제동 시스템(32) 및 조향 시스템(42)을 제어하기 위한 구동 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터를 처리하는 이미지 프로세서 및/또는 전방 레이더(120)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서 및/또는 구동 신호와 제동 신호와 조향 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)를 포함할 수 있다.

프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들(예를 들어, 전방 차량)을 인식할 수 있다.

구체적으로, 프로세서(141)는 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들의 위치(거리 및 방향) 및 상대 속도를 획득할 수 있으며, 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들의 위치(방향) 및 유형 정보(예를 들어, 객체가 다른 차량인지, 또는 보행자인지, 또는 사이클리스트인지 등)를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(141)는 전방 영상 데이터에 의하여 감지된 객체들을 전방 레이더 데이터에 의한 감지된 객체에 매칭하고, 매칭 결과에 기초하여 차량(1)의 전방 객체들의 유형 정보와 위치와 상대 속도를 획득할 수 있다.

프로세서(141)는 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량과 전방 레이더 데이터에서 인식된 전방 차량이 일치할 때 전방 차량을 타겟 차량으로 결정할 수 있다.

즉, 프로세서(141)는 전방 영상 데이터와 전방 레이더 데이터 모두에서 전방 차량이 인식되면 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(141)는 전방 영상 데이터에서 전방 차량이 인식되고, 전방 레이더 데이터에서 전방 차량이 인식되지 않으면 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하지 않을 수 있다.

이후, 프로세서(141)는 가속 시스템(12), 제동 시스템(32), 및 조향 시스템(42)을 제어하여 차량(1)과 타겟 차량 사이의 거리를 유지시킬 수 있다.

예를 들어, 프로세서(141)는 차량(1)과 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 차량(1)과 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 차량(1)이 가속되도록 가속 시스템(12)을 제어할 수 있다.

메모리(142)는 프로세서(141)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(141)가 구동 신호 및/또는 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(142)는 전방 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 전방 레이더(120)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(141)의 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.

메모리(142)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

스마트 순항 제어 시스템(100)은 도 2에 도시된 바에 한정되지 아니하며, 차량(1) 주변을 스캔하며 객체를 감지하는 라이다(lidar)를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 상술한 차량(1)의 구성 및 스마트 순항 제어 시스템(100)의 구성에 기초하여, 일 실시예에 의한 운전자 보조 방법을 설명한다.

도 4는 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 방법의 순서도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 스마트 순항 제어 시스템이 타겟 차량을 결정한 상황을 도시하고, 도 6은 일 실시예에 따른 전방 레이더가 전방 차량을 인식하지 못한 상황을 도시한다.

도 4를 참조하면, 전방 카메라(110) 및 전방 레이더(120)는 각각 차량(1)의 전방 영상 데이터 및 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다(1000).

제어부(140)는 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고, 전방 영상 데이터와 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 전방 영상 데이터와 전방 레이더 데이터 모두에서 전방 차량(2)이 인식되면 인식된 전방 차량(2)을 타겟 차량(2)으로 결정할 수 있다(1100).

제어부(140)는 타겟 차량(2)이 결정되면(1100의 예), 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)에 기초하여 차량(1)의 속도를 제어할 수 있다(1200).

구체적으로, 제어부(140)는 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)에 기초하여 차량(1)의 목표 가속도를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(140)는 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)를 유지시키기 위해 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)가 미리 설정된 거리보다 크면 차량(1)이 가속되도록 차량(1)을 제어할 수 있으며, 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)가 미리 설정된 거리보다 작으면 차량(1)이 감속되도록 차량(1)을 제어할 수 있으며, 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)가 미리 설정된 거리이면 차량(1)의 속도가 유지되도록 차량(1)을 제어할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 차량(1)과 타겟 차량(2) 사이의 거리(d1)가 클수록 차량(1)의 목표 가속도를 크게 결정할 수 있다.

미리 설정된 거리는 사용자의 설정에 의해 정해질 수 있으며, 운용자에 의해 미리 설정될 수도 있다. 또한, 미리 설정된 거리는 사용자가 입력한 입력 속도에 따라 변경될 수 있다. 이러한 미리 설정된 거리에 대한 정보는 메모리(142)에 저장되어 있을 수 있다.

제어부(140)는 전방 레이더(120)에서 획득된 전방 레이더 데이터에서 전방 차량이 인식되지 않은 경우, 즉, 타겟 차량이 결정되지 않은 경우(1100의 아니오)에 전방 영상 데이터에서 전방 차량이 인식되었는지 여부를 판단할 수 있다(1150).

제어부(140)는 전방 레이더 데이터와 전방 영상 데이터 모두에서 전방 차량이 인식되지 않으면(1150의 아니오), 차량(1)의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1190).

이 때, 미리 설정된 속도는 사용자가 입력한 입력 속도일 수 있다.

구체적으로, 제어부(140)는 차량(1)의 현재 속도가 미리 설정된 속도보다 낮으면 차량(1)을 가속시키고, 차량(1)의 현재 속도가 미리 설정된 속도에 도달하면 차량(1)의 속도를 유지시킬 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전방 레이더 데이터에서 전방 차량(3)이 인식되지 않고, 전방 영상 데이터에서 전방 차량(3)이 인식되면(1150의 예), 제어부(140)는 전방 차량(3)과 차량(1) 사이의 거리(d2)와 관계 없이 차량(1)의 가속을 제한할 수 있다(1170, 1180).

구체적으로, 제어부(140)는 전방 레이더 데이터에서 전방 차량(3)이 인식되지 않고 전방 영상 데이터에서 전방 차량(3)이 인식되면, 차량(1)과 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량(3) 사이의 거리(d2)가 미리 설정된 거리보다 크더라도 차량(1)이 가속되지 않도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1170).

즉, 전방 차량(3)이 타겟 차량으로 결정되었다면 차량(1)이 가속되도록 제어해야 하는 경우에도, 전방 차량(3)이 전방 영상 데이터에서만 인식된 경우 제어부(140)는 차량(1)의 가속을 제한할 수 있다.

이 때, 제어부(140)는 전방 영상 데이터에 기초하여 프리 스페이스(free space) (S)를 산출하고, 차량(1)과 차량(1) 전방의 프리 스페이스(S)의 경계선 까지의 거리를 차량(1)과 전방 차량(3) 사이의 거리로 결정할 수 있다.

프리 스페이스(S)란 전방 카메라(110)로부터 획득한 전방 영상 데이터를 통해 판단된 장애물이 없는 주행 가능한 영역을 의미한다.

종래의 스마트 순항 제어 시스템에 따르면, 전방 레이더 데이터에서 전방 차량이 인식되지 않는 경우 전방 영상 데이터에서 전방 차량이 인식되더라도 전방에 타겟 차량이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 차량의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 차량을 가속시킨다. 이에 따라, 실제로 차량의 전방에 전방 차량이 존재 한다면 충돌 위험이 존재하게 된다.

본 개시에 따르면, 전방 영상 데이터에서는 전방 차량이 인식되었지만 전방 레이더 데이터에서 전방 차량이 인식되지 않은 경우, 전방 영상 데이터 또는 전방 레이더 데이터가 일시적으로 유효하지 않은 상황으로 판단하고 차량(1)의 가속을 제한하여 전방 차량(3)과의 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 타겟 차량이 결정되지 않았더라도, 전방 영상 데이터에서 전방 차량이 인식되고 차량(1)과 전방 차량(3)과의 거리(d2)가 미리 설정된 거리보다 작으면(1160의 아니오) 차량(1)이 감속되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1180).

전방 영상 데이터에서는 전방 차량(3)이 인식되었지만 전방 레이더 데이터에서 전방 차량(3)이 인식되지 않은 경우, 전방 차량이 실제로 존재한다는 점에 대한 신뢰도는 부족하더라도 차량이 위험 상황에 빠질 가능성을 최소화하기 위함이다.

전방 차량(3)이 실제로 존재한다는 점에 대한 신뢰도가 부족한 점에 기반할 때, 전방 영상 데이터에서만 전방 차량(3)이 인식되고 차량(1)과 전방 차량(3)과의 거리(d2)가 미리 설정된 거리보다 작은 경우(1160의 아니오)에 제어부(140)는 단순히 차량(1)의 가속을 제한할 수도 있다.

본 개시에서 설명한 스마트 순항 제어 시스템(100)은 전방 레이더 데이터와 전방 영상 데이터 모두에서 인식된 차량을 타겟 차량으로 활용하는 스마트 순항 제어 시스템에 관한 것이므로, 전방 영상 데이터 또는 전방 레이더 데이터 각각을 독립적으로 이용하는 스마트 순항 제어 시스템과는 구별되어야 할 것이다.

스마트 순항 제어 시스템(100) 및 그 제어 방법의 예는 이에 한정되는 것이 아니며 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이다. 그러므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 차량
12: 가속 시스템
32: 제동 시스템
42: 조향 시스템
100 : 스마트 순항 제어 시스템
110 : 전방 카메라
120 : 전방 레이더
140 : 제어부

Claims

차량에 설치되어, 상기 차량의 전방 시야를 가지며, 전방 영상 데이터를 획득하는 전방 카메라;
상기 차량에 설치되며, 상기 차량의 전방의 감지 시야를 가지고, 전방 레이더 데이터를 획득하는 전방 레이더; 및
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식하는 프로세서를 포함하고, 상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되면 상기 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하고, 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전방 레이더 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되지 않고 상기 전방 영상 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되면, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되지 않으면 상기 차량의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 상기 차량을 제어하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 목표 가속도를 결정하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리이면 상기 차량의 속도가 유지되도록 상기 차량을 제어하는 스마트 순항 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전방 영상 데이터에 기초하여 프리 스페이스(free space)를 산출하고, 상기 차량과 상기 차량 전방의 프리 스페이스의 경계선까지의 거리를 상기 차량과 상기 전방 차량 사이의 거리로 결정하는 스마트 순항 제어 시스템.
전방 카메라로부터, 차량의 전방 영상 데이터를 획득하고;
전방 레이더로부터, 상기 차량의 전방 레이더 데이터를 획득하고;
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리하고;
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터를 처리한 것에 응답하여 전방 차량을 인식하고;
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되면 상기 인식된 전방 차량을 타겟 차량으로 결정하고;
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하고;
상기 전방 레이더 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되지 않고 상기 전방 영상 데이터에서 상기 전방 차량이 인식되면, 상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 전방 영상 데이터와 상기 전방 레이더 데이터 모두에서 상기 전방 차량이 인식되지 않으면 상기 차량의 속도가 미리 설정된 속도가 되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리를 유지시키기 위해 상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 미리 설정된 거리보다 크면 상기 차량이 가속되도록 상기 차량을 제어하는 것은,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리에 기초하여 상기 차량의 목표 가속도를 결정하고;
상기 목표 가속도로 상기 차량을 가속시키는 것;을 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 작으면 상기 차량이 감속되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 차량과 상기 타겟 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리이면 상기 차량의 속도가 유지되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 스마트 순항 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 차량과 상기 전방 영상 데이터에서 인식된 전방 차량 사이의 거리가 상기 미리 설정된 거리보다 크더라도 상기 차량이 가속되지 않도록 상기 차량을 제어하는 것은,
상기 전방 영상 데이터에 기초하여 프리 스페이스(free space)를 산출하고;
상기 차량과 상기 차량 전방의 프리 스페이스의 경계선까지의 거리를 상기 차량과 상기 전방 차량 사이의 거리로 결정하는 것;을 포함하는 스마트 순항 제어 방법.