KR20210134125A - 자율 주행 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20210134125A
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autonomous driving
autonomous
control
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KR1020200052402A
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김희경
정진수
전재용
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법은 자율 주행 중 한계 상황을 감지하는 단계와 상기 한계 상황이 감지되면 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 알림 메시지를 출력하는 단계와 상기 제어권 이양에 성공하지 못한 경우, 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행을 차단시키는 단계를 포함하고, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 상기 자율 주행 차량의 재시동 이전에 상기 자율 주행의 차단 상태가 유지될 수 있다.

Description

자율 주행 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING AUTONOMOUS DRIVING}
본 발명은 자율 주행 차량 제어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율 주행 차량이 한계 상황 감지에 따라 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 경우 자율 주행을 제어하는 방법에 관한 기술이다.
자율 주행 차량은 주행 중 실시간 변화하는 주변 상황에 따라 적응적으로 대처할 수 있는 능력이 요구된다.
자율 주행 차량의 양산 및 활성화를 위해서는 무엇보다 신뢰할 수 있는 Fail/Safe 기능을 제공하는 것이 중요하다.
즉, 자율 주행 차량이 고장나거나 자율 주행 차량이 정상 작동하지 않는 순간에 차량이 어떻게 대처할 것이냐 하는 사항이다.
현재 양산되고 있는 레벨2 정도의 자율 주행 시스템들은 매우 단순한 Fail/Safe 기능을 제공할 수 있다.
일 예로, 최근 출시된 고속도로주행보조(Highway Driving Assist) 기능을 예로 들면 자율 주행 기능이 수행되는 도중에 차선이 인식되지 않는 상태가 일정 시간 지속되면 차량은 운전자에게 시스템이 이상인 것을 시각 및 청각 경보로 알리고 자율 주행 시스템을 자동으로 해제시킨다.
즉, 운전자에게 제어권을 이양하여 앞으로의 상황 대처를 전적으로 운전자에게 맡기는 것이다.
하지만, 자율 주행 시스템이 자동으로 꺼졌을 때 운전자가 명확히 인지하지 못하는 경우도 발생될 수 있다.
현재 각국의 정책에서 자율 주행 차량의 양산을 위해 제조사에서 위험최소화전략(Minimum Risk Management, MRM) 기능 추가를 권고하고 있다.
특히, 자율 주행 레벨 4부터는 최종 제어 책임이 차량에게 있기 때문에 센서 및 엑추에이터 고장 시, 어떠한 Fail/Safe 전략을 가져갈 지가 매우 중요한 이슈가 되고 있다.
본 발명의 실시 예는 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 자율 주행 차량이 한계 상황 감지에 따라 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 경우 자율 주행을 제어하는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법은 자율 주행 중 한계 상황을 감지하는 단계와 상기 한계 상황이 감지되면 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 알림 메시지를 출력하는 단계와 상기 제어권 이양에 성공하지 못한 경우, 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행을 차단시키는 단계를 포함하고, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 상기 자율 주행 차량의 재시동 이전에 상기 자율 주행의 차단 상태가 유지될 수 있다.
실시 예로, 상기 한계 상황이 감지되면, 제1 내지 2 타이머를 구동시키는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 타이머의 구동 시간이 상기 제1 타이머의 구동 시간보다 길고, 상기 제1 타이머 구동 시간 동안 상기 자율 주행 차량의 가속 주행이 차단될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 타이머가 만료되면, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량이 정지될 때까지 감속 제어가 수행될 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 타이머가 구동되어 있는 동안 상기 감속 제어가 수행될 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 타이머가 만료되면, 상기 재시동이 감지될 때까지 주행 편의 기능이 차단될 수 있다.
실시 예로, 상기 주행 편의 기능은 스마트크루즈컨트롤(SCC: Smart Cruse Control) 기능, 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist) 기능, 고속도로주행보조(HDA: Highway Driving Assist) 기능 및 차선 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist) 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 주행 편의 기능이 차단되어도 공회전 방지 기능은 사용 가능하도록 제어될 수 있다.
실시 예로, 상기 감속 제어 중 상기 자율 주행 차량의 주행 차선 변경이 차단될 수 있다.
실시 예로, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 이후에도 상기 제어권 이양이 완료되기 이전까지 상기 알림 메시지 출력이 유지될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 타이머 및 상기 제2 타이머 중 적어도 어느 하나가 만료되기 이전에 상기 시스템에서 상기 운전자로의 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 알림 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행 기능이 비활성화될 수 있다.
실시 예로, 상기 한계 상황은 미리 정의된 작동 설계 영역을 이탈하여 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 제어기는 자율 주행 중 한계 상황을 감지하는 한계상황판단부와 상기 한계 상황이 감지되면 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 알림 메시지를 출력하는 제어권이양요청부와 상기 제어권 이양의 성공 여부에 기반하여 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입 여부를 결정하는 최소위험전략진입판단부와 상기 위험 최소화 전략 주행 모드 진입 시 상기 자율 주행을 차단시키는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 상기 자율 주행 차량의 재시동 이전에 상기 자율 주행의 차단 상태가 유지될 수 있다.
실시 예로, 상기 자율 주행 제어기는 상기 한계 상황이 감지되면, 제1 내지 2 타이머를 구동시키는 타이머구동부와 상기 자율 주행 차량의 속도를 제어하는 속도제어부를 더 포함하고, 상기 제2 타이머의 구동 시간이 상기 제1 타이머의 구동 시간보다 길고, 상기 프로세서가 상기 제1 타이머 구동 시간 동안 상기 속도제어부를 제어하여 상기 자율 주행 차량의 가속 주행을 차단시킬 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 타이머가 만료되면, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하면, 상기 프로세서가 상기 속도제어부를 제어하여 상기 자율 주행 차량이 정지될 때까지 감속 제어를 수행할 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 타이머가 구동되어 있는 동안 상기 감속 제어가 수행될 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 타이머가 만료되면, 상기 프로세서가 주행 편의 시스템 제어기로 소정 제어 신호를 전송하여 상기 재시동이 감지될 때까지 주행 편의 기능을 차단시킬 수 있다.
실시 예로, 상기 주행 편의 기능은 스마트크루즈컨트롤(SCC: Smart Cruse Control) 기능, 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist) 기능, 고속도로주행보조(HDA: Highway Driving Assist) 기능 및 차선 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist) 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 주행 편의 기능이 차단되어도 공회전 방지 기능은 사용 가능하도록 제어될 수 있다.
실시 예로, 상기 프로세서는 상기 감속 제어 중 상기 자율 주행 차량의 주행 차선을 유지시킬 수 있다.
실시 예로, 상기 프로세서는 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 이후에도 상기 제어권 이양이 완료되기 이전까지 상기 알림 메시지 출력이 유지되도록 제어할 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 타이머 및 상기 제2 타이머 중 적어도 어느 하나가 만료되기 이전에 상기 시스템에서 상기 운전자로의 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 프로세서는 상기 알림 메시지 출력을 중단시키고, 상기 자율 주행 기능을 비활성화 시킬 수 있다.
실시 예로, 상기 한계 상황은 미리 정의된 작동 설계 영역을 이탈하여 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황일 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예는 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자율 주행 차량이 한계 상황 감지에 따라 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 경우 자율 주행을 제어하는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 보다 안전하고 편리한 자율 주행 시스템을 제공하는 장점이 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어권 이양 알림 및 위험 최소화 전략 주행 모드에서의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위험 최소화 주행 전략 모드 진입 여부에 따른 자율 주행 차량 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 자율 주행 차량은 크게 자율 주행 제어기(100), 차량 내부 통신망(20), 공회전방지시스템(ISG(IdleStop&Go)System) 제어기(30), 주행 편의 시스템 제어기(40), 엔진 시스템 제어기(50) 및 출력 시스템(60)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 자율 주행 차량의 구성 요소들은 반드시 필수적인 구성 요소는 아니어서 그보다 많거나 적은 구성 요소들로 구성될 수도 있다.
자율 주행 제어기(100)는 한계상황판단부(110), 제어권이양요청부(120), 자율주행스위칭부(130), MRM(Minimum Risk Management)진입판단부(140) 및 속도제어부(150), 통신부(160), 타이머구동부(170), 재시동감지부(180) 및 프로세서(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
한계상황판단부(110)는 자율 주행 기능이 활성화된 상태에서 자율 주행 차량이 더 이상 자율 주행이 불가한 한계 상황에 도달하였는지 판단할 수 있다. 여기서, 자율 주행 한계 상황은 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황으로, 한계상황판단부(110)는 미리 정의된 작동 설계 영역을 이탈한 경우 감지될 수 있다. 일 예로, 한계상황판단부(110)는 선행 차량의 갑작스런 감속, 차량의 끼어들기 및 선행 차량의 갑작스런 차선 변경 등으로 인해 차량 충돌 등 사고 위험이 높은 상황 또는 차량 제어가 시스템에서 운전자로 전환이 반드시 필요한 상황 등을 자율 주행 한계 상황으로 판단할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제어권이양요청부(120)는 자율 주행 한계 상황에 도달한 경우, 제어권 이양 요청 메시지를 생성할 수 있다. 이때, 생성된 제어권 이양 요청 메시지는 출력 시스템(60)을 통해 출력될 수 있다.
일 예로, 제어권 이양 요청 메시지는 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 메시지일 수 있으며, 차량에 구비된 소정 출력 수단-예를 들면, 디스플레이와 같은 영상 출력 수단, 스피커 및 비퍼와 같은 음향 출력 수단, 진동모터 등과 같은 햅틱 수단을 통해 출력될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
타이머구동부(170)는 자율 주행 한계 상황이 감지되면, 제1 내지 2 타이머를 구동시킬 수 있다.
MRM진입판단부(140)는 제1 타이머 만료 이전 제어권 이양이 완료되었는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 제1 타이머 만료 이전 시스템에서 운전자로의 제어권 이양이 정상적으로 완료된 경우, MRM진입판단부(140)는 자율주행스위칭부(130)를 제어하여 자율 주행 기능을 비활성화 상태로 전환시킬 수 있다.
MRM진입판단부(140)는 제1 타이머가 만료된 경우, 자율 주행 차량을 위험 최소화 전략 모드로 진입시킬 수 있다.
프로세서(190)는 위험 최소화 전략 모드로 진입한 이후에도 계속해서 제어권 이양 요청 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다.
프로세서(190)는 제2 타이머 만료 이전 제어권 이양이 완료되었는지 판단할 수 있다.
판단 결과, 제2 타이머 만료 이전 시스템에서 운전자로의 제어권 이양이 정상적으로 완료된 경우, 프로세서(190)는 자율주행스위칭부(130)를 제어하여 자율 주행 기능을 비활성화 상태로 전환시킬 수 있다.
프로세서(190)는 제2 타이머 만료된 경우, 자율 주행 기능 활성화가 불가함을 지시하는 소정 메시지를 생성하여 출력시킨 후, 차량 내부 통신망(20)을 통해 주행 편의 시스템 제어기(40)으로 주행 편의 시스템 사용 차단 요청 신호를 전송할 수 있다.
연이어, 프로세서(190)는 자율 주행 기능 활성화 상태에서 자율 주행 사용 차단 상태로 천이시킬 수 있다(S470).
여기서, 자율 주행 사용 차단 상태는 자율 주행 기능 활성화가 불가한 상태를 의미한다.
재시동감지부(180)는 자율 주행 사용이 차단된 상태에서 자율 주행 차량의 재시동 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 재시동감지부(180)는 외부 제어 신호에 기초하여 차량의 재시동 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 재시동감지부(180)는 차량 재시동 시 엔진시스템 제어기(50)로부터 수신되는 소정 제어 신호에 기반하여 차량의 재시동 여부를 감지할 수 있다.
판단 결과, 재시동이 감지된 경우, 프로세서(190)는 자율 주행 사용 차단 상태를 해제시킬 수 있다. 자율 주행 사용 차단 상태가 해제된 경우, 프로세서(190)는 외부 입력-예를 들면, 운전자의 자율 주행 기능 활성화 버튼 조작-에 따라 자율 주행 기능을 활성화시킬 수 있다.
상기 도 1의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 자율 주행 한계 상황에 도달한 경우, 프로세서(190)는 속도제어부(150)를 제어하여 가속 주행을 차단시킬 수 있다.
상기 도 1의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 위험 최소화 전략 모드로 진입하면, 프로세서(190)는 주행 중인 차선을 유지하고 감속 주행이 이루어지도록 제어할 수 있다. 일 예로, 프로세서(190)는 위험 최소화 전략 모드 진입 후 일정 시간 이내에 자차가 정지하도록 감속 제어를 수행할 수 있다.
상기 도 1의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 위험 최소화 전략 모드로 진입하면, 선행 차량의 갑작스런 감속 상황, 차량의 끼어들기 상황, 선행 차량의 갑작스런 차선 변경 후 갑작스런 장애물 출현 상황 등이 감지하고 해당 상황을 극복할 수 있는 충분한 리드 타임이 부족한 경우, 충돌 방지 또는 충돌에 따른 충격 완화를 목적으로 비상 조작이 기동될 수 있다. 여기서, 비상 조작은 비상 제동 조작, 차선 변경 조작 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 비상 조작은 운전자가 제어권을 이양 받았거나, 충돌 위험이 사라진 경우 자동 종료될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어권 이양 알림 및 위험 최소화 전략 주행 모드에서의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 한계 상황을 감지하면, 제1 내지 제2 타이머를 구동하고, 제어권 이양 요청 알림 출력시킬 수 있다.
한계 상황 감지 후 제1 타이머가 만료되기 이전까지 자율 주행 제어기(100)는 자차의 가속을 차단하고, 일정 속도로 차속을 유지시킬 수 있다.
만약, 제1 타이머가 만료되기 이전에, 운전자가 제어권을 이양 받은 경우, 제어권 이양 요청 알림 메시지 출력을 중단시키고, 제1 내지 2 타이머의 구동은 종료될 수 있다.
만약, 제1 타이머가 만료된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입할 수 있다.
자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 주행 차로를 변경하지 않고 감속 주행을 제어할 수 있다.
위험 최소화 전략 주행 모드에 진입 후, 제2 타이머가 만료되기 이전에 운전자에게 제어권이 이양된 경우, 자율 주행 차량(100)은 제어권 이양 요청 알림 메시지 출력 및 제2 타이머 구동을 중단시키고, 위험 최소화 전략 주행 모드를 비활성화시킬 수 있다.
자율 주행 차량(100)은 제2 타이머가 만료되면, 주행 편의 시스템의 사용을 차단시킬 수 있다.
자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입한 이후 자율 주행 시스템 및 주행 편의 시스템이 사용이 차단되어도 공회전방지시스템의 사용은 차단하지 않을 수 있다.
자율 주행 차량은 위험 최소화 전략 주행 모드 진입에 따라 자율 주행 시스템 및 주행 편의 시스템의 사용이 차단된 경우, 차량 재시동이 감지될 때까지 해당 시스템의 차단 상태를 유지시킬 수 있다.
즉, 자율 주행 차량은 차량 재시동이 감지되면, 위험 최소화 전략 주행 모드를 해제하고 정상 모드로 복귀할 수 있다.
실시 예로, 제1 타이머의 구동 시간은 제2 타이머의 구동 시간보다 짧게 설정될 수 있다.
실시 예로, 제1 타이머 만료 후, 자율 주행 차량(100)은 시간에 따라 선형적으로 감속 제어를 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 위험 최소화 전략 주행 구간에서는 1 m/s2 의 감속도로 감속 제어를 수행하며 최대 30초 이내에 자율 주행 차량이 정차하도록 제어될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위험 최소화 주행 전략 모드 진입 여부에 따른 자율 주행 차량 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도면 번호 310을 참조하면, 자율 주행 시스템이 정상 동작 중인 상태-즉, 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입하지 않은 상태-에서는 자율 주행 시스템 기능이 활성화되면 주행 편의 시스템 사용이 차단되고, 자율 주행 시스템 기능이 비활성화된 구간에서는 주행 편의 시스템 사용이 정상적으로 가능하게 제어될 수 있다(CASE 1).
일 예로, 자율 주행 시스템의 정상 작동은 위험 최소화 주행 전략 모드로 동작하지 않고 제어권 이양 요청에 따라 운전자가 제어권을 정상적으로 이양 받아 자율 주행 시스템 구동이 종료한 상태를 의미할 수 있다. 즉, 자율 주행 시스템의 정상 작동은 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입하지 않고 운전자가 스티어링휠을 좌우로 조작하거나 또는 자율 주행 시스템 ON/OFF 스위치로 자율 주행 시스템 사용을 종료한 경우를 의미할 수 있다.
도면 번호 320은 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입한 이후의 자율 주행 차량 동작 메커니즘을 보여준다.
자율 주행 차량은 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입하면, 재시동에 의해 자율 주행 시스템이 재시작되기 전까지는 자율 주행 시스템 활성화가 불가능하도록 자율 주행 기능을 차단시킬 수 있다.
자율 주행 차량은 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입하면, 자율 주행 시스템과 동일하게 재시동에 의해 주행 편의 시스템이 재시작되기 전까지 주행 편의 시스템의 활성화가 불가능하도록 주행 편의 기능 사용을 차단할 수 있다.
하지만, 자율 주행 차량은 자율 주행 시스템이나 주행 편의 시스템의 상기 재시동 조건과는 무관하게 공회전방지시스템(ISG(Idle Stop & Go)에 대해서는 위험 최소화 주행 전략 모드로 진입하더라도 동작이 가능하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상세하게, 도 4는 자율 주행 제어기(100)에서 위험 최소화 주행 전략에 기초한 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 기능이 활성화된 상태에서 더 이상 자율 주행이 불가한 한계 상황에 도달하였는지 판단할 수 있다(S410). 여기서, 자율 주행 한계 상황은 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황으로, 작동 설계 영역을 이탈한 경우 감지될 수 있다. 일 예로, 자율 주행 한계 상황은 선행 차량의 갑작스런 감속, 차량의 끼어들기 및 선행 차량의 갑작스런 차선 변경 등으로 인해 차량 충돌 등 사고 위험이 높은 상황, 차량 제어가 시스템에서 운전자로 전환이 필요한 상황 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 한계 상황에 도달한 경우, 제어권 이양 요청 메시지를 출력하고 제1 내지 2 타이머를 구동시킬 수 있다(S420). 여기서, 제어권 이양 요청 메시지는 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 메시지로 차량에 구비된 소정 출력 수단-예를 들면, 디스플레이와 같은 영상 출력 수단, 스피커 및 비퍼(beeper)와 같은 음향 출력 수단, 진동모터 등과 같은 햅틱 수단을 통해 출력될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
자율 주행 제어기(100)는 제1 타이머 만료 이전 제어권 이양이 완료되었는지 판단할 수 있다(S430).
판단 결과, 제1 타이머 만료 이전 시스템에서 운전자로의 제어권 이양이 정상적으로 완료된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 기능을 비활성화 상태로 전환시킬 수 있다(S435).
상기 430 단계의 판단 결과, 제1 타이머가 만료된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 모드로 진입할 수 있다(S440).
자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 모드로 진입한 이후에도 계속해서 제어권 이양 요청 메시지의 출력 상태를 유지할 수 있다.
자율 주행 제어기(100)는 제2 타이머 만료 이전 제어권 이양이 완료되었는지 판단할 수 있다(S450).
판단 결과, 제2 타이머 만료 이전 시스템에서 운전자로의 제어권 이양이 정상적으로 완료된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 기능을 비활성화 상태로 전환시킬 수 있다(S435).
상기한 450 단계의 판단 결과, 제2 타이머 만료된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 활성화 불가 메시지를 출력하고, 차량 내부 통신망(20)을 통해 주행편의시스템 제어기(40)로 주행 편의 시스템 사용 차단 요청 신호를 전송할 수 있다(S460).
연이어, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 기능 활성화 상태에서 자율 주행 사용 차단 상태로 천이할 수 있다(S470).
여기서, 자율 주행 사용 차단 상태는 자율 주행 기능 활성화가 불가한 상태를 의미한다.
자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 사용 차단 상태에서 자율 주행 차량의 재시동 여부를 판단할 수 있다(S480). 여기서, 자율 주행 제어기(100)는 외부 제어 신호에 기초하여 차량의 재시동 여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 재시동이 감지된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 자율 주행 사용 차단 상태를 해제시킬 수 있다(S490). 자율 주행 사용 차단 상태가 해제된 경우, 자율 주행 제어기(100)는 외부 입력-예를 들면, 운전자의 자율 주행 기능 활성화 버튼 조작-에 따라 자율 주행 기능을 활성화시킬 수 있다.
상기 도 4의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 자율 주행 한계 상황에 도달한 경우, 자율 주행 제어기(100)는 가속 주행을 차단시킬 수 있다.
상기 도 4의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 위험 최소화 전략 모드로 진입하면, 자율 주행 제어기(100)는 주행 중인 차선을 유지하고 감속 주행이 이루어지도록 제어할 수 있다. 일 예로, 자율 주행 제어기(100)는 위험 최소화 전략 모드 진입 후 일정 시간 이내에 자차가 정지하도록 감속 제어할 수 있다.
상기 도 4의 실시 예에 있어서, 자율 주행 차량이 위험 최소화 전략 모드로 진입하면, 선행 차량의 갑작스런 감속 상황, 차량의 끼어들기 상황, 선행 차량의 갑작스런 차선 변경 후 갑작스런 장애물 출현 상황 등이 감지하고 해당 상황을 극복할 수 있는 충분한 리드 타임이 부족한 경우, 충돌 방지 또는 충돌에 따른 충격 완화를 목적으로 비상 조작을 기동시킬 수 있다. 여기서, 비상 조작은 비상 제동 조작, 차선 변경 조작 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 비상 조작은 운전자가 제어권을 이양 받았거나, 충돌 위험이 사라진 경우 자동 종료될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상세하게, 도 5는 주행 편의 시스템 제어기(40)에서 자율 주행 제어기(100)와 연동하여 위험 최소화 주행 전략 모드 진입에 따른 자율 주행 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 주행 편의 시스템 제어기(40)는 자율 주행 제어기(100)로부터 주행 편의 시스템 차단 요청 신호를 수신할 수 있다(S510).
주행 편의 시스템 제어기(40)는 차량 내 구비된 출력 수단을 통해 주행 편의 시스템 활성화 불가 메시지를 출력할 수 있다(S520).
주행 편의 시스템 제어기(40)는 공회전방지시스템-예를 들면, ISG(IdleStop&Go) 시스템-을 제외한 모든 주행 편의 시스템의 사용을 차단시킬 수 있다(S530).
주행 편의 시스템 제어기(40)는 주행 편의 시스템 사용이 차단된 상태에서 자차의 재시동 여부를 판단할 수 있다(S540).
이때, 주행 편의 시스템 제어기(40)는 외부 장치-예를 들면, 엔진시스템 제어기, 시동 관련 제어기 등을 포함함-로부터 수신되는 제어 신호에 따라 자차의 재시동 여부를 감지할 수 있다.
주행 편의 시스템 제어기(40)는 재시동이 감지된 경우, 주행 편의 시스템 사용 차단을 해제할 수 있다(S550).
상기한 도 5의 실시 예에 있어서, 주행 편의 시스템은 일정 주행 속도 이상에서 설정된 속도를 유지시키는 스마트크루즈컨트롤(SCC: Smart Cruse Control) 기능, 전방 카메라를 통해 인식된 차선 및 도로 경계 정보를 이용하여 저속 구간, 시내 구간, 정체 구간 등에서 차선 중앙을 따라가거나 앞 차를 인식해서 따라가게 해주는 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist) 기능, 고속도로에서 네비게이션 정보를 활용하여 곡선 주로에서 조향하는 정도를 네비게이션 데이터를 참고해서 보다 정교하게 맞추어 주는 고속도로주행보조(HDA: Highway Driving Assist) 기능, 평균적으로 시속 60km/h 이상 또는 시속 70km/h 이상 주행 시 전방 카메라를 통해 인식된 차선을 유지하는 차선 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist) 기능 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리 및/또는 스토리지)에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법에 있어서,
    자율 주행 중 한계 상황을 감지하는 단계;
    상기 한계 상황이 감지되면 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 알림 메시지를 출력하는 단계; 및
    상기 제어권 이양에 성공하지 못한 경우, 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행을 차단시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 상기 자율 주행 차량의 재시동 이전에 상기 자율 주행의 차단 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한계 상황이 감지되면, 제1 내지 2 타이머를 구동시키는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 타이머의 구동 시간이 상기 제1 타이머의 구동 시간보다 길고, 상기 제1 타이머 구동 시간 동안 상기 자율 주행 차량의 가속 주행이 차단되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 타이머가 만료되면, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량이 정지될 때까지 감속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 타이머가 구동되어 있는 동안 상기 감속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 타이머가 만료되면, 상기 재시동이 감지될 때까지 주행 편의 기능을 차단시키고,
    상기 주행 편의 기능은 스마트크루즈컨트롤(SCC: Smart Cruse Control) 기능, 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist) 기능, 고속도로주행보조(HDA: Highway Driving Assist) 기능 및 차선 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist) 기능 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주행 편의 기능이 차단되어도 공회전 방지 기능은 사용 가능한 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 감속 제어 중 상기 자율 주행 차량의 주행 차선을 유지시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 이후에도 상기 제어권 이양이 완료되기 이전까지 상기 알림 메시지 출력이 유지되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 타이머 및 상기 제2 타이머 중 적어도 어느 하나가 만료되기 이전에 상기 시스템에서 상기 운전자로의 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 알림 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행 기능이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 한계 상황은 미리 정의된 작동 설계 영역을 이탈하여 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황인 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  11. 자율 주행 중 한계 상황을 감지하는 한계상황판단부;
    상기 한계 상황이 감지되면 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 알림 메시지를 출력하는 제어권이양요청부;
    상기 제어권 이양의 성공 여부에 기반하여 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입 여부를 결정하는 최소위험전략진입판단부; 및
    상기 위험 최소화 전략 주행 모드 진입 시 상기 자율 주행을 차단시키는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하면, 상기 자율 주행 차량의 재시동 이전에 상기 자율 주행의 차단 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 한계 상황이 감지되면, 제1 내지 2 타이머를 구동시키는 타이머구동부; 및
    상기 자율 주행 차량의 속도를 제어하는 속도제어부
    를 더 포함하고, 상기 제2 타이머의 구동 시간이 상기 제1 타이머의 구동 시간보다 길고, 상기 프로세서가 상기 제1 타이머 구동 시간 동안 상기 속도제어부를 제어하여 상기 자율 주행 차량의 가속 주행을 차단시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 타이머가 만료되면, 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하면, 상기 프로세서가 상기 속도제어부를 제어하여 상기 자율 주행 차량이 정지될 때까지 감속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 타이머가 구동되어 있는 동안 상기 감속 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 타이머가 만료되면, 상기 프로세서는 주행 편의 시스템 제어기로 소정 제어 신호를 전송하여 상기 재시동이 감지될 때까지 주행 편의 기능을 차단시키고,
    상기 주행 편의 기능은 스마트크루즈컨트롤(SCC: Smart Cruse Control) 기능, 차로 유지 보조(LFA, Lane Following Assist) 기능, 고속도로주행보조(HDA: Highway Driving Assist) 기능 및 차선 이탈 방지 보조(LKA, Lane Keeping Assist) 기능 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주행 편의 기능이 차단되어도 공회전 방지 기능은 사용 가능한 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 감속 제어 중 상기 자율 주행 차량의 주행 차선을 유지시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입한 이후에도 상기 제어권 이양이 완료되기 이전까지 상기 알림 메시지 출력이 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 타이머 및 상기 제2 타이머 중 적어도 어느 하나가 만료되기 이전에 상기 시스템에서 상기 운전자로의 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 프로세서는 상기 알림 메시지 출력을 중단시키고, 상기 자율 주행 기능을 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 한계 상황은 미리 정의된 작동 설계 영역을 이탈하여 자율 주행 시스템의 정상적인 동작이 불가능한 상황인 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어기.
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