KR20210137439A - 차량용 원형 교차로의 차선 선택 방법 - Google Patents

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KR20210137439A
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실바 호르헤 다
크리상티 파파미하일
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르노 에스.아.에스.
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Abstract

본 발명은 회전교차로(1)를 주행하는 차량(100)에 대해 복수의 출구들 및 몇몇의 차선들을 포함하는 원형 교차로의 차선(210, 220, 230)을 선택하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 방법은 - 원형 교차로의 차선들을 감지하는 단계, - 차선들의 적어도 일부에서 제3자 차량들에 대한 점유한 것과 관련된 데이터의 제1 항목 및 현재 차선에서 해당 차선으로 차선을 변경하기 위해 건너야 하는 차선 수에 대한 데이터의 제2 항목을 결정하는 단계, - 데이터의 제1 항목 및 데이터의 제2 항목에 따른 부분의 각 차선에 대한 비용 함수의 값을 계산하는 단계, 및 - 각각의 계산된 비용 함수의 값에 의해 차량의 차선들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.

Description

차량용 원형 교차로의 차선 선택 방법
본 발명은 일반적으로 차량들, 특히 자율 주행 차량들을 위한 운전 보조 분야에 관한 것이다.
보다 상세하게는 차량이 이용하는 것이 바람직한 원형 교차로의 차선을 선택하는 방법에 관한 것이다.
차량이 원형 교차로에 진입할 때, 이 차량이 빨리 나가야 할 때(원형 교차로의 최대 4분의 1에서 주행할 때) 원형 교차로의 바깥쪽으로 가장 먼 곳에 위치한 차선을 이용하는 것이 일반적이며, 그렇지 않으면 원형 교차로의 더 안쪽에 위치한 차선을 이용한다.
그런 다음 자율 주행 차량의 처리부를 프로그래밍하여 이러한 차선 선택을 자동화하려고 한다.
이를 위해 문헌 US2007/0150182는 원하는 목적지에 대해 최적의 출구에 도달하도록 원형 교차로에서 운전자 또는 자율 주행 차량을 안내하는 네비게이션 시스템을 개시한다. 특히 네비게이션 시스템은 가능한 가장 효율적인 방법으로 이 출구에 도달할 수 있도록 차선을 결정하도록 설계된다.
이 문서에서 처리부는 지리적 위치 데이터, 원형 교차로의 차선들의 수, 원형 교차로에서 진입 차선의 차선들의 수, 및 원형 교차로 입구에서 신호등의 유무를 기반으로 결정하도록 설계된다.
처리부는 이러한 데이터에 기초하여 원하는 출구에 도달하기 위해 이용되어야할 최적의 차선과 관련된 차량의 자율 네비게이션 시스템 또는 운전자를 위한 명령을 생성한다.
이 시스템의 가장 큰 단점은 차량을 위한 원형 교차로를 완전히 안전하게 횡단하는 것이 자체적으로 가능하지는 않다는 점이다.
전술한 종래 기술의 단점을 보완하기 위해, 본 발명은 원형 교차로 상에 다른 차량들의 존재, 따라서 이러한 다른 차량들과의 잠재적 충돌 위험들을 고려하여 원형 교차로의 차선을 선택하는 방법을 제안한다.
보다 상세하게, 본 발명에 따라 제안된 것은 다수의 L개의 차선(여기서 L ≥ 1)을 포함하는 원형 교차로의 차선의 선택 방법이다. 상기 방법은,
- 원형 교차로의 차선들과 상기 차선들에서 주행하는 다른 차량들을 감지하는 단계,
- 고려중인 차선(i, 여기서 1 ≤ i ≤ L)의 상기 다른 차량들에 의한 점유와 관련된 데이터의 제1 항목 및 현재 차선(j, 여기서 1 ≤ j ≤ L)으로부터 상기 고려중인 차선으로 차선을 변경하는 경우에 건너가야 되는 차선 개수와 관련된 데이터의 제2 항목을 상기 감지된 차선들 중 적어도 일부에서 고려중인 각 차선별로 결정하는 단계,
- 상기 데이터의 제1 항목과 상기 데이터의 제2 항목에 기초하여 고려중인 각 차선 별로 비용 함수(cost function)의 값을 계산하는 단계, 및
- 각각의 상기 비용 함수의 계산된 값을 기초로 하여 상기 고려중인 차선들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
그 자체로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 취해진 본 발명에 따른 방법의 다른 유리하고 비 제한적인 특징은 다음과 같다:
- 상기 선택 단계 후, 선택된 차선을 향해 이동하기 위해 차량이 차선을 변경할 가능성 또는 위험성을 결정하는 단계가 제공된다;
- 상기 차량에 의해 이용되고 있는 상기 현재 차선과 인접한 차선이 있는 경우, 상기 차량이 차선을 변경할 가능성 또는 위험성을 판단하는 단계에서, 상기 인접한 차선으로부터 원하는 위치에 도달하기 위해 상기 차량이 차선을 변경하는데 필요한 기동 시간이 상기 인접한 차선에서 이동하는 다른 차량이 상기 원하는 위치에 도착하는데 필요한 도착 시간보다 엄밀히 짧은지 확인된다;
- 상기 차량에 위치 정보 수단이 장착된 상태에서, 상기 원형 교차로의 복수의 출구들 중에서 원하는 출구를 결정하는 단계들을 제공하고, 상기 차량의 상기 위치 정보에 기초하여 상기 원형 교차로의 상기 복수의 출구들 중으로부터 현재 출구를 검출하는 단계, 그리고 나서 상기 선택 단계는 상기 원하는 출구에 대한 상기 현재 출구의 위치를 기초로 하여 수행된다;
- 상기 선택 단계는 차량이 원형 교차로를 이동할 때 반복적으로 시행된다;
- 상기 차량에 위치 정보 수단이 장착된 상태에서, 상기 선택 단계는 상기 차량이 원형 교차로의 출구에 위치할 때마다 시행된다;
- 상기 차량이 상기 원형 교차로의 원하는 출구를 통과하는 횟수를 결정하는 단계가 제공되며, 상기 선택 단계는 결정된 통과 횟수에 기초하여 수행된다; 및
- 상기 차량에 적어도 하나의 원격 측정 센서가 장착된 상태이고, 상기 다른 차량들에 의해 고려 중인 각 차선의 점유 수준을 포함하는 상기 데이터의 제1 항목에서, 상기 점유 수준은 상기 원격 측정 센서에 의해 수행된 측정에 기초하여 획득된다.
물론, 본 발명의 다양한 특징, 변형 및 실시예는 서로 호환되지 않거나 상호 배타적이지 않다면 다양한 조합으로 서로 결합될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 상기 원형 교차로에서 이용되어야 할 상기 차선의 선택은 상기 원하는 출구뿐만 아니라 다른 차량들에 의한 상기 원형 교차로의 차선의 점유와 차선 변경시 이러한 다른 차량과의 충돌 위험에 달라진다. 따라서 원형 교차로를 건너갈 때 차량의 안전한 운전이 가능하게 된다.
비 제한적인 예로서 제공되는 첨부된 도면을 참조한 다음의 설명은 본 발명의 내용 및 어떻게 그것이 구현될 수 있는지에 대한 좋은 이해를 제공할 것이다.
첨부된 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 선택 방법을 구현할 수 있는 차량의 개략도이고,
도 2는 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제1 예이며,
도 3은 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제2 예이고,
도 4는 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제3 예이며,
도 5는 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제4 예이고,
도 6은 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제5 예이며,
도 7은 상기 선택 방법이 구현될 수 있는 원형 교차로의 제6 예이고,
도 8은 흐름도의 형태로 본 발명에 따른 방법의 일례를 도시한다.
우선, 다양한 도면들에 나타나는 동일하거나 유사한 요소들은 가능한 한 동일한 참조 부호들을 사용하여 참조될 것이며 매번 설명되지 않을 것임을 유의할 것이다.
도 1은 위에서 본 차량(100)을 도시한다.
이 도면에서 명백한 바와 같이, 차량(100)은 이 경우에 바퀴들에 의해 지지되고 그 자체가 구동계, 제동 수단 및 조향부를 포함하는 다양한 장비들을 지지하는 섀시를 갖는 종래의 차량이다.
그것은 수동으로 운전되는 차량일 수 있으며, 이 경우 운전자에게 정보를 표시하기 위한 수단이 장착되거나, 바람직하게는 자율 주행 차량일 수 있다. 본 개시의 나머지 부분에서 고려될 자율 주행 차량의 경우도 마찬가지이다.
이 차량(100)은 자율적으로, 즉 인간의 개입없이 운전할 수 있도록 환경에서 스스로 위치를 찾을 수 있도록 하는 센서들이 장착된다.
모든 유형의 센서가 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 차량(100)은 차량 전방에 위치된 환경의 이미지들을 촬영하기 위해 차량 전방을 향하는 카메라(130)가 장착된다. 이 카메라(130)는 예를 들어 차량(100)의 승객실에서 윈드스크린(windscreen)의 상부 중앙 부분에 위치된다.
또한, 차량(100)은 또한 적어도 하나의 원격 측정 센서(RADAR, LIDAR 또는 SONAR)가 장착된다. 보다 정확하게는, 이 경우 차량의 네 모퉁이들과 차량의 전면 중앙 위치에 5개의 RADAR 센서(121, 122, 123, 124, 125)들이 장착된다.
차량(100)은 또한 예를 들어 GNSS 수신기(전형적으로 GPS 센서)를 포함하는 지리적 위치 시스템(141)이 장착된다.
이러한 다양한 구성요소들에 의해 제공된 정보를 처리하고 구동계, 제동 수단 및 조향부에 대한 제어 명령을 개발할 수 있도록 차량(100)은 컴퓨터(140)가 장착된다.
이 컴퓨터(140)는 프로세서(CPU), 내부 메모리, 아날로그-디지털 변환기들, 및 다양한 입력 및/또는 출력 인터페이스들을 포함한다.
그 입력 인터페이스들 덕분에, 컴퓨터(140)는 다양한 센서들로부터 입력 신호들을 수신할 수 있다.
컴퓨터(140)는 또한 로드맵을 저장하는 외부 메모리(142)에 연결된다. 본 개시에서 이러한 로드맵은 원형 교차로들의 특징들(형상 및/또는 차선들의 수, 입구들 및 출구들의 수, 이러한 입구들 및 출구들의 위치들)이 제공되는 상세한 지도인 것으로 고려된다.
컴퓨터(140)의 내부 메모리는 그 부분을 위해 프로세서에 의해 실행될 때 컴퓨터가 아래에 설명된 방법을 구현하도록 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들로 구성된 컴퓨터 애플리케이션을 저장한다.
마지막으로, 출력 인터페이스들 덕분에, 컴퓨터(140)는 차량의 다양한 유닛들로 명령들을 전송할 수 있다.
도 2 내지 7은 위에서 본 다양한 유형의 원형 교차로(1)들을 도시한다.
이러한 다양한 원형 교차로(1)들은 차량들이 이동할 수 있는 차선(210, 220, 230)들의 특정 수(L, 여기서 L ≥ 1)를 갖는다. 이 설명의 나머지 부분에서, 도 2에서와 같이 1개의 차선(210)이 있는 원형 교차로(1)들, 도 3, 5 및 6에서와 같이 2개의 차선들이 있는 원형 교차로(1)들, 및 예를 들어, 3개의 차선들(도 4 및 7)이 있는 것과 같이 2개보다 많은 차선들이 있는 원형 교차로들이 고려될 것이다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 이 경우 원형 교차로(1)는 차량들이 원형 교차로를 이동하기 위해 회전할 수 있는 중앙 섬(10)을 갖는다.
원형 교차로들은 또한 복수의 입구(20, 22, 24, 26)들 및 출구(30, 32, 34, 36)들을 갖는다.
여기에서 각 원형 교차로는 4개의 입구들과 4개의 출구들이 십자 모양으로 분포되어 있다고 고려된다. 물론 변형으로 원형 교차로의 구성이 다를 수 있다.
이 공개의 나머지 부분에서는, 다음과 같은 차이점이 있다.
- 고려중인 차량(100)이 이용하는 현재 차선(210),
- 현재 차선(210)의 우측에 인접한 인접 차선(220)과 현재 차선(210)의 좌측에 인접한 인접 차선(230)들 사이를 구분하는 인접 차선(220, 230)들(원형 교차로가 2개 이상의 차선을 갖는 경우).
본 개시의 나머지 부분을 위해, (차량이 원형 교차로를 빠져 나가기 위해 이용할) 원형 교차로의 가장 바깥 차선(260) 및 원형 교차로의 가장 안쪽 차선(270)을 도입하는 것도 가능하다.
도 5 내지 7에 도시 된 바와 같이, 여기서 고려중인 차량(100) 이외의 차량(이하 다른 차량(300, 310, 320, 330)들이라고 함)도 원형 교차로의 차선들에서 주행하고 있는 것으로 간주될 것이다.
여기서 자율 주행으로 간주되는 고려중인 차량(100)이 원형 교차로에 진입하는 경우, 그것은 원형 교차로의 원하는 출구로 이동하기 위해서 원형 교차로로 진입하기 위해 차선(210, 220, 230)들 중 하나를 선택해야 한다.
이러한 원하는 원형 교차로 출구는 예를 들어 차량(100)의 승객들이 원하는 목적지 위치를 고려하여 네비게이션 소프트웨어에 의해 결정된다.
따라서, 컴퓨터(140)는 원하는 출구에 도달하기 위해 가능한 한 신속하고 완전히 안전하게 원형 교차로(1)를 건너기 위해 차량(100)이 어떤 차선을 이용해야 하는지를 결정해야 한다.
이를 위해, 컴퓨터(140)는 아래에서 설명되는 복수의 단계들을 포함하는 방법을 구현한다.
변형으로서, 상기 방법은 차량(100) 외부의 기반 시설, 예를 들어 원형 교차로의 중간 또는 가까이에 위치한 기반 시설에 의해 구현될 수 있다.
이 방법과 관련하여 구현된 단계들의 순서는 흐름도의 형태로 도 8에 도시되어 있다.
따라서, 상기 방법의 구현에 앞서, 원하는 목적지 위치에 도달하기 위해 차량(100)이 도로를 이동하고 있는 것으로 고려된다. 실제로, 예를 들어 지리적 위치 시스템(141)으로부터 결정된 명령들의 순서는 차량(100)이 원하는 목적지로 이동할 수 있게 한다.
이 경우에 차량(100)이 원형 교차로(1)에 진입하는 것이 고려될 것이다.
도 8에 도시 된 바와 같이, 상기 방법은 차량(100)의 다양한 장비(RADAR 센서들 및 카메라들)에 의해 측정된 그 주변 환경과 관련된 데이터를 차량(100)의 경로에서 실시간 획득하는 단계 E2에서 시작한다.
다음 단계 E4는 이러한 데이터를 사용할 수 있는지 확인하는 것으로 구성된다. 특히 기상 조건에 따라 그렇지 않은 것으로 판명될 수 있다.
이 확인을 위해, 컴퓨터(140)는 장비의 각각의 항목으로부터 기 설정된 임계값과 비교하는 신뢰 지수(여기서 수행하는 측정의 신뢰도에 대한 신뢰 백분율의 형태로 표현됨)를 수신한다.
상기 신뢰 지수가 충분히 높지 않은 경우, 상기 방법은 원형 교차로를 건너기 위해 이용해야 할 차선에 대한 운전 지시를 제공하지 않을 수 있다. 단계 E6에서 상기 프로세스는 중단된다. 이러한 중단은 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 운전자의 주의를 위한 정보를 표시하기 위한 수단은 상기 원형 교차로에서 운전 표시가 이용 가능하지 않음을 상기 운전자에게 표시할 수 있다. 변형으로서, 상기 방법은 또한 몇 미터 더 나아가서 새로운 데이터를 획득하여(따라서 상황의 재평가) 단계 E2로 돌아갈 수 있다.
상기 신뢰 지수가 충분히 높으면 도 8에 도시된 상기 방법이 단계 E8로 계속된다.
이 단계 E8은 특히 그 경로의 다음 부분에서 원형 교차로(1)의 가능한 존재를 감지하기 위해 위치의 지리를 결정하는 것으로 구성된다.
이를 위해, 컴퓨터(140)는 자체적으로 카메라(130) 또는 외부 메모리(142)에 결합된 지리적 위치 수단(141), 또는 이들 요소 모두를 조합하여 사용한다.
보다 정확하게는, 이 경우, 그것은 카메라(130)에 의해 촬영된 이미지와 차량(100)의 지리적 위치를 획득한다. 이러한 지리적 위치가 주어지면, 차량(100)은 가능한 원형 교차로에 위치하기 위해 차량(100)에 의해 가로질러진 영역의 지도를 외부 메모리(142)에서 찾을 수 있다.
다가오는 원형 교차로가 감지되지 않으면, 상기 방법은 차량(100)의 경로의 다음 부분에 관한 새로운 데이터를 획득하여 단계 E2로 돌아간다.
원형 교차로가 경로의 다음 부분에 위치하는 경우, 컴퓨터(140)는 특히 원형 교차로 상의 차선들의 수와 그것이 포함하는 다양한 출구들을 결정하기 위해 위치들의 지리에 관한 특징을 사용한다(단계 E10). 컴퓨터(140)는 또한 차량(100)이 원하는 목적지에 도달하기 위해 이용해야 하는 원하는 출구(40)를 찾는다(단계 12).
원형 교차로가 하나의 차선만 포함하는 경우(도 2의 경우와 같이), 차량은 원형 교차로(1)를 건너기 위해 반드시 이 차선을 이용해야 한다(단계 E20). 따라서 상기 방법은 차량(100)이 이 하나의 차선에서 운전해야 함을 나타내는 것으로 구성된 명령을 발부하는 단계로 진행된다(단계 E22).
원형 교차로에 2개의 차선들(도 3, 5 및 6)이 있는 경우, 상기 방법은 단계 E40에서 계속된다.
컴퓨터(140)는 차량(100)이 원형 교차로에 진입할 것인지 또는 이미 진입했는지를 결정하기 위해 차량(100)의 지리적 위치를 사용한다(단계 E42).
차량(100)이 원형 교차로에 진입하고 있다면, 상기 방법은 단계 E44로 계속된다. 그렇지 않은 경우 단계 E56으로 계속된다.
단계 E44에서, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 원하는 출구(40)와 관련하여 원형 교차로에 진입하는 입구의 위치를 결정한다. 즉, 컴퓨터(140)는 원하는 출구(40)가 원형 교차로의 다음 출구에 해당하는지 또는 멀리 떨어져 있는지를 결정한다. 도 3, 5 및 6의 예시들에서, 차량(100)이 입구(20)를 통해 원형 교차로에 진입하면, 컴퓨터(140)는 원하는 출구(40)가 다음 출구(출구 32)인지 또는 다른 출구(출구들 34, 36 또는 30) 중 하나인지를 결정한다.
원하는 출구(40)가 다음 출구인 경우, 컴퓨터(140)는 단계 E46에서, 원하는 출구(40)를 향해 가능한 빨리 이동하기 위해 원형 교차로의 가장 바깥쪽 차선(260)을 이용하는 것으로 구성된 후속 명령을 표시한다. 단계 E48에서, 차량(100)은 원하는 출구(40), 이 경우 출구(32)를 통해 원형 교차로를 빠져 나간다.
원하는 출구(40)가 원형 교차로(도 5 및 6에 도시 된 경우)에서 차량(100)에 의해 마주치는 다음 출구가 아닌 경우, 컴퓨터(140)는 단계 E52에서 원형 교차로의 가장 안쪽 차선(270)을 이용하는 것으로 구성된 명령을 표시한다. 따라서, 차량(100)은 이 내부 차선(270)에 위치함으로써 원형 교차로에 진입한다.
그러나 그것은 이 내부 차선(270)에 완전히 안전하게 위치할 수 있는지 사전에 확인한다. 이를 위해, 단계 E60에서 후술할 작업을 수행한다.
그 다음, 차량(100)은 이 내부 차선(270)을 주행한다(단계 E54).
차량(100)의 지리적 위치는 차량이 이동하는 동안 지속적으로 업데이트된다. 특히, 컴퓨터(140)는 이 업데이트된 지리적 위치로부터 원하는 출구(40)에 대해 차량(100)이 위치하는 원형 교차로의 출구를 정기적으로 결정한다(단계 E56). 실제로 이 결정은 반복적으로 수행된다. 예를 들어, 차량(100)이 원형 교차로 출구(이하 "현재 출구 45"라고 함)에 위치할 때마다, 컴퓨터(140)는 원하는 출구(40)가 원형 교차로의 다음 출구인지 또는 다른 출구인지를 결정한다. 변형으로서, 원하는 출구(40)는 (기 설정된) 규칙적인 시간 간격으로 위치된다.
이 업데이트된 지리적 위치로부터, 컴퓨터(140)는 단계 E58에서 다음 출구가 원하는 출구(40)인지를 결정한다.
이 경우, 컴퓨터(140)는 원하는 출구(40)에 더 가까워지기 위해 차량(100)이 외부 차선(260)을 향해 이동해야 한다고 표시한다. 실제로, 도 5에 도시 된 바와 같이, 현재 출구(45)(원하는 출구(40) 이전)와 원하는 출구(40) 사이에 차선 변경 영역(ZV)이 정의된다.
따라서, 컴퓨터(140)는 단계 E60에서, 차량(100)이 이 영역(ZV)에서 위험없이 차선을 변경(따라서 외부 차선(260)을 향해 이동)하는 것이 가능한지 여부를 결정한다.
이를 위해, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 (원하는 출구(40)에 도달하기 위해 이용하고자 하는) 외부 차선(260)에 도달하는데 필요한 기동 시간(tEGO) 및 이 차선 변경 후에 이 차량이 도착할 위치를 계산한다. 예를 들어, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 차선을 변경하면 도달할 외부 차선(260)의 위치(221)를 찾는다(도 5 참조).
그 후, 이 외부 차선(260)에 이미 이동하고 있는 다른 차량이 존재한다면, 컴퓨터(140)는 이러한 다른 차량이 이 위치(221)에 도달하는데 필요한 도착 시간(tOBJ)을 계산한다. 도 5의 예에서, 컴퓨터(140)는 다른 차량(310)이 위치(221)에 도달하는데 걸리는 시간을 결정한다.
본 발명에 따르면, 기동 시간(tEGO) 및 도착 시간(tOBJ)은 예를 들어 특히 다양한 장비(RADAR 센서들 및 카메라들)에 의해 측정된 데이터 및 원하는 목적지에 기초하여 컴퓨터(140)에 의해 유도된 운동학적 예측(예를 들어, 경로에 관한)에 기반한 알고리즘의 실행을 기반으로 컴퓨터(140)에 의해 결정된다.
차량(100)이 차선을 변경할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 기준은 다음 부등식을 만족하는 것으로 구성된다.
tEGO < min (tOBJ) + δt, 여기서 δt는 컴퓨터(140)의 내부 메모리에 저장된 기 설정된 안전 마진이다. 변형예로서, 이러한 안전 마진은 예를 들어 차량(100)의 순간 속도, 기상 조건들 또는 차량(100)의 카테고리(트럭, 경차)에 의존할 수 있다.
이 부등식이 만족되면(도 5의 경우), 차선 변경에 대한 위험이 없고, 차량(100)은 외부 차선(260)을 향해 이동한다(단계 E62). 원하는 출구(40)에 도달하면, 차량(100)은 이 원하는 출구(40)를 이용하여 원형 교차로를 빠져 나간다(단계 E64).
이 부등식이 충족되지 않으면(이는 도 6에 도시된 바와 같이 다른 차량(330)이 있는 상태에서 차선을 변경하는데 위험이 있음을 의미함), 차량(100)은 차선(210), 이 경우 원형 교차로의 내부 차선(270)에 남아 있고, 상기 방법은 단계 E56으로 돌아간다.
단계 E58에서 컴퓨터가 다음 출구가 원하는 출구(40)가 아니라는 것을 감지하면, 상기 방법은 단계 E66에서 계속된다. 이 단계에서, 컴퓨터(140)는 차량(100)의 다양한 지리적 위치(외부 메모리 (142)에 저장됨)로부터 원형 교차로를 빠져나가기 위해 원하는 출구(40)를 이용할 수 없었지만 차량(100)이 원하는 출구(40)에 위치했던 횟수를 결정한다. 즉, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 안전하게 빠져나가지 못한 채 이미 거쳐야 했던 원형 교차로 주변의 주행한 횟수를 결정한다.
이것이 차량(100)에 의해 주행된 원형 교차로를 돈 제1 주행이라면, 상기 차량은 그 차선(이 경우 내부 차선(270))에서 계속되고 방법은 단계 E56으로 돌아간다.
차량이 이미 원형 교차로를 1보다 크거나 같은 제k 주행을 했다면, 상기 방법은 단계 E68에서 계속된다. 실제로, 차량(100)이 원형 교차로의 한 번(또는 그 이상의) 이전 주행(들)에서 원하는 출구(40)를 향해 이동할 수 없는 경우, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 가능한 한 빨리 원하는 출구(40)에 도달하기 위해 차선 변경을 예상하려고 시도한다(따라서 원형 교차로를 도는 하나 이상의 추가 주행들을 피함). 이로 인해 보다 광범위한 차선 변경 영역(ZVe)이 정의된다.
따라서, 단계 E68에서, 차량(100)이 이미 원형 교차로를 제k 주행을 한 경우, 차선 변경 영역은 원하는 출구(40) 이전의 (k+1)번째 출구(더 정확하게는 원하는 출구(40) 전의 (k+1)번째 출구 및 원하는 출구(40) 사이에서)에서 시작하여 확장될 것이다. k가 원형 교차로에 포함된 출구들의 수와 같으면, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 현재 차선(210)으로부터 원하는 차선, 이 경우 외부 차선(260)으로 즉시 변경되도록 차량(100)의 조향부를 구동할 것이다.
예를 들어, 차량(100)이 이미 원형 교차로를 한 번 주행했다면(k=1), 차선 변경 영역은 원하는 출구(40) 전 끝에서 두 번째 출구와 원하는 출구(40) 사이에서 확장될 것이다. 이 확장된 차선 변경 영역(ZVe)는 예를 들어 도 6에 도시된다.
그 다음, 상기 방법은 차량(100)이 어떠한 위험도 없이 차선을 효과적으로 변경할 수 있는지를 확인하기 위해 단계 E60에서 계속된다(차량(100)이 새로운 사전 점검없이 차선을 변경할 수 있는 제공은 없음).
도 8에 도시된 바와 같이, 단계 E42에서, 컴퓨터(140)가 지리적 위치로부터 차량(100)이 이미 원형 교차로에 있음을 결정하면, 상기 방법은 단계 E56에서 바로 계속된다. 그런 다음 단계들 E56 내지 E68은 위에서 설명한 방식으로 발생한다.
이제 원형 교차로에 2개보다 더 많은 차선, 예를 들어, 도 4 및 7에 도시된 대로 여기에는 3개의 차선들이 있는 경우에 대한 설명이 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 방법은 단계 E80(2개보다 많은 차선들이 있는 원형 교차로를 식별하는 단계)에서 계속된다.
컴퓨터(140)는 차량(100)이 원형 교차로에 진입할지 또는 이미 진입했는지를 결정하기 위해 차량(100)의 지리적 위치를 사용한다(단계 E82).
단계들 E82 내지 E88은 각각 위에서 설명된 단계들 E42 내지 E48과 동일하며 여기서 다시 설명하지 않는다.
단계 E82에서, 컴퓨터(140)가 원하는 출구(40)가 원형 교차로에서 차량(100)이 마주치는 다음 출구가 아니라고 결정하면, 컴퓨터(140)는 단계 E90에서 차량(100)이 진입할 수 있는(그러므로 원형 교차로를 건너기 위한) 차선을 결정한다.
이를 위해, 단계 E90에서, 컴퓨터(140)는 원형 교차로의 다양한 차선들(차량(100)이 원형 교차로를 빠져나기 위해서만 사용되는 외부 차선(260)을 제외함)의 점유 수준을 평가한다. 컴퓨터(140)는 차량(100)의 다양한 장비(특히 RADAR 센서들 및 카메라들)에 의해 측정된 데이터를 예를 들어 칼만 필터(Kalman filter)와 같은 데이터 융합 알고리즘과 결합하여 사용한다.
특히, 측정된 데이터에 기초하여, 컴퓨터(140)는 원형 교차로를 이동하는 다양한 다른 차량들을 식별한다. 이 식별로부터, 컴퓨터(140)는 원형 교차로를 이동하는 다른 차량들에 의해 고려중인 차선(i, 여기서 1 ≤ i ≤ L)의 점유와 관련된 데이터의 제 1 항목(pi)을 결정한다. 실제로, 데이터의 제1 항목(pi)은 각 차선(i)의 점유 백분율 pi에 해당한다.
이 점유 백분율 pi는 다음 공식을 사용하여 계산된다.
pi = Sveh / Si, 여기서 Sveh는 차선(i)에서 다른 차량에 의해 점유된 표면적이고 Si는 차선의 총 표면적이다.
실제로, 다른 차량 각각은 직사각형을 형성하는 4개의 지점들을 기반으로 정의된 직사각형으로 모델링된다. 각 직사각형(및 이에 대응하는 다른 차량)의 영역은 이 직사각형을 형성하는 이러한 4개의 지점들을 포함하는 차선에 할당된다.
4개 지점들이 같은 차선에 속하면, 해당 다른 차량의 전체 표면적은 고려중인 차선(i)의 점유율 계산에 기여한다.
또 다른 차량이 2개의 차선들에 걸쳐있다면, 연관된 직사각형의 표면적은 차선을 구분하는 선을 다항식으로 고려하여 결정된 두 부분들을 가진다. 직사각형 표면 영역의 이 두 부분들 각각은 각각 차선과 연관된다.
단계 E92에서 컴퓨터(140)는 원형 교차로(1)의 가장 안쪽 차선들 중 원형 교차로의 고려중인 각 차선(i)에 대해 계산된 점유율(pi)을 최소화하도록 시도함으로써 원형 교차로(1)의 진입 차선에 대한 식별 기준을 결정한다.
단계 E94에서, 컴퓨터(140)는 그 다음 가장 덜 혼잡한 내부 차선, 즉 가장 낮은 점유 백분율(pi)에 대응하는 차선을 결정한다.
단계 E94의 끝에서, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 완전한 안전으로 원형 교차로에 진입하기 위해 이용해야 하는 차선을 식별했다. 따라서 차량(100)은 단계 E96에서 이 차선을 향해 이동한다.
차량(100)은 이 선택된 차선에서 주행한다(단계 E98).
차량(100)의 지리적 위치는 차량이 이동하는 동안 연속적으로 업데이트된다. 위에서 상술한 바와 같이, 컴퓨터(140)는 업데이트된 지리적 위치에 기초하여 원하는 출구(40)에 대해 차량(100)이 위치되는 원형 교차로의 출구를 정기적으로 결정한다(이 경우 단계 E100에서, 이는 위에 설명된 단계 E56과 유사하다).
업데이트된 지리적 위치에 기초하여, 컴퓨터(140)는 단계 E102에서 다음 출구가 원하는 출구(40)인지를 결정한다.
이 경우, 컴퓨터(140)는 단계 E90에서 설명된 방법에 따라 현재 차선 외부로 가장 먼 차선에 대한 데이터의 제1 항목을 결정한다(단계 E104).
이 단계 E104에서, 컴퓨터(140)는 또한 가장 바깥쪽 차선들을 더 쉽게 선택할 수 있도록 하기 위해(차량(100)이 원형 교차로(1)를 빠져나가기 쉽게 하기 위해) 가장 바깥쪽 차선들의 인위적 선호도와 관련된 데이터의 제2 항목(Rj->i)을 결정한다. 이 데이터의 제2 항목(Rj->i)은 차량(100)이 원형 교차로(1)를 빠져나가기 쉽게 하기 위해 선택될 수 있는 각 목표 차선(i)의 점유 수준과 연계된 가중치 데이터 항목에 해당한다(현재 차량은 현재 차선(j)에 있음, 여기서 1 ≤ j ≤ L). 따라서, 이 데이터의 제2 항목(Rj->i)은 (차량(100)이 원형 교차로(1)에 갇힌 채로 남아있는 것을 방지하기 위해) 혼잡한 차선을 향한 차량(100)의 이동을 선호하지 않게 하는 것을 가능하게 한다. 즉, 이 데이터의 제 2 항목(Rj->i)은 원형 교차로(1)를 빠져나가기 쉽게 하기 위해 차량(100)이 현재 차선(j) 외부의 차선들을 향하여(그리고 특히 외부 차선(260) 향하여) 이동하도록 결정된다. 실제로, 데이터의 제 2 항목(Rj->i)은 목표 교통 차선(i)에 도달하기 위해 건너야 하는 차선들의 수와 관련된다.
이 데이터의 제2 항목은 다음 공식을 사용하여 여기에서 표현된다.
수학식. 1
Figure pct00001
여기서 n(j)는 현재 차선(j)과 관련된 숫자(정의상 가장 바깥쪽 차선의 경우 n(j)=1이고, 가장 안쪽 차선의 경우 n(j)=L, L은 원형 교차로의 차선들의 수임)이고,
n(i)는 목표 교통 차선(i)(이 경우 테스트 중인 차선)과 관련된 숫자이다.
실제로, 데이터의 제 2 항목(Rj->i)은 외부 차선(260)에 대해 더 작아질 것이고 내부 차선들이 증가함에 따라 점점 더 높아질 것이다. 예를 들어, 데이터의 제 2 항목(Rj->i)은 (차량(100)이 외부 차선으로 이동하는 것을 선호하도록 하여 원형 교차로(1)에서 갇힘없이 빠져나갈 수 있도록 하기 위해) 내부 차선(230)과 외부 차선 사이의 차량 이동보다 내부 차선(230)과 중앙 차선 사이의 차량 이동에 대해 더 높을 것이다.
그 다음, 컴퓨터(140)는 각각의 교통 차선(i)과 연관된 비용 함수(Jj->i)를 계산하기 위해 단계 E106에서 이들 2개의 데이터 항목을 사용한다. 이 비용 함수는 차량(100)의 현재 차선(j)에서 목표 차선(i)으로 이동하기 위한 비용을 평가한다. 비용 함수는 예를 들어 실험적으로 결정된다.
이 비용 함수는 다음 공식을 사용하여 여기에서 표현된다.
수학식. 2
Figure pct00002
여기서 TL,i는 차량(100)의 현재 차선(j)과 목표 차선(i) 사이의 평균 통행 수준에 관한 파라미터로, 각 차선(I)의 점유율 pI로부터 계산되며, 여기서, I는 부등식 i ≤ I ≤ j를 만족하도록 정의되고, TL,i는 점유율 pI의 합으로 정의되며, 여기서 i ≤ I ≤ j이고 Rj->i는 위에 정의된 데이터의 제2 항목이다.
단계 E106의 끝에서, 차량(100)에 접근 가능한 각 차선(i)들 각각에 대한 비용 함수(Jj->i)가 계산된다. 컴퓨터(140)는 최대 비용 함수(Jj->i)와 관련된 차선을 결정한다(단계 E108). 즉, 컴퓨터(140)는 비용 함수(Jj->i)를 최대화함으로써 차량(100)이 이용해야 할 차선을 식별한다.
따라서, 비용 함수를 최대화함으로써, 컴퓨터(140)는 원하는 출구(40)를 향해 이동하기 위해 차량(100)이 이용해야 하는 최적의 차선을 결정한다(단계 E108). 이 때 비용 함수를 최대화하여 선택한 차선이 반드시 원형 교차로의 가장 바깥쪽 차선이 아니라는 점에 유의해야 한다. 이는 차량(100)이 완전하게 안전 상태로 도달할 수 있는 현재 차선으로부터 가장 바깥쪽 차선에 해당한다.
그러나, 그곳으로 이동하기 전에 컴퓨터(140)는 차량(100)이 차선을 변경할 수 있는지 여부(따라서 단계 E108에서 비용 함수의 최대화로부터 선택된 차선으로 이동)를 판단한다.
이를 위해, 컴퓨터(140)는 단계 E110에서 위에서 소개된 정의에 따라 기동 시간(tEGO)를 계산한다.
부등식(tEGO < min(tOBJ) + δt)을 특징으로 하는 안전 기준이 충족되지 않으면(이는 차선 변경 위험이 있음을 의미함), 차량(100)은 차선(210)에 남아 있고, 상기 방법은 단계 E98로 돌아간다.
상기 안전 기준을 만족하면 차선 변경 위험이 없고, 차량(100)은 선택된 차선을 향해 이동한다(단계 E114).
그러나, 이 단계에서 선택된 차선이 원형 교차로의 외부 차선인 것이며, 따라서 차량이 원하는 출구(40)를 이용할 수 있게 하는 것인지 확실하지 않다. 따라서, 지리적 위치 데이터에 기초하여, 컴퓨터(140)는 선택된 차선이 원형 교차로의 외부 차선인지 여부를 결정한다(단계 E116).
이러한 경우이면, 그것이 원하는 출구(40)에 도달하면, 차량(100)이 원하는 출구(40)를 이용하여 원형 교차로를 떠난다(단계 E118).
반대로, 선택된 차선이 외부 차선이 아닌 경우, 차량(100)은 현재 차선에서 계속되고 상기 방법은 단계 E98로 돌아간다.
컴퓨터(140)가 단계 E102에서 다음 출구가 원하는 출구(40)가 아니라는 것을 검출할 때, 상기 방법은 단계 E120에서 계속된다. 이 단계에서, 위에서 설명된 단계 E66과 유사하게, 컴퓨터(140)는 차량(100)의 다양한 지리적 위치(메모리(142)에 저장됨)에 기초하여, 차량(100)이 원하는 출구(40)에 위치했지만 원형 교차로를 떠나기 위해 그것을 이용할 수 없었던 횟수를 결정한다. 즉, 컴퓨터(140)는 차량(100)이 안전하게 빠져나가지 못한 채 이미 거쳐야 했던 원형 교차로를 주행한 횟수를 결정한다.
이것이 차량(100)에 의해 주행된 원형 교차로를 돈 제1 주행이라면, 상기 차량은 차선에서 계속되고 상기 방법은 단계 E98로 돌아간다.
차량이 이미 원형 교차로를 k번 주행한 경우, 상기 방법은 단계 E122에서 계속되며, 여기서 컴퓨터(140)는 차량(100)이 가능한 빨리 원하는 출구(40)에 도달할 수 있도록(따라서 원형 교차로를 더 주행하는 것을 피하도록) 차선 변경을 예상하려고 시도할 것이다. 이 단계는 위에서 설명한 단계 E68과 유사한다.
그 다음, 상기 방법은 비용 함수의 계산과 함께 현재 차선에서 가장 바깥쪽에 있는 차선을 결정하는 단계 E104에서 계속된다(차량(100)이 완전히 안전하게 이동할 수 있는 최적의 차선을 선택하지 않고 차선을 변경하는 제공은 없음).
본 발명은 설명되고 도시된 실시 예에 결코 제한되지 않지만, 당업자는 본 발명에 따른 임의의 변형을 거기에 추가하는 방법을 알 것이다.
특히, 2개의 차선들을 포함하는 원형 교차로를 건너갈 때 차량을 안내하기 위해 3개의 차선들을 포함하는 원형 교차로를 건너가도록 차량이 안내되는 방식이 적용될 수 있다.
1: 회전 교차로
30, 32, 34, 36: 출구
100: 차량
121, 122, 123, 124, 125: 원격 측정 센서
141: 위치 정보 수단
210, 220, 230: 차선
300, 310, 320, 330: 다른 차량

Claims (8)

  1. 회전 교차로(1)를 이동하는 차량(100)에 대해 다수(L)의 차선(210, 220, 230)들을 포함하는 상기 회전 교차로(1)의 차선 선택 방법에 있어서,
    - 상기 회전 교차로의 차선(210, 220, 230)들과 상기 차선(210, 220, 230)들을 주행하는 다른 차량(300, 310, 320, 330)들을 감지하는 단계,
    - 고려중인 상기 차선(210, 220, 230)(i)의 다른 차량(300, 310, 320, 330)들에 의한 점유와 관련한 데이터의 제1 항목(pi) 및 현재 차선(j)으로부터 고려중인 차선(i)으로 차선을 변경하는 경우 건너가야 되는 차선 수와 관련한 데이터의 제2 항목(Rj->i)을 상기 감지된 차선(210, 220, 230)들 중 적어도 일부에서 고려중인 각 차선(210, 220, 230)에 대해 결정하는 단계,
    - 데이터의 제1 항목(pi) 및 데이터의 제2 항목(Rj->i)을 기반으로 고려중인 각 차선(210, 220, 230)(i)에 대한 비용 함수(Jj->i)의 값을 계산하는 단계, 및
    - 각 비용 함수(Jj->i)의 계산된 값을 기준으로 고려중인 차선(210, 220, 230)들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는, 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 단계 이후, 차량(100)이 선택된 차선(210, 220, 230)들을 향해 이동하기 위해 차선(210, 220, 230)을 변경할 가능성 또는 위험성을 판단하는 단계를 포함하는, 선택 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차량(100)에 의해 이용되고 있는 현재 차선(210, 220, 230) 이외의 차선(210, 220, 230)이 있는 경우, 차량(100)이 차선을 변경할 가능성 또는 위험성을 판단하는 단계는, 상기 차량(100)이 상기 다른 차선으로부터 원하는 위치에 도달하기 위해 차선을 변경하는데 필요한 기동 시간이 다른 차량(300, 310, 320, 330)이 상기 원하는 위치로 도착하기 위해 상기 다른 차선을 이동하는데 필요한 도착 시간보다 엄밀히 짧은지 확인되는, 선택 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)에 위치 정보 수단(141)이 장착된 상태에서,
    - 원형 교차로(1)의 복수의 출구(30, 32, 34, 36)들 중에서 원하는 출구를 결정하는 단계, 및
    - 차량(100)의 지리적 위치에 기초하여 원형 교차로(1)의 복수의 출구(30, 32, 34, 36)들 중 가장 가까운 출구인 현재 출구를 검출하는 단계가 포함되고,
    상기 선택 단계는 상기 원하는 출구에 대한 현재 출구의 위치에 기초하여 수행되는 선택 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택 단계는 상기 차량(100)이 원형 교차로(1)를 이동할 때 반복적으로 실행되는 선택 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)에 위치 정보 수단(141)이 장착된 상태에서, 상기 선택 단계는 상기 차량(100)이 상기 원형 교차로(1)의 출구(30, 32, 34, 36)에서 매번 실행되는 것을 특징으로 하는 선택 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)이 원형 교차로(1)의 원하는 출구를 통과하는 횟수를 결정하는 단계를 포함되고, 상기 선택 단계는 결정된 통과하는 횟수에 따라 수행되는 선택 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)이 적어도 하나의 원격 측정 센서(121, 122, 123, 124, 125)가 장착된 상태이고, 상기 다른 차량들에 의해 고려중인 각 차선(i)의 점유 수준을 포함하는 데이터의 제1 항목(pi)에서, 상기 점유 수준은 상기 원격 측정 센서에 의해 수행된 측정들에 기초하여 획득된, 선택 방법.
KR1020217025343A 2019-03-14 2020-03-05 차량용 원형 교차로의 차선 선택 방법 KR20210137439A (ko)

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