KR20210138201A - 자율 주행 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20210138201A
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control
autonomous
vehicle
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KR1020200056000A
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이동휘
이경준
정창영
김회원
이동구
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기 및 자율주행보조제어기를 포함하는 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법은 상기 자율주행주제어기를 이용하여 자율 주행 중 시스템 장애를 모니터링하는 단계와 상기 시스템 장애가 감지되면 상기 자율주행보조제어기로 절체한 후 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량을 감속 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 자율 주행 차량의 장애 발생 시 위험을 최소화시킬 수 있는 장점이 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 제어기 고장으로 인해 더 이상 자율 주행 기능을 정상적으로 수행할 수 없는 상황 발생 시 위험을 최소화할 수 있는 전략을 제공하는 것이 가능한 자율 주행 제어 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 기능이 요구된다.
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 위험 최소화 전략(Minimum Risk Management, MRM) 기능 추가를 권고하고 있다.
따라서, 자율 주행 차량이 주행 중 자율 주행 제어기 고장 또는 통신 불량 등에 따라 정상적인 자율 주행 기능을 수행할 수 없을 때 위험을 최소화할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 실시 예는 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 자율 주행 한계 상황 발생 시 위험 최소화 전략을 제공하는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 자율 주행 제어기의 이중화를 통해 자율 주행 시스템 고장에 대한 위험을 최소화시키는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 자율주행주제어기 고장 시 시스템 제어 권한이 자율주행보조제어기로 자동 전환하여 위험 최소화 전략을 수행하는 것이 가능한 자율 주행 제어 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 이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기 및 자율주행보조제어기를 포함하는 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법은 상기 자율주행주제어기를 이용하여 자율 주행 중 시스템 장애를 모니터링하는 단계와 상기 시스템 장애가 감지되면 상기 자율주행보조제어기로 절체한 후 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량을 감속 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 시스템 장애는 상기 자율 주행 차량의 제어기 장애 및 통신 장애 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 자율주행보조제어기는 상기 자율주행주제어기의 일부 기능만을 수행할 수 있다.
실시 예로, 상기 제어기 장애는 상기 자율주행주제어기에 대해 발생된 장애이고, 상기 자율주행주제어기의 장애 발생 시 상기 자율주행보조제어기로 상기 자율 주행에 대한 제어권이 자동 전환될 수 있다.
실시 예로, 상기 자율주행주제어기는 센싱 정보에 기반한 정밀 측위 수단, 인지 수단, 판단 수단 및 제어 수단을 구비하고, 상기 자율주행보조제어기는 전방 카메라 및 전방 레이더로부터의 상기 센싱 정보에 기반하여 차선 및 전방 주행 차량을 인지하는 상기 인지 수단 및 상기 인지 결과에 따라 요구 명령 값을 산출하여 감속 제어를 수행하는 상기 제어 수단을 구비할 수 있다.
실시 예로, 상기 방법은 상기 시스템 장애가 감지되면, 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 경고 알람 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행이 해제될 수 있다.
실시 예로, 상기 감속 제어는 주행 차선을 유지한 상태에서 상기 자율 주행 차량이 정지할 때까지 수행되고, 상기 감속 제어 중 횡방향 조향 제어가 감지되면, 시스템에서 운전자로 제어권이 자동 이양되어 상기 자율 주행이 해제될 수 있다.
실시 예로, 상기 주행 차선을 유지한 상태에서 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위해 감속량이 적응적으로 제어될 수 있다.
실시 예로, 상기 자율 주행 차량은 주행 방향을 조절하는 조향 제어기와 주행 속도를 조절하는 가감속제어기와 상기 자율주행주제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제1 통신 선로와 상기 자율주행보조제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제2 통신 선로를 포함하고, 상기 제1 통신 선로 사용 중 상기 통신 장애 감지 시 상기 제1 통신 선로에서 제2 통신 선로로 사용 선로가 자동 전환될 수 있다.
실시 예로, 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기는 상기 시스템 장애를 감지하면, 상기 자율주행보조제어기로 소정 장애 감지 신호를 송출하여 상기 자율주행보조제어기를 활성화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치는 자율 주행 차량의 내부 및 외부에 장착되어 센싱 정보를 생성하는 센서부와 이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기 및 자율주행보조제어기를 포함하고 상기 센서부로부터 수신된 센싱 정보에 기반하여 자율 주행을 제어하는 제1 제어 모듈과 상기 자율주행주제어기를 이용하여 상기 자율 주행 중 시스템 장애를 감지하는 제2 제어 모듈을 포함하고, 상기 시스템 장애가 감지되면 상기 제1 제어 모듈은 상기 자율주행보조제어기로 절체한 후 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량을 감속 제어할 수 있다.
실시 예로, 상기 시스템 장애는 상기 자율 주행 차량의 제어기 장애 및 통신 장애 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 자율주행보조제어기는 상기 자율주행주제어기의 일부 기능만을 포함하여 구성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제어기 장애는 상기 자율주행주제어기에 대해 발생된 장애이고, 상기 자율주행주제어기의 장애 발생 시 상기 제2 제어 모듈은 상기 자율 주행에 대한 제어권이 상기 자율주행보조제어기로 전환되도록 제어할 수 있다.
실시 예로, 상기 자율주행주제어기는 상기 센싱 정보에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 정밀측위부와 상기 센싱 정보에 기반하여 차선 정보 및 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제1 인지부와 상기 생성된 정보에 기반하여 위험 상황 발생 여부를 판단하는 판단부와 상기 생성된 정보 및 상기 판단 결과에 따라 요구 명령 값을 산출하여 조향 및 속도를 제어하는 제1 제어부를 포함하고, 상기 센서부는 전방 카메라 및 전방 레이더를 포함하고, 상기 자율주행보조제어기는 상기 전방 카메라 및 상기 전방 레이더로부터 수신된 상기 센싱 정보에 기반하여 상기 차선 정보 및 상기 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제2 인지부와 상기 차선 정보 및 상기 전방 주행 차량 정보에 기초하여 상기 요구 명령 값을 산출하여 감속 제어를 수행하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 장치는 상기 시스템 장애가 감지되면, 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력하는 경고 알람부를 더 포함하고, 상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 경고 알람 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행이 해제될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 제어 모듈은 주행 차선을 유지한 상태에서 상기 자율 주행 차량이 정지할 때까지 상기 감속 제어를 수행하고, 상기 감속 제어 중 횡방향 조향 제어가 감지되면, 시스템에서 운전자로 제어권을 자동 이양하여 상기 자율 주행을 해제시킬 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 제어 모듈은 상기 주행 차선을 유지한 상태에서 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위해 감속량을 적응적으로 제어할 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 제어 모듈은 상기 자율 주행 차량의 주행 방향을 조절하는 조향 제어기와 상기 자율 주행 차량의 주행 속도를 조절하는 가감속제어기를 포함하고, 상기 자율주행차량은 상기 자율주행주제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제1 통신 선로와 상기 자율주행보조제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제2 통신 선로를 포함하고,
상기 제1 통신 선로 사용 중 상기 통신 장애 감지 시 상기 제1 통신 선로에서 제2 통신 선로로 사용 선로가 자동 전환될 수 있다.
실시 예로, 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기는 상기 시스템 장애를 감지하면, 상기 자율주행보조제어기로 소정 장애 감지 신호를 송출하여 상기 자율주행보조제어기를 활성화시킬 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 발명은 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자율 주행 한계 상황 발생 시 위험 최소화 전략을 제공하는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자율 주행 제어기의 이중화를 통해 자율 주행 시스템 고장에 대한 위험을 최소화시키는 자율 주행 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하고자 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자율주행주제어기 고장 시 시스템 제어 권한이 자율주행보조제어기로 자동 전환하여 위험 최소화 전략을 수행하는 것이 가능한 자율 주행 제어 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 자동화 레벨이 정의된 테이블이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 장애 발생에 따른 자율 주행 제어 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 자율 주행 제어 장치에서의 자율 주행 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 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 자동화 레벨이 정의된 테이블이다.
자율 주행 차량은 자동차 스스로 주행 환경을 인지하여 위험을 판단하고 주행 경로를 제어하면서 운전자의 주행조작을 최소화하며 차량 스스로 운전하는 차량을 의미한다.
궁극적으로, 자율 주행 차량은 사람의 영향 없이 주행, 조종 및 주차가 가능한 차량을 의미하며, 자율 주행 자량의 핵심 토대인 자율 주행 기술-즉, 운전자의 능동적인 제어나 모니터링 없이도 차량을 운행할 수 있는 능력-이 최고도로 발전된 상태에 있는 차량에 초점을 맞춘 것이다.
하지만, 현재의 자율 주행 차량의 개념은 완전한 의미의 자율 주행 차량으로 가는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 중단 단계의 자동화 단계를 포함할 수 있으며, 완전 자율 주행 차량의 양산 및 상용화를 전제로 하는 목표지향적 개념에 해당한다.
본 발명에 따른 자율 주행 제어 방법은 상기 도 1에 도시된 자율 주행의 자동화 단계 중 level 3(조건부 자율 주행)에 해당되는 자율 주행 차량에 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 제어권 이양 상황이 발생할 수 있는 모든 레벨의 자율 주행 차량에 적용될 수 있다.
미국 자동차 기술자 협회인 SAE(Society of Automotive Engineers) 기준 자율 주행 차량의 자동화 레벨은 상기 도 1의 표와 같이 분류될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 자율 주행 제어 장치(200)는 크게 센서부(210), 제1 제어 모듈(220), 제2 제어 모듈(260) 및 경고 알람부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
센서부(210)는 전방레이더(211), 전방카메라(212), 각종 차량센서(213), 라이다(214), 측방레이더(215), 측방카메라(216), 후방카메라(217), GPS(218) 및 정밀지도제공부(219) 등을 포함할 수 있다.
제1 제어 모듈(220)은 이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기(230)와 자율주행보조제어기(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
자율주행주제어기(230)로 자율 주행 수행 중 시스템 장애가 발생된 경우, 자율 주행에 대한 제어권은 자율주행주제어기(230)에서 자율주행보조제어기(240)로 자동 절체되어 자율 주행이 유지될 수 있다.
자율 주행 제어기가 자동 절체된 경우, 자율 주행 차량은 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 자동 감속 주행이 이루어질 수 있다.
실시 예로, 자율주행보조제어기(240)는 자율주행주제어기(230)의 일부 기능만을 수행하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 자율주행주제어기(230)는 센서부(210)로부터 수집된 센싱 정보에 기반하여 자율 주행 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 정밀측위부(231),상기 센싱 정보에 기반하여 차선 정보 및 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제1 인지부(232), 정밀측위부(231) 및 제1 인지부(232)에 의해 생성된 정보에 기반하여 위험 상황 발생 여부를 판단하는 판단부(233) 및 상기 생성된 정보들 및 상기 판단 결과에 따라 요구 명령 값을 산출하여 조향 및 속도를 제어하는 제1 제어부(234)를 포함하여 구성될 수 있다.
반면, 자율주행보조제어기(240)는 전방 레이더(211) 및 전방 카메라(212)부터 수집된 센싱 정보에 기반하여 차선 정보 및 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제2 인지부(241)과 제2 인지부(241)에 의해 생성된 차선 정보 및 전방 주행 차량 정보에 기초하여 요구 명령 값을 산출하고, 산출된 요구 명령 값에 따라 감속 제어를 수행하는 제2 제어부(242)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 제어부(242)는 주행 차로 유지 상태에서 감속 제어를 수행할 수 있다. 감속 제어는 자율 주행 차량이 정차할 때까지 수행될 수 있다.
자율주행보조제어기(240)는 자율 주행의 정상 작동 기능을 수행할 필요가 없기 때문에 최소한의 로직으로 구성될 수 있다.
자율주행보조제어기(240)는 차량 횡 방향 거동을 제어하기 위하여 전방카메라(212)를 통해 인식된 차선 정보를 이용하고, 차량 감속 시 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위한 감가속도 계산을 위하여 전방레이더(211)로부터 센싱 정보를 이용할 수 있다.
상기한 두 가지 센싱 정보만을 이용하여 자율주행보조제어기(240)는 위험 최소화 전략을 수행할 수 있다.
자율주행보조제어기(240)는 자율 주행 기능 활성화와 상관 없이 항상 차로 유지 제어를 위한 요구 조향각과 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위한 감가속도 값을 계산하여 조향제어기(261)와 가감속제어기(262)에 전송할 수 있다.
자율주행보조제어기(240)에는 운전자의 개입을 판단하는 로직이 탑재될 수 있다. 자율주행주제어기(230)의 고장으로 인해 자율주행보조제어기(240)가 제어권을 획득하여 위험 최소화 전략을 수행하는 도중에도 운전자의 개입이 감지되면 자율 주행 기능을 해제해야 한다.
자율주행보조제어기(240)는 전방 레이더(211) 및 전방 카메라(212)부터 수집된 센싱 정보에 기반하여 위험 상황을 감지할 수도 있다. 자율주행보조제어기(240)는 위험 상황이 감지되면, 비상 제동, 차로 변경 후 갓길 정차 등의 제어를 수행할 수도 있다.
일 예로, 제1 제어 모듈(220)은 시스템 장애가 감지되면 또는 시스템 장애에 따라 자율주행제어기 자동 절체가 이루어지면, 경고 알람부(250)에 소정 제어 신호를 전송하여 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다.
다른 일 예로, 제2 제어 모듈(220)은 시스템 장애를 감지하면 이중화된 자율주행제어기가 절체(Switchover)하도록 제어하고 경고 알람부(250)에 소정 제어 신호를 전송함으로써 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다.
경고 알람 메시지 출력 중 시스템에서 운전자로의 제어권이 이양이 완료되면, 자율주행보조제어기(240)는 경고 알람부(250)에 소정 제어 신호를 송출하여 경고 알람 메시지 출력을 중단시킬 수 있다.
실시 예로, 자율주행보조제어기(240)는 제2 제어 모듈(260)로부터 수신되는 소정 제어 신호에 따라 시스템 장애 발생을 감지할 수 있다.
일 예로, 시스템 장애는 자율주행주제어기(230)에 대해 발생된 제어기 장애일 수 있다. 제2 제어 모듈(260)은 자율주행주제어기(230)의 장애 발생을 감지하면, 차량의 주행 제어권이 자율주행주제어기(230)에서 자율주행보조제어기(240)로 전환되도록 하는 이중화(또는 절체) 제어를 수행할 수 있다.
경고 알람 메시지 출력에 따라 제어권이 시스템에서 운전자로 이양된 경우, 경고 알람 메시지 출력은 중단되고, 자율주행보조제어기(240)는 자율 주행은 해제시킬 수 있다.
제1 제어 모듈(220)-상세하게, 자율주행보조제어기(240)-는 주행 차선을 유지한 상태에서 자율 주행 차량이 정차할 때까지 감속 제어를 수행하고, 차로 유지 감속 제어 중 운전자 개입-예를 들면, 횡방향 조향 제어-를 감지하면, 시스템에서 운전자로 제어권을 자동 이양시키고 자율 주행을 해제할 수 있다.
제1 제어 모듈(220)- 상세하게, 자율주행보조제어기(240)-은 위험 최소화 전략 주행 모드에 진입하여 차로 유지 주행 중 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위해 감속량을 적응적으로 제어할 수도 있다.
제2 제어 모듈(260)은 자율 주행 차량의 횡 방향 거동-예를 들면, 횡 방향 조향 제어-를 조절하는 조향 제어기(261)과 자율 주행 차량의 종 방향 거동-예를 들면, 주행 속도-을 조절하는 가감속제어기(262)를 포함할 수 있다.
자율주행주제어기(230)는 제1 통신 선로(270)를 통해 조향제어기(261) 및 가감속제어기(262)와 연결되고, 자율주행보조제어기(240)는 제2 통신 선로(280)를 통해 조향제어기(261) 및 가감속제어기(262)와 연결될 수 있다.
이를 위해, 조향제어기(261) 및 가감속제어기(262)는 각각 제1 통신 선로(270)에 연결된 제1 통신 포트, 제2 통신 선로(280)에 연결된 제2 통신 포트를 구비할 수 있다.
조향제어기(261) 및 가감속제어기(262)는 제1 통신 선로(270) 사용 중 통신 장애를 감지한 경우-예를 들면, 신호가 갱신되지 않는 경우-, 상기 제1 통신 선로(270)에서 제2 통신 선로(280)로 사용 선로를 자동 전환하여 자율주행보조제어기(240)와 통신을 수행할 수 있다.
실시 예로, 조향제어기(261) 및 가감속제어기(262)는 시스템 장애를 감지하면, 선로 절체 후 자율주행보조제어기(240)로 소정 장애 감지 신호를 전송하여 자율주행보조제어기(240)를 활성화시킬 수 있다.
조향제어기(261)와 가감속제어기(262)는 각각 차량의 횡방향과 종방향 제어를 최종적으로 담당하는 액츄에이터 구동 제어기이다.
따라서, 기본적으로 조향제어기(261)와 가감속제어기(262)는 자율주행주제어기(230)의 요구 명령에 의해 차량이 제어될 수 있는 제어 로직이 탑재될 수 있다.
또한, 조향제어기(261)와 가감속제어기(262)는 각각 자율주행주제어기(230)의 고장을 판단할 수 있는 로직이 탑재될 수 있다.
여기서, 고장 판단 로직이 조향제어기(261)와 가감속제어기(262) 각각에 탑재되는 이유는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 제1 통신 선로(270)가 조향제어기(261)로 입력되는 혹은 가감속제어기(262)로 입력되는 각각의 통신 신호 불량을 유발할 수 있기 때문이다.
조향제어기(261)와 가감속제어기(262)는 자율주행주제어기(230)와 자율주행보조제어기(240)의 신호를 상시로 수신하기 때문에 자율주행주제어기(230)의 고장 판단 시 주행 제어를 위한 요구 명령 값을 자율주행보조제어기(240)로부터 수신할 수 있도록 스위칭할 수 있는 로직이 탑재될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 장애 발생에 따른 자율 주행 제어 절차를 설명하기 위한 도면이다.
운전자는 차량에 구비된 소정 버튼 입력을 통해 자율 주행을 활성화시킬 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 음성 인식, 제스쳐 인식 등을 통해서는 자율 주행 기능을 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 차량은 자율 주행 시스템이 정상 동작 중인 구간에서 시속 100km로 정속 주행할 수 있다. 자율 주행 중 시스템 장애-예를 들면, 자율주행주제어기 고장-이 감지되면, 차량은 자율주행제어기를 자율주행주제어기(230)에서 자율주행보조제어기(240)로 절체한 후 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입할 수 있다.
위험 최소화 전략 모드로 진입한 차량은 주행 차로를 유지한 상태로 감속 주행을 시작할 수 있다.
차로 유지 감속 주행 중 전방에 다른 차량이 감지되는 경우, 차량 충돌을 방지하기 위해 차량은 감속량을 조절할 수 있다.
위험 최소화 전략 모드에서 차로 유지 감속 주행 중 운전자 개입-예를 들면, 횡방향 조향 제어-가 감지되면, 차량은 시스템에서 운전자로 제어권을 자동 이양시킬 수 있다.
위험 최소화 전략 모드로 진입한 차량은 감속 주행을 통해 차량이 완전히 정지할 때까지 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력할 수 있다.
자율주행주제어기(230) 고장 혹은 제어기 간 통신 불량이 발생하게 되면 차량의 횡 방향 거동을 담당하는 조향제어기(261)과 차량의 종 방향 거동을 담당하는 가감속제어기(262)는 자율주행주제어기(230)로부터 아무런 요구 명령 값을 받을 수 없다. 따라서, 차량이 주행 차로를 유지하기 힘들 뿐만 아니라 감속 주행은 가능할 수 있으나 전방 물체와 충돌하는 긴급 상황이 발생할 수 있다.
종 방향 거동 제어의 경우, 상기 긴급 상황에 대해서 긴급 제동을 수행하는 전략을 채택하여 위험 상황을 회피할 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 본 발명에서 제시하는 다른 실시 예인 차로 내 정차 전략은 가능한 운전자에게 제어권을 이양할 수 있는 시간을 확보하기 위해 긴급 제동 대신 일정한 감속 제어를 수행하여 전방 차량과의 충돌 위험을 최소화함과 동시에 최대한 운전자에게 제어권이 이양될 수 있도록 유도할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 위험 최소화 전략은 최종적으로 차량이 감속 주행을 하여 안전하게 정차하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 자율 주행 제어 장치에서의 자율 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 설명의 편의를 위해, 상기 도 2의 자율 주행 제어 장치(200)를 간단히 장치(200)라 명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 장치(200)는 자율 주행 기능이 활성화되면, 자율주행주제어기(230)의 요구 명령에 기초하여 자율 주행 제어를 수행할 수 있다(S410).
장치(200)는 자율 주행 제어 중 시스템 장애 발생 여부를 판단할 수 있다(S420). 여기서, 시스템 장애는 제어기 장애 뿐만 아니라 통신 장애를 포함할 수 있다. 일 예로, 제어기 장애는 자율주행주제어기(230)의 고장을 포함할 수 있다.
판단 결과, 시스템 장애가 발생된 경우, 장치(200)는 자율 주행 제어권을 자율주행주제어기(230)에서 자율주행보조제어기(240)로 전환시키고, 자율주행보조제어어기(240)에 생성된 요구 명령에 기초하여 차량의 주행 제어를 수행할 수 있다(S430).
장치(200)는 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력할 수 있다(S440).
장치(200)는 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 자율주행보조제어어기(240)의 요구 명령에 따라 차량이 정차할 때까지 차로 유지 감속 제어를 수행할 수 있다(S450).
장치(200)는 위험 최소화 전략 주행 모드에서 차로 유지 감속 제어 중 제어권 이양 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다(S460).
일 예로, 제어권 이양 이벤트는 운전자 개입에 의해 감지될 수 있다. 여기서, 운전자 개입은 운전자의 횡 방향 조향 제어에 따라 감지될 수 있다.
장치(200)는 제어권 이양 이벤트가 감지하면, 경고 알람 메시지 출력을 중단하고, 위험 최소화 전력 주행 모드를 종료할 수 있다(S470 내지 S480).
장치(200)는 자율 주행을 해제하여 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 완료할 수 있다(S490).
실시 예로, 자율주행보조제어기(240)는 운전자 개입에 따른 제어권 이양 이벤트를 감지하면, 소정 자율 주행 기능 해제 신호를 조향제어기(261), 가감속제어기(262) 및 경고 알람부(250)에 송출하여 자율 주행 기능을 비활성화시킬 수 있다.
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. 이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기 및 자율주행보조제어기를 포함하는 자율 주행 차량의 자율 주행 제어 방법에 있어서,
    상기 자율주행주제어기를 이용하여 자율 주행 중 시스템 장애를 모니터링하는 단계;
    상기 시스템 장애를 감지하면 상기 자율주행보조제어기로 절체하는 단계;
    및
    위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율주행보조제어기를 이용하여 상기 자율 주행 차량을 감속 제어하는 단계
    를 포함하는 자율 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 장애는 상기 자율 주행 차량의 거동을 제어하는 제어기 장애 및 통신 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자율주행보조제어기는 상기 자율주행주제어기의 일부 기능만을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기 장애는 상기 자율주행주제어기에 대해 발생된 장애이고, 상기 자율주행주제어기의 장애 발생 시 상기 자율주행보조제어기로 상기 자율 주행에 대한 제어권이 자동 전환되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자율주행주제어기는 센싱 정보에 기반한 정밀 측위 수단, 인지 수단, 판단 수단 및 제어 수단을 구비하고,
    상기 자율주행보조제어기는 전방 카메라 및 전방 레이더로부터의 상기 센싱 정보에 기반하여 차선 및 전방 주행 차량을 인지하는 상기 인지 수단 및 상기 인지 결과에 따라 요구 명령 값을 산출하여 감속 제어를 수행하는 상기 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 장애가 감지되면, 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 경고 알람 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행이 해제되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감속 제어는 주행 차선 유지 상태로 상기 자율 주행 차량이 정지할 때까지 수행되고,
    상기 감속 제어 중 운전자 개입을 감지하면, 시스템에서 운전자로 제어권이 자동 이양되어 상기 자율 주행이 해제되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주행 차선을 유지한 상태에서 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위해 감속량이 적응적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 자율 주행 차량은,
    상기 자율 주행 차량의 주행 방향을 조절하는 조향 제어기;
    상기 자율 주행 차량의 주행 속도를 조절하는 가감속제어기;
    상기 자율주행주제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제1 통신 선로; 및
    상기 자율주행보조제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제2 통신 선로
    를 포함하고,
    상기 제1 통신 선로 사용 중 상기 통신 장애 감지 시 상기 제1 통신 선로에서 제2 통신 선로로 사용 선로가 자동 전환되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기는 상기 시스템 장애를 감지하면, 상기 자율주행보조제어기로 소정 장애 감지 신호를 송출하여 상기 자율주행보조제어기를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  11. 자율 주행 차량의 내부 및 외부에 장착되어 센싱 정보를 생성하는 센서부;
    이중화 구조를 가지는 자율주행주제어기와 자율주행보조제어기를 포함하고 상기 센서부로부터 수신된 센싱 정보에 기반하여 자율 주행을 제어하는 제1 제어 모듈; 및
    상기 자율주행주제어기를 이용하여 상기 자율 주행 중 시스템 장애를 감지하는 제2 제어 모듈
    를 포함하고,
    상기 시스템 장애가 감지되면 상기 제1 제어 모듈은 상기 자율주행보조제어기로 절체한 후 위험 최소화 전략 주행 모드로 진입하여 상기 자율 주행 차량을 감속 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시스템 장애는 상기 자율 주행 차량의 제어기 장애 및 통신 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자율주행보조제어기는 상기 자율주행주제어기의 일부 기능만을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어기 장애는 상기 자율주행주제어기에 대해 발생된 장애이고, 상기 자율주행주제어기의 장애 발생 시 상기 제2 제어 모듈은 상기 자율주행보조제어기로 상기 자율 주행에 대한 제어권이 전환되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 자율주행주제어기는,
    상기 센싱 정보에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 정밀측위부;
    상기 센싱 정보에 기반하여 차선 정보 및 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제1 인지부;
    상기 생성된 정보에 기반하여 위험 상황 발생 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 생성된 정보 및 상기 판단 결과에 따라 요구 명령 값을 산출하여 조향 및 속도를 제어하는 제1 제어부
    를 포함하고,
    상기 센서부는 전방 카메라 및 전방 레이더를 포함하고,
    상기 자율주행보조제어기는,
    상기 전방 카메라 및 상기 전방 레이더로부터 수신된 상기 센싱 정보에 기반하여 상기 차선 정보 및 상기 전방 주행 차량 정보를 생성하는 제2 인지부; 및
    상기 차선 정보 및 상기 전방 주행 차량 정보에 기초하여 상기 요구 명령 값을 산출하여 감속 제어를 수행하는 제2 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 시스템 장애가 감지되면, 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지를 출력하는 경고 알람부를 더 포함하고,
    상기 제어권 이양이 완료되면, 상기 경고 알람 메시지 출력이 중단되고, 상기 자율 주행이 해제되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 제어 모듈은 주행 차선을 유지한 상태에서 상기 자율 주행 차량이 정지할 때까지 상기 감속 제어를 수행하고, 상기 감속 제어 중 운전자 개입을 감지하면, 시스템에서 운전자로 제어권을 자동 이양하여 상기 자율 주행을 해제시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 제어 모듈은 상기 주행 차선을 유지한 상태에서 전방 차량과의 충돌을 방지하기 위해 감속량을 적응적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제2 제어 모듈은,
    상기 자율 주행 차량의 주행 방향을 조절하는 조향 제어기; 및
    상기 자율 주행 차량의 주행 속도를 조절하는 가감속제어기
    를 포함하고,
    상기 자율주행차량은,
    상기 자율주행주제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제1 통신 선로; 및
    상기 자율주행보조제어기와 상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기를 연결하는 제2 통신 선로
    를 포함하고,
    상기 제1 통신 선로 사용 중 상기 통신 장애 감지 시 상기 제1 통신 선로에서 제2 통신 선로로 사용 선로가 자동 전환되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조향 제어기 및 상기 가감속제어기는 상기 시스템 장애를 감지하면, 상기 자율주행보조제어기로 소정 장애 감지 신호를 송출하여 상기 자율주행보조제어기를 활성화시키고, 상기 자율주행보조제어기로부터 요구 명령을 수신하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
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