KR20220006897A - 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치는 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 획득되는 데이터 및 상기 프로세서에 의해 구동되는 알고리즘이 저장되는 저장부를 포함할 수 있다.

Description

군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for controlling platooning, system having the same and method thereof}

본 발명은 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교차로 통과 시 군집 주행 해제를 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.

군집 주행(platooning)은 다수의 차량이 지정된 간격으로 일렬로 배치된 상태에서 자율 주행을 수행하는 기술이다. 군집 주행을 수행하는 동안 군집 주행 대열의 최전방에 위치된 차량인 선두 차량(leading vehicle)은 선두 차량을 따르는 하나 이상의 추종 차량(following vehicle)을 제어할 수 있다.

군집 주행 중 전방에 교차로가 존재하는 경우, 군집 주행 대열 내의 모든 차량이 교차로를 통과하기 전에 신호등이 변경되는 경우, 군집 주행 대열 내의 일부만 교차로를 통과하고 일부는 정지하게 되어, 군집 주행 대열이 갑자기 해제될 수 있다.

이와 같이 갑작스런 군집 주행 해제 시 운전자가 해제 상황을 미리 준비하지 못한 경우 사고가 발생할 수 있다.

이에 군집 해제를 방지 하기 위해 종래에는 정지 신호등으로 변하지 않아도 미리 선두 차량이 정지함으로써, 교통 흐름을 악화시킬 수 있다.

본 발명의 실시예는 군집 주행 차량과 교통 신호등 제어기의 통신을 기반으로 교통 신호등 정보를 이용하여 갑작스런 군집 주행 해제를 방지하고 군집 주행 차량의 불필요한 정지에 의한 교통 체증을 방지할 수 있는 군집 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 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 군집 주행 제어 장치는 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 획득되는 데이터 및 상기 프로세서에 의해 구동되는 알고리즘이 저장되는 저장부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 교차로의 길이, 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리, 군집 주행 대열의 크기, 및 현재 주행 속도를 기반으로 상기 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 교차로 내 사고가 발생하거나 공사 중이거나 상기 교차로 내에 긴급 차량이 진입하는 경우, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우 중 적어도 하나 이상의 상황 시에 상기 정지 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우, 상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량 간 간격을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우, 상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량의 속도를 주행 도로의 제한 속도 범위 내에서 증가시키는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우, 상기 군집 주행 대열을 변경하는 것을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 주행 도로가 n 차선 이상의 도로인 경우, 기 군집 주행 대열을 n개로 나누어 주행하도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템은 교차로의 교통 신호등 제어기와 통신을 수행하는 통신 장치; 및 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 군집 주행 제어 장치를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 전방의 교통 신호등을 인식하고 전방 차량과의 거리를 계측하는 센싱 장치를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 군집 주행 정보 및 신호등 상황 정보를 표시하는 인터페이스 장치를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 군집 주행 제어 장치는, 신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법은 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 획득하는 단계; 및 상기 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는, 신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는, 상기 교차로의 길이, 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리, 군집 주행 대열의 크기, 및 현재 주행 속도를 기반으로 상기 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우, 상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량 간 간격을 감소시키는 단계; 또는 기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량의 속도를 주행 도로의 제한 속도 범위 내에서 증가시키는 단계; 또는 상기 군집 주행 대열을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

본 기술은 군집 주행 차량과 교통 신호등 제어기의 통신을 기반으로 교통 신호등 정보를 이용하여 갑작스런 군집 주행 해제를 방지하고 군집 주행 차량의 불필요한 정지에 의한 교통 체증을 방지할 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 차량의 교차로 통과 예시 화면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 정지선에서 정지제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 통과 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 통과 제어 시 군지 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 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 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 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 7을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 차량의 교차로 통과 예시 화면을 나타내는 도면이다.

군집 주행 그룹에 포함된 선두 차량(LV: leading vehicle) 및 추종 차량(FV: following vehicle)은 도로 상에서 군집 주행을 수행할 수 있다. 선두 차량(LV)과 추종 차량들(FV1, FV2, FV3, ??, FVn)은 지정된 거리를 유지하면서 주행할 수 있다. 주행하는 동안, 선두 차량(LV) 또는 추종 차량(FV1)은 선두 차량(LV)과 추종 차량(FV1) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 선두 차량(LV) 또는 추종 차량(FV1)은 운전자의 조작에 따라 차간 거리를 증가시킬 수도 있고, 감소시킬 수도 있다. 선두 차량(LV) 및 추종 차량(FV)은 차간 거리의 조절을 위한 입력을 수신하기 위해 직관적이고 간단한 사용자 인터페이스를 운전자에게 제공할 수 있다.

선두 차량(LV)과 추종 차량들(FV1, FV2, FV3, ??, FVn)은 주행 중 전방의 교통 신호등 및 교차로가 존재하는 경우, 군집주행 대열내의 모든 차량이 동시에 교차로를 통과하거나 정지하도록 제어할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 시스템(10)은 군집 주행 제어 장치(100), 센싱 장치(200), GPS(Global Positioning System) 수신 장치(300), 통신 장치(400), 내비게이션(500), 인터페이스 장치(600), 조향 제어 장치(700), 제동 제어 장치(800), 및 엔진 제어 장치(900)를 포함한다.

군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행할 수 있다.

도 2를 참조하면 선두 차량 LV의 군집 주행 제어 장치(100)는 교차로의 길이(Ld), 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리(Ls), 군집 주행 대열의 크기(L), 및 현재 주행 속도를 기반으로 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출할 수 있다.

이때, 선두 차량 LV의 군집 주행 제어 장치(100)는 GPS 정보 및 레이더 정보를 이용하여 교통 신호등과 선두 차량사이의 거리(Ls) 및 교차로의 길이 (Ld) 를 계측한다.

또한 선두 차량 LV의 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 신호등 제어기(20)와 통신을 통하여 신호등 잔류시간 등의 신호등 정보를 수신할 수 있다.

선두 차량 LV의 군집 주행 제어 장치(100)는 도로의 제한 속도 내에서 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등을 통과할 수 있는 시간인지 판단하여 차량의 진행여부, 군집주행의 대열 변경여부, 신호등 잔류시간 추가요청 등을 통해 차량을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.

즉 군집 주행 제어 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.

군집 주행 제어 장치(100)는 저장부(110) 및 프로세서(processor;130)를 포함할 수 있다.

저장부(110)는 센싱 장치(200)의 센싱 결과, GPS 수신 장치(300)로부터 수신한 GPS 정보, 통신 장치(400)로부터 수신한 신호등 정보 및 타차량으로부터 수신한 군집주행 대열 내 차량들의 차량 정보 및 교통 상황 정보, 내비게이션(500)으로부터 수신한 도로 정보, 및 프로세서(120)에 의해 획득된 데이터, 저장부(110)는 군집 주행 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.

일 예로서, 저장부(110)는 GPS 정보 등을 기반으로한 차량의 위치 정보, 전방 도로의 정보, 전방 신호등의 위치 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(110)는 V2X 통신을 통해 수신된 전방 차량의 측위 정보, 차량 속도 정보 등이 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(110)는 센싱 장치(200)에 의해 검출된 전방 장애물, 예를 들어, 전방 차량의 정보가 저장될 수도 있다.

저장부(110)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.

프로세서(120)는 저장부(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 하위 제어기일 수 있다.

프로세서(120)는 교차로의 길이, 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리, 군집 주행 대열의 크기, 및 현재 주행 속도를 기반으로 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출할 수 있다. 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간은 아래 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.

프로세서(120)는 교통 신호등 정보 중 신호등 잔류 시간과 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 군집 주행 대열의 모든 차량들이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단할 수 있다.

즉 프로세서(120)는 교통 신호등 제어기(20)로부터 수신한 신호등 잔류 시간과 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 군집 주행 대열의 모든 차량들이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단할 수 있다. 이때, 신호등 잔류 시간은 주행 신호등에서 정지신호등으로 변경하기 까지 남은 시간을 의미한다. 즉 교통 신호등이 현재 차량이 교차로를 통과할 수 있는 상태이나 차량이 교차로를 통과하지 못하도록 정지 신호등이 턴온되기까지 남은 시간이다. 일 예로, 정지 신호등이 빨간불, 주행 신호등이 파란불인 경우, 현재 파란불 상태에서 빨간불로 바뀔 때까지 남은 시간을 의미한다.

프로세서(120)는 교차로 내 사고가 발생하거나 공사중이거나 교차로 내에 긴급 차량이 진입하는 경우, 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과하지 못하는 경우 중 적어도 하나 이상의 상황 시에 정지 제어를 수행할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 통신 장치(400)를 통해 수신한 교통 상황 정보 및 도로 상황 정보 등을 기반으로 교차로 내 사고 발생여부 공사중 여부 등을 판단할 수 있다.

프로세서(120)는 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과하지 못하는 경우, 군집 주행 대열의 군집 주행 차량 간 간격을 감소시키거나, 군집 주행 대열의 군집 주행 차량의 속도를 주행 도로의 제한 속도 범위 내에서 증가시키거나 군집 주행 대열을 변경하여, 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과하도록 제어할 수 있다.

프로세서(120)는 주행 도로가 n 차선 이상이고 옆차로에 주행 차량이 없는 경우 군집 주행 대열을 n개로 나누어 주행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 주행 도로가 편도 4차선 인 경우, 군집 주행 대열을 4개로 나누어 병렬적으로 주행하도록 함으로써 더욱 빠르게 교차로를 통과할 수 있도록 할 수 있다.

센싱 장치(200)는 차량 주변에 위치한 장애물, 예를 들어, 선행 차량을 탐지하고, 해당 장애물의 거리 및/또는 상대 속도를 측정하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센싱 장치(200)는 전방의 교차로 정보, 교통 신호등 정보 등을 획득할 수 있다.

센싱 장치(200)는 이러한 외부 정보의 획득을 위해 복수의 센서를 구비할 수 있으며, 카메라(210), 레이더(220) 등을 포함할 수 있다.

카메라(210)는 전방을 촬영하여 영상 데이터를 군집 주행 제어 장치(100)로 제공한다. 이에 군집 주행 제어 장치(100)는 영상 데이터로부터 신호등 및 도로 차선을 인식할 수 있다.

레이더(220)는 전방 차량과의 거리를 계측하여 군집 주행 제어 장치(100)로 제공한다.

또한, 센싱 장치(200)는 도 1에 도시되지 않았으나, 초음파 센서, 레이저 스캐너 및/또는 코너 레이더, 라이다, 가속도 센서, 요레이트 센서, 토크 측정 센서 및/또는 휠스피드 센서, 조향각 센서 등을 더 포함할 수 있다.

GPS 수신 장치(300)는 GPS 정보를 수신하여 군집 주행 제어 장치(100)로 제공한다. 이에 군집 주행 제어 장치(100)는 GPS정보를 기반으로 차량의 위치를 확인할 수 있다.

통신 장치(400)는 무선 또는 유선 연결을 통해 신호를 송신 및 수신하기 위해 다양한 전자 회로로 구현되는 하드웨어 장치로서, 본 발명에서는 차량 내 네트워크 통신 기술, 차량 외부의 서버, 인프라, 타 차량 등과 무선 인터넷 접속 또는 근거리 통신(Short Range Communication) 기술을 이용하여 V2X, V2V, V2I 통신을 수행할 수 있다.

여기서, 차량 네트워크 통신 기술로는 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등을 통해 차량 내 통신을 수행할 수 있다. 또한, 무선 통신 기술로는 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있다. 또한, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.

일 예로, 통신 장치(400)는 교통 신호등을 제어하는 교통 신호등 제어기(20)와 뭔 통신을 수행할 수 있으며, 교통 신호등 제어기(20)로부터 신호 변경 정보, 신호 잔류 시간 등의 정보를 수신할 수 있다.

내비게이션(500)은 군집 주행 차량들의 목적지까지의 경로 및 지도 정보를 제공하며, 도로 정보를 군집 주행 제어 장치(100)로 제공할 수 있다. 일 예로, 도로 정보는 주행 도로의 제한 속도 정보, 차선 정보, 통행량 정보, 교통 신호등 정보 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 교통 신호등 정보는 교통 신호등의 위치 정보, 교통 신호등의 종류 정보 등을 포함할 수 있다.

인터페이스 장치(600)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.

여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다. 일 예로, 입력수단은 군집 주행 대열 참여를 위한 승인 또는 거부에 대한 입력이 가능하다.

출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 출력수단은, 군집 주행 정보 및 신호등 상황 정보를 표시할 수 있으며, 일 예로, 군집 주행 정보는 목적지까지의 경로 정보, 타 차량과의 통신내용, 군집 주행 대열 합류 승인, 군집 주행 대열 해제, 군집 주행 상황등의 정보를 포함할 수 있다. 일 예로 신호등 상황 정보는 신호등 위치, 신호등 잔류 시간 등을 포함할 수 있따.

이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

조향 제어 장치(700)는 차량의 조향각을 제어하도록 구성될 수 있으며, 스티어링 휠, 스티어링 휠와 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

제동 제어 장치(800)는 차량의 제동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 브레이크를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

엔진 제어 장치(900)는 차량의 엔진 구동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 차량의 속도를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 군집 주행 대열 차량이 교통 신호등을 제어하는 교통 신호등 제어기와 통신을 수행함으로써 신호등 잔류 시간을 파악하여, 교차로 정지선에 정지하거나 교차로를 통과하도록 제어함으로써, 군집 주행 대열 차량이 교통 신호등에 의해 군집이 해제되는 것을 방지하여 갑작스런 군집해제를 상황에 대한 사고를 미연에 방지하고 군집주행 대열에 의한 교통 체증을 방지할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 이하에서는 도 1의 군집 주행 제어 장치(100)가 도 3 내지 도 6의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 3의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 군집 주행 제어 장치(100)의 프로세서(120)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 통과 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3을 참조하면 군집 주행 제어 장치(100)는 교통신호등 제어기(20)와 통신을 수행하여, 신호등 정보(신호등 상태 및 신호등 잔류 시간)를 획득한다(S100).

군집 주행 제어 장치(100)는 센싱 장치(200)에 의한 센싱 결과, 통신 장치(400)에 의한 주변 인프라 또는 주변차량으로부터 수신한 정보 등을 기반으로 긴급 상황인지를 판단한다. 일 예로, 긴급 상황은 교차로 내 사고가 발생하거나 공사중인 경우 또는 교차로 내 긴급차량(앰뷸런스 등)이 진입한 경우 등을 포함할 수 있다.

긴급 상황인 것으로 판단되면, 군집 주행 제어 장치(100)는 차량이 교차로의 정지선에 정지하도록 제어할 수 있다(S300). 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집주행 대열 내의 모든 차량에게 긴급 상황을 공유하여, 군집주행 대열 내의 모든 차량이 정지선에 정지할 수 있도록 제어할 수 있다.

긴급 상황이 아닌 것으로 판단되면, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)를 계산한다(S400).

군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)과 신호등 잔류 시간을 비교하여, 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 신호등 잔류 시간 내에 통과할 수 있는 지를 판단한다(S700). 즉, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)이 신호등 잔류 시간보다 작으면 차량 FVn이 교차로를 통과할 수 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는 경우, 군집 주행 대열 내의 모든 차량이 교차로를 통과하는 것으로 판단할 수 있다.

군집 주행 대열 내의 모든 차량이 교차로를 통과할 수 없는 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 신호등 제어기(20)로 신호등 정보를 추가 요청한다(S600).

이어 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 신호등 제어기(20)로부터 추가 요청하여 수신한 신호등 정보를 반영하여 통과 가능할지를 판단하고(S700), 추가 요청하여 수신한 신호등 정보의 반영이 어려운 경우 군집 주행 차량이 교차로 정지선에 정지하도록 제어하고 반영하여 군집 주행 차량이 교차로를 통과 가능한 경우 교차로 통과 제어를 수행할 수 있다(S800).

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 정지선에서 정지제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 상황 정보를 수신하여, 정지선에 정지 제어 수행이 필요한지를 판단한다(S201). 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 상황 정보를 기반으로, 교차로 내 사고가 발생하거나 공사중인 경우, 긴급 차량이 진입한 경우, 신호등 시간 안에 교차로를 통과하지 못할 경우, 교차로의 정지선에 정지 제어 수행이 필요한 것으로 판단할 수 있다.

정지 제어가 필요한 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 차량 내 디스플레이에 "정지" 메시지를 송출하고(S202), 차량의 제동, 조향, 및 속도를 제어하여 차량이 교차로의 정지선에 정지하도록 제어한다(S203).

이 후 군집 주행 제어 장치(100)는 차량이 정지하였는 지를 판단하고(S204), 정지하지 않은 경우 차량의 제동, 조향, 및 속도를 계속 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 통과 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 신호등 제어기(20)와 통신을 수행하여, 신호등 위치 및 신호등 잔류 시간을 획득한다(S301).

군집 주행 제어 장치(100)는 군집주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)을 계산한다(S302).

군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)과 신호등 잔류 시간을 비교하여, 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 신호등 잔류 시간 내에 통과할 수 있는 지를 판단한다(S303). 즉, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간(t)이 신호등 잔류 시간보다 작으면 차량 FVn이 교차로를 통과할 수 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 군집 주행 대열 내의 마지막 차량 FVn이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과하기 어려운 경우, 신호등 시간 추가 확보를 위한 제어가 가능한 지를 판단한다(S304). 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 교차로내 사고가 발생하거나, 긴급차량이 진입하거나, 군집 주행 차량의 간격, 속도, 및 대열의 제어가 불가능한 경우, 신호등 시간 추가 확보가 어려운 상황인 것으로 판단할 수 있다.

신호등 시간 추가 확보를 위한 제어가 불가능한 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 교차로 정지선에 정지 제어를 수행한다(S305).

신호등 시간 추가 확보를 위한 제어가 가능한 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 차량 간의 간격을 제어할 수 있다(S306).

즉 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 차량 간의 간격을 좁혀 군집 대열 총 길이(군집 크기) L을 감소시킴으로써, 군집 주행 차량이 교차로를 통과하는 데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.

군집 주행 차량 간의 간격 제어를 수행한 후, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열의 마지막 차량이 교차로를 통과하는 데 걸리는 시간을 다시 산출하여 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능 한지를 판단한다(S307).

상기 과정 S307에서 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능하지 않은 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 주행중인 도로의 규정 속도(제한 속도)가 군집 주행 차량의 현재 주행 속도보다 빠른 지를 판단한다(S308).

규정 속도가 군집 주행 차량의 현재 주행 속도보다 빠르면, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 차량의 속도를 규정 속도 내에서 제어할 수 있다(S309).

즉, 군집 주행 제어 장치(100)는 현재 주행 속도가 규정 속도보다 느린 경우, 주행 속도를 규정 속도 내에서 증가시켜, 군집 주행 차량이 교차로를 통과하는 데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.

군집 주행 차량의 속도 제어를 수행한 후, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열의 마지막 차량이 교차로를 통과하는 데 걸리는 시간을 다시 산출하여 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능 한지를 판단한다(S310).

상기 과정 S310에서 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능하지 않은 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 현재 주행 도로가 편도 2차로 이상인지를 판단한다(S311).

현재 주행 도로가 편도 2차로 이상인 경우 차선 변경이 가능하므로, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 차량의 대열을 제어할 수 있다(S312). 즉 편도 2차로 이상이고 옆 차선의 주행차량이 존재하지 않는 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 크기를 균등하여 군집 주행 차량의 대열을 변경할 수 있다.

일 예로, 군집 주행 제어 장치(100)는 1차로로 주행중이던 군집 주행 대열 내의 차량 중 일부를 2차로로 차선 변경을 하여 2차로를 주행하는 상태에서 교차로를 통과하도록 할 수 있다. 교차로 통과 후, 2차로를 주행하던 차량은 군집 대열 내의 1차로로 복귀하도록 할 수 있다.

일 예로, 편도 2차선인 경우 군집주행 차량 대열을 1/2로 나누고, 3차선인 경우 군집 주행 대열을 1/3로 나누어 주행하도록 함으로써 군집 크기 L을 1/2, 1/3으로 만들어 교차로를 통과하는 시간을 단축시킬 수 있다. 이후 장치(100)는 군집 주행 차량 모두가 교차로를 통과하면, 다시 1열 주행으로 변경할 수 있다.

군집 주행 차량의 대열 제어를 수행한 후, 군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 대열의 마지막 차량이 교차로를 통과하는 데 걸리는 시간을 다시 산출하여 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능 한지를 판단한다(S313).

상기 과정 S313에서 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 교차로를 통과 가능하지 않은 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 교통 신호등 제어기(20)와 통신을 수행하거나 교차로 정지선에 정지 제어를 수행할 수 있다.

도 5에서는 군집 주행 속도, 군집 주행 간격, 군집 주행 대열을 각각 제어하는 예를 개시하고 있으나, 군집 주행 속도, 군집 주행 간격, 군집 주행 대열을 동시에 제어하여 교차로를 통과할 수 있도록 제어할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 차량의 교차로 통과 제어 시 군집 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6을 참조하면 군집 주행 제어 장치(100)는 교차로 정지선에 정지 제어 수행이 필요한지를 판단하고(S401), 교차로 정지선에 정지 제어 수행이 필요한 경우 제동 압력 증대, 차속 감속, 및 조향 유지 명령 등을 통해 차량 정지 제어를 수행할 수 있다(S402).

한편, 교차로 정지선에 정지 제어 수행이 필요치 않은 경우 군집 주행 제어 장치(100)는 교차로 통과 제어의 필요 여부를 판단하고(S403). 교차로 통과 제어가 필요한 경우 제동 압력 미발생, 차속 증대, 및 조향 제어 명령 등을 기반으로 차량 주행 유지 제어를 수행할 수 있다(S404).

상기 과정 S402, S404와 같이 차량 정지 제어 또는 차량 주행 유지 제어를 수행한 후, 군집 주행 제어 장치(100)는 무선 통신을 통해 군집 주행 차량들에 군집 주행 정보(메시지)를 전송하여 공유한다(S405).

이와 같이 본 발명의 군집 주행 제어 장치(100)는 조향 제어 장치(700)로 조향 제어 명령을 전송하여 군집 주행 대열을 변경하거나, 제동 제어 장치(800)로 휠의 제동 압력의 증압 또는 감압 명령을 전송하여 제동을 제어하거나, 엔진 제어 장치(900)으로 엔진 RPM 제어 명령을 전송하여 차속을 제어할 수 있다.

이에 본 발명은 군집 주행 차량의 군집 주행 중 전방의 교차로를 감지하고, 전방의 교차로를 군집 해제 없이 통과할 수 있도록 차량을 제어함으로써 군집 주행 차량에 의한 교통 흐름 악화를 방지하고 갑작스런 군집 주행 해제를 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.

도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 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(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.

예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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 (16)

1. 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 프로세서; 및
   상기 프로세서에 의해 획득되는 데이터 및 상기 프로세서에 의해 구동되는 알고리즘이 저장되는 저장부;
   를 포함하는 군집 주행 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서는,
   신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 교차로의 길이, 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리, 군집 주행 대열의 크기, 및 현재 주행 속도를 기반으로 상기 군집 주행 차량들이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 교차로 내 사고가 발생하거나 공사중이거나 상기 교차로 내에 긴급 차량이 진입하는 경우, 상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우 중 적어도 하나 이상의 상황 시에 상기 정지 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우,
   상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량 간 간격을 감소시키는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우,
   상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량의 속도를 주행 도로의 제한 속도 범위 내에서 증가시키는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우,
   상기 군집 주행 대열을 변경하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 프로세서는,
   주행 도로가 n 차선 이상의 도로인 경우,
   상기 군집 주행 대열을 n개로 나누어 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
9. 교차로의 교통 신호등 제어기와 통신을 수행하는 통신 장치; 및
   군집 주행 중 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 군집 주행 제어 장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    전방의 교통 신호등을 인식하고 전방 차량과의 거리를 계측하는 센싱 장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
11. 청구항 9에 있어서,
    군집 주행 정보 및 신호등 상황 정보를 표시하는 인터페이스 장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 군집 주행 제어 장치는,
    신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
13. 군집 주행 중 교통 신호등 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 교통 신호등 정보를 기반으로 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는,
    신호등 잔류 시간과 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 비교하여, 상기 군집 주행 대열의 모든 차량들이 상기 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과할 수 있는 지를 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는,
    상기 교차로의 길이, 교통 신호등과 군집 주행 차량 중 선두차량과의 거리, 군집 주행 대열의 크기, 및 현재 주행 속도를 기반으로 상기 군집 주행 차량이 모두 교차로를 통과하는데 걸리는 시간을 산출하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
16. 청구항 13에 있어서,
    상기 교차로를 통과하도록 제어하거나 정지 제어를 수행하는 단계는,
    상기 군집 주행 대열의 마지막 차량이 신호등 잔류 시간 내에 상기 교차로를 통과하지 못하는 경우,
    상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량 간 간격을 감소시키는 단계; 또는
    상기 군집 주행 대열의 군집 주행 차량의 속도를 주행 도로의 제한 속도 범위 내에서 증가시키는 단계; 또는
    상기 군집 주행 대열을 변경하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.

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