KR20220017048A - 자율 주행 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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emergency
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이건창
유수정
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 자율 주행 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자율 주행 제어 시스템은, 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 목표 정차 위치를 기준으로 상기 차량의 정차 전략을 생성하여 수행하는 전략 수행부, 상기 정차 전략에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 거동 제어부, 및 상기 위험 상황 발생 시, 미리 설정된 비상 모듈을 구동하는 비상 모듈 제어부를 포함한다.

Description

자율 주행 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AUTONOMOUS DRIVING CONTROL}
본 발명은 자율 주행 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자율 주행 차량은 자율 주행 중 더 이상 자율 주행으로 주행하기 어려울 때 운전자에게 제어권의 이양을 요청할 수 있다. 이에, 운전자가 제어권의 이양을 수락하면 수동 주행으로 주행하게 된다.
다만, 운전자가 주행 중 건강 이상 등으로 인해 제어권의 이양을 수락할 수 없는 경우에는 수동 주행으로 전환하지 못해 위험 상황이 발생할 수 있다.
레벨 3 수준의 자율 주행 차량은 상술한 문제를 해결하기 위해 운전자가 제어권의 이양을 일정시간이 경과하도록 수락하지 않으면 위험 상황으로 인지하여 자동으로 차량이 안전한 위치에 정차하도록 제어한다.
하지만, 차량이 정차한 이후에 별다른 대응 조치가 없고, 만일 차량 정차 후에 자율 주행 모드가 해제되면 운전자가 수동 운전으로 대응이 되지 않은 상황에서 사고를 유발할 수 있게 된다.
본 발명의 목적은, 자율 주행 중 위험 상황 발생 시 차량을 차로 내 혹은 갓길로 유도하여 정차시킴으로써 위험 상황을 최소화할 수 있도록 한, 차량의 자율 주행 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 자율 주행 중 위험 상황으로 인해 차량 정차 전략 주행 시, 주변 상황, 충돌 위험 상황 혹은 운전자의 개입 여부 등에 따라 미리 설정된 비상 모듈을 자동으로 구동함으로써 차량 내의 위험 상황을 외부로 알리고 위험 상황에 빨리 대처할 수 있도록 한, 자율 주행 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템은, 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 목표 정차 위치를 기준으로 상기 차량의 정차 전략을 생성하여 수행하는 전략 수행부, 상기 정차 전략에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 거동 제어부, 및 상기 위험 상황 발생 시, 미리 설정된 비상 모듈을 구동하는 비상 모듈 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전략 수행부는, 상기 차량이 상기 목표 정차 위치에 정차하기 위한 요구 감속도 및 요구 조향각을 계산하여 상기 차량의 정차 전략을 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 정차 전략 수행 시, 미리 설정된 제1 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 비상 모듈은, 브레이크등, 비상등 및 외장 조명(exterior light) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 차량의 위험 상태가 해소될 때까지 상기 제1 비상 모듈을 온 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 차량의 정차 상태가 확인되면, 미리 설정된 제2 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 비상 모듈은, 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 비상 모듈은, 시트 및 주변 영상 표시 장치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, P단 변속, 주차 브레이크 체결, 도어락 해제, E-call 연결, 시트 포지션 이동 및 주변 영상 표시 장치 작동 중 미리 설정된 하나 이상의 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템은, 차량의 정차 상태에서 후방 충돌 위험 상황의 발생 여부를 판단하는 충돌 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충돌 판단부는, 후방 차량을 인식하고, 상기 인식된 후방 차량과의 충돌 예상 시간이 기준치 이하이면 후방 충돌 위험 상황인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 후방 충돌 위험 상황이 발생한 것으로 확인되면, 미리 설정된 제3 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 비상 모듈은, 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락 및 시트 벨트 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, N단 변속, 주차 브레이크 해제, 도어락 체결 및 시트 벨트 당김 중 미리 설정된 하나 이상의 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 후방 충돌 위험 상황이 해제되면, 상기 제3 비상 모듈의 제어 동작을 이전 상태로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
상기 비상 모듈 제어부는, 상기 위험 상황이 해제되면, 상기 비상 모듈의 구동을 종료 또는 초기화시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법은, 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 목표 정차 위치를 기준으로 상기 차량의 정차 전략을 생성하여 수행하는 단계, 상기 정차 전략에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 단계, 및 상기 위험 상황 발생 시, 미리 설정된 비상 모듈을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자율 주행 중 위험 상황 발생 시 차량을 차로 내 혹은 갓길로 유도하여 정차시킴으로써 위험 상황을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 자율 주행 중 위험 상황으로 인해 차량 정차 전략 주행 시, 주변 상황, 충돌 위험 상황 혹은 운전자의 개입 여부 등에 따라 미리 설정된 비상 모듈을 자동으로 구동함으로써 차량 내의 위험 상황을 외부로 알리고, 위험 상황에 빨리 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템이 적용된 차량의 장치 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 비상 모듈을 도시한 도면이다.
도 4a, 4b, 4c, 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템이 적용된 차량의 장치 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량은 차량 제어기(10), 인터페이스부(20), 센서부(30), 통신부(40) 및 저장부(50)를 포함하며, 자율 주행 제어 시스템(100)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 차량 제어기(10)는 차량의 각 구성요소들 또는 시스템들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.
인터페이스부(20)는 사용자(운전자)로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 차량의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.
여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수 있다. 또한, 입력수단은 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다.
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.
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), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
센서부(30)는 차량 주변에 위치한 장애물을 탐지하고, 해당 장애물 간 거리를 측정하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 센서부(30)는 초음파 센서, 스캐너, 카메라 등을 포함할 수 있다. 물론, 그 외에도 센서는 장애물을 탐지하고 거리 측정이 가능한 센서라면 어느 것이든 적용 가능하다.
한편, 센서부(30)는 차량의 속도를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.
통신부(40)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 차량 네트워크 통신을 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 통신모듈은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등이 포함될 수 있다.
또한, 통신모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 모듈을 포함할 수도 있다. 일 예로, 통신모듈은 E-call 모듈 구동 시에 지정된 단말 혹은 콜센터 등과의 통신을 지원할 수 있다.
여기서, 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), 적외선 통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.
저장부(50)는 차량이 동작하는데 필요한 데이터, 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다. 여기서, 저장부(50)는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
자율 주행 제어 시스템(100)은 자율 주행 모드 동작 시 활성화되며, 미리 설정된 조건에 따라 차량의 조향각, 속도 등을 조절하며 거동을 제어한다. 이때, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량 제어기(10)로부터 센서부(30)에 의해 검출된 정보를 수신하고, 수신된 정보들을 토대로 차량의 거동을 제어할 수 있다.
또한, 자율 주행 제어 시스템(100)은 자율 주행 중 위험 상황이 발생하는지를 확인하고, 위험 상황이 발생하면 더 큰 위험 상황이 발생하는 것을 최소화하기 위해 정차 전략을 생성하여 차량이 차로 내 혹은 차로 옆 갓길에 안전하게 정차할 수 있도록 한다. 여기서, 정차 전략이란 차량의 현재 위치에서 목표 정차 위치에 정차하기까지의 차량의 조향각 및/또는 차속 등의 제어 흐름을 정의한 것을 의미한다.
또한, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차로 내 혹은 갓길에 정차한 후에 차량 내의 위험 상황을 외부에 알리기 위해 미리 정해진 비상 모듈(200)을 구동할 수도 있다.
본 발명에 따른 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량의 내부 제어유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어유닛들과 연결될 수도 있다. 여기서, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량의 구동 장치와 연계되어 동작할 수 있으며, 구동 장치를 제어하는 제어유닛과 연계되어 동작할 수도 있다.
이에, 자율 주행 제어 시스템(100)의 세부 구성 및 동작에 대한 구체적인 설명은 도 2의 실시예를 참조하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 자율 주행 제어 시스템(100)은 거동 제어부(110), 전략 수행부(120), 비상 모듈 제어부(130) 및 충돌 판단부(140)를 포함할 수 있다.
거동 제어부(110)는 조향 제어기 및 가감속 제어기를 포함할 수 있다.
이에, 거동 제어부(110)는 차량의 자율 주행이 시작되면, 미리 설정된 조건에 따라 조향 제어기 및 가감속 제어기를 통해 차량의 거동을 제어한다.
일 예로, 조향 제어기는 목표 지점까지의 이동 경로에 따라 차량이 차선을 이탈하지 않고 주행할 수 있도록 조향각을 제어한다. 물론, 차선의 변경이 필요한 경우, 조향 제어기는 차선 변경을 위해 목표 차선을 기준으로 조향각을 제어할 수 있다. 또한, 가감속 제어기는 미리 설정된 주행 속도를 유지하며 차량이 주행할 수 있도록 한다. 이때, 가감속 제어기는 전방 차량 혹은 후방 차량과의 상대거리 및 상대속도 등을 고려하여 가속 또는 감속 할 수 있다. 또한, 가감속 제어기는 장애물 혹은 교통 신호등과 같은 구조물의 위치 및/또는 상태를 고려하여 가속 또는 감속을 제어할 수도 있다.
거동 제어기는 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 전략 수행부(120)에 의해 생성된 정차 전략을 수신할 수 있다. 이때, 거동 제어기는 전략 수행부(120)로부터 수신된 정차 전략에 따라 조향 및 가감속을 제어하며 목표 정차 위치에 차량이 정차하도록 할 수 있다.
전략 수행부(120)는 자율 주행 중 더 이상 자율 주행이 어려운 것으로 판단되면 운전자에게 제어권의 이양을 요청할 수 있다.
만일, 운전자에게 주행 제어권의 이양을 요청했을 때, 설정된 시간이 경과하도록 운전자가 제어권의 이양을 수락하지 않을 경우, 전략 수행부(120)는 위험 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 전략 수행부(120)는 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면, 차량을 목표 정차 위치에 안전하게 정차시키기 위한 정차 전략을 생성한다.
여기서, 전략 수행부(120)는 차량을 정차 시키기 위한 목표 정차 위치를 결정하고, 결정된 목표 정차 위치에 안전하게 정차시키기 위한 요구 감속도 및 요구 조향각을 계산한다. 전략 수행부(120)는 계산된 요구 감속도 및 요구 조향각에 기초하여 정차 전략을 생성할 수 있다.
전략 수행부(120)는 차량이 주행 중인 차로 내에서 목표 정차 위치를 결정할 수 있다. 한편, 전략 수행부(120)는 차량이 주행 중인 차로 옆의 갓길을 목표 정차 위치로 결정할 수 있다. 이때, 전략 수행부(120)는 차량이 주행 중인 차선의 위치, 차로 내 주변 차량들의 주행 상황, 및/또는 갓길 상황 등을 고려하여 목표 정차 위치를 결정할 수 있다.
전략 수행부(120)는 정차 전략이 생성되면, 생성된 정차 전략을 거동 제어부(110)로 전달하고, 거동 제어부(110)에 정차 전략을 수행할 것을 요청할 수 있다.
비상 모듈 제어부(130)는 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면, 미리 설정된 비상 모듈(200)을 구동한다.
여기서, 비상 모듈(200)은 차량에 구비된 모듈로서, 위험 상황이 발생함에 따라 비상 동작을 수행 중임을 외부에 안내하기 위한 모듈들이 해당될 수 있다.
일 예로, 비상 모듈(200)은 브레이크등(Brake light), 비상등(Hazard light), 외장 조명(exterior light), 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call, 시트(seat), 주변 영상 표시 장치 및/또는 시트 벨트 등이 포함될 수 있다. 여기서, 외장 조명은 퍼들 라이트(및 램프)를 포함할 수 있고, 변속 장치는 일반 자동차의 변속기 및 전기자동차에서 P단, R단, N단 및 D단을 전환하는 버튼식 변속 장치를 포함할 수 있다.
비상 모듈 제어부(130)는 자율 주행 중 위험 상황 발생으로 인해 정차 전략이 수행되면, 미리 설정된 제1 비상 모듈로 동작 제어 명령을 출력한다.
일 예로, 비상 모듈 제어부(130)는 주변 차량들에게 차량이 비상 상황임을 안내하기 위해 브레이크등, 비상등 및/또는 외장 조명 등의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 비상 모듈 제어부(130)는 정차 전략 수행으로 인해 차량이 정차하면, 위험 상황에 대비하기 위해 미리 설정된 제2 비상 모듈로 동작 제어 명령을 출력한다.
일 예로, 비상 모듈 제어부(130)는 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call, 시트 및/또는 주변 영상 표시 장치의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 비상 모듈 제어부(130)는 충돌 판단부(140)에 의해 후방 충돌 위험 상황이 발생한 것으로 확인되면, 후방 충돌 상황에 대비하기 위해 미리 설정된 제3 비상 모듈로 동작 제어 명령을 출력한다.
일 예로, 비상 모듈 제어부(130)는 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락 및/또는 시트 벨트의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 비상 모듈 제어부(130)는 후방 충돌 위험 상황이 해제되면, 제3 비상 모듈의 제어 동작을 이전 상태로 복귀시킬 수 있다.
비상 모듈(200) 및 비상 모듈(200)의 제어 동작에 대한 구체적인 설명은 도 3, 도 4a 내지 도 4c의 실시예를 참조하도록 한다.
도 3을 참조하면, 비상 모듈(200)은 브레이크등(Brake light), 비상등(Hazard light), 외장 조명, 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call, 시트(seat), 주변 영상 표시 장치 및/또는 시트 벨트 등이 포함될 수 있다.
도 4a는 제1 비상 모듈의 제어 동작을 나타낸 것이다.
도 4a를 참조하면, 브레이크등은 제1 비상 모듈로서, 위험을 최소화하기 위한 정차 전략을 수행하는 시점부터 점등되고, 위험 상황이 해소될 때까지 지속적으로 점등을 유지할 수 있다. 이때, 브레이크등은 정차 전략에 따라 차량이 정차한 후에 브레이크가 작동하지 않더라도 점등 상태가 계속 유지될 수 있다. 이때, 브레이크등은 필수 옵션으로서 제1 비상 모듈로 설정될 수 있다.
비상등은 제1 비상 모듈로서, 위험을 최소화하기 위한 정차 전략을 수행하는 시점부터 점등되고, 정차 전략에 따라 차량이 정차한 후에도 위험 상황이 해소될 때까지 지속적으로 점등을 유지할 수 있다. 이때, 비상등은 필수 옵션으로서 제1 비상 모듈로 설정될 수 있다.
외장 조명은 제1 비상 모듈로서, 위험을 최소화하기 위한 정차 전략을 수행하는 시점부터 점등되고, 위험 상황이 해소될 때까지 지속적으로 점등을 유지할 수 있다. 이때, 외장 조명은 사용자(운전자)의 선택 옵션으로서 제1 비상 모듈로 설정될 수 있다.
여기서, 외장 조명은 최대한 후방에서 접근하는 차량에 대해서 차량이 정차한 위치를 알리기 위해 사용될 수 있다. 이때, 사용자(운전자)는 외장 조명을 통해 안내되는 문구를 설정하고, 외장 조명의 점등 시 설정된 안내 문구가 정해진 위치에 표시되도록 할 수 있다. 일 예로, 안내 문구는 “위험 정차중”과 같이 위험 상황을 안내하는 문구로 설정될 수 있다. 외장 조명의 점등 실시예는 도 5를 참조하도록 한다.
도 4b는 제2 비상 모듈의 제어 동작을 나타낸 것이다.
도 4b를 참조하면, 변속 장치는 제2 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인된 후에 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 여기서, 변속 장치는 쉬프트 바이 와이어(Shift by Wire) 시스템으로 전자식으로 변속이 가능하다.
일 예로, 변속 장치는 차량의 정차 상태가 확인되면 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 P단으로 자동 변속할 수 있다.
한편, 후방 충돌 위험 상황이 발생하면, 변속 장치는 제3 비상 모듈로 동작할 수 있다. 이 경우, 변속 장치는 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 N단으로 자동 변속할 수 있다. 여기서, 후방 충돌 위험 상황 발생 시 기어를 P단에서 N단으로 변속하면 후방 충돌에 대한 충격을 최소화할 수 있다. 변속 장치는 후방 충돌 위험 상황이 해제되면 다시 기어를 N단에서 P단으로 자동 변속할 수 있다.
이때, 변속 장치는 필수 옵션으로서 제2 및 제3 비상 모듈로 설정될 수 있다.
주차 브레이크는 제2 비상 모듈로서, 변속 장치가 P단으로 변속되면 차량이 정차 상태에서 움직이지 않도록 체결될 수 있다.
한편, 후방 충돌 위험 상황이 발생하면, 주차 브레이크는 제3 비상 모듈로 동작할 수 있다. 이 경우, 주차 브레이크는 변속 장치가 N단으로 변속되면 해제될 수 있다. 이때, 주차 브레이크는 필수 옵션으로서 제2 및 제3 비상 모듈로 설정될 수 있다.
도어락은 제2 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인된 후에 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
일 예로, 도어락은 차량의 정차 상태가 확인된 후에 해제될 수 있다. 여기서, 변속 장치가 P단 변속되고, 주차 브레이크가 체결된 후에 해제될 수 있다. 위험 상황은 운전자가 의식이 없는 상태에서 발생할 수 있다. 따라서, 차량이 정차 전략에 따라 정차한 후에 외부에서 운전자를 구조하기 위해서는 도어락이 자동 해제되어야 한다.
한편, 후방 충돌 위험 상황이 발생하면, 도어락은 제3 비상 모듈로 동작할 수 있다. 이 경우, 도어락은 후방 충돌로 인해 도어가 열리는 것을 방지하기 위해 다시 체결될 수 있다.
이때, 도어락은 필수 옵션으로서 제2 및 제3 비상 모듈로 설정될 수 있다.
E-call은 제2 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인된 후에 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 운전자의 상태를 콜센터로 전달할 수 있다. E-call은 정차 전략 수행으로 인해 최초 정차 시 한번만 동작할 수 있다. 이때, 도어락은 필수 옵션으로서 제2 비상 모듈로 설정될 수 있다.
시트는 제2 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인된 후에 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 시트 포지션을 이동할 수 있다.
시트(전동 시트)는 운전자가 수동 운전을 끝내고 P단에 기어를 움직인 후에 시동을 끄면, 운전자가 좌석에서 내리기 편하도록 시트 포지션을 후방으로 이동시키는 기능이 있다. 위험 상황은 운전자가 의식이 없는 상태에서 발생할 수 있다. 따라서, 차량이 정차 전략에 따라 정차한 후에 외부에서 운전자를 안전하게 구조하기 위해서 시트 포지션을 최대한 후방으로 이동시킨다. 시트는 정차 전략 수행으로 인해 최초 정차 시 한번만 동작할 수 있다.
이때, 시트는 사용자(운전자)의 선택 옵션으로서 제2 비상 모듈로 설정될 수 있다.
주변 영상 표시 장치는 제2 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인된 후에 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
주변 영상 표시 장치는 차량의 후방 및 주변 상황을 카메라로 촬영하여 모니터에 주변 영상을 제공하는 것이다. 이에, 운전자는 차량이 정차한 후에 하차하기 전, 모니터를 통해 주변 상황을 인지할 수 있다. 이때, 주변 영상 표시 장치는 필수 옵션으로서 제2 비상 모듈로 설정될 수 있다.
도 4c는 제3 비상 모듈의 제어 동작을 나타낸 것이다.
도 4c를 참조하면, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 후에 후방 충돌 위험 상황이 발생하면, 위에서 설명한 것과 같이 변속 장치는 N단 변속을 수행하고, 주차 브레이크는 체결 해제되고, 도어락은 체결될 수 있다.
시트 벨트는 제3 비상 모듈로서, 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 후에 후방 충돌 위험 상황이 발생하면 운전자의 충격완화 및 안전을 위하여 비상 모듈 제어부(130)의 제어에 따라 벨트를 당긴다. 이때, 시트 벨트는 필수 옵션으로서 제3 비상 모듈로 설정될 수 있다.
충돌 판단부(140)는 정차 전략 수행으로 인해 차량의 정차 상태가 확인되면, 후방의 충돌 위험 상황이 발생하는지를 판단한다. 이 경우, 차량이 비상 정차한 상황에서 예상치 못한 2차 충돌로 인해 더 큰 위험이 발생하는 것을 예방할 수 있다.
충돌 판단부(140)는 차량의 후방에서 접근하는 차량의 헤딩 방향과 위치 값 등을 이용하여 후방 차량을 감지할 수 있다. 이때, 충돌 판단부(140)는 후방 차량의 속도 및 후방차량과 차량 간 상대 거리 등을 이용하여 충돌 상황을 예측하고 충돌 위험을 판단할 수 있다. 이에, 후방 충돌 위험 상황의 발생을 판단하는 동작에 대한 구체적인 설명은 도 6을 참조하도록 한다.
도 6을 참조하면, 충돌 판단부(140)는 아래 [수학식 1]을 참조하여 TTC(Time to Collision)를 계산하고, 계산된 TTC에 기초하여 후방 차량과의 충돌 위험 상황을 판단할 수 있다.
<수학식 1>
TTC = S/Vr
<수학식 1>에서, TTC는 충돌 예상 시간, S는 차량과 후방 차량 간 거리, 그리고 Vr은 후방 차량의 속도를 의미한다.
충돌 판단부(140)는 [수학식 1]을 통해 차량과 후방 차량 간 TTC를 계산하고, 계산된 TTC가 기준치 이하이면 충돌 위험 상황으로 판단할 수 있다.
일 예로, 충돌 판단부(140)는 TTC가 3초 이하이면 충돌 위험 상황으로 판단할 수 있다.
이에, 충돌 판단부(140)는 충돌 위험 상황이 발생한 것으로 판단되면, 비상 모듈 제어부(130)로 이를 전달한다. 따라서, 비상 모듈 제어부(130)는 위에서 설명한 제3 비상 모듈의 동작을 제어함으로써 충돌 위험 상황에 대비할 수 있도록 한다.
한편, 비상 모듈 제어부(130)는 운전자의 조작 등으로 인해 위험 상황이 해제된 것으로 확인되면, 제1, 제2 및/또는 제3 비상 모듈의 동작을 종료시키거나 초기화시킬 수 있다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템(100), 혹은 자율 주행 제어 시스템(100)의 거동 제어부(110), 전략 수행부(120), 비상 모듈 제어부(130) 및 충돌 판단부(140)는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량의 자율 주행을 수행하고(S110), 이때 위험 상황이 발생하면(S120), 차량이 안전하게 정차할 수 있는 목표 정차 위치를 결정하고 결정된 목표 정차 위치를 기준으로 정차 전략을 생성한다(S130). 자율 주행 제어 시스템(100)은 ‘S130’ 과정에서 생성된 정차 전략을 수행하며 차량을 목표 정차 위치에 정차시키도록 한다(S140).
이때, 자율 주행 제어 시스템(100)은 ‘S140’ 과정에서 정차 전략을 수행하면서, 미리 설정된 제1 비상 모듈의 동작을 제어할 수 있다(S150). ‘S150’ 과정에서, 자율 주행 제어 시스템(100)은 브레이크등, 비상등 및/또는 외장 조명의 점등을 제어할 수 있다.
이후, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량의 정차 상태가 확인되면(S160), 미리 설정된 제2 비상 모듈의 동작을 제어한다(S170). ‘S170’ 과정에서, 자율 주행 제어 시스템(100)은 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call, 시트 및/또는 주변 영상 표시 장치의 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 자율 주행 제어 시스템(100)은 기어단을 P단으로 변속하고, 주차 브레이크를 체결하고, 도어락을 해제하고, E-call을 통해 콜센터에 연결하여 운전자의 상태를 전달하도록 제어할 수 있다. 또한, 자율 주행 제어 시스템(100)은 운전자의 선택 옵션에 따라 시트 포지션을 후방으로 이동하고, 주변 영상 표시 장치를 통해 주변 영상을 모니터에 표시하도록 제어할 수도 있다.
이후, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량이 정차한 상태에서 후방 충돌 위험 상황을 모니터링하고, 이에 대처하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 자율 주행 제어 시스템(100)은 차량 정차 후에 전방위 센서 등을 통해 후방 차량을 인식하고(S210), 인식된 후방 차량과 차량 간 거리 및 후방 차량의 속도 등을 고려하여 충돌 예상 시간(TTC)을 계산한다(S220). 이때, 자율 주행 제어 시스템(100)은 충돌 예산 시간이 기준치 이하이면 후방 충돌 위험 상황인 것으로 판단한다.
자율 주행 제어 시스템(100)은 후방 충돌 위험 상황이 확인되면(S230), 후방 충돌에 대비하기 위해 제3 비상 모듈의 동작을 제어한다(S240). ‘S240’ 과정에서, 자율 주행 제어 시스템(100)은 변속 장치, 주차 브레이크, 도어락 및/또는 시트 벨트의 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 자율 주행 제어 시스템(100)은 기어단을 N단으로 변속하고, 주차 브레이크를 해제하고, 도어락을 체결하고, 시트 벨트가 당겨지도록 제어할 수 있다.
이후, 자율 주행 제어 시스템(100)은 후방 충돌 위험 상황이 해제되면(S250), 도 7의 ‘S170’ 과정으로 돌아가 제2 비상 모듈 제어 상태로 복귀시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 9를 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.
10: 차량 제어기 20: 인터페이스부
30: 센서부 40: 통신부
50: 저장부 100: 자율 주행 제어 시스템
110: 거동 제어부 120: 전략 수행부
130: 비상 모듈 제어부 140: 충돌 판단부
200: 비상 모듈

Claims (20)

  1. 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 목표 정차 위치를 기준으로 상기 차량의 정차 전략을 생성하여 수행하는 전략 수행부;
    상기 정차 전략에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 거동 제어부; 및
    상기 위험 상황 발생 시, 미리 설정된 비상 모듈을 구동하는 비상 모듈 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전략 수행부는,
    상기 차량이 상기 목표 정차 위치에 정차하기 위한 요구 감속도 및 요구 조향각을 계산하여 상기 차량의 정차 전략을 생성하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 정차 전략 수행 시, 미리 설정된 제1 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 비상 모듈은,
    브레이크등, 비상등 및 외장 조명(exterior light) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 차량의 위험 상태가 해소될 때까지 상기 제1 비상 모듈을 온 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 차량의 정차 상태가 확인되면, 미리 설정된 제2 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 비상 모듈은,
    변속 장치, 주차 브레이크, 도어락, E-call중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 비상 모듈은,
    시트 및 주변 영상 표시 장치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    P단 변속, 주차 브레이크 체결, 도어락 해제, E-call 연결, 시트 포지션 이동 및 주변 영상 표시 장치 작동 중 미리 설정된 하나 이상의 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    차량의 정차 상태에서 후방 충돌 위험 상황의 발생 여부를 판단하는 충돌 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 충돌 판단부는,
    후방 차량을 인식하고, 상기 인식된 후방 차량과의 충돌 예상 시간이 기준치 이하이면 후방 충돌 위험 상황인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 후방 충돌 위험 상황이 발생한 것으로 확인되면, 미리 설정된 제3 비상 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 비상 모듈은,
    변속 장치, 주차 브레이크, 도어락 및 시트 벨트 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    N단 변속, 주차 브레이크 해제, 도어락 체결 및 시트 벨트 당김 중 미리 설정된 하나 이상의 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 후방 충돌 위험 상황이 해제되면, 상기 제3 비상 모듈의 제어 동작을 이전 상태로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 비상 모듈 제어부는,
    상기 위험 상황이 해제되면, 상기 비상 모듈의 구동을 종료 또는 초기화시키는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
  17. 자율 주행 중 위험 상황이 발생하면 목표 정차 위치를 기준으로 상기 차량의 정차 전략을 생성하여 수행하는 단계;
    상기 정차 전략에 따라 상기 차량의 거동을 제어하는 단계; 및
    상기 위험 상황 발생 시, 미리 설정된 비상 모듈을 구동하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 비상 모듈을 구동하는 단계는,
    상기 정차 전략 수행 시, 미리 설정된 제1 비상 모듈의 동작을 제어하는 단계; 및
    상기 차량의 정차 상태가 확인되면, 미리 설정된 제2 비상 모듈의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 비상 모듈을 구동하는 단계는,
    차량의 정차 상태에서 후방 충돌 위험 상황이 발생한 것으로 확인되면, 미리 설정된 제3 비상 모듈의 동작을 제어하는 단계; 및
    상기 후방 충돌 위험 상황이 해제되면, 상기 제3 비상 모듈의 제어 동작을 이전 상태로 복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 위험 상황이 해제되면, 상기 비상 모듈의 구동을 종료 또는 초기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
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