KR20220017424A - 자율주행 차량 제어 시스템 - Google Patents

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KR20220017424A
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backup
control
signal
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KR1020217042309A
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크리스토퍼 타게썬
조나스 하자스칸스
빈젠츠 반디
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볼보 트럭 코퍼레이션
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Abstract

본 발명은 자율주행 차량(200)의 모션 제어를 제공하기 위한 자율주행 차량 제어 시스템(100)에 관한 것으로,
- 정상 작동 중에 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 1 제어 유닛(10); 및
- 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 2 백업 제어 유닛(20);을 포함하고, 상기 제 1 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 횡방향 모션 제어를 수행하도록 더 구성된다.
본 발명은 또한 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 방법 및 자율주행 차량에 관한 것이다.

Description

자율주행 차량 제어 시스템
본 발명은 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 자율주행 차량 제어 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 방법 및 차량 제어 시스템을 포함하는 자율주행 차량에 관한 것이다.
본 발명은 트럭, 버스 및 건설 장비와 같은 대형 차량에 적용될 수 있다. 본 발명은 대형 트럭과 관련하여 설명될 것이지만, 본 발명은 이러한 특정 차량에 제한되지 않으며, 경량 트럭, 굴절식 험지 트럭, 굴착기, 휠 로더 및 백호 로더와 같은 다른 차량에도 이용될 수 있다.
자율주행 차량의 자율주행 능력과 관련된 자율주행 차량 기술은 최근 몇 년간 빠르게 진화하고 있는 영역이다. 공용도로에서 자율주행 차량을 보는 것이 점점 보편화될 가능성이 높다. 또한, 트럭, 버스, 건설장비 차량 등과 같은 상업용 차량이 공용도로 및/또는 제한구역에 적합한 자율주행 기능을 갖추게 될 가능성도 높다.
매우 중요한 영역 중 하나는 모션 제어 리던던시(redundancy)을 갖는 강력한 자율주행 차량 제어 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 자율주행 중 차량의 모션 제어 기능에 영향을 미치는 차량의 무언가가 고장난 경우, 모션 제어를 대신하여 차량을 안전하게 정지시킬 수 있는 백업 시스템이 있는 것이 가장 중요하다.
자율주행 차량을 위한 리던던시 제어 시스템(redundant control system)의 일 예는 US 2018/0229738 A1에서 찾을 수 있으며, 그 요약에 따르면 적어도 하나의 제어 네트워크와 센서, 그리고 센서 및 통신 신호를 처리하고 횡방향(lateral) 및 종방향(longitudinal) 제어를 위한 제어 신호를 제공하기 위한 자율 주행 제어 유닛을 갖는 자율 주행 도로 차량용 안전 정지 장치가 개시되어 있다. 1차 브레이크 제어 유닛은 오류에 대한 종방향 제어 신호를 모니터링하도록 구성되고, 오류가 결정되면 자율 주행 제어 유닛과 독립적으로 저장된 종방향 제어 프로파일을 실행하여 정지할 때까지 제동을 수행하도록 구성된다. 1차 조향(steering) 제어 장치는 오류에 대한 횡방향 제어 신호를 모니터링하도록 구성되고, 오류가 결정되면 자율 주행 제어 유닛과 독립적으로 저장된 횡방향 제어 궤적을 따르도록 1차 조향 액추에이터를 제어하도록 구성되며, 아직 트리거되지 않은 경우, 횡방향 제어 궤적을 실행하는 중에 정지에 이를 때까지 제동을 수행하도록 휠 브레이크를 제어하기 위해 저장된 종방향 제어 프로필을 실행시키도록 1차 브레이크 제어 유닛을 동시에 트리거한다.
이상에서 설명된 시스템은 자율주행 차량에 대한 모션 제어 리던던시(redundancy)를 제공하지만, 차량 안전과 타협하지 않는 보다 비용 효율적이고 강력한 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것임이 인식되고 있다.
상기 관점에서, 본 발명의 목적은 자율주행 차량의 모션 제어를 위한 강력하고 비용 효율적인 자율주행 차량 제어 시스템을 제공하거나, 또는 적어도 이미 알려진 자율주행 차량 제어 시스템에 대한 좋은 대안을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 차량 제어 시스템을 포함하는 자율주행 차량 및/또는 자율주행 차량의 모션 제어를 위한 개선된 방법을 제공하는 것에 있다.
제 1 측면에 따르면, 상기 목적은 청구항 1에 따른 자율주행 차량 제어 시스템에 의해 달성된다. 제 2 측면에 따르면, 상기 목적은 청구항 14에 따른 방법에 의해 달성된다. 제 3 측면에 따르면, 상기 목적은 청구항 26에 따른 자율주행 차량에 의해 달성된다.
제 1 측면에 따르면, 상기 목적은 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 자율주행 차량 제어 시스템에 의해 달성되고, 상기 자율주행 차량 제어 시스템은 정상 작동 중에 차량의 종방향(longitudinal) 및 횡방향(lateral) 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 1 제어 유닛(primary control unit); 및 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 2 백업 제어 유닛(secondary back-up control unit);을 포함한다. 제 1 제어 유닛은 긴급 모드(emergency mode)가 활성화되었을 때 백업 횡방향 모션 제어를 수행하도록 더 구성된다.
본 명세서에 개시된 자율주행 차량 제어 시스템을 제공함으로써, 안전과 타협하지 않으면서 비용 효율적인 방식으로 모션 제어 리던던시가 달성될 수 있다. 일반적으로 이해되는 부분은 충분한 리던던시를 제공하기 위해 모든 모션 제어 구성요소를 복제해야 할 필요가 있다는 것이다. 그러나 이것은 결과적으로 적어도 특정 유형의 자율주행 차량에 대해 불필요하게 많은 비용이 들 수 있는 복합적이고 복잡한 시스템을 초래할 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명자들은 제한된 영역에서 작동하는 차량과 같은 일부 유형의 자율주행 차량에 대해서 본 명세서에 개시된 바와 같은 자율주행 차량 제어 시스템 구성이 더 낮은 비용으로 강력한 리던던시를 제공할 것임을 인식하였다. 보다 구체적으로, 제 1 제어 유닛에 횡방향 백업 모션 제어를 도입하고 별도의 제 2 백업 제어 유닛에 백업 종방향 모션 제어를 도입함으로써, 제 2 백업 제어 유닛은 횡방향 백업 모션 제어도 수행하도록 구성되는 경우와 비교하여 보다 간단한 제어 유닛이 될 수 있다. 또한, 제 1 제어 유닛에서 횡방향 백업 모션 제어를 수행함으로써, 횡방향 모션 제어를 위한 별도의 추가적인 제어 유닛이 필요하지 않다. 일 실시 예에 따르면, 횡방향 백업 모션 제어는 제 1 제어 유닛에 있는 별도의 소프트웨어 모듈에 의해 수행되어, 소프트웨어 리던던시를 제공한다. 따라서, 종방향 모션 제어는 하드웨어 리던던시에 의해 달성되고 횡방향 모션 제어는 제 1 제어 유닛의 소프트웨어 리던던시에 의해 달성될 수 있다. 이러한 방식으로 횡방향 및 종방향 모션 제어 리던던시를 관리하는 것은 긴급 모드에서 횡방향 모션 제어보다 종방향 모션 제어를 수행하는 것이 더 중요하다는 이해를 기반으로 하고 있다.
본 명세서에 사용되는 "정상 모드(normal mode)"라는 용어는 주요 하드웨어 및/또는 소프트웨어 오류가 감지되지 않고 선택적으로 긴급 요청이 제공되지 않은 경우에도 제 1 제어 유닛에 의해 모션 제어가 수행되는 차량의 모드를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "긴급 모드"라는 용어는 차량의 정상 모드가 아니고, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 결함이 감지된 경우 및/또는 긴급 요청이 제공된 경우의 차량의 모드를 의미한다. 일 실시 예에 따르면, 긴급 요청은 긴급 버튼 등을 누름으로써 제공될 수 있다. 긴급 버튼 등은 차량 및/또는 차량과 무선으로 통신할 수 있는 백오피스 센터와 같이 차량에서 멀리 떨어진 위치에 제공될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "종방향 모션 제어"라는 용어는 차량의 종측 방향으로 차량의 모션을 제어하는 것을 의미한다. 전형적으로, 종방향 모션 제어는 제동(braking) 제어 및/또는 추진(propulsion) 제어를 포함할 수 있고, 제동 액추에이터를 제어하고/하거나 추진 수단을 제어함으로써 수행될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "횡방향 모션 제어"라는 용어는 차량이 소정의 경로를 따라갈 수 있도록 차량의 횡측 방향으로 차량의 모션을 제어하는 것을 의미한다. 통상적으로, 횡방향 운동 제어는 차량이 전진 및/또는 후진 주행 중에 횡방향 위치를 변경하도록 바퀴와 같은 차량의 지면 결합 수단을 제어하는 조향(steering) 액추에이터 등을 제어함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 차량의 전륜 및/또는 후륜을 선회시킴으로써 횡방향 모션 제어가 수행될 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 임의의 횡방향 모션 제어 없이 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성될 수 있고, 바람직하게는 백업 종방향 모션 제어만을 수행하도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 제 2 백업 제어 유닛은 보다 간단한 연산을 수행할 필요만 있게 되며, 결과적으로 제어 유닛이 보다 덜 복잡하고 적은 비용이 들도록 보장할 수 있다. 여전히 선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 차량의 제동 제어만을 수행하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 보다 덜 복잡한 제어 유닛 구성의 사용이 더 허용될 수 있다. 여전히 선택적으로, 긴급 모드 중에 수행되는 백업 종방향 모션 제어는 차량을 정지시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 긴급 모드가 활성화되었을 때 차량을 제동하고 정지시키도록 구성되는 제 2 백업 제어 유닛을 포함함으로써, 더 복합적이고 복잡한 시스템 구성 없이도 높은 안전성이 제공될 수 있다. 복잡성이 감소된 결과로서 더욱 강력하고 안정적인 종방향 모션 제어가 비용 효율적인 방식으로 제공될 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되었을 때 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제공하도록 구성될 수 있다. 여전히 선택적으로, 제 1 제어 유닛은 정상 작동 중에 차량을 제동하기 위한 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템에만 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 제어 유닛은 제 1 제동 시스템에만 연결되고, 제 2 백업 제어 유닛은 차량의 제 1 제동 시스템과 차량의 선택적인 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 연결된다는 점에서, 복잡성이 줄어들 수 있다. 차량의 제 2 백업 제동 시스템을 제공하면 종방향 백업 모션 제어를 더욱 향상시킬 수 있다. 순전히 예로서, 제 2 백업 제동 시스템은 차량의 브레이크와 맞물리도록 구성된 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 제 2 백업 제어 유닛에 의해 다음 신호들 중 적어도 하나가 수신될 때 긴급 모드를 활성화하도록 구성될 수 있다:
- 제 1 제어 유닛의 오류를 나타내는 제 1 제어 유닛으로부터의 신호,
- 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호.
따라서, 바람직한 실시 예에 따르면, 제 2 백업 제어는 긴급 모드를 활성화하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 개시된 자율주행 차량 제어 시스템의 제공에 의해, 제 2 백업 제어 유닛은 제 1 제어 유닛보다 더 강력할 수 있고, 이에 따라 개선된 모션 제어 리던던시는 더 복잡한 구성이 요구되는 제 1 제어 유닛이 아닌, 제 2 백업 제어 유닛에 의해 긴급 모드를 활성화함으로써 제공될 수 있다. 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호는 예컨대, 차량 상에 또는 차량으로부터 원격에 위치할 수 있는 긴급 버튼 또는 등가 수단이 작동될 때 생성될 수 있다. 예를 들면, 차량의 다른 관련 시스템이 긴급 정지가 필요하다고 표시하는 경우에도 신호가 생성될 수 있다. 예를 들면, 차량 주변 인식 센서가 어떠한 원인으로 사용 불가할 수 있고, 이는 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호를 트리거할 수 있다.
선택적으로, 제 1 제어 유닛은 제 1 제어 유닛이 이용 가능할 때 제 2 백업 제어 유닛에 심박 신호(heartbeat signal)를 제공하도록 구성될 수 있고, 제 2 백업 제어 유닛은 제 1 제어 유닛으로부터 심박 신호가 수신되지 않을 때 긴급 모드를 활성화하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "심박 신호"라는 용어는 정상적인 동작을 나타내기 위해 제공되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 생성되는 주기적 및/또는 연속적인 신호로 정의될 수 있다. 심박 신호가 더 이상 예상대로 제공되지 않는 경우, 문제가 있을 수 있음을 나타낸다. 이러한 방식으로 제 1 제어 유닛에서 제 2 백업 제어 유닛으로 심박 신호를 제공하면, 심박 신호가 더 이상 예상대로 제공되지 않을 때 제 2 백업 제어 유닛이 긴급 모드를 활성화시키기 때문에, 모션 제어 리던던시를 더욱 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호를 제공하도록 구성될 수 있고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공될 수 있고, 이에 의해 차량 제어 시스템은 신호를 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅하기 위한 연결 및 긴급 모드가 활성화되었음을 제 1 제어 유닛에 알리기 위해 신호를 제 1 제어 유닛에 제공하기 위한 연결 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 신호를 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅함으로써 제동 요청을 개시하기 위한 통신에 나타날 수 있는 가능한 오류를 피할 수 있다. 즉, 제 2 백업 제어 유닛이 제동 요청을 개시하는데 실패할 수 있으며, 신호를 다시 라우팅하여 이러한 실패를 피할 수 있다는 것이 인식될 수 있다. 따라서, 신호를 다시 라우팅하면 비용 효율적인 방식으로 모션 제어 리던던시를 개선할 수 있다. 또한, 제 1 제어 유닛에 해당 신호를 제공함으로써, 제 1 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되었음을 알림 받을 수 있고, 이러한 정보에 기초하여 예컨대 제 1 제동 시스템에 종방향 제동 요청 제공을 중단할 수 있다. 또한, 해당 신호가 제 1 제어 유닛에 제공되고 또한 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅되는 경우, 두 제어 유닛이 동시에 제동 요청을 개시하지 않을 위험이 상당히 감소된다.
선택적으로, 자율주행 차량 제어 시스템은 차량 자동화 결정 제어 유닛을 더 포함할 수 있고, 차량 자동화 결정 제어 유닛은 종방향 및 횡방향 제어 명령을 제 1 제어 유닛에 제공하도록 구성될 수 있고, 이러한 제어 명령은 차량에 제공되는 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보를 기반으로 한다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호를 제공하도록 구성될 수 있고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 이에 의해 자율주행 차량 제어 시스템은 차량 자동화 결정 제어 유닛에 해당 신호를 제공하기 위한 연결을 더 포함한다. 긴급 모드가 활성화되었다는 신호는 차량 자동화 결정 제어 유닛에 시스템의 상태를 알리는 데 이용될 수 있다. 이러한 정보는 예를 들면 차량이 긴급 모드에 들어갔다는 것을 백오피스 센터에 알리는 것과 같은, 다른 작업들을 개시하기 위해 이용될 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 제 2 백업 제어 유닛이 이용 가능할 때 제 1 제어 유닛 및/또는 차량 자동화 결정 제어 유닛에 심박 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 심박 신호는 제 2 백업 제어 유닛이 사용 가능하고 필요한 경우, 종방향 모션 제어를 인계(take over)할 준비가 되었음을 확인하기 위해 이용될 수 있다. 심박 신호가 수신되지 않는 경우, 예컨대, 제 1 제어 유닛에 의해 차량을 안전하게 정지시키고/하거나 제 2 백업 제어 유닛을 사용할 수 없다는 것을 백오피스 센터에 알리는 것과 같은 특정 작업이 개시될 수 있다. 이는 예컨대, 차량이 서비스 센터 등으로 리턴해야하는 작업을 트리거할 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 PLC(programmable logic controller)일 수 있다. 이러한 제어 유닛은 불필요하고 복잡한 계산 수단 없이 신뢰할 수 있는 종방향 백업 제어를 제공하는데 적합한 것으로 밝혀진 간단하고 비용 효율적인 제어 유닛이다. 여전히 선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화된 경우에만 제동 요청을 실행하도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 제 2 백업 제어 유닛에서 가능한 한 적은 기능만을 가짐으로써 제어 유닛은 더욱 강력해질 수 있으며, 이는 결국 보다 안정적인 모션 제어 리던던시를 제공하게 한다. 또 다른 예로서, 제 2 백업 제어 유닛이 PLC인 경우, PLC는 작동 시 강력하고 신뢰할 수 있는 미리 정의된 보안 클래스 표준에 따라 구성된 "안전 PLC"일 수 있다. 예를 들면, "안전 PLC"는 "IEC 61508 - 전기/전자/프로그래 가능한 전자 안전 관련 시스템의 기능적 안전" 표준을 충족하도록 구성될 수 있다.
제 2 측면에 따르면, 상기 목적은 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 방법에 의해 달성되고, 자율주행 차량은, 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 1 제어 유닛; 및 긴급 모드 중에 백업 종방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 2 백업 제어 유닛;을 포함하는 자율주행 차량 제어 시스템을 포함하고, 상기 방법은, 정상 작동 중에 제 1 제어 유닛에 의해 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 방법은 다음 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다:
- 긴급 모드가 활성화되었을 때 상기 제 1 제어 유닛에 의해 백업 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계, 및
- 긴급 모드가 활성화되었을 때 상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계.
본 발명의 제 2 측면에 의해 제공되는 이점 및 효과는 본 발명의 제 1 측면의 실시 예에 따른 자율주행 차량 제어 시스템에 의해 제공되는 이점 및 효과와 대체로 유사하다. 또한, 본 발명의 제 2 측면의 모든 실시 예는 본 발명의 제 1 측면의 모든 실시 예에 적용 가능하고 결합 가능하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계는 임의의 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계 없이 수행되며, 바람직하게는 백업 종방향 모션 제어만을 수행할 수 있다.
선택적으로, 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계는 차량의 제동 제어만을 수행할 수 있다.
선택적으로, 긴급 모드 중에 수행되는 종방향 모션 제어는 차량을 정지시키도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 긴급 모드가 활성화되었을 때 제 2 백업 제어 유닛에 의해 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 정상 작동 중에 제 1 제어 유닛에 의해 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템에만 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 다음 신호들 중 적어도 하나가 제 2 백업 제어 유닛에 의해 수신될 때 긴급 모드를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다:
- 제 1 제어 유닛의 오류를 나타내는 제 1 제어 유닛으로부터의 신호,
- 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호.
선택적으로, 상기 방법은 제 1 제어 유닛이 이용 가능할 때 제 1 제어 유닛에 의해 제 2 백업 제어 유닛에 심박 신호를 제공하는 단계; 및 제 1 제어 유닛으로부터 심박 신호가 제 2 백업 제어 유닛에 의해 수신되지 않을 때 긴급 모드를 활성화하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 제 2 백업 제어 유닛에 의해 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호를 제공하는 단계;를 더 포함하고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 신호를 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅하는 단계; 및/또는 긴급 모드가 활성화되었음을 제 1 제어 유닛에 알리기 위해 신호를 제 1 제어 유닛에 제공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 자율주행 차량 제어 시스템은 차량 자동화 결정 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 방법은 종방향 및 횡방향 제어 명령을 제 1 제어 유닛에 제공하는 단계를 더 포함하고, 이러한 제어 명령은 차량에 제공되는 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보를 기반으로 할 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 제 2 백업 제어 유닛에 의해 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호를 제공하는 단계를 더 포함하고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 상기 방법은 차량 자동화 결정 제어 유닛에 신호를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 방법은 제 2 백업 제어 유닛이 이용 가능할 때 심박 신호를 제 1 제어 유닛 및/또는 차량 자동화 결정 제어 유닛에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제 3 측면에 따르면, 상기 목적은 본 발명의 제 1 측면의 실시 예 중 어느 하나에 따른 자율주행 차량에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 의해 제공되는 이점 및 효과는 본 발명의 제 1 측면의 실시 예에 따른 자율주행 차량 제어 시스템 및 제 2 측면의 실시 예에 따른 방법에 의해 제공되는 이점 및 효과와 대체로 유사하다. 또한, 본 발명의 제 3 측면의 모든 실시 예는 본 발명의 제 1 및 제 2 측면의 모든 실시 예에 적용 가능하고 결합 가능하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
선택적으로, 자율주행 차량은 트럭, 버스, 건설장비 차량 등 중 어느 하나일 수 있다. 여전히 선택적으로, 자율주행 차량은 승용차와 같은 도로 차량일 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여, 이하에서는 예시로서 인용된 본 발명의 실시 예들에 대해서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도면에서:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 차량 제어 시스템을 포함하는 자율주행 차량을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 차량 제어 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 자율주행 차량 제어 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 방법의 흐름도를 나타낸다.
도면들은 본 발명의 도식적이고 예시적인 실시 예를 보여주고 있으며, 따라서 반드시 축적에 맞게 그려진 것은 아니다. 도시되고 설명된 실시 예는 예시적인 것이며 본 발명은 이러한 실시 예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 또한, 도면의 일부 세부사항은 본 발명을 보다 잘 설명하고 예시하기 위해 과장될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 유사한 참조 문자는 달리 표현되지 않는 한 명세서 전체에서 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 3 측면에 따른 자율주행 트럭(200)의 측면도이며, 여기에서는 대형 트럭이다. 트럭은 본 발명의 제 1 측면에 따른 자율주행 차량 제어 시스템(100)을 포함하고, 이는 도 2 내지 도 4를 참조하여 이하에서 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명은 공용도로 차량을 포함하는 임의의 유형의 자율주행 차량에 적용 가능하지만, 물류 센터, 항구, 건설 지역, 광산 지역 등과 같은 제한된 지역 내에서 작동하는 차량에 특히 적합한 것으로 보인다. 즉, 본 발명자들은 모션 제어 리던던시가 이러한 차량에 대해 다른 방식으로 유리하게 구현될 수 있고 이에 의해 보다 비용 효율적인 방식으로 신뢰성 있고 강력한 모션 제어 리던던시를 달성할 수 있다는 것을 인식하였다. 실제로 이러한 차량의 경우, 차량의 횡방향 모션 제어(lateral motion control)에 대해 덜 엄격한 리던던시 요구사항이 제공될 수 있으며, 종방향 백업 모션 제어(longitudinal back-up motion control)는 바람직하게는 종방향 백업 모션 제어만을 제공하도록 구성된 별도의 제 2 제어 유닛에 이러한 백업을 제공함으로써 개선될 수 있다.
도 2는 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 자율주행 차량 제어 시스템(100) 아키텍처의 실시예의 개략도를 나타낸다. 자율주행 차량 제어 시스템은 복수의 레이어 L0~L2로 구분될 수 있다. 예를 들면, 레이어 L0은 조향 시스템(steering system)(80), 제 1 제동 시스템(primary brake system)(30) 및 파워트레인 시스템(powertrain system)(70)을 포함할 수 있다. 조향 시스템(80)은 바람직하게는 횡방향 모션 제어를 제공하기 위한 조향 액추에이터(steering actuators)와 같은 궤적 제어 엔티티(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 제동 시스템(30)은 제동 액추에이터(braking actuators)와 같은 종방향 제어 엔티티(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 제동 시스템(30)은 예를 들어 유압식 또는 공압식 제동 시스템일 수 있다. 파워트레인 시스템(70)은 차량의 추진력을 제공하기 위한 내연 엔진(Internal Combustion Engine, ICE)을 포함할 수 있다. 파워트레인 시스템(70)은 물론 전력 및 전력과 ICE의 조합(예: 하이브리드 시스템)과 같은, 전력을 제공하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있다.
도 2의 레이어 L1은 "차량 모션 및 전력 관리 레이어"로 표시될 수 있다. 이 레이어는 정상 작동 중에 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 1 제어 유닛(primary control unit)(10)을 포함한다. 또한, 레이어 L1은 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 2 백업 제어 유닛(secondary back-up control unit)(20)을 포함한다. 제 1 제어 유닛(10)은 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 횡방향 모션 제어를 수행하도록 더 구성된다. 긴급 모드는 예를 들면 제 2 백업 제어 유닛(20)에 연결된 긴급 버튼(90)을 누름으로써 제공될 수 있는 긴급 요청을 제공함으로써 활성화될 수 있다.
차량 모션 및 전력 관리 레이어 L1의 제 1 제어 유닛(10) 및 제 2 백업 제어 유닛(20)은 레이어 L0의 시스템에 제어 요청을 제공하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제 1 제어 유닛(10)은 도 2에서 그 사이의 화살표로 표시된 바와 같이, 차량(200)의 정상 작동 중에 제 1 제동 시스템(30)에 종방향 제동 제어 요청을 제공하도록 구성된다. 제 1 제어 유닛(10)은 도 2에서 그 사이의 화살표로 표시된 바와 같이, 정상 작동 중에 조향 시스템(80)에 대한 횡방향 제어 요청 및 파워트레인 시스템(70)에 대한 종방향 파워트레인 요청을 제공하도록 더 구성된다. 도 2에서 추가적으로 도시된 바와 같이, 제 2 백업 제어 유닛(20)은 제동 시스템(30)에 종방향 제동 요청을 제공하도록 구성되며, 이는 예컨대 긴급 버튼(90)이 동작되어 긴급 모드가 활성화될 때 수행된다. 긴급 모드가 활성화되는 동안 제 1 제어 유닛(10)은 바람직하게는 제동 시스템(30)에 대한 종방향 제동 요청 수행을 중단할 것이다. 이는 제 2 백업 제어 유닛이 긴급 모드가 활성화되었음을 나타내는 신호를 제 1 제어 유닛(10)에 제공한다는 점에서 중단될 수 있다. 따라서, 제 1 제어 유닛(10)과 제 2 백업 제어 유닛(20)은 통신 가능하게 연결되어 양방향으로 신호가 제공될 수 있다. 그러나, 긴급 모드 중에 제 1 제어 유닛(10)은 횡방향 백업 모션 제어를 제공하도록 구성된다. 횡방향 백업 모션 제어는 제 1 제어 장치가 제 2 백업 제어 장치로부터 신호를 수신할 때 활성화되며, 이 신호는 긴급 모드가 활성화되었음을 나타낸다. 횡방향 백업 모션 제어는 바람직하게는 제 1 제어 유닛(10)의 별도의 소프트웨어 모듈에서 수행되어, 충분하고 신뢰성 있는 횡방향 백업 제어를 제공한다.
제 1 제어 유닛(10)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 장치를 포함할 수 있다. 또한, 또는 그 대신에, 제 1 제어 유닛(10)은 주문형 집적 회로, 프로그램 가능한 게이트 어레이 또는 프로그램 가능한 어레이 로직, 프로그램 가능한 로직 장치, 또는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 제 1 제어 유닛(10)이 위에서 언급한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서와 같은 프로그램 가능한 장치를 포함하는 경우, 프로세서는 프로그램 가능한 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 실행 가능한 코드를 더 포함할 수 있다. 제 1 제어 유닛(10)은 통합 소프트웨어가 있는 임베디드 하드웨어를 포함할 수 있고, 여기에서 하드웨어는 밀접한 물리적 관계를 나타낸다. 물리적 관계의 예로는, 하나 또는 여러 개의 회로 보드에 장착된 공유 케이스 및 구성 요소가 있다. 또한, 제 2 백업 제어 유닛(20)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 장치를 포함할 수 있다. 또한, 또는 그 대신에, 제 2 백업 제어 유닛(20)은 주문형 집적 회로, 프로그램 가능한 게이트 어레이 또는 프로그램 가능한 어레이 로직, 프로그램 가능한 로직 장치, 또는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 제 2 백업 제어 유닛(20)이 위에서 언급한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서와 같은 프로그램 가능한 장치를 포함하는 경우, 프로세서는 프로그램 가능한 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 실행 가능한 코드를 더 포함할 수 있다. 제 2 백업 제어 유닛(20)은 통합 소프트웨어가 있는 임베디드 하드웨어를 포함할 수 있고, 여기에서 하드웨어는 밀접한 물리적 관계를 나타낸다. 물리적 관계의 예로는, 하나 또는 여러 개의 회로 보드에 장착된 공유 케이스 및 구성 요소가 있다. 제 2 백업 제어 유닛(20)은 바람직하게는 보다 고등의 제어 유닛인 제 1 제어 유닛(10)에 비해 덜 복잡하고 이에 따라 보다 강력한 제어 유닛이다. 순전히 예로서, 제 2 백업 제어 유닛은 위에서 언급한 바와 같이 PLC일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 제어 유닛(10) 및 제 2 백업 제어 유닛(20)은 공통의 하드웨어 구성 요소를 공유하지 않도록 분리되어 있다. 제 1 제어 유닛(10)은 하나 이상의 연결된 서브 제어 유닛 또는 등가의 컴퓨터 리소스에 의해 형성될 수 있고, 제 2 백업 제어 유닛(20) 또한 하나 이상의 연결된 서브 제어 유닛 또는 등가의 컴퓨터 리소스에 의해 형성될 수 있음에 유의해야 한다. 그러나, 상술한 것처럼, 제 1 제어 유닛(10)과 제 2 백업 제어 유닛(20)은 도시된 바와 같이 공통의 하드웨어 구성요소를 공유하지 않도록 분리되어 있다.
도 2의 실시 예에 더 도시된 바와 같이, 자율주행 차량 제어 시스템(100)은 또한 제 1 제어 유닛(10)에 종방향 및 횡방향 제어 명령을 제공하도록 구성되는 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)을 포함하는 레이어 L2를 포함할 수 있고, 이러한 제어 명령은 차량(200)에 제공되는 차량 주변 인식 센서(vehicle surrounding perception sensor)(미도시)로부터 수신되는 정보를 기반으로 한다. 레이어 L2는 "교통 상황 관리 레이어"로 표시될 수 있고, 차량 단기 궤적에 대한 결정을 내리도록 구성될 수 있으며, 예를 들면 작동 중에 최대 5초 내지 10초 앞서 있을 수 있다. 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보에 기초하여 제어 명령을 제공하는 것 이외에도, GPS, GlonassTM, GalileoTM 및 유사 솔루션일 수 있는 지리적 위치 수단과 같은 다른 정보 소스가 이용될 수 있다. 순전히 예로서, 차량 주변 인식 센서는 카메라, LIDAR(Light Detection and Ranging) 및 RADAR(Radio Detection and Ranging) 시스템의 형태일 수 있다.
차량 자동화 결정 제어 유닛(50)은 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 장치를 포함할 수 있다. 또한, 또는 그 대신에, 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)은 주문형 집적 회로, 프로그램 가능한 게이트 어레이 또는 프로그램 가능한 어레이 로직, 프로그램 가능한 로직 장치, 또는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)이 위에서 언급한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서와 같은 프로그램 가능한 장치를 포함하는 경우, 프로세서는 프로그램 가능한 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 실행 가능한 코드를 더 포함할 수 있다. 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)은 통합 소프트웨어가 있는 임베디드 하드웨어를 포함할 수 있고, 여기에서 하드웨어는 밀접한 물리적 관계를 나타낸다. 물리적 관계의 예로는, 하나 또는 여러 개의 회로 보드에 장착된 공유 케이스 및 구성 요소가 있다.
도 2의 실시 예에 더 도시된 바와 같이, 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)은 제 2 백업 제어 유닛(20)에 직접 연결되지 않는다. 이는 단순화된 시스템 아키텍처를 제공하고, 또한 내부에서 발생하는 오류의 위험을 감소시킨다. 그러나 일부 실시 예에서 제 2 백업 제어 유닛(20)은 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)에 신호를 제공할 수 있도록 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)에 직접 연결될 수 있으며, 이 신호는 긴급 모드가 활성화되어 있음을 나타낸다. 따라서, 이는 그들 사이의 단방향 직접 통신 링크일 수 있으며, 여기에서 제 2 백업 제어 유닛(20)으로부터의 신호만이 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)에 제공될 수 있고 그 반대로는 제공되지 않을 수 있다. 제공된 신호는 예컨대 긴급 모드가 활성화되었음을 레이어 L2에 알리는데 이용될 수 있다. 이 정보는 예컨대 차량이 긴급 모드에 있고 차량이 정지될 예정에 있거나 정지되었음을 원격 백오피스 센터(미도시)에 알리기 위해 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량 제어 시스템(100)의 다른 실시 예를 도시하고 있으며, 특히 제 1 제어 유닛(10) 및 제 2 백업 제어 유닛(20)에 대해 보다 상세하게 도시하고 있다. 이 시스템 또한, 도 3을 참조하여 기술된 것과 유사한 방식으로, 3개의 시스템 레이어 L0 - L2로 분할된다. 레이어 L0은 도 2를 참조하여 기술된 것과 유사한 방식으로, 제 1 제동 시스템(30), 파워트레인 시스템(70) 및 조향 시스템(80)을 포함한다. 레이어 L0은 주차 제동 시스템(60) 및 제 2 제동 시스템(40)을 더 포함하고, 이에 의해 제 2 제동 시스템(40)은 제 1 제동 시스템(30)에 대한 백업 시스템이며, 예를 들면 제 1 제동 시스템(30)의 유압 또는 공압 제동 회로(미도시)와 연결된 솔레노이드 밸브에 의해 구성될 수 있다. 솔레노이드 밸브를 활성화함으로써, 긴급 모드가 활성화되면 차량(200)의 브레이크가 연동하여 차량(200)을 정지시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 제 1 제어 유닛(10)은 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11) 및 백업 횡방향 역학 제어 모듈(12)을 포함할 수 있으며, 이에 의해 백업 횡방향 역학 제어 모듈(12)은 바람직하게는 제 1 제어 유닛(10)의 별도의 소프트웨어 모듈이며, 이에 의해 소프트웨어 리던던시를 제공한다.
제 1 제어 유닛(10)은 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11)로부터 오류를 나타내는 신호 DS 및/또는 제 2 백업 제어 유닛으로부터 심박 신호 HS2를 수신하도록 구성되는 진단 집계 모듈(13)을 더 포함할 수 있다. 진단 집계 모듈(13)은 신호 DS가 수신된 경우 및/또는 심박 신호 HS2가 수신되지 않은 경우 식별된 오류에 대해 알리기 위해 상태 신호 DCS를 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)에 제공하도록 더 구성될 수 있다. 또한, 진단 집계 모듈(13)은 신호 DS가 수신되었을 때 및/또는 심박 신호 HS2가 수신되지 않았을 때 오류 신호 FS1을 제 2 백업 제어 유닛(20)에 제공하도록 더 구성될 수 있다.
제 1 제어 유닛(10)은 릴레이 로직 및 소스 선택기 로직을 포함하는 조정 모듈(arbitration module)(14)을 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제 2 백업 제어 유닛(20)은 여기에서 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호 EMS를 제공하도록 구성되고, 이 신호는 차량(200)의 제 1 제동 시스템(30) 및 차량(200)의 제 2 백업 제동 시스템(40) 중 적어도 하나에 제동 요청 CS1 및/또는 CS2를 개시하기 위해 제공되며, 이에 의해 차량 제어 시스템(100)은 긴급 모드가 활성화되었음을 제 1 제어 유닛(10)에 알리기 위해 제 1 제어 유닛(10)의 조정 모듈(14)에 신호 EMS를 제공하기 위한 연결을 더 포함한다. 신호 EMS는 릴레이 로직(141, 142)과 소스 선택기 로직(143)에 제공될 수 있다. 신호 EMS가 릴레이 로직(141)에 제공되는 경우, 정상 작동 중에 제 1 제동 시스템(30)에 제공되는 제동 시스템 요청 신호 CS3는 긴급 모드가 이제 활성화되기 때문에 릴레이 로직(141)에서 중단된다. 대신에, 제동 요청 신호 CS1은 제 2 백업 제어 유닛(20)에 의해 제 1 제동 시스템(30)에 제공된다. 신호 CS1은 차량(200)의 브레이크가 연동하도록 제어하고, 이에 따라 차량(200)이 안전하고 신속하게 정지하게 될 것이다. EMS 신호는 또한 파워트레인 요청 신호 CS7이 파워트레인 시스템(70)에 제공되는 것을 중단시키기 위해 릴레이 로직(142)에 제공될 수 있다. 또한, EMS 신호는 소스 선택기 로직(143)에 제공될 수 있으며, EMS 신호를 수신하면 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈로부터의 조향 시스템 요청 신호 CS8 대신에, 백업 횡방향 역학 제어 모듈(12)로부터의 조향 요청 신호 CS9가 조향 시스템(80)에 제공되도록 허용할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로서, EMS 신호는 제 2 백업 제어 유닛(20)으로 다시 라우팅될 수 있다. 즉, 제 2 백업 제어 유닛(20)이 어떠한 원인으로 제동 요청 신호 CS1 및/또는 CS2를 제 1 제동 시스템(30) 및/또는 제 2 제동 시스템(40)에 제공하는 것에 실패하는 동안 제 2 백업 제어 유닛(20)이 종방향 모션 제어를 "인계"하였다고 제 1 제어 유닛(10)이 신뢰하는 것이 가능한 시나리오가 될 수 있음이 인식되었다. 따라서, EMS 신호를 다시 라우팅함으로써, 유닛들(10, 20) 사이에서 이러한 유형의 잘못된 통신이 방지될 수 있고, 결과적으로 보다 안전하고 강력한 구성이 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 도 2를 참조하여 기술된 바와 같이, EMS 신호는 또한 차량 자동화 결정 제어 유닛(50)에 제공될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, EMS 신호는 긴급 모드가 활성화될 때 신호 CS6이 주차 제동 시스템(60)에 제공되는 것 또한 중단시키기 위해 다른 릴레이 로직(미도시)에 제공될 수 있다.
차량 자동화 결정 제어 유닛(50)은 도 2를 참조하여 기술된 것과 유사한 방식으로 구성될 수 있고, 종방향 및 횡방향 제어 명령 CS4 및 CS5를 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11)과 디폴트 제어 유닛(10)의 백업 횡방향 역학 제어 모듈(12)에 제공하도록 구성되며, 이러한 제어 명령은 차량(200)에 제공된 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보를 기반으로 한다. 신호 CS4는 종방향 제어 명령을 포함하고, 신호 CS5는 횡방향 제어 명령을 포함하며, 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11) 및 백업 횡방향 역학 제어 모듈(12)에 제공되고, 반면에 신호 CS4는 오직 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11)에만 제공된다.
도 3에 도시된 바와 같은 주차 제동 시스템(60)은 디폴트 종방향 및 횡방향 역학 제어 모듈(11)로부터 주차 제동 요청 신호 CS6를 수신하도록 구성된다.
제 2 백업 제어 유닛(20)은 바람직하게는 PLC와 같은 제 1 제어 유닛(10)에 비해 덜 복잡한 제어 유닛이고, 디코더(23), OR 게이트(21) 및 긴급 정지 제어 모듈(22)을 포함할 수 있다. OR 게이트(21)는 제 1 제어 유닛(10)으로부터의 심박 신호 HS1이 수신되지 않는 경우 그리고 예컨대 활성화된 긴급 버튼(90)으로부터의 긴급 요청 신호 ES가 수신되지 않는 경우, 제 1 제어 유닛(10)으로부터의 오류 신호 FS1, 다시 라우팅된 EMS 신호, 디코더(23)로부터의 신호와 같은 다른 신호들을 수신하도록 구성된다. 전술한 신호들 중 어느 하나가 OR 게이트(21)에 의해 수신되는 경우, 긴급 모드 활성화 신호 EMS가 그로부터 제공된다. 그 다음 해당 신호는 긴급 정지 제어 모듈(22)에 제공되고, 이는 차례로 백업 제동 요청 신호 CS1 및 CS2를 제공한다. 이에 의해, 제동 요청 신호 CS1 및/또는 CS2는 긴급 모드가 활성화될 때 차량이 안전하게 정지되도록 보장할 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 측면에 따른 자율주행 차량(200)의 모션 제어를 제공하기 위한 방법의 일 실시 예의 흐름도를 나타내며, 여기에서 자율주행 차량(200)은 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 1 제어 유닛(10) 및 긴급 모드 중에 백업 종방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 2 백업 제어 유닛(20)을 포함하는 자율주행 차량 제어 시스템(100)을 포함한다. 상기 방법은 정상 작동 중에 제 1 제어 유닛(10)에 의해 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 다음 단계를 더 포함한다:
- S1: 긴급 모드가 활성화되었을 때 제 1 제어 유닛에 의해 백업 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계; 및
- S2: 긴급 모드가 활성화되었을 때 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계;
본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 도시된 실시 예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 당업자는 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (26)

  1. 자율주행 차량(200)의 모션 제어를 제공하기 위한 자율주행 차량 제어 시스템(100)에 있어서,
    - 정상 작동 중에 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 1 제어 유닛(10); 및
    - 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성되는 제 2 백업 제어 유닛(20);을 포함하고,
    상기 제 1 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되었을 때 백업 횡방향 모션 제어를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 임의의 횡방향 모션 제어 없이 백업 종방향 모션 제어를 수행하도록 구성되고, 바람직하게는 백업 종방향 모션 제어만을 수행하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 차량의 제동 제어만을 수행하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    긴급 모드 중에 수행되는 백업 종방향 모션 제어는 차량을 정지시키도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되었을 때 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호(CS1, CS2)를 차량의 제 1 제동 시스템(30) 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템(40) 중 적어도 하나에 제공하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 유닛은 정상 작동 중에 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호(CS3)를 차량의 제 1 제동 시스템에만 제공하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은,
    제 1 제어 유닛의 오류를 나타내는 제 1 제어 유닛으로부터의 신호(FS1) 및 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호(ES) 중 적어도 하나가 제 2 백업 제어 유닛에 의해 수신될 때 긴급 모드를 활성화하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 유닛은 상기 제 1 제어 유닛이 이용 가능할 때 상기 제 2 백업 제어 유닛에 심박 신호(HS1)를 제공하도록 구성되고, 상기 제 2 백업 제어 유닛은 상기 제 1 제어 유닛으로부터 심박 신호가 수신되지 않을 때 긴급 모드를 활성화하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호(EMS)를 제공하도록 구성되고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 이에 의해 상기 차량 제어 시스템은 신호를 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅하기 위한 연결 및 긴급 모드가 활성화되었음을 상기 제 1 제어 유닛에 알리기 위해 신호를 상기 제 1 제어 유닛에 제공하기 위한 연결 중 적어도 하나를 더 포함하는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량 자동화 결정 제어 유닛(50)을 더 포함하고, 상기 차량 자동화 결정 제어 유닛은 종방향 및 횡방향 제어 명령(CS4, CS5)을 제 1 제어 유닛에 제공하도록 구성되고, 상기 제어 명령은 차량에 제공되는 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보를 기반으로 하는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호(EMS)를 제공하도록 구성되고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 상기 차량 제어 시스템은 상기 차량 자동화 결정 제어 유닛에 신호를 제공하기 위한 연결을 더 포함하는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛이 이용 가능할 때 상기 제 2 백업 제어 유닛은 심박 신호(HS2)를 상기 제 1 제어 유닛 및/또는 제 10 항에 따른 차량 자동화 결정 제어 유닛에 제공하도록 구성되는, 자율주행 차량 제어 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛은 PLC(programmable logic controller)인, 자율주행 차량 제어 시스템.
  14. 자율주행 차량의 모션 제어를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    상기 자율주행 차량은, 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 1 제어 유닛; 및 긴급 모드 중에 백업 종방향 모션 제어를 수행하기 위한 제 2 백업 제어 유닛;을 포함하는 자율주행 차량 제어 시스템을 포함하고,
    상기 방법은, 정상 작동 중에 상기 제 1 제어 유닛에 의해 차량의 종방향 및 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계;를 포함하고,
    - (S1) 긴급 모드가 활성화되었을 때 상기 제 1 제어 유닛에 의해 백업 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계; 및
    - (S2) 긴급 모드가 활성화되었을 때 상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계는
    임의의 횡방향 모션 제어를 수행하는 단계 없이 수행되며, 바람직하게는 백업 종방향 모션 제어만을 수행하는, 방법.
  16. 제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 백업 종방향 모션 제어를 수행하는 단계는
    차량의 제동 제어만을 수행하는, 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    긴급 모드 중에 수행되는 종방향 모션 제어는 차량을 정지시키도록 구성되는, 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    긴급 모드가 활성화되었을 때 상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정상 작동 중에 상기 제 1 제어 유닛에 의해 차량 제동 요청을 포함하는 제어 신호를 차량의 제 1 제동 시스템에만 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 제어 유닛의 오류를 나타내는 제 1 제어 유닛으로부터의 신호 및 긴급 정지가 요청되었음을 나타내는 신호 중 적어도 하나가 제 2 백업 제어 유닛에 의해 수신될 때 긴급 모드를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 유닛이 이용 가능할 때 상기 제 1 제어 유닛에 의해 상기 제 2 백업 제어 유닛에 심박 신호를 제공하는 단계; 및
    상기 제 1 제어 유닛으로부터 심박 신호가 상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 수신되지 않을 때 긴급 모드를 활성화하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  22. 제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호를 제공하는 단계;를 더 포함하고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 신호를 제 2 백업 제어 유닛으로 다시 라우팅하는 단계; 및/또는 긴급 모드가 활성화되었음을 상기 제 1 제어 유닛에 알리기 위해 신호를 상기 제 1 제어 유닛에 제공하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
  23. 제 14 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자율주행 차량 제어 시스템은 차량 자동화 결정 제어 유닛을 더 포함하고, 상기 방법은 종방향 및 횡방향 제어 명령을 제 1 제어 유닛에 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어 명령은 차량에 제공되는 차량 주변 인식 센서로부터 수신되는 정보를 기반으로 하는, 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛에 의해 긴급 모드가 활성화되는 것과 관련된 신호(EMS)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 이 신호는 차량의 제 1 제동 시스템 및 차량의 제 2 백업 제동 시스템 중 적어도 하나에 제동 요청을 개시하기 위해 제공되고, 상기 차량 자동화 결정 제어 유닛에 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제 14 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 백업 제어 유닛이 이용 가능할 때 심박 신호를 상기 제 1 제어 유닛 및/또는 제 23 항에 따른 차량 자동화 결정 제어 유닛에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 자율주행 차량 제어 시스템(100)을 포함하는, 자율주행 차량(200).
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