KR20220036423A - 차량 및 그를 위한 자율주행 제어방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 의한 자율주행 제어방법은, 자차 주변의 주행환경 정보를 감지하는 단계; 상기 주행환경 정보를 토대로 상기 자차로 및 상기 자차로에 인접한 주변차로의 교통흐름을 판단하는 단계; 및 상기 교통흐름을 반영하여 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 상기 자차의 구동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그를 위한 자율주행 제어방법{VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING AUTONOMOUS DRIVING FOR THE SAME}
본 발명은 교통흐름 최적화 자율주행 제어방법에 관한 것이다.
자율주행차량은 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)을 적용하여 주행 중 핸들 및 페달 조작과 같은 단순 작업에서 운전자를 자유롭게 해 줄 뿐만 아니라 운전자의 부주의로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있어 최근 사람들의 관심이 증가하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 자율주행 차량은 도로의 규정속도를 넘지 않는 속도범위 내에서 차량 제어를 진행하도록 설계되어 있다. 하지만, 실제 운전자들은 규정속도보다 빠른 속도로 주행하는 경우가 많으며, 다양한 주행상황에서 규정속도에만 의존하여 차량 제어를 진행할 경우 오히려 주변의 교통흐름을 방해하는 요소로 작용한다.
이에 따라, 다양한 주행환경에 대응하여 주변 교통흐름을 원활하게 할 수 있는 최적화된 자율주행 제어방법이 요구되고 있다.
실시 예는 차량의 자차 주변의 교통흐름을 판단하고 각 주행상황에 적합한 주행제어 전략을 수립함으로써, 도로 법규만을 준수함에 따라 발생되는 교통흐름의 방해요인을 제거할 수 있는 자율주행 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예는, 자차 주변의 주행환경 정보를 감지하는 단계; 상기 주행환경 정보를 토대로 상기 자차로 및 상기 자차로에 인접한 주변차로의 교통흐름을 판단하는 단계; 및 상기 교통흐름을 반영하여 최적화된 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 상기 자차의 구동을 제어하는 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법을 제공할 수 있다.
상기 교통흐름을 판단하는 단계는, 선행차량의 거동 이상여부를 판단하는 단계; 상기 자차의 교통흐름 방해여부를 판단하는 단계; 및 상기 자차 주변에 적어도 하나의 자율주행차량의 존재여부를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 선행차량의 거동 이상여부를 판단하는 단계는, 상기 선행차량의 거동 이상치를 검출하여 기 설정된 기준값보다 큰지 여부를 판단하는 제1 단계; 상기 선행차량이 기 설정된 회피대상 차량에 해당하는지 여부를 판단하는 제2 단계; 및 상기 선행차량의 속도와 상기 자차의 현재위치에 대응하는 도로의 최소 규정속도보다 작은지 여부를 판단하는 제3 단계;를 포함할 수 있다.
상기 자차의 구동을 제어하는 단계는, 상기 제1 내지 제3 단계 중 적어도 하나의 조건이 성립되면, 상기 자차의 속도를 증가시키거나 상기 주변차로 방향으로 조향을 제어하여 차선 변경을 실행할 수 있다.
상기 거동 이상치는, 상기 선행차량의 중심이 상기 자차로의 중앙으로부터 횡방향으로 편향된 거리 및 상기 선행차량의 급조향 횟수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 자차의 교통흐름 방해여부를 판단하는 단계는, 상기 자차의 속도와 주변차량의 속도를 비교하는 단계; 일정시간 동안 상기 자차의 전방으로 컷인(cut-in)하는 차량의 수를 카운트하는 단계; 및 상기 자차의 목표 속도와 유사한 속도패턴을 갖는 선행차량을 탐색하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 선행차량을 탐색하는 단계는, 상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 크거나 같은 경우 또는 상기 카운트된 차량의 수가 기 설정된 임계값보다 작은 경우에 실행될 수 있다.
상기 자차의 구동을 제어하는 단계는, 상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 작으면 컷인 양보 제어를 위한 주행전략을 생성하여 상기 자차의 속도를 감소시킬 수 있다.
상기 적어도 하나의 자율주행차량의 존재여부를 판단하는 단계는, 상기 적어도 하나의 자율주행차량 또는 외부 교통 인프라로부터 V2X 메시지를 수신하는 단계; 상기 V2X 메시지를 토대로 컷인 요청차량을 검출하고, 상기 검출된 컷인 요청차량의 주행 희망차로가 자차로인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 주행 희망차로가 자차로이면, 상기 자차의 차속과 상기 컷인 요청차량의 차속을 비교한 후 상기 적어도 하나의 자율주행차량의 현재 주행차로를 고려하여 상기 적어도 하나의 자율주행차량으로 스케줄링 메시지를 송신하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 스케줄링 메시지는, 상기 자차와 상기 적어도 하나의 자율주행차량 간에 주행간격과 주행속도를 조정하기 위한 제어정보를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 자율주행 제어장치는, 자차 주변의 주행환경 정보를 감지하는 센서부; 상기 주행환경 정보를 토대로 상기 자차로 및 상기 자차로에 인접한 주변차로의 교통흐름을 판단하는 교통흐름 판단부; 및 상기 교통흐름을 반영하여 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 상기 자차의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시 예에 의하면, 자차 주변의 교통흐름을 판단하고 각 주행상황에 적합한 주행제어 전략을 수립함으로써, 도로 법규만을 준수함에 따라 발생되는 교통흐름의 방해요인을 제거할 수 있다.
또한, 수동적인 주행제어 전략을 보완하여 능동적으로 대처함으로써 주변 교통흐름을 원활하게 유도하는 효과를 달성할 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주행상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주행상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 자율주행 제어장치에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 제어장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 자율주행 제어장치(100)는 센서부(110), 통신부(120), 저장부(130), 교통흐름 판단부(140), 및 구동 제어부(150)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 자차 주변의 주행환경 정보를 실시간으로 감지하는 외부 센서와 자차의 상태정보를 측정하는 내부 센서를 포함하며, 외부 센서는 차량의 전방, 측방, 및 후방 중 적어도 하나에 탑재되는 이미지 센서, 거리측정 센서, 및 GPS 수신기 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 주행환경 정보는 자차의 주행차로 및 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 주변차량의 주행정보를 포함한다.
이미지 센서는 광학계를 통해 촬영한 차량 주변의 영상 정보를 수집하고, 영상 정보에 대한 노이즈 제거, 화질 및 채도 조절, 파일 압축 등의 이미지 처리를 수행할 수 있다.
거리측정 센서는 차량과 객체 간의 거리나 상대속도를 측정할 수 있으며, 레이더(radio detection and ranging, RADAR) 또는 라이다(light detection and ranging, LiDAR) 등으로 구현될 수 있다. 레이더는 전자기파를 사용하여 차량 주변에 존재하는 객체와의 거리, 방향, 상대속도, 및 고도 등을 측정하며, 원거리 식별과 악천후 대응이 가능하다. 라이다는 도로 상에서 차량의 전방을 향해 레이저 펄스를 발사한 후 반사되는 레이저 펄스로부터 포인트 형태의 라이다 데이터를 생성하며, 정밀한 분해능을- 가져 차량 주변에 존재하는 객체를 검출하는데 주로 이용된다.
GPS 수신기는 차량의 지리적 위치를 추정하도록 구성되는 센서로서, 지구 상공에 위치한 GPS 위성으로부터 항법 메시지를 수신하여 차량의 현재 위치를 실시간으로 수집할 수 있다.
내부 센서는 차량의 현재 차속, 가속도, 및 조향각 등을 수집하는 속도 센서, 가속도 센서, 및 조향각 센서 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 각종 액츄에이터에 대한 상태 정보를 주기적으로 측정할 수 있다.
통신부(120)는 V2X(Vehicle to X) 통신을 지원하는 통신 인터페이스를 구비하여, 주변차량 및 외부 교통 인프라와의 주기적인 통신을 통해 주행환경 정보를 획득할 수 있다. V2X의 X는 everything, 즉, Infra/Vehicle/Nomadic 등을 의미하는 것으로 차량에 적용 가능한 모든 형태의 통신방식을 지칭하며, 일반용어로서 'Connected Vehicle' 또는 'Networked Vehicle'을 구현하기 위한 구체적인 통신기술을 의미한다. 이때, V2X 통신은 크게 세 가지 범주로 구분할 수 있는데, 차량과 인프라 간(Vehicle to Infrastructure, V2I), 차량 간(Vehicle to Vehicle, V2V), 그리고 차량과 모바일 기기 간(Vehicle to Nomadic devices, V2N) 통신으로 구분되며, 이 외에도 다른 형태의 통신 범주가 포함될 수 있다.
통신부(120)는 자차 주변의 자율주행차량 및/또는 외부 교통 인프라로부터 V2X 메시지를 수신하고, 후술하는 구동 제어부(150)가 생성한 스케줄링 메시지를 V2X 통신 인터페이스가 구비된 자율주행차량으로 브로드캐스팅(broadcasting)할 수 있다.
저장부(130)는 자차 주변의 교통흐름을 판단하기 위한 레퍼런스 정보를 미리 저장할 수 있다. 여기서, 레퍼런스 정보는 후술하는 선행차량의 거동 이상치에 관한 기준값, 회피대상 차량의 차종 리스트, 및 자차의 전방으로 컷인하는 차량의 컷인 횟수에 관한 임계값 등을 포함할 수 있다. 이러한 저장부(130)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), 롬(Read Only Memory, ROM), 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 어느 하나 이상의 저장매체로 구현될 수 있다.
교통흐름 판단부(140)는 센서부(110) 및/또는 통신부(120)를 통해 전송되는 자차 주변의 주행환경 정보를 토대로 주행차로 및 주변차로의 교통흐름을 판단할 수 있다. 예를 들어, 교통흐름 판단부(140)는 선행차량의 거동 이상여부, 자차의 교통흐름 방해여부, 및 자차 주변에 적어도 자율주행차량의 존재여부 등을 판단하고, 그 판단결과를 구동 제어부(140)로 전송할 수 있다.
구동 제어부(150)는 선행차량에 기반한 자율주행 제어를 디폴트로 설정하여 하위 제어기(미도시)를 제어하되, 교통흐름 판단부(140)의 판단결과에 따른 교통흐름을 반영하여 최적화된 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 자차의 구동을 능동적으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따른 자율주행 제어장치(100)는 자차 주변의 교통흐름을 판단하고 각 주행상황에 적합한 주행제어 전략을 수립함으로써, 도로 법규만을 준수함에 따라 발생되는 교통흐름의 방해요인을 제거할 수 있다. 또한, 수동적인 주행제어 전략을 보완하여 능동적으로 대처함으로써 주변 교통흐름을 원활하게 유도하는 효과를 달성할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 2 내지 도 6을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주행상황을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
도 2 내지 도 3을 함께 참조하면, 센서부(110)는 자차(1)의 전방, 측방, 또는 후방에 탑재된 적어도 하나의 외부 센서 및 내부 센서를 통해 선행차량(2)의 상태정보와 주행정보를 수집할 수 있다(S110). 여기서, 상태정보는 선행차량(2)의 차종 등에 관한 정보를 포함하고, 주행정보는 선행차량(2)의 속도, 조향패턴, 및 주행차로 내 선행차량(2)의 위치 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
교통흐름 판단부(140)는 수집된 선행차량(2)의 상태정보와 주행정보를 토대로 선행차량(2)의 거동 이상여부를 판단하고, 기 설정된 정상상태 조건을 만족하지 않을 경우 트리거 신호를 생성하여 제어부(50)로 송신할 수 있다(S120).
우선, 교통흐름 판단부(140)는 선행차량(2)의 주행정보에 기초하여 거동 이상치를 검출하고, 저장부(130)에 미리 저장된 기준값을 독출하여 거동 이상치와 기준값을 서로 비교할 수 있다(S121).
여기서, 거동 이상치는 선행차량(2)의 편향 거리(Errf) 및/또는 급조향 횟수(Nf)를 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 교통흐름 판단부(140)는 선행차량(2)의 중심이 주행차로의 중앙으로부터 횡방향으로 편향된 거리를 측정하여 편향 거리(Errf)를 연산할 수 있다. 그리고, 교통흐름 판단부(140)는 일정시간 동안 선행차량(2)의 조향패턴이 급격하게 변동되는 횟수를 카운팅하여 급조향 횟수(Nf)를 검출할 수 있다(도 2의 (a) 참조).
S121 단계에서, 선행차량(2)의 편향 거리(Errf)가 제1 기준값(Erravail)보다 크거나 또는 급조향 횟수(Nf)가 제2 기준값(Navail)보다 크다고 판단되면(S121의 '예' 경로), 교통흐름 판단부(140)는 트리거 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 기준값(Erravail, Navail)은 선행차량(2)의 거동이 정상상태의 범주라고 간주할 수 있을 정도의 임계치를 의미하며, 개발자에 의해 미리 설정될 수 있다.
반면에, 교통흐름 판단부(140)는 선행차량(2)의 편향 거리(Errf)가 제1 기준값(Erravail)보다 작거나 같고, 급조향 횟수(Nf)가 제2 기준값(Navail)보다 작거나 같다고 판단되면(S121의 '아니오' 경로), 선행차량의(2)의 상태정보에 기초하여 회피대상 차량인지 여부를 판단한다(S122).
S122 단계에서, 교통흐름 판단부(140)는 저장부(130)에 미리 저장된 회피대상 차량의 차종 리스트를 판독하여 자차(1)의 전방에 위치한 선행차량(2)이 이에 해당되는지 여부를 검출한다. 여기서, 회피대상 차량은 덤프트럭, 트레일러, 굴삭기, 믹서트럭, 대형버스 등을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
교통흐름 판단부(140)는 선행차량(2)이 회피대상 차량에 해당되면(S122의 '예' 경로) 트리거 신호를 생성하되, 그렇지 아니하면(S122의 '아니오' 경로) 선행차량(2)의 주행정보에 기초하여 저속주행 상황인지 여부를 판단한다(S123).
S123 단계에서, 교통흐름 판단부(140)는 센서부(110)를 통해 측정되는 선행차량(2)의 상대속도와 자차(1)의 절대속도를 이용하여 선행차량(2)의 현재 차속(Vf)을 연산하고, 선행차량(2)의 차속(Vf)이 도로의 최소 규정속도(Vavail_min)보다 작은지 여부를 판단한다. 여기서, 도로의 최소 규정속도(Vavail_min)는 GPS 센서에 의해 측정된 자차(1)의 현재위치에 대응하는 도로의 법규상 제한속도로서, 저장부(130)에 미리 저장될 수 있다. 또한, 교통흐름 판단부(140)는 자차(1)의 후방에 후행차량(4)이 존재하는 경우, 후행차량(4)의 현재 차속(Vb)을 연산하고, 선행차량(2)의 차속(Vf)이 후행차량(4)의 차속(Vb)보다 작은지 여부를 판단한다.
만일, 선행차량(2)의 차속(Vf)이 도로의 최소 규정속도(Vavail_min)보다 작고, 후행차량(4)의 차속(Vb)보다 작으면(S123의 '예'), 교통흐름 판단부(140)는 트리거 신호를 생성할 수 있다.
반면에, 선행차량(2)의 차속(Vf)이 도로의 최소 규정속도(Vavail_min)보다 크거나 같고, 또는 후행차량(4)의 차속(Vb)보다 크거나 같으면(S123의 '아니오') 교통흐름 판단부(140)는 선행차량(2)의 거동이 정상상태인 것으로 판단하고, 구동 제어부(150)는 디폴트로 설정된 자율주행 제어에 기반하여 선행차량(2)을 기준으로 자차(1)의 현재 차속을 제어할 수 있다(S130).
한편, 구동 제어부(150)는 교통흐름 판단부(140)로부터 트리거 신호를 수신하면(S121, S122, 및 S123 각각의 '예') 선행차량(2)을 회피하기 위한 주향전략을 생성하고, 자차(1)의 속도를 증가시키거나 주변차로 방향으로 조향을 제어하여 차선 변경을 실행할 수 있다(S140)(도 2의 (b) 참조).
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주행상황을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
도 4 내지 도 5를 함께 참조하면, 센서부(110)는 자차(1)의 전방, 측방, 또는 후방에 탑재된 적어도 하나의 외부 센서 및 내부 센서를 통해 자차(1)와 주변차량(2, 3, 4)의 주행정보를 수집할 수 있다(S210). 여기서, 주변차량(2, 3, 4, 5)은 자차(1)의 주행차로 및 상기 주행차로에 인접한 주변차로를 주행하는 타차량을 총칭한다.
교통흐름 판단부(140)는 수집된 자차(1) 및 주변차량(2, 3, 4, 5)의 주행정보를 토대로 후행차량(3)의 추월 가능성 또는 주변차로 차량(4)의 컷인 가능성을 판단할 수 있다(S220). 이를 위해, 교통흐름 판단부(140)는 자차(1)의 현재 차속(Vm)과 주변차량(2, 3, 4, 5) 각각의 현재 차속(Vf1, Vb, Vs, Vf2)을 서로 비교할 수 있다(도 4의 (a) 참조).
만일, 자차(1)의 차속(Vm)이 선행차량(2)의 차속(Vf1)보다 작고, 후행차량(3)의 차속(Vb)보다 작으며, 주변차로 차량(4)의 차속(Vs)보다 작으면(S220의 '예'), 교통흐름 판단부(140)는 제1 트리거 신호를 생성하여 구동 제어부(150)로 송신할 수 있다.
구동 제어부(150)는 교통흐름 판단부(140)로부터 제1 트리거 신호를 수신하면 컷인 양보 제어를 위한 주행전략을 생성하고, 자차(1)의 속도를 감소시킬 수 있다(S230). 다시 말해서, 구동 제어부(150)는 제1 트리거 신호에 따라 감속 제어를 실행하여 후행차량(3) 및/또는 주변차로 차량(4)이 자차(1)의 전방으로 컷인할 수 있도록 여유 공간을 확보할 수 있다(도 4의 (b) 참조).
이후, 교통흐름 판단부(140)는 일정시간 동안 자차(1)의 전방으로 컷인하는 차량의 수를 카운팅하여 컷인 횟수(Ncut -in)를 검출하고, 컷인 횟수(Ncut -in)가 제1 임계값(Nth)을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S240).
교통흐름 판단부(140)는 컷인 횟수(Ncut -in)가 제1 임계값(Nth)을 초과하면(S240의 '예') 자차(1)가 주변 교통흐름을 방해하고 있는 것으로 간주하고, 자차(1)의 목표속도(Vreq)와 선행차량(4)의 현재 차속(vf')을 서로 비교할 수 있다(S250). 여기서, 선행차량(4)은 자차(1)의 전방으로 컷인한 차량을 의미하며, 도 4의 (c)에 도시된 선행차량(4)은 도 4의 (b)에 도시된 주변차로 차량(4)과 동일하므로 편의상 동일한 참조부호로 표기한다.
S250 단계의 판단결과, 자차(1)의 목표속도(Vreq)에서 선행차량(4)의 차속(Vf')을 차감한 값이 제2 임계값(Vth)보다 작으면(S250의 '아니오'), 교통흐름 판단부(140)는 제2 트리거 신호를 생성하여 구동 제어부(150)로 송신할 수 있다. 여기서, 제2 임계값(Vth)은 자차(1)의 목표속도(Vreq)와 선행차량(4)의 차속(Vf')이 유사한 속도패턴의 범주라고 간주할 수 있을 정도의 임계치를 의미하며, 사전에 정의될 수 있다.
구동 제어부(150)는 교통흐름 판단부(140)로부터 제2 트리거 신호를 수신하면 차선 변경을 위한 조향 제어를 실행할 수 있다(S260). 예를 들어, 구동 제어부(150)는 자차(1)의 목표속도(Vreq)와 유사한 속도패턴을 갖는 주변차로를 탐색하고, 상기 주변차로 방향으로 조향을 제어하여 차선 변경을 실행할 수 있다(도 4의 (c) 참조).
반면에, S250 단계의 판단결과, 자차(1)의 목표속도(Vreq)에서 선행차량(1)의 차속(Vf)을 차감한 값이 제2 임계값보다 크거나 같으면, 구동 제어부(150)는 디폴트로 설정된 자율주행 제어에 기반하여 선행차량(4)을 기준으로 자차(1)의 현재 차속을 제어할 수 있다(S270).
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 주행상황에 대응하기 위한 차량의 제어 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 통신부(120)는 자차가 자율주행 활성화 영역(ODD, Operational Design Domain)에 진입하면, 자차 주변의 적어도 하나의 자율주행차량 및/또는 외부 교통 인프라로부터 V2X 메시지를 수신할 수 있다(S310). V2X 메시지에는 컷인 요청차량의 식별자, 현재 속도, 현재 주행차로, 및 주행 희망차로 등에 관한 주행정보가 포함될 수 있다.
교통흐름 판단부(140)는 수신한 V2X 메시지를 토대로 적어도 하나의 컷인 요청차량을 검출하고(S320), 상기 검출된 컷인 요청차량의 주행 희망차로가 자차의 주행차로(이하, 편의상 '자차로'라 칭함)인지 여부를 판단할 수 있다(S330).
만일, 주행 희망차로가 자차로에 인접한 주변차로이면(S330의 '아니오'), 교통흐름 판단부(140)는 적어도 하나의 자율주행차량의 현재 주행차로를 고려하여 주행환경 타입상태를 판단할 수 있다(S340). 예컨대, 교통흐름 판단부(140)는 하기의 표 1에 기재된 정보를 토대로 적어도 하나의 자율주행차량이 현재 자차로 및/또는 주변차로 중 어느 차로를 주행하고 있는지에 따라 주행환경 타입상태를 결정할 수 있다.
Figure pat00001
상기 표 1을 참조하면, 교통흐름 판단부(140)는 적어도 하나의 자율주행차량이 '자차로'에만 존재하는 경우 '타입 1'로 할당하고, 적어도 하나의 자율주행차량이 '주변차로'에만 존재하는 경우 '타입 2'로 할당하며, 적어도 하나의 자율주행차량이 '자차로' 및 '주변차로'에 존재하는 경우 '타입 3'으로 할당할 수 있다.
S340 단계에서, 주행환경 타입상태가 '타입 1'인 것으로 판단되면 구동 제어부(150)는 디폴트로 설정된 자율주행 제어에 기반하여 선행차량을 기준으로 자차의 현재 차속을 제어할 수 있다(S350).
반면에, 주행환경 타입상태가 '타입 2' 또는 '타입 3'인 것으로 판단되면 교통흐름 판단부(140)는 주변차로를 주행중인 적어도 하나의 자율주행차량의 차속(Vs_auto)과 컷인 요청차량의 차속(Vs_cutin)을 서로 비교할 수 있다(S360).
S360 단계에서, 적어도 하나의 자율주행차량의 차속(Vs_auto)이 컷인 요청차량의 차속(Vs_cutin)보다 크거나 같으면(S360의 '예'), 구동 제어부(150)는 디폴트로 설정된 자율주행 제어에 기반하여 선행차량을 기준으로 자차의 현재 차속을 제어할 수 있다(S350).
반면에, 적어도 하나의 자율주행차량의 차속(Vs_auto)이 컷인 요청차량의 차속(Vs_cutin)보다 작으면(S360의 '아니오'), 구동 제어부(150)는 적어도 하나의 자율주행차량으로 스케줄링 메시지를 송신할 수 있다(S390). 상기 스케줄링 메시지에는 자차와 적어도 하나의 자율주행차량 간의 주행간격과 주행속도를 조정하기 위한 제어정보가 포함되며, 상호 간 스케줄링 메시지의 송수신 동작을 통해 주변차로 방향으로 컷인 요청차량이 진입하도록 여유 공간을 생성할 수 있다.
한편, 주행 희망차로가 자차로인 경우(S330의 '예'), 교통흐름 판단부(140)는 자차의 차속(Vm)과 컷인 요청차량의 차속(Vs_cutin)을 서로 비교할 수 있다(S370).
만일, 자차의 차속(Vm)이 컷인 요청차량의 차속(Vs_cutin)보다 작으면(S370의 '예'), 교통흐름 판단부(140)는 주행환경 타입상태를 판단할 수 있다(S380).
S380 단계에서, 주행환경 타입상태가 '타입 2'인 것으로 판단되면 구동 제어부(150)는 디폴트로 설정된 자율주행 제어에 기반하여 선행차량을 기준으로 자차의 현재 차속을 제어할 수 있다(S350).
이처럼, 다수의 자율주행차량이 동시 다발적으로 움직이는 주행환경의 경우, V2X 통신을 통한 스케줄링 메시지를 송수신하여 자율주행차량 간에 주행간격과 주행속도를 서로 조정하고, 컷인 요청차량이 자차로 또는 주변차로로 진입할 최적의 안전거리를 제공함으로써 주변 교통흐름이 개선될 수 있다.
반면에, 주행환경 타입상태가 '타입 1' 또는 '타입 3'인 것으로 판단되면 구동 제어부(150)는 적어도 하나의 자율주행차량으로 스케줄링 메시지를 송신할 수 있다(S390). 상기 스케줄링 메시지에는 자차와 적어도 하나의 자율주행차량 간의 주행간격과 주행속도를 조정하기 위한 제어정보가 포함되며, 상호 간 스케줄링 메시지의 송수신 동작을 통해 자차로 방향으로 컷인 요청차량이 진입하도록 여유 공간을 생성할 수 있다.
상술한 실시 예에 따른 자율주행 제어방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (20)

  1. 자차 주변의 주행환경 정보를 감지하는 단계;
    상기 주행환경 정보를 토대로 상기 자차로 및 상기 자차로에 인접한 주변차로의 교통흐름을 판단하는 단계; 및
    상기 교통흐름을 반영하여 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 상기 자차의 구동을 제어하는 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 교통흐름을 판단하는 단계는,
    선행차량의 거동 이상여부를 판단하는 단계;
    상기 자차의 교통흐름 방해여부를 판단하는 단계; 및
    상기 자차 주변에 적어도 하나의 자율주행차량의 존재여부를 판단하는 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 선행차량의 거동 이상여부를 판단하는 단계는,
    상기 선행차량의 거동 이상치를 검출하여 기 설정된 기준값보다 큰지 여부를 판단하는 제1 단계;
    상기 선행차량이 기 설정된 회피대상 차량에 해당하는지 여부를 판단하는 제2 단계; 및
    상기 선행차량의 속도와 상기 자차의 현재위치에 대응하는 도로의 최소 규정속도보다 작은지 여부를 판단하는 제3 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 자차의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 제1 내지 제3 단계 중 적어도 하나의 조건이 성립되면, 상기 자차의 속도를 증가시키거나 상기 주변차로 방향으로 조향을 제어하여 차선 변경을 실행하는, 자율주행 제어방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 거동 이상치는,
    상기 선행차량의 중심이 상기 자차로의 중앙으로부터 횡방향으로 편향된 거리 및 상기 선행차량의 급조향 횟수 중 적어도 하나를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 자차의 교통흐름 방해여부를 판단하는 단계는,
    상기 자차의 속도와 주변차량의 속도를 비교하는 단계;
    일정시간 동안 상기 자차의 전방으로 컷인(cut-in)하는 차량의 수를 카운트하는 단계; 및
    상기 자차의 목표 속도와 유사한 속도패턴을 갖는 선행차량을 탐색하는 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 선행차량을 탐색하는 단계는,
    상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 크거나 같은 경우 또는 상기 카운트된 차량의 수가 기 설정된 임계값보다 작은 경우에 실행되는, 자율주행 제어방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 자차의 구동을 제어하는 단계는,
    상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 작으면 컷인 양보 제어를 위한 주행전략을 생성하여 상기 자차의 속도를 감소시키는 단계를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자율주행차량의 존재여부를 판단하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 자율주행차량 또는 외부 교통 인프라로부터 V2X 메시지를 수신하는 단계;
    상기 V2X 메시지를 토대로 컷인 요청차량을 검출하고, 상기 검출된 컷인 요청차량의 주행 희망차로가 자차로인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 주행 희망차로가 자차로이면, 상기 자차의 차속과 상기 컷인 요청차량의 차속을 비교한 후 상기 적어도 하나의 자율주행차량의 현재 주행차로를 고려하여 상기 적어도 하나의 자율주행차량으로 스케줄링 메시지를 송신하는 단계;를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 스케줄링 메시지는,
    상기 자차와 상기 적어도 하나의 자율주행차량 간에 주행간격과 주행속도를 조정하기 위한 제어정보를 포함하는, 자율주행 제어방법.
  11. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 자율주행 제어방법을 실현하는 응용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  12. 자차 주변의 주행환경 정보를 감지하는 센서부;
    상기 주행환경 정보를 토대로 상기 자차로 및 상기 자차로에 인접한 주변차로의 교통흐름을 판단하는 교통흐름 판단부; 및
    상기 교통흐름을 반영하여 주행전략을 생성하고, 상기 주행전략에 따라 상기 자차의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하는, 자율주행 제어장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 교통흐름 판단부는,
    선행차량의 거동 이상여부를 판단하고, 상기 자차의 교통흐름 방해여부를 판단하여, 상기 자차 주변에 적어도 하나의 자율주행차량의 존재여부를 판단하는, 자율주행 제어장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 교통흐름 판단부는,
    상기 선행차량의 거동 이상치를 검출하여 기 설정된 기준값보다 큰지 여부를 제1 판단하고, 상기 선행차량이 기 설정된 회피대상 차량에 해당하는지 여부를 제2 판단하며, 상기 선행차량의 속도와 상기 자차의 현재위치에 대응하는 도로의 최소 규정속도보다 작은지 여부를 제3 판단하여 상기 거동 이상여부를 판단하는, 자율주행 제어장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 제1 내지 제3 판단 중 적어도 하나에 대한 조건이 성립되면, 상기 자차의 속도를 증가시키거나 상기 주변차로 방향으로 조향을 제어하여 차선 변경을 실행하는, 자율주행 제어장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 거동 이상치는,
    상기 선행차량의 중심이 상기 자차로의 중앙으로부터 횡방향으로 편향된 거리 및 상기 선행차량의 급조향 횟수 중 적어도 하나를 포함하는, 자율주행 제어장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 교통흐름 판단부는,
    상기 자차의 속도와 주변차량의 속도를 비교하고, 일정시간 동안 상기 자차의 전방으로 컷인(cut-in)하는 차량의 수를 카운트하며, 상기 자차의 목표 속도와 유사한 속도패턴을 갖는 선행차량을 탐색하여 상기 교통흐름 방해여부를 판단하는, 자율주행 제어장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 교통흐름 판단부는,
    상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 크거나 같은 경우 또는 상기 카운트된 차량의 수가 기 설정된 임계값보다 작은 경우에 상기 선행차량의 탐색을 실행하는, 자율주행 제어장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는,
    상기 자차의 속도가 상기 주변차량의 속도보다 작으면 컷인 양보 제어를 위한 주행전략을 생성하여 상기 자차의 속도를 감소시키는, 자율주행 제어장치.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자율주행차량 또는 외부 교통 인프라로부터 V2X 메시지를 수신하는 통신부를 더 포함하되,
    상기 교통흐름 판단부는,
    상기 V2X 메시지를 토대로 컷인 요청차량을 검출하고, 상기 검출된 컷인 요청차량의 주행 희망차로가 자차로인지 여부를 판단하며, 상기 주행 희망차로가 자차로이면 상기 자차의 차속과 상기 컷인 요청차량의 차속을 비교하고,
    상기 구동 제어부는,
    상기 차속 비교 결과 및 상기 적어도 하나의 자율주행차량의 현재 주행차로를 고려하여 상기 적어도 하나의 자율주행차량으로 상기 통신부를 통해 스케줄링 메시지가 송신되도록 하고,
    상기 스케줄링 메시지는,
    상기 자차와 상기 적어도 하나의 자율주행차량 간에 주행간격과 주행속도를 조정하기 위한 제어정보를 포함하는, 자율주행 제어장치.
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