KR20220063856A - 자율 주행 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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automation
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정찬희
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 자율 주행 차량에서의 자율 주행 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치에서의 자율 주행 제어 방법은 주행 중 상태 인식 정보를 수집하는 단계와 운전자 요청 자동화 레벨에 관한 정보를 수신하는 단계와 상기 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하는 단계와 상기 운전자 요청 자동화 레벨과 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨에 비교하여 자동화 레벨 하향 조정이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 단계를 포함할 수 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 주행 중 인식된 다양한 정보에 기반하여 자율 주행 해제 없이 자동화 레벨을 적응적으로 제어하는 것이 가능한 자율 주행 제어 기술에 관한 것이다.
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 판단 제어 기능이 요구된다.
최근 출시되고 있는 반자율주행 차량은 기본적으로 구동, 제동 및 조향을 운전자 대신 수행하여 운전자의 피로도를 감소시켜 준다.
반자율주행의 경우 완전 자율주행과 달리 운전자가 계속해서 핸들을 잡고 있는 등 운전에 집중을 유지해야한다.
최근 반자율주행 차량에는 HDA(Highway Driving Assist) 기능, 졸음 운전, 시선 이탈 등의 운전자 부주의 및 상태 이상을 판단하여 클러스터 등을 통해 경고 알람을 출력하는 DSW(Driver Status Warning) 기능, 전방 카메라를 통해 차량이 차선을 넘나들며 불안한 주행을 하는지 등을 확인하는 DAW(Driver Awareness Warning) 기능, 전방 추돌 감지 시 급제동을 수행하는 FCA(Forward Collision-Avoidance Assist) 또는 AEBS(Active Emergency Brake System) 기능 등이 장착되어 판매되고 있다.
자율 주행 시스템은 여러 작동 조건이 만족한 상태에서 해당 자율 주행 기능을 작동시킬 수 있다.
종래 자율 주행 시스템은 자율 주행에 필요한 작동 조건이 만족되지 않는 경우, 작동 조건이 만족될 때까지 매뉴얼 주행을 수행하여 대기해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시 예는 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 운전자 요청 자동화 레벨에 상응하는 작동 조건이 만족되지 않아도 작동 조건이 만족될 때까지 대기하지 않고 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 자동화 레벨 조정이 필요한 경우 적응적으로 안내 메시지 출력 및(또는) 운전자 확인 절차를 수행함으로써 안전한 자동화 레벨 전환이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 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 자율 주행 제어 장치에서의 자율 주행 제어 방법은 주행 중 상태 인식 정보를 수집하는 단계와 운전자 요청 자동화 레벨에 관한 정보를 수신하는 단계와 상기 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하는 단계와 상기 운전자 요청 자동화 레벨과 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨에 비교하여 자동화 레벨 하향 조정이 필요한지 판단하는 단계와 상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 상태 인식 정보는 외부 환경 인식 정보, 주행 상태 인식 정보, 운전자 상태 인식 정보, 정밀 지도 정보 또는 차량 작동 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 방법은 상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 해당 자동화 레벨 변경 안내 문구 및 해당 자동화 레벨 하향 변경에 대한 운전자의 수락 여부를 확인하기 위한 버튼이 포함된 제1 메시지를 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 수락 응답이 수신된 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨이 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정되어 자율 주행이 수행될 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 거절 응답이 수신된 경우, 자율 주행 모드로의 진입이 일시 차단될 수 있다.
실시 예로, 상기 방법은 상기 하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 중 상기 상태 인식 정보에 기반하여 자동화 레벨 상향 조정이 가능한지 여부를 판단하는 단계와 상기 자동화 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 해당 자동화 레벨 상향 조정 안내 문구가 포함된 제2 메시지를 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 상향 조정 시 운전자 확인 절차가 수행되지 않을 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 변경 및 상기 자동화 레벨 상향 변경 중 적어도 하나는 2 레벨 이상의 자동화 레벨 변경을 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 메시지 출력 후 HMI(Human Machine Interface)를 통해 수신되는 운전자 응답 신호에 기반하여 상기 자동화 레벨 변경을 수행할 수 있다.
실시 예로, 상기 외부 환경 인식 정보는 차선 인식 상태 정보, 현재 주행 도로 타입 정보, 현재 주행 도로의 교통량 정보, 현재 주행 도로의 사고 및 공사 정보, 현재 날씨 정보 또는 통신 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치는 주행 중 상태 인식 정보를 수집하는 인식부와 운전자 요청 자동화 레벨 정보를 입력 받는 입력부와 상기 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하고, 상기 운전자 요청 자동화 레벨과 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 비교하여 자동화 레벨 하향 조정이 필요한지 판단하는 판단부와 상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 변경부를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 상태 인식 정보는 외부 환경 인식 정보, 주행 상태 인식 정보, 운전자 상태 인식 정보, 정밀 지도 정보 또는 차량 작동 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 장치는 상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 해당 자동화 레벨 변경 안내 문구 및 해당 자동화 레벨 하향 조정에 대한 운전자의 수락 여부를 확인하기 위한 버튼이 포함된 제1 화면을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 수락 응답이 수신된 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨이 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정되어 자율 주행이 수행될 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 거절 응답이 수신된 경우, 자율 주행 모드로의 진입이 일시적으로 차단될 수 있다.
실시 예로, 상기 판단부는 상기 하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 중 상기 상태 인식 정보에 기반하여 자동화 레벨 상향 조정이 가능한지 여부를 판단하고, 상기 자동화 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 상기 표시부가 해당 자동화 레벨 상향 조정 안내 문구가 포함된 제2 화면을 표시할 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 상향 조정 시 운전자 확인 절차가 수행되지 않을 수 있다.
실시 예로, 상기 자동화 레벨 하향 변경 및 상기 자동화 레벨 상향 변경 중 적어도 하나는 2 레벨 이상의 자동화 레벨 변경을 포함할 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 화면 및 제2 화면 표시 후 HMI(Human Machine Interface)를 통해 수신되는 운전자 응답 신호에 기반하여 자동화 레벨 변경이 수행될 수 있다..
실시 예로, 상기 외부 환경 인식 정보는 차선 인식 상태 정보, 현재 주행 도로 타입 정보, 현재 주행 도로의 교통량 정보, 현재 주행 도로의 사고 및 공사 정보, 현재 날씨 정보 및 통신 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 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 환경 변화에 따라 자율 주행 자동화 레벨을 적응적으로 전환하는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 운전자 요청 자동화 레벨에 상응하는 작동 조건이 만족되지 않아도 작동 조건이 만족될 때까지 대기하지 않고 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정하여 자율 주행을 수행함으로써 운전자의 자율 주행 의지를 최대한 반영하는 것이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 자동화 레벨 조정이 필요한 경우 적응적으로 안내 메시지 출력 및(또는) 운전자 확인 절차를 수행함으로써 안전한 자동화 레벨 전환이 가능한 자율 주행 제어 방법 및 장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 일시적인 센서 고장, 자율 주행에 부적합한 주행 환경 등으로 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨로의 자율 주행이 불가한 경우에도 작동 가능한 자동화 레벨 확인 후 운전자 확인 절차를 통해 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 지원함으로써 운전자 편의성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨 조정이 하향 조정인지 상향 조정인지에 따라 적응적으로 안내 메시지 출력 및(또는) 운전자 확인 절차를 수행함으로써, 안전한 자율 주행 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 자율 주행 차량의 자동화 레벨이 정의된 테이블이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 제어기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 레벨 하향 조절 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 레벨 상향 조절 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 작동 메커니즘을 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 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 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.
도 1을 참조하면, 자동화 단계 LEVEL 0 내지 2는 운전자에 의해 주행 환경이 모니터링된다. 반면 자동화 단계 LEVEL 3 내지 5는 자동화된 주행 시스템에 의해 주행 환경이 모니터링된다.
하지만, 현재 출시되고 있는 자율 주행 차량의 개념은 완전한 의미의 자율 주행 차량으로 가는 중간 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 2(부분 자율 주행) 및 LEVEL 3(조건부 자율 주행)에 해당되는 자율 주행 차량에 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 복수의 다양한 자동화 단계를 지원하는 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 실시 예에 따른 자율 주행 제어기의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 자율 주행 제어기(200)는 인식부(210), 입력부(220), 판단부(230), 표시부(240) 및 변경부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
자율 주행 제어기(200)는 HMI(Human Machine Interface, 260)과 연동하여 자동화 레벨 변경 관련 안내 메시지를 출력하거나 운전자의 자동화 레벨 변경 수락 여부에 대한 응답을 수신할 수 있다.
운전자는 최초 매뉴얼 주행에서 자율 주행 작동을 원하는 경우, 특정 자동화 레벨로의 자율 주행을 소정 사용자 인터페이스-예를 버튼 입력, 터치 스크린 입력, 음성 입력 등-을 통해 자율 주행 시스템에 요청할 수 있다.
이때, 자율 주행 시스템은 하기의 다양한 이유들로 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨로 자율 주행을 수행할 수 없을 수 있다.
- 차량의 일시적인 고장: 센서의 장애, 특정 제어기의 일시적인 고장, 특정 제어기의 통신 문제 등
- 환경적인 조건 불만족: 현재 주행 차선이 제대로 인식되지 않거나 현재 주행 도로가 해당 자동화 레벨의 자율 주행 작동 조건과 맞지 않음 등.
- 차량의 주행 상태 불만족: 자율 주행 시스템의 작동 차속 조건이 맞지 않음. 차량의 종/횡 가속도 등이 작동 조건이 아님 등
인식부(210)는 외부 환경 및 주행 상태를 인식할 수 있다.
외부 환경 인식 정보는 차선 인식 상태 정보, 현재 주행 도로 타입 정보, 현재 주행 도로의 교통량 정보, 현재 주행 도로의 사고 및 공사 정보, 현재 날씨 정보, 통신 상태 정보 등을 포함할 수 있다.
주행 상태 인식 정보는 현재 주행 속도 정보, 차속 거동 상태 정보, 차량 작동 상태 정보 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 차량 작동 상태 정보는 카메라/레이다/라이다 등의 센서 작동 상태 정보, 엑츄에이터 작동 상태 정보 등의 자율 주행에 필요한 시스템의 구동 상태 정보를 포함할 수 있다.
입력부(220)는 차량에 구비된 입력 수단을 통해 운전자가 요청한 자동화 레벨에 관한 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 입력 수단은 버튼, 조그휠, 스위치, 터치 스크린 입력, 음성 인식 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
판단부(230)는 인식부(210)의 인식 결과에 기초하여 현재 작동 가능한 자율 주행 레벨-즉, 자동화 레벨-을 판단할 수 있다.
일 예로, 판단부(230)는 소정 상태 값 A를 자동화 레벨 별 정의된 최소 상태 값 B와 비교하여 현재 작동 가능한 최대 자동화 레벨을 결정할 수 있다.
여기서, 상태 값 A는 상술한 다양한 인식 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 이때, 판단부(230)는 인지 정보 별 소정 가중치를 적용하여 상태 값 A를 결정할 수 있다.
판단부(230)는 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨보다 현재 작동 가능한 자동화 레벨이 낮은 경우, 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
표시부(240)는 판단부(220)의 판단 결과에 따라 자동화 레벨 하향 조정 안내 및 운전자로부터 자동화 레벨 하향 조정 수락 확인을 위한 소정 화면을 구성할 수 있다.
판단부(230)는 자동화 레벨이 하향 조정된 후 작동 가능한 자동화 레벨이 높아진 경우, 자동화 레벨 상향 조정 안내 및 운전자로부터 자동화 레벨 상향 조정 수락 확인을 위한 소정 화면을 구성할 수 있다. 여기서, 현재 작동 가능 최대 자동화 레벨이 운전자 요청 자동화 레벨보다 높은 경우, 판단부(230)는 운전자 요청 자동화 레벨로 자동화 레벨이 상향 조정되도록 제어할 수 있다.
만약, 현재 작동 가능 최대 자동화 레벨이 운전자 요청 자동화 레벨보다는 낮고, 현재 활성화된 자동 레벨보다는 높은 경우, 판단부(230)는 자동화 레벨이 현재 작동 가능 최대 자동화 레벨로 상향 조정되록 제어할 수 있다.
표시부(240)에 구성된 화면은 HMI(260)를 통해 출력될 수 있다.
변경부(250)는 자동화 레벨 하향 조정 또는 자동화 레벨 상향 조정이 운전자에 의해 수락된 경우, 판단부(230)의 제어 신호에 따라 자동화 레벨을 하향 또는 상향 조정할 수 있다.
일 예로, 판단부(230)에 의해 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 표시부(240)는 자동화 레벨 변경 운전자 확인 요청 메시지를 HMI(260) 화면에 출력하고, 판단부(240)에 의해 자동화 레벨 상향 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 표시부(240)는 자동화 레벨 변경 정보 알림 메시지를 HMI(260) 화면에 출력할 수 있다.
인식 결과에 따라 자동화 레벨이 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨보다 하향 조정되어야 하는 경우, 운전자에게 더 많은 주의가 요구되므로 자율 주행 제어기(200)는 소정 자동화 레벨 변경 확인 절차를 수행하여 운전자로부터 수락 확인된 경우에만 자동화 레벨을 안전하게 하향 조정할 수 있다.
반면, 하향 조정된 레벨로 자율 주행 중 인식 결과에 따라 자동화 레벨이 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨로 상향 조정되어야 하는 경우, 자율 주행 제어기(200)는 현재 활성화된 자동화 레벨에 비해 운전자의 주의가 상대적으로 덜 요구되므로 자동화 레벨 변경에 대한 별도의 운전자 확인 절차 없이, 단순히 자동화 레벨 상향 조정 안내 메시지만이 출력되도록 제어할 수 있다.
물론, 당업자의 설계에 따라 자동화 레벨 상향 조정의 경우에도 운전자 확인 절차가 수행되도록 구현될 수도 있음을 주의해야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율 주행 제어기(200)는 외부 환경 및 주행 환경 등의 인식 결과에 따라 자율 주행 모드를 해제하지 않고 자동화 레벨을 동적으로 변경할 수 있으므로 운전자에게 지속적인 자율 주행 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3에 따른 자율 주행 제어 장치(300)는 레벨 2 이상의 자동화 레벨을 지원하는 자율 주행 차량에 장착될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 자율 주행 제어 장치(300)을 간단히 장치(300)라 명하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 장치(300)는 GSP(Global Positioning System)(또는 GNSS(Global Navigation Satellite System)) 수신기(301), 차량 외부 정보 수집부(302), 차량 내부 정보 수집부(305), 정밀 지도 제공부(308), 자율 주행 제어기(310), 경고 알람부(321), HMI(Human Machine Interface, 322), 방향 지시기(323), 비상 점멸 표시기(324), 제동 시스템(325), 자세 제어 시스템(326), 조향 시스템(327), 변속 시스템(328), 구동 시스템(329) 및 기타 시스템(330)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 자율 주행 제어기(310)와 연동되는 시스템들은 각각 제어기가 구비되어 시스템의 고장 여부를 모니터링하고, 모니터링 결과를 자율 주행 제어기(310)의 고장 안전 모듈(318)로 전송할 수 있다.
GPS 수신기(301)는 측위 위성으로부터 측위 신호를 수신할 수 있다. 이때, 측위 신호는 차량의 지리적인 위치 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
차량 외부 정보 수집부(302)는 차량 주변 환경 정보 및 주행 상태 정보를 수집할 수 있다. 차량 외부 정보 수집부(302)는 레이다 및 라이다(303), 외부 카메라(304)를 포함하여 구성될 수 있다.
레이다/라이다(303)는 차량 주변의 물체를 감지할 수 있다.
레이다/라이다(202)는 차량의 전방, 측방 및 후방의 물체를 감지하고, 감지된 물체까지의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 레이다/라이다(202)는 감지된 물체가 정적 객체인지 동적 객체인지를 구별하고, 감지된 동적 객체의 이동 속도가 얼마인지 측정하고, 감지된 동적 객체가 보행자인지 차량인지 구별할 수 있다.
또한, 레이다/레이다(202)는 고해상도 지형 스캔을 통해 주행 도로 및 시설물의 상태를 확인하기 위한 용도 등으로 사용될 수 있다.
외부 카메라(304)는 차량 외부에 장착되어 차량의 전방, 측방 및 후방의 영상을 촬영할 수 있다. 이를 위해, 차량에는 복수의 외부 카메라가 구비될 수 있다.
외부 카메라(304)에 의해 촬영된 영상은 차선 구별, 차량 주변 물체 식별, 증강 현실 구현 등의 용도로 사용될 수 있다.
차량 내부 정보 수집부(305)는 차량 내부의 각종 상태 정보를 수집할 수 있다.
차량 내부 정보 수집부(305)는 실내 카메라(306) 및 생체 센서(306)를 포함할 수 있다.
실내 카메라(306)는 차량 실내 일측에 장착되어 운전자 및 탑승자를 촬영할 수 있다.
실내 카메라(306)에 의해 촬영된 영상은 운전자의 시선 방향, 운전자의 상태-예를 들면, 운전자 주의 분산, 피곤도, 졸음 운전 등-를 모니터링하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
생체 센서(306)는 차량의 일측에 장착되어 운전자의 각종 생체 정보를 수집할 수 있다.
생체 센서(306)는 운전자의 웨어러블 기기와 연동하여 운전자의 각종 생체 정보를 수집할 수도 있다.
일 예로, 생체 정보는 맥박 정보, 심박 모니터링 정보, 체온 정보, 혈중 알코올 농도 정보, 뇌파 정보, 지문 인식 정보, 홍체 인식 정보 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
생체 정보는 운전 불능 상태, 음주 운전 상태, 졸음 운전 상태 등을 판별하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
정밀 지도 제공부(308)는 자율 주행 제어기(310)의 요청에 따라 내부(또는 외부) 데이터베이스에 저장된 정밀 지도 정보를 제공할 수 있다.
자율 주행 제어기(310)는 정밀 측위부(311), 인지부(312), 제어 명령부(313), 운전자 상태 판단부(314), 사용자 입력부(315), 제어권 이양 판단부(316), 점등 제어부(317) 및 고장 안전 모듈(318)을 포함하여 구성될 수 있다.
정밀 측위부(311)는 GPS 수신기(301)로부터 수신된 측위 신호 정보 및 정밀 지도 제공부(308)로부터 획득한 정밀 지도 정보를 이용하여 자차의 현재 위치를 결정하고, 결정된 자차의 현재 위치를 정밀 지도상에 매핑할 수 있다.
또한, 정밀 측위부(311)는 자차 주행 도로의 상태-예를 들면, 구배, 도로 타입, 차선 수, 제한 속도 등-을 식별할 수 있다.
인지부(312)는 레이다/라이다(302)로부터의 센싱 정보 및 외부 카메라(304)에 의해 촬영된 영상 정보에 기초하여 차선, 차량 주변 차량, 차량 주변 장애물 및 보행자 등을 인지할 수 있다.
인지부(312)는 제동 시스템(325), 자세 제어 시스템(326), 조향 시스템(327), 변속 시스템(328) 및 구동 시스템(329) 등과 연동하여 차속, 차속 거동 상태(예를 들면, 종/횡가속도) 등의 차량 주행 상태를 인식할 수 있다.
인지부(312)는 고장 안전 모듈(318) 등과 연동하여 차량에 구비된 각종 센서 및 엑츄에이터의 작동 상태를 인식할 수도 있다.
제어 명령부(313)는 인지부(312)의 인지 결과에 기초하여 요구 명령 값을 산출하고, 산출된 요구 명령 값을 해당 자율 주행 시스템으로 전송하여 주행 제어 수행할 수 있다.
제어 명령부(313)는 인지부(312)의 인지 결과에 기초하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하고, 결정된 최대 자동화 레벨과 운전자 요청한 자동화 레벨을 비교하여 동적으로 자동화 레벨 변경을 제어할 수 있다.
제어 명령부(313)는 운전자 요청 자동화 레벨이 적용 불가한 상태인 경우, 자동화 레벨 하향 조정이 필요함을 알리는 소정 알림 메시지 출력 및(또는) 자동화 레벨 변경에 대한 운전자 확인 절차가 수행되도록 제어할 수 있다.
실시 예로, 제어 명령부(313)는 운전자 요청 자동화 레벨 대비 레벨 하향 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 해당 레벨 조정에 대한 운전자 수락 여부를 확인하기 위한 변경 확인 요청 메시지가 화면에 출력되도록 제어할 수 있다. 반면, 제어 명령부(313)는 현재 활성화된 자동화 레벨 대비 레벨 상향 조정이 가능한 것으로 판단된 경우, 해당 레벨 조정에 대한 운전자 수락 여부 확인 없이 단순 변경 정보 알림 메시지가 화면에 출력되도록 제어할 수 있다.
인식 결과에 따라 운전자 요청 자동화 레벨 대비 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 운전자는 더 많은 주의가 요구된다. 따라서, 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치(200)는 자동화 레벨 하향 조정 시 소정 자동화 레벨 변경 확인 절차를 수행함으로써 운전자 변경 수락 시에만 안전하게 자동화 레벨 하향 조정을 수행할 수 있다. 이때, 운전자가 자동화 레벨 하향 조정에 대해 거절 응답한 경우, 자율 주행 모드는 해제될 수 있다.
반면, 인식 결과에 따라 현재 활성화된 자동화 레벨 대비 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 현재 활성화된 자동화 레벨보다 변경될 자동화 레벨에서 운전자의 주의가 상대적으로 덜 요구될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치(300)는 자동화 레벨 상향 조정의 경우, 운전자로부터의 별도 자동화 레벨 변경 확인 절차를 수행하지 않고, 운전자에게 단순 레벨 변경 정보만을 제공한 후 자동으로 자동화 레벨을 상향 조정할 수 있다.
실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치(300)는 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 낮은 자동화 레벨로 변경될수록 보다 많은 개수의 출력 수단을 이용하여 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다. 반면, 자동화 레벨 상향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 높은 자동화 레벨로 변경될수록 보다 적은 개수의 출력 수단을 이용하여 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다
운전자 상태 판단부(314)는 차량 내부 정보 수집부(305)로부터 획득한 차량 내부 상태 정보에 기초하여 운전자 상태를 판단할 수 있다.
여기서, 운전자 상태는 주의 분산 상태, 운전 불능 상태, 음주 운전 상태, 졸음 운전 상태, 피로도 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
사용자 입력부(315)는 HMI(322)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 사용자 입력을 감지할 수 있다.
여기서, 사용자 입력은 시스템에서 운전자로의 제어권 이양을 수락하기 위한 소정 버튼 입력 신호, 소정 제스쳐 입력 신호 등을 포함할 수 있다.
또한, 사용자 입력은 자동화 레벨 변경 확인 요청에 대한 사용자 응답 신호를 포함할 수 있다. 여기서, 사용자 응답 신호는 수락 응답 신호 및 거절 응답 신호를 포함할 수 있다.
제어권 이양 판단부(314)는 인지부(312)로부터 획득한 각종 인지 정보, 차량 내부 정보 수집부(305)로부터 획득한 차량 내부 상태 정보 및 사용자 입력부(315)로부터 획득한 운전자 입력 정보 중 적어도 하나에 기반하여 시스템에서 운전자로의 제어권 이양이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
판단 결과, 제어권 이양이 필요한 경우, 제어권 이양 판단부(316)는 경고 알람부(321)에 소정 제어 신호를 송출하여 운전자로의 제어권 이양을 요청하는 소정 경고 알람 메시지가 출력되도록 제어할 수 있다.
점등 제어부(317)는 방향 지시기(323) 및 비상 점멸 표시기(324)의 점등을 제어할 수 있다.
고장 안전 모듈(318)은 자율 주행 중 감지된 고장 타입 및 차량 주변 주행 상황에 따라 최적의 고장 안전 전략을 결정할 수 있다.
고장 안전 모듈(318)은 결정된 고장 안전 전력에 따라 차량 제어를 수행하도록 제어 명령부(313)에 요청할 수 있다.
고장 안전 모듈(318)의 세부 구성 및 세부 동작은 후술할 도면의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
제동 시스템(325)은 제동 관련 엑츄에이터의 동작을 제어하고, 상태를 모니터링할 수 있다.
일 예로, 제동 시스템(325)은 사람의 물리적인 힘이 아닌 전자 방식으로 제동력을 만드는 전자식 파킹 브레이크(EPB: Electric Parking Brake)를 포함할 수 있다.
자세 제어 시스템(326)은 차체의 자세를 안정적으로 유지하기 위한 엑츄에이터의 동작을 제어할 수 있다.
일 예로, 자세 제어 시스템(326)은 첨단 전자식 제동 장치인 ESC(Electronic Stability Control)를 포함할 수 있다.
ESC는 차량의 제동력과 구동력의 공조 제어를 통해 차량의 자세를 제어하는 장치이다. ESC는 ABS(Antii-lock Brake System)와 TCS(Tracibility Control System) 기능을 함께 제공할 수 있다.
ESC(Electronic Stability Control)는 조향각, 횡가속도, 요 레이트(Yaw-rate), 휠 스피드 센서 등에서 계측한 정보를 종합해 차체의 자세가 안정적으로 유지되고 있는지 판단하고, 이러한 정보를 바탕으로 네 바퀴의 제동력을 각각 제어하는 방식으로 작동할 수 있다.
조향 시스템(327)은 차량의 횡방향 거동을 제어하는 엑츄에이터의 동작을 제어할 수 있다.
일 예로, 조향 시스템(327)은 전동 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering)을 포함할 수 있다. MDPS는 유압이 아닌 전자 모터를 이용해 운전자 핸들링을 보조하는 장치로서, 안정적이 전원 공급 및 신호 송수신을 위해 이중화된 전원 입력 구조 및 다수의 신호 채널이 구비될 수 있다.
변속 시스템(328)은 자동 변속을 위한 엑츄에이터의 동작을 제어할 수 있다.
일 예로, 변속 시스템(323)은 자동 변속기 제어 유닛(TCU: Transmission Control Unit)을 포함할 수 있다.
TCU(Transmission Control Unit)는 TPS, 차량 속도, 엔진 회전수, 브레이크 스위치 입력 등에 기초하여 변속 단수 및 타이밍을 결정하여 자동 변속기를 제어할 수 있다.
구동 시스템(329)은 차량의 종방향 거동-즉, 주행 속도-를 제어하는 엑츄에이터의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 종방향 거동을 제어하기 위한 엑츄에이터는 쓰로틀(Throttle), 엑셀레이터 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 구동 시스템(329)은 엔진 관리 시스템(EMS: Engine Management System)을 포함할 수 있다.
EMS는 전자 스로들 컨트롤(Electronic Throttle Control), 가솔린 다이렉트 인젝션(Gasoline Direct injection), 아이들스탑앤고(Idle Stop and Go) 기능을 수행할 수 있다.
기타 시스템(330)은 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)와 같은 타이어 공기압을 측정하는 타이어 압력 측정 시스템, 연료 탱크 감지 시스템, 하이브리드 차량 및 전기차에 구비되는 배터리 관리 시스템 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4의 실시 예는 상기한 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 도 4의 방법이 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 자율 주행 제어 장치는 주행 중 외부 환경 정보, 차량 주행 상태 정보 및 차량 작동 상태 정보 등의 상태 인식 정보를 수집할 수 있다(S410).
자율 주행 제어 장치는 최초 매뉴얼 주행 중 운전자에 의해 요청된 자동화 레벨 정보를 수신할 수 있다(S420).
자율 주행 제어 장치는 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정할 수 있다(S430).
자동화 레벨-즉, 자율 주행 레벨- 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다(S420).
일 예로, 자율 주행 제어 장치는 현재 활성화된 자동화 레벨에서 인지된 특정 상태 A의 값을 자동화 레벨 별 정의된 상태 A의 최소 값과 비교하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정할 수 있다.
자율 주행 제어 장치는 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨과 운전자 요청 자동화 레벨을 비교할 수 있다(S440).
비교 결과, 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨이 운전자 요청 자동화 레벨보다 낮은 경우, 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨 하향 조정 안내 메시지를 구비된 화면에 표시할 수 있다(S450). 이때, 화면에는 자동화 레벨 하향 조정에 대한 운전자 수락 여부를 확인하기 위한 버튼들-예를 들면, 수락 버튼 및 거절 버튼-이 표시될 수 있다.
자율 주행 제어 장치는 운전자로부터 자동화 레벨 하향 조정에 대한 수락 응답이 수신된 경우, 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨로 하향 조정하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S460).
상기한 440 단계의 비교 결과, 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨이 운전자 요청 자동화 레벨 이상인 경우, 자율 주행 제어 장치는 운전자 요청 자동화 레벨로 자율 주행을 수행할 수 있다.
상기한 예에서는 하나의 상태 값을 기반으로 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨이 결정되는 것으로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 당업자의 설계에 따라 복수의 서로 다른 상태 값을 이용하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨이 결정될 수도 있다. 일 예로, 상태 A/B/C 각각에 대한 가중치 평균 값에 기초하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨이 결정될 수 있다. 이때, 상태 값 별 서로 다른 가중치가 적용될 수 있다.
실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 반드시 레벨 변경 수락 요청/응답 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 운전자로부터 레벨 변경 수락 응답이 수신된 경우, 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨을 하향 조정할 수 있다. 반면, 운전자로부터 레벨 변경 거절 응답이 수신된 경우, 자율 주행 제어 장치는 자율 주행 모드를 해제 시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5의 실시 예는 상기한 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 도 4의 방법이 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 자율 주행 제어 장치는 운전자 요청 자동화 레벨 대비 하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 중 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨의 변경 여부를 확인할 수 있다(S510).
확인 결과, 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨이 변경된 경우, 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨 상향 조정이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S520).
상기 520 단계의 판단 결과, 자동화 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 자율 주행 제어 장치는 운전자 요청 자동화 레벨로의 상향 조정이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S530).
상기 530 단계의 판단 결과, 운전자 요청 자동화 레벨로의 상향 조정이 가능한 경우, 자율 주행 제어 장치는 운전자 요청 자동화 레벨로의 레벨 상향 조정이 가능함을 지시하는 소정 안내 메시지를 화면에 표시할 수 있다(S540). 여기서, 안내 메시지는 해당 레벨 상향 조정에 대한 운전자 수락 여부를 확인하기 위한 버튼들-예를 들면, 수락 버튼 및 거절 버튼-이 포함될 수 있다.
자율 주행 제어 장치는 운전자 요청 자동화 레벨로의 상향 조정에 대한 운전자로부터의 수락 응답을 수신한 경우 운전자 요청 자동화 레벨로 천이하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S550). 여기서, 레벨 상향 조정에 대한 운전자로부터의 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치는 현재 활성화된 자동화 레벨을 그대로 유지시킬 수 있다. 다른 실시 예로, 레벨 상향 조정에 대한 운전자로부터의 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치는 자율 주행 모드를 해제할 수도 있다.
상기한 530 단계에서, 운전자 요청 자동화 레벨로의 상향 조정이 불가한 경우, 자율 주행 제어 장치는 현재 적용 가능 최대 자동화 레벨로의 레벨 상향 조정이 가능함을 알리는 안내 메시지를 표시할 수 있다(S560).
자율 주행 제어 장치는 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로의 상향 조정에 대한 운전자로부터의 수락 응답을 수신한 경우 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 천이하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S570). 여기서, 레벨 상향 조정에 대한 운전자로부터의 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치는 현재 활성화된 자동화 레벨을 그대로 유지시킬 수 있다. 다른 실시 예로, 레벨 상향 조정에 대한 운전자로부터의 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치는 자율 주행 모드를 해제할 수도 있다.
다른 실시 예에 따른 자율 주행 제어 장치는 자동화 레벨 상향 조정이 필요한 것으로 판단된 경우, 자동화 레벨 상향 조정에 대한 운전자 확인 절차를 수행하지 않을 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 레벨 하향 조절 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 실시 예는 상기한 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 도 6의 절차가 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)는 운전자 요청 자동화 레벨 대비 레벨 하향 조정이 필요하다고 판단된 경우, 해당 레벨 하향 조정에 대한 운전자 수락/거절 확인 메시지를 출력할 수 있다.
실시 예로, 운전자 요청 자동화 레벨이 자동화 레벨 2(620)이고, 자동화 레벨 1(610)로의 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “요청하신 자동화 레벨 2로의 자율 주행 활성화 조건이 맞지 않아, 종(횡) 방향 제어만 수행합니다. 작동시키겠습니까?”라는 안내 문구 및 수락/거절 버튼이 포함된 제1 화면(615)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 일 예로, 디스플레이 화면은 클러스터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 헤드업 디스플레이, 네비게이션 화면 등이 사용될 수 있다. 자동화 레벨 1에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기 중 적어도 하나가 별개로 자율 주행 기능을 보조할 수 있다.
실시 예로, 운전자 요청 자동화 레벨이 자동화 레벨 3(630)이고 자동화 레벨 2(620)로의 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “요청하신 자동화 레벨 3로의 자율주행 활성화 조건이 맞지 않아, 자동화 레벨 2로 작동합니다. 작동시키겠습니까?”라는 안내 문구 및 수락/거절 버튼이 포함된 제2 화면(625)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 자동화 레벨 2에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기가 모두 협조하여 자율 주행 기능을 보조할 수 있다. 또한, 자동화 레벨 2에서 종방향 및 횡방향 제어권은 모두 시스템이 소유하고 있으나 운전자는 지속적으로 주행 환경을 모니터링해야 한다.
실시 예로, 운전자 요청 자동화 레벨이 자동화 레벨 4(640)이고 자동화 레벨 3(630)로의 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “요청하신 자동화 레벨 4로의 자율주행 활성화 조건이 맞지 않아, 자동화 레벨 3으로 작동합니다. 시스템의 개입 요청이 있을 때, 개입해주셔야 합니다. 작동시키겠습니까?”라는 안내 문구 및 수락/거절 버튼이 포함된 제3 화면(635)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 자동화 레벨 3에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기가 모두 협조하여 자율 주행 기능을 보조하고, 시스템이 주변 환경을 모니터링한다. 하지만, 운전자는 자동화 레벨 3에서 언제든 시스템의 간섭 요청-예를 들면, 제어권 이양 요청 등-에 따라 개입해야 한다.
상기한 도 6의 실시 예에서는 한 레벨의 자동화 레벨 하향 조정을 예를 들어 설명하였으나, 이는 하나에 실시 예에 불과하며, 2레벨 또는 3레벨의 자동화 레벨 하향 조정도 가능함을 주의해야 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 레벨 상향 조절 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 실시 예는 상기한 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 도 7의 절차가 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 자율 주행 제어 장치(300)는 자동화 레벨의 상향 조정이 필요하다고 판단된 경우, 해당 레벨 상향 조정에 대한 안내 메시지를 출력할 수 있다.
실시 예로, 자동화 레벨 1(710)에서 자동화 레벨 2(720)로의 레벨 상향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “자동화 레벨 2의 자율주행 단계로 작동합니다. 구/제동 및 조향 제어가 자동으로 수행됩니다. 주행 환경은 지속 모니터링하십시오?”라는 안내 메시지가 포함된 제4 화면(715)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 일 예로, 디스플레이 화면은 클러스터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 헤드업 디스플레이, 네비게이션 화면이 사용될 수 있다. 자동화 레벨 2(720)에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기가 모두 협조하여 자율 주행 기능을 보조할 수 있다. 또한, 자동화 레벨 2(720)에서 종방향 및 횡방향 제어권은 모두 시스템이 소유하고 있으나 운전자는 지속적으로 주행 환경을 모니터링해야 한다.
실시 예로, 자동화 레벨 2(720)에서 자동화 레벨 3(730)로의 레벨 상향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “자동화 레벨 3의 자율주행 단계로 작동합니다. 시스템의 간섭 요청이 있을 때 개입하십시오.”라는 안내 메시지가 포함된 제5 화면(725)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 자동화 레벨 3(730)에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기가 모두 협조하여 자율 주행 기능을 보조하고, 시스템이 주변 환경을 모니터링한다. 하지만, 운전자는 자동화 레벨 3에서 언제든 시스템의 간섭 요청-예를 들면, 제어권 이양 요청 등-에 따라 개입해야 한다.
실시 예로, 자동화 레벨 3(730)에서 자동화 레벨 4(740)로의 레벨 상향 조정이 필요한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 “자동화 레벨 4의 자율주행 단계로 작동합니다.”라는 안내 메시지가 포함된 제6 화면(735)을 구성하여 구비된 디스플레이 화면 일측에 출력할 수 있다. 자동화 레벨 4(740)에서 구동 제어기, 제동 제어기 및 조향 제어기가 모두 협조하여 자율 주행 기능을 보조하고, 시스템이 주변 환경을 모니터링하여 운전자의 별도 개입 없이 대응할 수 있다.
상기한 도 7의 실시 예에서는 한 레벨의 자동화 레벨 상향 조정을 예를 들어 설명하였으나, 이는 하나에 실시 예에 불과하며, 2레벨 또는 3레벨의 자동화 레벨 상향 조정도 가능함을 주의해야 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 작동 메커니즘을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8의 실시 예는 상기한 자율 주행 제어기(200) 또는 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해 도 8에 따른 동작이 자율 주행 제어 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 자율 주행 제어 장치(300)는 최초 매뉴얼 주행 중 운전자의 자율 주행 요청에 따라 운전자 요청 자동화 레벨로의 작동이 가능한지 판단할 수 있다(S810).
판단 결과, 운전자 요청 자동화 레벨로의 작동이 불가한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 자동화 레벨 하향 조정에 대한 운전자 수락을 요청하는 제1 메시지를 출력할 수 있다(S820).
자율 주행 제어 장치(300)은 자동화 레벨 하향 조정에 대한 운전자의 수락 여부를 확인할 수 있다(S830).
자율 주행 제어 장치(300)은 제1 메시지에 대한 운전자로부터의 수락 응답을 수신한 경우, 자동화 레벨을 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S840).
자율 주행 제어 장치(300)는 제1 메시지에 대한 운전자의 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 모드로 진입하지 않을 수 있다(S850). 이때, 자율 주행 모드로의 진입은 일시적으로 차단될 수 있다. 일 예로, 자율 주행 제어 장치(300)는 자율 주행 모드로의 진입 차단 후 일정 시간이 경과하면 다시 제1 메시지를 출력하여 운전자 확인 절차를 다시 수행할 수도 있다. 다른 일 예로, 자율 주행 제어 장치(300)는 자율 주행 모드로의 진입 차단 후 상태 인식 정보에 기반하여 적용 가능한 최대 자동화 레벨이 상향된 것에 기반하여 운전자 확인 절차를 수행하기 위한 제1 메시지를 출력할 수도 있다.
상기 810 단계의 판단 결과, 운전자 요청 자동화 레벨로의 작동이 가능한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 운전자 요청 자동화 레벨로 자율 주행을 수행할 수 있다(S890).
하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 수행 중 자율 주행 제어 장치(300)는 운전자 요청 자동화 레벨로의 자동화 레벨 변경이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S860).
판단 결과, 운전자 요청 자동화 레벨로의 자동화 레벨 변경이 가능한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 자동화 레벨 상향 조정에 대한 운전자 수락을 요청하는 제2 메시지를 화면에 출력할 수 있다(S870).
판단 결과, 운전자 요청 자동화 레벨로의 자동화 레벨 변경이 불가한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 현재 활성화된 자동화 레벨을 그대로 유지하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S880).
제2 메시지에 대한 운전자 수락 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 운전자 요청 자동화 레벨로 천이하여 자율 주행을 수행할 수 있다.
반면, 제2 메시지에 대한 운전자 거절 응답을 수신한 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 현재 활성화된 자동화 레벨을 그대로 유지하여 자율 주행을 수행할 수 있다(S880).
다른 실시 예로, 제2 메시지는 자동화 레벨 상향 조정에 대한 운전자 수락 여부를 확인하기 위한 버튼들을 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 자율 주행 제어 장치(300)는 제2 메시지 출력 후 일정 시간이 경과하면, 자동으로 자동화 레벨을 운전자 요청 자동화 레벨로 상향 조정하여 자율 주행을 수행할 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. 자율 주행 제어 장치에서의 자율 주행 제어 방법에 있어서,
    주행 중 상태 인식 정보를 수집하는 단계;
    운전자 요청 자동화 레벨에 관한 정보를 수신하는 단계;
    상기 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하는 단계;
    상기 운전자 요청 자동화 레벨과 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨에 비교하여 자동화 레벨 하향 조정이 필요한지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 단계
    를 포함하는 자율 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 인식 정보는 외부 환경 인식 정보, 주행 상태 인식 정보, 운전자 상태 인식 정보, 정밀 지도 정보 또는 차량 작동 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 자율 주행 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 해당 자동화 레벨 변경 안내 문구 및 해당 자동화 레벨 하향 변경에 대한 운전자의 수락 여부를 확인하기 위한 버튼이 포함된 제1 메시지를 화면에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 수락 응답이 수신된 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨이 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정되어 자율 주행이 수행되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 거절 응답이 수신된 경우, 자율 주행 모드로의 진입이 일시적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 중 상기 상태 인식 정보에 기반하여 자동화 레벨 상향 조정이 가능한지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 자동화 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 해당 자동화 레벨 상향 조정 안내 문구가 포함된 제2 메시지를 화면에 표시하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 상향 조정 시 운전자 확인 절차가 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 변경 및 상기 자동화 레벨 상향 변경 중 적어도 하나는 2 레벨 이상의 자동화 레벨 변경을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메시지 출력 후 HMI(Human Machine Interface)를 통해 수신되는 운전자 응답 신호에 기반하여 상기 자동화 레벨 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 외부 환경 인식 정보는 차선 인식 상태 정보, 현재 주행 도로 타입 정보, 현재 주행 도로의 교통량 정보, 현재 주행 도로의 사고 및 공사 정보, 현재 날씨 정보 또는 통신 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 자율 주행 제어 방법.
  11. 주행 중 상태 인식 정보를 수집하는 인식부;
    운전자 요청 자동화 레벨 정보를 입력 받는 입력부;
    상기 수집된 상태 인식 정보에 기반하여 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 결정하고, 상기 운전자 요청 자동화 레벨과 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨을 비교하여 자동화 레벨 하향 조정이 필요한지 판단하는 판단부; 및
    상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨 대비 자동화 레벨을 하향 조정하여 자율 주행을 수행하는 변경부
    를 포함하는 자율 주행 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상태 인식 정보는 외부 환경 인식 정보, 주행 상태 인식 정보, 운전자 상태 인식 정보, 정밀 지도 정보 또는 차량 작동 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 자율 주행 제어 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 판단 결과, 상기 자동화 레벨 하향 조정이 필요한 경우, 해당 자동화 레벨 변경 안내 문구 및 해당 자동화 레벨 하향 변경에 대한 운전자의 수락 여부를 확인하기 위한 버튼이 포함된 제1 화면을 표시하는 표시부를 더 포함하는 자율 주행 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 수락 응답이 수신된 경우, 상기 운전자 요청 자동화 레벨이 상기 현재 적용 가능한 최대 자동화 레벨로 하향 조정되어 자율 주행이 수행되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 조정에 대한 상기 운전자의 거절 응답이 수신된 경우, 자율 주행 모드로의 진입이 일시적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 하향 조정된 자동화 레벨로 자율 주행 중 상기 상태 인식 정보에 기반하여 자동화 레벨 상향 조정이 가능한지 여부를 판단하고,
    상기 자동화 레벨 상향 조정이 가능한 경우, 상기 표시부가 해당 자동화 레벨 상향 조정 안내 문구가 포함된 제2 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 상향 조정 시 운전자 확인 절차가 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 자동화 레벨 하향 변경 및 상기 자동화 레벨 상향 변경 중 적어도 하나는 2 레벨 이상의 자동화 레벨 변경을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 화면 및 제2 화면 표시 후 HMI(Human Machine Interface)를 통해 수신되는 운전자 응답 신호에 기반하여 자동화 레벨 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 외부 환경 인식 정보는 차선 인식 상태 정보, 현재 주행 도로 타입 정보, 현재 주행 도로의 교통량 정보, 현재 주행 도로의 사고 및 공사 정보, 현재 날씨 정보 및 통신 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 자율 주행 제어 방법.
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