KR20220106358A - 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

일실시예에 따른 운전자 보조 시스템은 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하고, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황이면, 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법{DRIVER ASSISTANCE SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 운전자 보조 시스템은 차량이 주행하는 차선을 인식하여 운전자의 조향휠 조작이 없어도 차선을 유지할 수 있도록 하는 장치이다. 특히, 차로 중앙 유지 보조 시스템(Lane Following Assist System)은 전방 카메라로부터 차선을 인식하여 차량이 차로의 중앙을 따라 주행할 수 있도록 적절한 조향 토크를 발생시켜 운전자의 조향 조작을 도와주는 시스템이다.
기존의 차로 중앙 유지 보조 시스템은 다양한 주행 상황에도 기본적 룰에 따라 차로 중앙을 추종하도록 설계되어 있다. 예를 들어 양차선 중 한 차선이 미인식 되는 경우에는 반대편 차선을 기준으로 가상차선을 생성하여 가상의 차로 중앙을 추종하거나, 양차선이 미인식 되는 경우 전방차량이 있다면 해당 차량을 추종한다.
실제 운전자가 원하는 진행방향과 시스템이 중앙 추종하고 있는 차로가 다를 수 있다. 주행 상황에 따라서는 운전자가 직진 주행을 위해 차선을 변경해야 할 경우도 있다. 이럴 경우, 운전자가 직진 주행을 위해 차선을 옮기려고 조향휠 개입을 하면 운전자의 의지에 반하는 기존의 차로 중앙 유지를 위한 조향 요구 토크가 이를 방해할 수 있다. 이로 인해, 운전자의 조향감에 위화감을 줄 수 있어 운전자는 불편함을 느낄 수 있다.
이와 같이, 기존에는 주행 상황에 따른 구분 없이 차로 중앙 유지 보조 시스템의 작동이 일률적으로 이루어지기 때문에 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황에서 운전자의 조향감에 위화감을 줄 수 있다.
공개특허공보 제10-2015-0058901호(2015.05.29. 공개)
개시된 발명의 일 측면은 차로 중앙 유지 보조 시스템의 작동 중 주행 상황에 따라 시스템의 조향 요구토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하여 운전자의 조향감에 대한 위화감을 줄이고 시스템 완성도를 향상시킬 수 있는 운전자 보조 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하고, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황이면, 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 제어부를 포함하는 운전자 보조 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 주행 상황이 가상 차선 생성 상황과, 선행 차량 추종 상황과, 스포츠 드라이브 모드 상황과, 방향표시등 또는 비상등 인가 상황 중 어느 하나이면, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 상향된 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량으로 조절할 수 있다.
상기 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량은 상기 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 2배 감쇄될 수 있다.
상기 제어부는 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값을 일반 주행 상황의 기준 임계값보다 하향된 임계값 하향으로 조절할 수 있다.
상기 기준 임계값은 2.0 Nm 이고, 상기 임계값 하향은 0.5 Nm 일 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서, 상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 주행 상황을 판단하고, 상기 판단된 주행 상황에 따라 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 차로 중앙 유지 보조 제어에 상기 결정된 조향 요구토크 감쇄량과 상기 결정된 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 적용하는 제어부를 포함하는 운전자 보조 시스템이 제공될 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면은 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하고, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황이면, 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하는 것은, 상기 주행 상황이 가상 차선 생성 상황과, 선행 차량 추종 상황과, 스포츠 드라이브 모드 상황과, 방향표시등 또는 비상등 인가 상황 중 어느 하나이면, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단할 수 있다.
상기 조향 요구토크 감쇄량과 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 것은, 상기 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 상향시킬 수 있다.
상기 조향 요구토크 감쇄량과 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 것은, 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값을 일반 주행 상황의 운전자 오버라이드 판단 임계값보다 하향시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 차로 중앙 유지 보조 시스템의 작동 중 주행 상황에 따라 시스템의 조향 요구토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하여 운전자의 조향감에 대한 위화감을 줄이고 시스템 완성도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 장착된 차량의 구성을 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 카메라와 레이더를 도시한다.
도 4 및 도 5는 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템에서 가상 차선을 생성하여 차로 중앙을 유지하는 주행 상황에서 조향 요구토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하는 것을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템에서 주행 상황별로 조향 요구 토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하는 것을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템이 장착된 차량의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)를 포함한다.
엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다.
변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다.
제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다.
조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.
차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS)(11), 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU)(21), 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module)(31), 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS)(41), 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM)(51), AVN(Audio Video Navigation) 장치(60) 및 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS)(100)을 포함할 수 있다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템(100)의 요청에 응답하여 엔진(10)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진(10)의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛(21)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기(20)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(21)은 엔진(10)으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
차량(1)이 전기 차량일 경우, 엔진(10), 변속기(20), 엔진 관리 시스템(11) 및 변속기 제어 유닛(21)은 차량(1)의 구성요소에서 제외될 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈(31)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 조향 시에 감지되는 오버스티어링(oversteering) 및/또는 언더스티어링(understeering)에 응답하여 차륜의 제동을 선택적으로 해제할 수 있다(Electronic stability control, ESC). 또한, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 조향 장치(41)는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치(41)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(51)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(51)은 헤드 램프, 와이퍼, 클러스터, 다기능 스위치 및 방향 지시 램프 등을 제어할 수 있다.
AVN 장치(60)는 차량(1)의 센터페시아에 마련될 수 있다. AVN 장치(60)는 디스플레이(61)와 오디오 장치(62)를 포함할 수 있다. 또한, 차량(1)의 대시보드 및 도어에 설치되는 스피커는 AVN 장치(60)에 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 디스플레이(61)는 화면을 출력하고, 오디오 장치(62)는 사운드를 출력할 수 있다. 디스플레이(61)는 사용자와 인터랙션 가능한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)를 표시할 수 있다.
AVN 장치(60)의 디스플레이는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 패널일 수 있다.
AVN 장치(60)는 다양한 입력 버튼을 포함할 수 있다. 또한, AVN 장치(60)의 디스플레이(61)는 터치 패널을 포함할 수 있다. AVN 장치(60)는 입력 버튼 또는 터치 패널을 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 다양한 기능을 실행할 수 있다. 예를 들면, AVN 장치(60)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 오디오 기능, 및/또는 비디오 기능 등을 수행할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트(cyclist), 차선, 도로 표지판 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 다양한 보조 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW) 시스템, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA), 차로 중앙 유지 보조(Lane Following Assist, LFA), 상향등 보조(High Beam Assist, HBA), 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB), 교통 표지판 인식(Traffic Sign Recognition, TSR), 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control, SCC) 및/또는 사각지대 감지(Blind Spot Detection, BSD) 기능을 제공할 수 있다. 이러한 기능들은 각각 별도의 시스템으로 구현될 수도 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 엔진 관리 시스템(11), 전자식 제동 제어 모듈(31) 및 전자식 조향 장치(41)에 각각 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 구동 제어 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어블록을 도시한다.
도 2를 참조하면, 운전자 보조 시스템(100)은 카메라(110), 전방 레이더(120), 코너 레이더(130), 거동 센서(140) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.
제어부(200)는 운전자 보조 시스템(100)의 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
제어부(200)에는 카메라(110), 전방 레이더(120), 코너 레이더(130) 및 거동 센서(140)가 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(200)는 조향 장치(40) 및 AVN 장치(60)를 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 차량(1)의 다른 전자 장치들도 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있다.
카메라(110), 전방 레이더(120), 코너 레이더(130) 및 거동 센서(140) 각각은 제어기(Electronic Control Unit, ECU)를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 카메라(110)의 제어기, 전방 레이더(120)의 제어기, 코너 레이더(130)의 제어기 및 거동 센서(140)의 제어기를 포함하는 통합 제어기로 구현될 수도 있다.
카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판 등을 식별할 수 있다.
카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.
카메라(110)는 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(200)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(200)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(200)와 연결될 수 있다.
카메라(110)는 차량(1) 전방의 영상 데이터를 제어부(200)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)와 코너 레이더(130)는 차량(1) 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
전방 레이더(120)와 코너 레이더(130)는 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(200)와 연결될 수 있다.
전방 레이더(120)와 코너 레이더(130)는 레이더 데이터를 제어부(200)로 전달할 수 있다. 이러한 레이더들은 라이다(Lidar)로 구현될 수도 있다.
거동 센서(140)는 차량(1)의 거동 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 거동 센서(140)는 휠의 속도를 검출하는 속도 센서, 차량의 횡 가속도 및 종 가속도를 검출하는 가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 차량의 기울기를 검출하는 자이로 센서, 스티어링 휠의 회전과 조향각을 검출하는 조향각 센서 및/또는 스티어링 휠의 조향 토크를 검출하는 토크 센서를 포함할 수 있다. 거동 데이터는 차량(1)의 속도, 종가속도, 횡가속도, 조향각, 조향토크, 주행 방향, 요레이트(yaw rate) 및/또는 기울기를 포함할 수 있다.
제어부(200)는 프로세서(210)와 메모리(220)를 포함할 수 있다.
제어부(200)는 하나 이상의 프로세서(210)를 포함할 수 있다. 제어부(200)에 포함되는 하나 이상의 프로세서(210)는 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리되는 것도 가능하다. 또한, 프로세서(210)와 메모리(220)가 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
프로세서(210)는 카메라(110)의 영상 데이터, 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터 및 코너 레이더(130)의 코너 레이더 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 조향 장치(40)를 제어하기 위한 조향 신호 및 AVN 장치(60)을 제어하기 위한 AVN 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(210)는 카메라(110)의 영상 데이터를 처리하는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있고, 레이더들(120, 130)의 레이더 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서를 포함할 수 있으며, 조향 신호와 AVN 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)을 포함할 수 있다.
메모리(220)는 프로세서(210)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(220)는 프로세서(210)가 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(220)는 프로세서(210)가 차량(1)의 구성에 관한 제어 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(220)는 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더들(120, 130)로부터 수신된 레이더 데이터를 임시로 기억할 수 있다. 또한, 메모리(220)는 프로세서(210)가 영상 데이터 및/또는 레이더 데이터를 처리한 결과를 임시로 기억할 수 있다. 메모리(220)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 카메라와 레이더를 도시한다.
도 3을 참조하면, 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view)(110a)를 가질 수 있다. 예를 들면, 카메라(110)는 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다. 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(1) 전방의 영상 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing)(120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 객체에 반사된 반사 전파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 송신된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사 전파로부터 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 전방 레이더 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사 전파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 객체까지의 상태 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 객체의 상대 속도를 산출할 수 있다.
코너 레이더(130)는 차량(1)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더(130-1), 차량(1)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더(130-2), 차량(1)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더(130-3) 및 차량(1)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더(130-4)를 포함할 수 있다.
제1 코너 레이더(130-1)는 차량(1)의 전방 우측을 향하는 감지 시야(130-1a)를 가질 수 있다. 제2 코너 레이더(132)는 차량(1)의 전방 좌측을 향하는 감지 시야(130-2a)를 가질 수 있고, 제3 코너 레이더(130-3)는 차량(1)의 후방 우측을 향하는 감지 시야(130-3a)를 가질 수 있으며, 제4 코너 레이더(130-4)는 차량(1)의 후방 좌측을 향하는 감지 시야(130-4a)를 가질 수 있다.
코너 레이더들(130) 각각은 송신 안테나와 수신 안테나를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)은 각각 제1 코너 레이더 데이터와 제2 코너 레이더 데이터와 제3 코너 레이더 데이터와 제4 코너 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 제1 코너 레이더 데이터는 차량(1) 전방 우측에 위치하는 객체에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제2 코너 레이더 데이터는 차량(1) 전방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 코너 레이더 데이터는 차량(1) 후방 우측 및 차량(1) 후방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정보를 포함할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제어부(200)는 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선 등)을 감지 및/또는 식별할 수 있고, 차량(1) 전방의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 복수의 코너 레이더들(130)의 코너 레이더 데이터에 기초하여 차량(1) 측방(전방 우측, 전방 좌측, 후방 우측, 후방 좌측)의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향) 및 속도 정보(상대 속도)를 획득할 수 있다.
제어부(200)는 제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동하여 차로 중앙 유지 보조 제어 중일 때 주행 상황에 따라 운전자 오버라이드 판단을 이원화해야 하는 상황인지 아닌지를 판단하고, 판단된 상황에 따라 조향 요구 토크의 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동하여 차로 중앙 유지 보조 제어 중일 때 주행 상황을 판단하고, 판단된 주행 상황에 따라 조향 요구 토크의 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절할 수 있다. 조향 요구 토크값은 차량을 차로 중앙으로 유지시키기 위하여 조향 장치(40)로 하여금 발생시키도록 요구된 조향 토크값일 수 있다. 운전자 오버라이드 판단 임계값은 운전자에게 조향 제어를 넘기기 위하여 운전자에 의한 조향 개입을 판단하기 위한 기준값일 수 있다. 예를 들면, 운전자의 조향 토크가 운전자 오버라이드 판단 임계값보다 높으면, 제어부(200)는 운전자의 조향 개입이라고 판단하여 차로 중앙 유지 보조 시스템에 따른 동작을 멈추고 운전자에게 조향 제어를 맡기는 운전자 오버라이드 상태로 전환될 수 있다. 반대로, 운전자의 조향 토크가 운전자 오버라이드 판단 임계값보다 낮아지면, 운전자의 조향 개입이 사라졌다고 판단하여 다시 차로 중앙 유지 보조 시스템에 따른 동작을 개시하게 된다.
도 4 및 도 5는 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템에서 가상 차선을 생성하여 차로 중앙을 유지하는 주행 상황에서 조향 요구토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하는 것을 도시한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템의 작동 중 주행 차로(300)의 양차선(301, 302) 중 한 차선(302)이 미인식 되는 경우에는 반대편 차선(301)을 기준으로 가상차선(303)을 생성하여 가상의 차로 중앙을 추종하도록 조향 요구 토크를 제어한다.
이럴 경우, 주행 상황에 따라 실제 운전자가 원하는 진행방향과 차로 중앙 유지 보조 시스템이 중앙 추종하고 있는 차로가 다를 수 있다. 예를 들면, 3차선 도로 중 1차로(300)가 넓어짐에 따라 두 개의 차로(310, 320)로 변하고 그 중 1차로(310)는 좌회전 차로, 2차로(320)는 직진 차로인 도로를 주행하는 상황이다.
즉, 3차로 중 1차로가 넓어지며, 우측 차선이 없어지는 상황에서 차로 중앙을 위해 기존 시스템의 경우, 일반적으로 왼쪽 차선을 기준으로 가상의 차선을 생성하여 중앙 추종을 한다. 이러한 상태에서 1차로(300)가 두 개의 차로(310, 320)로 나뉘며, 1차로(310)가 좌회전 차로, 2차로(320)가 직진 차로로 변경된다고 가정하고, 만약 운전자가 직진 주행을 위해 조향 개입을 하여 1차로(310)에서 2차로(320)로 차선을 옮기려는 경우, 기존의 중앙 추종을 위해 화살표와 같이 스티어링 휠(330)에 가해지는 반시계 방향의 조향 요구 토크가 이를 방해한다. 운전자는 이로 인해 조향감에 위화감을 느껴 불편함을 느낄 수 있다.
이와 같이, 운전자 조향 개입이 필요한 주행 상황일 경우, 차로 중앙 유지 보조 시스템의 조향 요구 토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 적절히 조절함으로써 운전자의 조향감에 대한 위화감을 줄이고 시스템 완성도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이고, 도 7은 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템에서 주행 상황별로 조향 요구토크 감쇄량과 운전자 오버라이드 판단 임계값을 조절하는 것을 도시한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어 방법은 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동 중인지를 판단하고(400), 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동 중이면, 주행 상황을 판단하고(410), 판단된 주행 상황에 따른 조향 요구토크 감쇄량을 결정하고(420), 판단된 주행 상황에 따른 운전자 오버라이드 판단 임계값을 결정하고(430), 결정된 조향 요구토크 감쇄량과 결정된 운전자 오버라이드 판단 임계값을 시스템에 적용하는 것을 포함할 수 있다.
제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동 중인지를 판단한다. 제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템의 작동시 차로 중앙 유지 보조 제어를 통해 주행 차로의 양쪽 차선을 식별하고 차량의 중심에서 양쪽 차선까지의 거리들을 바탕으로 차량을 차로 중앙으로 유지시키기 위한 조향 요구토크를 제어함으로써 차량을 차로 중앙으로 주행시킨다. 제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동 중이고 운전자의 개입이 없는 자율 주행 상태에서 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 수 있다.
제어부(200)는 차로 중앙 유지 보조 시스템이 작동 중이면, 주행 상황을 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주행 상황이 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주행 상황이 운전자 조향 개입이 필요한 주행 상황이 아니면, 주행 상황을 일반 주행 상황으로 판단할 수 있다. 예를 들어 주행 상황이 운전자 조향 개입이 필요한 주행 상황이 아닌 상태에서 노멀(Normal)/ 에코(Echo)/ 컴포트(Comfort) 드라이브 모드 상황이거나, 주행 상황이 운전자 조향 개입이 필요한 주행 상황이 아닌 상태이고 노멀(Normal)/ 에코(Echo)/ 컴포트(Comfort) 드라이브 모드 상황도 아닌 상태에서 비(非) 고속도로 주행 상황이면, 주행 상황을 일반 주행 상황으로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주행 상황이 가상 차선 생성 상황, 선행 차량 추종 상황, 스포츠(Sport) 드라이브 모드 상황, 방향지시등 및/또는 비상등 인가 상황이면, 주행 상황을 운전자 조향 개입이 필요한 주행 상황으로 판단할 수 있다. 제어부(200)는 차로의 한 차선이 미인식되거나, 분기 차선이거나, 기준 차로 폭보다 넓은 차로 폭인 상황이면, 가상 차선 생성 상황인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 주행 상황들 중에서 현재 주행 상황에 따른 조향 요구토크 감쇄량을 결정할 수 있다.
제어부(200)는 가상 차선 생성 상황, 선행 차량 추종 상황, 방향지시등/ 비상등 인가상황, 혹은 스포츠 드라이버 모드 상황인 경우, 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황보다 적극적으로 감쇄시킨 감쇄량으로 결정할 수 있다.
제어부(200)는 가상 차선 생성 상황, 선행 차량 추종 상황, 방향지시등/ 비상등 인가상황, 혹은 스포츠 드라이버 모드 상황인 경우, 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량(기준 조향 요구토크 감쇄량)보다 상향시킨 감쇄량으로 결정할 수 있다.
제어부(200)는 가상 차선 생성 상황이거나, 선행 차량 추종 상황인 경우, 주행 경로가 불확실한 상황으로 판단하여 일반 주행 상황보다 조향 요구토크값에 대한 적극적인 감쇄가 필요한 것으로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 방향지시등/ 비상등 인가상황이거나, 스포츠 드라이버 모드 상황인 경우, 운전자 개입이 높은 상황이므로 일반 주행 상황보다 조향 요구토크값에 대한 적극적인 감쇄가 필요한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 상기한 주행 상황들에 대하여 조향 요구토크값에 대한 적극적인 감쇄를 반영하여 조향 요구토크 감쇄량을 결정함으로써 이후 이를 시스템에 적용할 경우, 기존의 차로 중앙 추종을 위해 조향휠에 가해지는 조향 요구 토크값이 빠르게 줄어 운전자를 방해하는 정도가 약해지고 시간도 짧아질 수 있다. 이로 인해, 운전자는 조향감에 위화감을 덜 느낄 수 있다.
또한, 제어부(200)는 노멀/ 에코 드라이브 모드인 상황, 비 고속도로 주행 상황인 경우, 기존방식대로 조향 요구토크값을 적극적인 감쇄가 아닌 일반 주행 상황의 일반적인 감쇄로 줄인 값으로 결정할 수 있다. 이에 따라 제어부(200)는 노멀/ 에코 드라이브 모드인 상황, 비 고속도로 주행 상황인 경우, 조향 요구토크 감쇄량을 변경하지 않고 미리 설정된 조향 요구토크 감쇄량인 기준 조향 요구토크 감쇄량으로 유지시킬 수 있다.
예를 들면, 적극적인 감쇄는 일반적인 감쇄보다 감쇄량이 크며, 일반적 감쇄 대비 100%(2배) 감쇄할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 주행 상황들 중에서 현재 주행 상황에 따른 운전자 오버라이드 판단 임계값을 결정할 수 있다. 운전자 오버라이드 판단 임계값은 운전자 조향 오버라이드를 판단하기 위한 임계값으로서, 운전자에게 조향 제어권을 넘겨 운전자에게 조향 제어를 맡기기 위한 조향 요구토크값일 수 있다.
제어부(200)는 가상 차선 생성 상황, 선행 차량 추종 상황, 방향지시등/ 비상등 인가상황, 혹은 스포츠 드라이버 모드 상황인 경우, 운전자 오버라이드 판단 임계값을 일반 주행 상황의 운전자 오버라이드 판단 임계값(기준 임계값)보다 하향된 값(임계값 하향)으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 기준 임계값은 2.0 Nm 이고, 임계값 하향은 0.5 Nm 일 수 있다.
제어부(200)는 가상 차선 생성 상황이거나, 선행 차량 추종 상황인 경우, 주행 경로가 불확실한 상황으로 판단하여 운전자 오버라이드 판단 임계값을 하향시킬 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(200)는 방향지시등/ 비상등 인가상황이거나, 스포츠 드라이버 모드 상황인 경우, 운전자 개입이 높은 상황으로 판단하여 운전자 오버라이드 판단 임계값을 하향시킬 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 상기한 상황들에서 대하여 운전자 오버라이드 판단 임계값이 일반 주행 상황보다 하향되도록 운전자 오버라이드 판단 임계값을 결정함으로써 이후 이를 시스템에 적용할 경우, 조기에 운전자에게 조향 제어를 맡길 수 있어 운전자는 조향감에 위화감을 덜 느낄 수 있다.
제어부(200)는 주행 상황에 대응되게 결정된 조향 요구토크 감쇄량 및 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 차로 중앙 유지 보조 시스템에 적용함으로써 주행 상황에 맞게 운전자의 조향감에 위화감을 덜 느끼게 할 수 있다.
한편, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 저장하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체와 결합된 하나 이상의 프로세서/마이크로프로세서(들)를 포함할 수 있다. 프로세서/마이크로프로세서(들)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어를 실행하여 전술한 기능, 동작, 단계 등을 수행할 수 있다.
상술한 제어부 및/또는 그 구성요소는 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 일시적인 기록 매체로 구현되는 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리는 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 제어될 수 있으며, 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 전달되거나 그로부터 수신되는 데이터를 저장하도록 구성되거나 전술한 제어부 및/또는 그 구성요소에 의해 처리되거나 처리될 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다.
개시된 실시예는 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드/알고리즘/소프트웨어로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 프로세서/마이크로프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장 장치와 같은 컴퓨터로 읽을 수 있는 비 일시적 기록 매체 일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예로는 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 실리콘 디스크 드라이브(SDD), 읽기 전용 메모리 (ROM), CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광학 데이터 저장 장치 등이 있다.
100 : 운전자 보조 시스템 110 : 카메라
120 : 전방 레이더 130 : 코너 레이더
140 : 거동 센서 200 : 제어부
210 : 프로세서 220 : 메모리

Claims (11)

  1. 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서,
    상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하고, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황이면, 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 제어부를 포함하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 주행 상황이 가상 차선 생성 상황과, 선행 차량 추종 상황과, 스포츠 드라이브 모드 상황과, 방향표시등 또는 비상등 인가 상황 중 어느 하나이면, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인 것으로 판단하는 운전자 보조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 상향된 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량으로 조절하는 운전자 보조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량은 상기 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 2배 감쇄된 운전자 보조 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값을 일반 주행 상황의 기준 임계값보다 하향된 임계값 하향으로 조절하는 운전자 보조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준 임계값은 2.0 Nm 이고, 상기 임계값 하향은 0.5 Nm 인 운전자 보조 시스템.
  7. 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템에 있어서,
    상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 주행 상황을 판단하고, 상기 판단된 주행 상황에 따라 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 차로 중앙 유지 보조 제어에 상기 결정된 조향 요구토크 감쇄량과 상기 결정된 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 적용하는 제어부를 포함하는 운전자 보조 시스템.
  8. 차로 중앙 유지 보조 시스템에 의해 조향 요구토크를 발생시켜 차량을 차로 중앙으로 유지시키는 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 차로 중앙 유지 보조 제어를 수행할 때 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하고,
    운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황이면, 조향 요구토크 감쇄량과, 운전자 오버라이드를 판단하기 위한 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하는 것은,
    상기 주행 상황이 가상 차선 생성 상황과, 선행 차량 추종 상황과, 스포츠 드라이브 모드 상황과, 방향표시등 또는 비상등 인가 상황 중 어느 하나이면, 운전자의 조향 개입이 필요한 주행 상황인지를 판단하는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 조향 요구토크 감쇄량과 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 것은, 상기 조향 요구토크 감쇄량을 일반 주행 상황의 조향 요구토크 감쇄량보다 상향시키는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 조향 요구토크 감쇄량과 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값 중 적어도 하나를 조절하는 것은, 상기 운전자 오버라이드 판단 임계값을 일반 주행 상황의 운전자 오버라이드 판단 임계값보다 하향시키는 운전자 보조 시스템의 제어 방법.
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