KR20220126311A

KR20220126311A - 차량 주행 시스템 및 제어방법

Info

Publication number: KR20220126311A
Application number: KR1020210030093A
Authority: KR
Inventors: 권태민; 김민석
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2021-03-08
Filing date: 2021-03-08
Publication date: 2022-09-16
Also published as: EP4056438A1; US20220281447A1; CN115027462A

Abstract

좁은 도로를 안전하게 주행할 수 있는 차량 주행 시스템 및 그 제어방법이 소개된다.

Description

차량 주행 시스템 및 제어방법 {DRIVE SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 자율주행차량이 좁은 골목을 주행할 수 있는 시스템과 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 좁은 골목에서 반대방향으로 주행하는 주행체가 존재하는 경우 주행체와 충돌하지 않도록 안전하게 차량을 주행하며, 주차차량 또는 장애물이 혼재한 혼잡한 골목에서 미숙한 운전자도 안전하게 주행할 수 있도록 하기 위한 차량 주행 시스템에 관한 것이다.

최근 운전자의 운전을 보조하기 위한 ADAS 시스템에서부터 운전자의 개입을 최소화하기 위한 자율주행에 대한 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 자율주행기술은 넓은 도로, 차선이 명확한 도로, 즉 주행환경이 명확하게 인식될 수 있고, 주변 공간이 충분한 경우에는 구현이 쉽지만, 골목길과 같은 좁은 도로에서는 자율주행기술에 한계가 있어 운전자가 직접 조작을 해야하며, 미숙한 운전자의 경우 차량들의 차폭에 대한 감이 부족해 사고가 빈번하게 발생한다는 문제가 있었다.

KR 10-2164800 B

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 혼잡한 좁은 도로에서 마주오는 주행체를 인식하여 이를 회피하여 안전하게 좁은 도로를 주행할 수 있는 차량 주행 시스템을 제공하고자 함이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 주행 시스템은 차량의 외부환경을 모니터링하는 센서; 및 센서를 통하여 마주오는 주행체를 인식하고, 주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하며, 주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하고, 주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 제어부;를 포함한다.

제어부는 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 차량과 주행체 중 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

제어부는 차량 및 주행체의 TTC(time to collision)를 도출하고, TTC가 기준값 이내인 경우 차량과 주행체 중 속도 또는 가속도가 더 빠른 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

제어부는 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 예상 충돌지점을 기준으로 일정 거리만큼 떨어져 마주하는 두 지점 중 어느 하나를 먼저 통과하는 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

제어부는 주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체가 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

제어부는 주행체가 감속하지 않는 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식할 수 있다.

제어부는 주행체의 전방 헤딩각의 변화율이 기준값보다 작은 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식할 수 있다.

제어부는 차량과 주행체가 정차한 상황에서 주행체가 일정 시간동안 진로를 양보하지 않는 경우에는 주행체가 주행의사를 가진다고 인식할 수 있다.

상기 차량 주행 시스템을 제어하는 방법으로서, 차량 주행 시스템 제어 방법은 센서를 통하여 마주오는 주행체를 인식하는 단계; 주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하는 단계; 주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하는 단계; 및 주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 단계;를 포함한다.

우선순위를 판단하는 단계에서는, 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 차량과 주행체 중 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

우선순위를 판단하는 단계 이후에서는, 주행체가 주행의사를 가지는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며, 주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체가 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차선의 유무에 상관없이 좁은 도로를 주행할 수 있으며, 좁은 도로에 주차차량과 같은 장애물이 존재하는 경우에도 안전하게 이를 회피하며 주행할 수 있다. 또한, 운전이 미숙한 자라도 좁고 혼잡한 도로 환경에서 안전하게 주행할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 차량 주행 시스템의 구성을 나타낸 것.
도 2 내지 9는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것.
도 10은 본 발명의 시스템 제어 방법의 흐름도.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 차량 주행 시스템(100)의 구성을 나타낸 것이며, 본 발명에 따른 차량 주행 시스템은 차량의 외부환경을 모니터링하는 센서(200); 및 센서(200)를 통하여 마주오는 주행체를 인식하고, 주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하며, 주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하고, 주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 제어부(300);를 포함한다.

구체적으로, 본 발명은 좁은 도로, 특히 좁은 도로에 주차되어 있는 차량 혹은 다른 장애물 등에 의해 주행 방향이 다른 두 대의 차량이 동시에 주행이 불가능한 도로에서 차량의 주행을 제어하기 위한 주행 시스템이다.

이를 위한 구성으로 센서(200)(예를 들어, 초음파센서, 레이더, 라이더, 카메라 등)는 차량의 외부환경을 모니터링한다. 구체적으로 센서(200)는 차량 전방의 주행체(예를 들어, 대항차량, 자전거 등)의 존재 여부, 차량 주변의 차선 존재 여부, 차량 주변에 장애물(주정차차량 등) 존재 여부를 모니터링할 수 있다.

제어부(300)는 센서(200)가 모니터링한 외부환경을 토대로 차량 전방에 주행체가 존재하는 것으로 판단하면, 전방의 주행체의 가로폭과 차량의 가로폭을 합한 후, 주행가능도로의 폭과 비교한 후, 어느 것이 주행가능도로를 먼저 통과할 수 있는지 우선권을 정한다.

도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 도로 상에는 3대의 주정차차량(P)이 있으며, 주행체(O)와 차량(M)은 주행방향을 달리한다. 주행체(O)와 차량(M)은 주정차차량들의 사이를 통과하며 주행할 필요가 있으며, 주정차차량들의 사이 공간이 주행가능도로가 된다. 제어부(300)는 센서(200)에 의해 주행체가 인식되었기 때문에, 주행체(O)의 가로폭과 차량(M)의 가로폭을 합한 후 주행가능도로의 폭(W)과 비교한다. 도 2에서는 주행가능도로의 폭(W)이 주행체(O) 및 차량(M)의 가로폭의 합보다 작기 때문에 주행체와 차량은 동시에 주행가능도로를 주행할 수 없다. 따라서, 제어부(300)는 이후 주행체(O)와 차량(M)의 우선순위를 판단하여, 어떤 것에 주행가능도로를 주행할 우선권이 주어지는지 어느 것이 양보할 필요가 있는지 판단하게 된다. 제어부(300)는 예를 들어, 주행체(O)가 우선하는 것으로 판단한 경우, 차량(M)의 측방으로 주행체(O)가 안전하게 주행할 수 있도록 공간을 마련해주도록 차량(M)의 주행을 제어할 수 있다.

이때, 차량(M)은 주행체(O)에게 진로를 양보해주도록 제어되며 예를 들면, 도 3 및 도 4와 같이 주행체(O)에게 주행공간을 마련해주도록 제어될 수 있다.

한편, 차량(M)과 주행체(O) 중 어느 것이 우선순위를 가지는지 판단하는 구체적인 제어는 다음과 같다.

제어부(300)는 차량(M) 및 주행체(O)의 예상 충돌지점(S)을 도출하고, 차량(M)과 주행체(O) 중 예상 충돌지점(S)까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 차량(M)과 주행체(O)의 속도 및 사이의 거리를 통해 예상되는 충돌지점(S)을 도출할 수 있다. 충돌지점(S)이 도출되면 그 지점을 고정하고, 차량(M)과 주행체(O) 중 어떤 것이 먼저 충돌지점(S)에 도달할 것인지, 즉 충돌지점(S)까지 걸리는 시간이 짧은 것을 판단하게 된다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 충돌지점(S)이 도출된 후, 차량(M)의 속도는 변하지 않고, 주행체(O)의 속도가 증가하면 주행체(O)가 먼저 충돌지점(S)에 도달하므로 우선권은 주행체(O)가 가지는 것으로 판단하게 되는 것이다. 반면, 충돌지점(S)이 도출된 후 차량(M)의 속도는 변하지 않고, 주행체(O)의 속도가 감소하면 차량(M)이 먼저 충돌지점(S)에 도달하므로 우선권은 차량(M)이 가지는 것으로 판단하게 된다.

제어부(300)는 차량(M) 및 주행체(O)의 TTC(time to collision)를 도출하고, TTC가 기준값 이내인 경우 차량(M)과 주행체(O) 중 속도 또는 가속도가 더 빠른 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 차량(M)과 주행체(O)의 속도 및 사이의 거리를 통해 예상되는 충돌 시간, 즉 충돌까지 남은 시간을 도출할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 TTC를 도출한 후 TTC가 기준값 이내인 경우에는 차량(M)과 주행체(O)가 주행가능도로 내에서 충돌할 위험이 있는 것으로 판단하고, 차량(M)과 주행체(O) 중 속도가 빠른 것, 혹은 가속도가 빠른 것이 우선권을 갖는다고 판단할 수 있다. 만약 TTC가 기준값 보다 큰 경우에는 충돌까지 남은 시간이 많아 차량(M)이나 주행체(O)가 회피할 수 있는 시간이 많은 것으로 보고, 차량(M)이 속도를 올려 먼저 주행가능도로를 통과할 수 있다.

제어부(300)는 차량(M) 및 주행체(O)의 예상 충돌지점(S)을 도출하고, 예상 충돌지점(S)을 기준으로 일정 거리만큼 떨어져 마주하는 두 지점(S`) 중 어느 하나를 먼저 통과하는 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 도 6을 참조하면, 제어부(300)는 차량(M)과 주행체(O)의 속도 및 사이의 거리를 통해 예상되는 충돌지점(S)을 도출할 수 있다. 충돌지점(S)이 도출되면 그 충돌지점(S)을 고정하고, 충돌지점(S)을 사이에 두고 같은 거리만큼 떨어진 가상의 두 지점(S`)을 설정하고, 두 지점(S`) 중 어느 하나를 먼저 통과하는 것이 우선권을 가지게 되는 것으로 판단할 수 있는 것이다. 예를 들어, 주행체(O)가 먼저 가상의 지점(S`)을 통과하면 주행체(O)가 우선권을 갖는 것이며, 차량(M)이 먼저 가상의 지점(S`)을 통과하면 차량(M)이 우선권을 갖는 것이다.

한편, 제어부(300)는 주행체(O)가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체(O)가 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 차량 주행 시스템(100)은 차량(M)과 주행체(O) 모두 갖추고 있는 경우에는 상기 조건으로도 좁은 도로 주행이 가능하나, 주행체(O)가 차량 주행 시스템(100)을 갖추고 있지 않은 경우에는 차량(M)이 우선권을 갖는다고 판단한 경우라도, 주행체(O)가 주행의사를 가진다면 서로 충돌할 위험이 있으므로, 이러한 경우에는 주행체(O)가 우선권을 가진다고 볼 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 주행체(O)가 감속하지 않는 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식할 수 있다. 도 7을 참조하면, 차량(M)이 우선권을 가진다고 판단된 상황에서 주행체(O)가 감속하지 않는 경우에는 제어부(300)는 주행체(O)가 주행의사를 갖는다고 보고 주행체(O)가 우선한다고 재판단할 수 있는 것이다.

또한, 제어부(300)는 주행체(O)의 전방 헤딩각의 변화율이 기준값보다 작은 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식할 수 있다.

구체적으로, 도 8을 참조하면, 차량(M)이 우선권을 가진다고 판단된 상황에서 주행체(O)는 차량을 회피하기 위해 주행방향을 변경할 필요가 있다. 따라서 주행체(O)가 양보의사가 있다면, 도 8의 (a)와 같이 헤딩각이 변하게 된다. 그러나 주행체(O)가 양보의사가 없는 경우에는 주행체(O)가 주행하면서도 헤딩각이 변화하지 않는다. 따라서, 제어부(300)는 주행체(O)의 헤딩각의 변화율이 기준값보다 작은 경우에는 주행체(O)가 주행의사를 가지며, 주행체(O)가 우선한다고 재판단할 수 있는 것이다.

제어부는 차량(M)과 주행체(O)가 정차한 상황에서 주행체(O)가 일정 시간동안 진로를 양보하지 않는 경우에는 주행체(O)가 주행의사를 가진다고 인식할 수 있다.

구체적으로, 도 9를 참조하면, 차량(M)이 우선권을 가진다고 판단된 상황에서 주행체(O)는 차량이 지나갈 수 있도록 양보할 필요가 있다. 주행체(O)와 차량(M)이 서로 정차한 상황에서 제어부(300)는 차량(M)이 일정 시간동안 대기하도록 차량(M)을 제어한다. 일정 시간동안 주행체가 진로를 양보하지 않는 경우에는 주행체(O)가 주행의사를 가진다고 판단하고 제어부(300)는 주행체(O)가 우선한다고 재판단하며, 차량(M)이 주행경로를 역행하여 주행체(O)에게 진로를 제공하도록 양보할 수 있는 것이다.

상기 차량 주행 시스템을 제어하는 방법으로서, 도 10을 참조하면, 차량 주행 시스템 제어 방법은 센서를 통하여 마주오는 주행체를 인식하는 단계(S100); 주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하는 단계(S200); 주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하는 단계(S300); 및 주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 단계(S400);를 포함한다.

우선순위를 판단하는 단계(S300)에서는, 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 차량과 주행체 중 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 주행체가 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 더 짧은 경우에는 주행체가 우선하는 것으로 판단하고, 주행체가 주행가능도로를 통과할 수 있도록 차량의 주행을 제어할 수 있는 것이다.

우선순위를 판단하는 단계(S300) 이후에서는, 주행체가 주행의사를 가지는지 여부를 판단하는 단계(S500)를 더 포함하며, 주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체가 우선하는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 차량이 우선하는 것으로 판단되었더라도 주행체가 주행의사를 가진다고 판단되는 경우에는 주행체가 주행가능도로를 먼저 통과할 수 있도록 차량의 주행을 제어할 수 있는 것이다.

본 발명의 차량 주행 시스템 및 제어방법에 따르면, 미숙한 운전자라도 좁은 도로를 용이하게 통과할 수 있으며, 복잡하고 좁은 도로 환경에서도 안전하게 주행이 가능하다. 또한 마주오는 주행체가 있는 경우 이를 안전하게 회피하며 주행할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 차량 주행 시스템
200 : 센서
300 : 제어부

Claims

차량의 외부환경을 모니터링하는 센서; 및
센서를 통하여 마주오는 주행체를 인식하고, 주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하며, 주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하고, 주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량 주행 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 차량과 주행체 중 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는 차량 및 주행체의 TTC(time to collision)를 도출하고, TTC가 기준값 이내인 경우 차량과 주행체 중 속도 또는 가속도가 더 빠른 것이 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는 차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 예상 충돌지점을 기준으로 일정 거리만큼 떨어져 마주하는 두 지점 중 어느 하나를 먼저 통과하는 것이 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는 주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체가 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 5에 있어서,
제어부는 주행체가 감속하지 않는 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 5에 있어서,
제어부는 주행체의 전방 헤딩각의 변화율이 기준값보다 작은 경우에는 주행의사를 갖는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 5에 있어서,
제어부는 차량과 주행체가 정차한 상황에서 주행체가 일정 시간동안 진로를 양보하지 않는 경우에는 주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템.
청구항 1의 차량 주행 시스템을 제어하는 방법으로서,
센서를 통하여 마주오는 주행체를 인식하는 단계;
주행체와 차량 사이의 주행가능도로의 폭을 도출하는 단계;
주행가능도로의 폭이 주행체와 차량의 폭의 합보다 작은 경우 주행체와 차량의 우선순위를 판단하는 단계; 및
주행체가 우선하는 것으로 판단된 경우 차량의 측방으로 주행체가 통과할 수 있는 공간이 확보되도록 차량의 주행을 제어하는 단계;를 포함하는 차량 주행 시스템 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
우선순위를 판단하는 단계에서는,
차량 및 주행체의 예상 충돌지점을 도출하고, 차량과 주행체 중 예상 충돌지점까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧은 것이 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
우선순위를 판단하는 단계 이후에서는,
주행체가 주행의사를 가지는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며,
주행체가 주행의사를 갖는 것으로 인식된 경우 주행체가 우선하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시스템 제어 방법.