KR20230003854A - 자율주행 시 운전권 전환 경고장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달하여, 운전자가 보다 신속하게 운전권 전환을 할 수 있도록 한 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치 및 방법에 관한 것으로서, 이다. (a) 휴대용 디바이스가 차량에 연결된 상태에서, 자율주행 모드로 전환이 이루어지면, 자율주행 컨트롤러에서 운전권 전환 요청 상황을 판단하여, 운전권 전환 요청이 발생하면 운전권 전환 경고 명령을 송출하고, 운전자 상태 판단부와 운전자 인터페이스 및 휴대용 디바이스의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하여, 운전권 전환이 가능한 상황으로 인식되면 자율주행을 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상황으로 인식되면, 운전권 전환 경고 명령을 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스로 전송하여, 사용자가 신속하게 운전권 전환을 하도록 유도해주어, 차량 사고를 방지하게 된다.

Description

자율주행 시 운전권 전환 경고장치 및 방법{Method of warning device and method for switching driving rights for autonomous driving}
본 발명은 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달하여, 운전자가 보다 신속하게 운전권 전환을 할 수 있도록 한 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치 및 방법에 관한 것이다.
자율주행의 고도화가 진행되면서 운전자의 안전을 자율주행 시스템이 책임질 수 있는 수준까지 요구된다. SAE(자동차 공학회)의 J3016 표준 문서에 따르면 자율주행시스템은 총 6단계(Level 0 - Level 5)로 나눌 수 있다.
현재 양산된 자율주행 2단계 수준에서는 Hands-off 에 대한 경고를 수행한다. Hands-off는 차량의 전자식 조향장치의 토크(Torque) 피드백을 통하여 판단하거나 정전기식 스티어링 휠 표면을 통해 피부의 접촉을 판단한다. Hands-off로 판단될 경우, 차량 계기판 LCD의 시각경고와 스피커를 통한 청각 경고를 한다.
3단계 수준부터 자율주행이 동작하는 과정에서 주행 판단 및 제어는 모두 차량에 있다.
반면, 실제 도로의 주행상황에서 다양한 예외상황이 발생할 수 있으며, 이는 기술적으로 극복 불가능할 수 있다. 따라서, 3단계 수준에서는 자율주행 시스템과 운전자의 역할을 다음과 같이 정의하고 있다.
자율주행 시 운전자는 시스템의 성능 한계, 작동설계영역 이탈 그리고 돌발상황 등에 대한 운전권 전환을 할 수 있는 상태여야 한다. 즉, 자율주행 시스템은 운전자에게 운전권 전환을 요청할 수 있으며, 각종 경고를 통해 이를 전달하여야 한다. 그렇지 않으면 자율주행 시스템은 끝내 특정상황을 대처하지 못할 것이고 불필요한 사고가 발생할 수도 있다.
운전자는 자율주행 모드에서 운전석에 앉아 차량 인터페이스를 조작하거나, 휴대용 스마트 기기를 이용한 다양한 활동을 할 수 있다. 이러한 상황에서도 운전자에게 명확한 경고를 하고 운전권을 전환하도록 유도해야 한다.
따라서 자율주행 시스템에서 운전권 전환이 필요하다고 판단했을 때, 운전자에게 운전권을 전환하도록 경고해주는 다양한 기술이 요구된다.
하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 3> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 승용차를 운전하는 운전자 상태를 감시하고, 검출된 운전자 상태에 기초하여 소정의 전환 구간에서 자동 운전에서 수동 운전으로 전환 가능한 상태인지를 나타내는 레벨을 단계적으로 설정하고, 이러한 단계적 레벨을 통해 자동 운전에서 수동운전으로 변경될 때 적절한 자동운전 지원을 한다.
그러나 이러한 <특허문헌 1> 은 운전자의 상태에 기초하여 자동운전에서 수동운전으로 전환될 때까지의 자동 운전을 지원하는 것이지, 자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달해주는 것에는 한계가 있다.
또한, <특허문헌 2> 는 자율주행 차량에서 차량의 제어권 전환 요청 시, 제어권 전환 상황에 따른 운전자 알림의 유형을 결정하여, 운전자에게 제어권 전환 상황을 알려준다.
그러나 이러한 <특허문헌 2> 도 제어권 전환 상황에 따른 운전자 알림의 유형을 결정하여, 운전자에게 제어권 전환을 알려주는 방식이므로, 자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달해주는 것에는 한계가 있다.
또한, <특허문헌 3> 은 정밀 맵을 기반으로 V2X 통신을 활용하여 자율주행 및 안전주행에 이용 가능한 차량안전 주행지원 단말장치를 제공한다.
그러나 이러한 <특허문헌 3> 도 자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달해주는 것에는 부족함이 있다.
일본 특허공보 제6641916호(2020.1.8. 등록)(자동 운전 지원장치, 자동 운전 지원 시스템) 대한민국 등록특허 10-2047296호(2019.11.15. 등록)(부분자율주행차량 제어권 전환 알림 장치 방법) 대한민국 공개특허 10-2017-0082674(2017.07.17. 공개)(차량안전 주행지원 단말장치 및 차량안전 주행지원 방법)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 자율주행 시 제어권을 전환할 때 운전자에게 알림을 제공할 때 발생하는 단점 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 자율주행 시 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 명확하게 운전자에게 전달하여, 운전자가 보다 신속하게 운전권 전환을 할 수 있도록 한 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 운전권 전환이 필요한 시점에서 운전자가 시/청각정보를 얻을 수 있는 모든 디바이스에서 경고를 표출하여 운전자에게 명확하게 운전권 전환 상황을 알려줄 수 있도록 한 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "자율주행 시의 운전권 전환 경고장치"는,
자율 주행의 인지, 판단 및 자율주행을 제어하는 자율주행 컨트롤러;
운전자의 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부;
차량의 기능을 제어할 수 있는 차량 탑재장치와의 인터페이스를 수행하는 운전자 인터페이스;
상기 차량에 탑재되어 정보를 디스플레이하는 차량 디스플레이;
상기 차량과 무선으로 데이터 통신이 가능한 휴대용 디바이스;
상기 자율주행 컨트롤러를 통해 운전권 전환이 요청되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하고, 상기 운전자 상태 판단부와 운전자 인터페이스 및 휴대용 디바이스의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하며, 운전권 전환 불가능 시 상기 차량 디스플레이 및 휴대용 디바이스에 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 운전권 전환요청 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 운전권 전환요청 판단부는,
상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단하여, 운전권 전환이 가능하면 자율주행 상태를 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스 신호를 확인하여 운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "자율주행 시의 운전권 전환 경고방법"은,
(a) 휴대용 디바이스가 차량에 연결된 상태에서, 자율주행 모드로 전환이 이루어지면, 자율주행 컨트롤러에서 운전권 전환 요청 상황을 판단하는 단계;
(b) 운전권 전환요청 판단부는 상기 자율주행 컨트롤러에 의해 운전권 전환 요청이 발생하면, 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계;
(c) 상기 운전권 전환요청 판단부에서 상기 운전자 상태 판단부와 운전자 인터페이스 및 휴대용 디바이스의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하는 단계;
(d) 상기 운전권 전환요청 판단부에서 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단한 결과, 운전권 전환이 가능한 상황으로 인식되면 자율주행을 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상황으로 인식되면, 운전권 전환 경고 명령을 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스로 전송하는 단계;
(e) 상기 운전권 전환 경고 명령을 발생한 후 설정 시간 이내에 운전권 전환이 이루어지지 않으면, 상기 자율주행 컨트롤러에서 자율주행을 유지하거나 차량을 정지시키고, 상기 운전권 전환요청 판단부에서 운전권 전환 경고 명령을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는,
(c1) 상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단하여, 운전권 전환이 가능하면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계;
(c2) 상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석한 결과, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스 신호를 확인하여 운전권 전환 가능유무를 판단하는 단계;
(c3) 상기 (c2)단계의 판단 결과, 운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계를 포함하며,
상기 (C3)단계는 운전자가 차량 인터페이스 또는 스마트폰 조작이 있으면 운전권 전환이 가능한 상태로 인식하고, 차량 인터페이스 또는 스마트폰 조작이 없으면 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 자율주행 3단계 시스템의 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 보다 명확하게 운전자에 알릴 수 있는 효과가 있으며, 자율주행 시 휴대용 디바이스 조작 여부를 판단하는 로직을 추가하여 운전자의 운전권 개입 가능 여부를 좀 더 명확하게 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차량의 디스플레이 및 휴대용 디바이스에 운전권 전환 요청 경고를 표출함으로써, 운전자가 보다 신속하게 운전권 전환을 할 수 있도록 도모해주는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 운전자가 차량 인터페이스 외에 스마트폰과 같은 휴대용 디바이스를 조작하더라도 자율주행 시스템이 운전자 상태를 판단할 수 있어, 운전자는 차량 내에서 확장된 활동(업무, 웹서핑 등)이 가능한 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 자율주행 시 최적화된 운전권 전환 제어를 통해 사고를 줄일 수 있어, 차량 소유자, 운전자, 제조사의 경제적 및 인적 손실을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자율주행 시의 운전권 전환 경고방법을 보인 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행차량의 운전권 전환 경고장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행차량의 운전권 전환 경고장치의 블록 구성도로서, 자율주행 컨트롤러(10), 운전자 상태 판단부(20), 차량 디스플레이(30), 운전자 인터페이스(40), 휴대용 디바이스(50) 및 운전권 전환요청 판단부(60)를 포함할 수 있다.
자율주행 컨트롤러(10)는 자율 주행의 인지, 판단 및 자율주행을 제어하는 역할을 한다.
운전자 상태 판단부(20)는 운전자의 상태를 판단하는 역할을 한다. 여기서 운전자의 상태는 졸음, 질병, 기절 등과 같은 상태를 의미한다.
차량 디스플레이(30)는 차량에 탑재되어 정보를 디스플레이해주는 기기를 의미한다. 이러한 차량 디스플레이(30)는 클러스터, AV, 내비게이션, AVN 등 차량에 탑재된 디스플레이 가능한 모든 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
운전자 인터페이스(40)는 차량의 기능을 제어할 수 있는 차량 탑재장치와의 인터페이스를 수행하는 역할을 한다. 이러한 운전자 인터페이스(40)는 운전자가 조작을 할 수 있는 버튼, 스위치, 터치스크린 등을 포함할 수 있다. 운전자가 버튼, 스위치, 터치스크린 등을 조작하면 조작 신호를 운전권 전환요청 판단부(60)에 제공한다.
휴대용 디바이스(50)는 상기 차량과 무선으로 데이터 통신이 가능한 기기를 의미한다. 이러한 휴대용 디바이스(50)를 이용하여 운전자가 휴대한 휴대용 디바이스(예를 들어, 스마트폰)와 통신을 통해 운전자가 휴대용 디바이스(50)을 사용하는지 여부 등을 확인할 수 있다. 아울러 상기 휴대용 디바이스(50)를 이용하여 운전권 전환 경고 명령을 운전자가 휴대한 스마트 기기로 전송할 수 있다. 운전자가 휴대한 스마트 기기는 운전권 전환 경고 명령이 전달되면, 시/청각 경고장치를 이용하여 운전권 전환에 대한 알람을 수행한다.
운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 자율주행 컨트롤러(10)를 통해 운전권 전환이 요청되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하고, 상기 운전자 상태 판단부(20)와 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하며, 운전권 전환 가능 시 상기 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)에 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행차량의 운전권 전환 경고장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 운전자가 휴대한 스마트 기기(예를들어, 스마트폰)가 차량과 연결된 상태에서, 수동 운전 모드가 자율주행 모드로 전환이 되면, 자율주행 컨트롤러(10)는 자율주행을 인식하고, 차량을 자율주행 방식으로 제어하게 된다.
상기 자율주행 컨트롤러(10)는 차량을 주행을 자율적으로 제어하는 상태에서, 작동설계영역(ODD) 이탈 또는 이탈 예상이 되거나, 시스템 오류, 성능 한계 상황 등이 발생하면, 운전권 전환 요청 상황이라고 판단을 하고, 운전권 전환요청 판단부(60)에 운전권 전환 요청신호를 발생한다.
상기 운전권 전환요청 판단부(60)는 운전권 전환 요청신호가 수신되면, 운전권 전환 경고명령을 생성하여, 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송한다. 차량 디스플레이(30)는 운전권 전환 경고명령을 수신하면, 미리 설정된 시각 및 청각 방식으로 경고 알람을 표시 및 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황을 알려준다.
아울러 휴대용 디바이스(50)는 상기 운전권 전환 경고명령을 무선으로 운전자 디바이스로 전송한다. 이에 따라 운전자 디바이스에서도 운전권 전환 상황을 시각 및 청각적으로 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황이 발생했음을 알려준다.
따라서 차량 디스플레이(30) 및 운전자 디바이스 등 운전권 전환을 경고해줄 수 있는 모든 가동 자원을 통해 운전권 전환 상황을 운전자에게 알려준다.
운전자는 운전권 전환 상황을 인지하면, 운전권을 전환하여 수동 운전을 하여, 돌발 상황으로부터 차량 사고를 방지한다.
한편, 운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 자율주행 컨트롤러(10)를 통해 운전권 전환이 요청이 발생하지 않는 상태에서도 자율적으로 상기 운전자 상태 판단부(20)와 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)의 신호를 종합적으로 분석하여 운전권 전환 유무를 판단한다.
예컨대, 차량의 자율주행이 시작되면, 운전자 상태 판단부(20)는 다양한 센서를 이용하여 운전자의 상태를 판단하는 역할을 한다. 즉, 졸음 센서, 생체 센서, 카메라 등을 이용한 다양한 센서를 이용하여, 운전자의 졸음, 질병, 기절 등과 같은 상태를 판단한다. 이렇게 판단한 운전자 상태 판단신호는 운전권 전환요청 판단부(60)에 전달한다.
아울러 운전자 인터페이스(40)는 차량의 자율주행이 시작되면, 차량의 기능을 제어할 수 있는 차량 탑재장치와의 인터페이스가 발생하면, 이를 검출하여 운전권 전환요청 판단부(60)에 전달한다. 즉, 자율주행 시 운전자가 조작을 할 수 있는 버튼, 스위치, 터치스크린 등의 조작이 발생하면, 해당 조작 신호를 운전권 전환요청 판단부(60)에 제공하여, 운전권 전환요청 판단부(60)에서 자율적으로 운전권 전환 여부를 판단할 수 있도록 한다.
상기 운전권 전환요청 판단부(60)는 먼저, 상기 운전자 상태 판단부(20)의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단한다.
즉, 운전자의 상태 정보인 졸음 상태 유무, 질병 상태 유무, 기절 상태 유무 등의 상태 정보를 이용하여, 운전자가 운전권을 전환할 수 있는지를 판단한다. 여기서 운전자가 졸음 상태이거나, 호흡 곤란 등과 같은 질병 상태이거나 기절 상태이면 운전권 전환이 불가능한 상태로 판단을 한다.
상기와 같이 운전자의 상태 정보를 확인한 결과, 운전권 전환이 불가능한 상태라고 판단을 하면, 운전권 전환 경고명령을 생성하여, 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송한다. 차량 디스플레이(30) 및 운전자 디바이스는 운전권 전환 경고명령을 수신하면, 미리 설정된 시각 및 청각 방식으로 경고 알람을 표시 및 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황을 알려준다.
이와는 달리, 운전자 상태를 분석한 결과, 운전자가 운전권 전환이 가능한 상태이면, 자율주행 모드를 진행한다.
또한, 운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 운전자 상태 판단부(20)를 통해 운전자의 상태 판단이 불가능하면, 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)를 통해 운전권 전환이 가능한 지를 판단한다.
즉, 운전자 인터페이스(40)를 통해 사용자가 버튼/스위치/터치스크린과 같은 차량 탑재 장치를 조작하는지, 아니면, 휴대용 디바이스(50)를 조작하는지 등을 판단하여, 운전권 전환 가능 유무를 판단한다.
다시 말해, 운전자가 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스(50)를 조작하는 상태이면, 운전권 전환이 가능한 상태로 인식하고, 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스(50) 조작이 없으면 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식한다.
운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행 모드를 지속적으로 수행하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 운전권 전환 경고 명령을 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송하여, 운전권 전환 상황을 운전자에게 알린다.
상기 운전권 전환 경고 명령을 전송한 상태에서, 자율주행 컨트롤러(10)는 위험 최소화 운행으로 차량을 제어하거나 차량을 정지시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 "자율주행 시의 운전권 전환 경고방법"을 보인 흐름도로서, (a) 휴대용 디바이스가 차량에 연결된 상태에서, 자율주행 모드로 전환이 이루어지면 자율주행 컨트롤러(10)에서 운전권 전환 요청상황을 판단하는 단계(S101 - S1040, (b) 운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 자율주행 컨트롤러(10)에 의해 운전권 전환 요청이 발생하면, 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계(S104, S108), (c) 상기 운전권 전환요청 판단부(60)에서 상기 운전자 상태 판단부(20)와 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하는 단계(S105 - S107), (d) 상기 운전권 전환요청 판단부(60)에서 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단한 결과, 운전권 전환이 가능한 상황으로 인식되면 자율주행을 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상황으로 인식되면, 운전권 전환 경고 명령을 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스로 전송하는 단계(S109), (e) 상기 운전권 전환 경고 명령을 발생한 후 설정 시간 이내에 운전권 전환이 이루어지지 않으면, 상기 자율주행 컨트롤러(10)에서 자율주행을 유지하거나 차량을 정지시키고, 상기 운전권 전환요청 판단부(60)에서 운전권 전환 경고 명령을 발생하는 단계(S110 - S112)를 포함한다.
상기 (c)단계는 (c1) 상기 운전자 상태 판단부(20)의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단하여, 운전권 전환이 가능하면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계(S105, S106), (c2) 상기 운전자 상태 판단부(20)의 신호를 분석한 결과, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스 신호를 확인하여 운전권 전환 가능 유무를 판단하는 단계(S107), (c3) 상기 (c2)단계의 판단 결과, 운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계(S108)를 포함한다.
상기 (C3)단계는 운전자가 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스 조작이 있으면 운전권 전환이 가능한 상태로 인식하고, 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스 조작이 없으면 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행차량의 운전권 전환 경고방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단계 S101에서 운전자가 휴대한 스마트 기기(예를들어, 스마트폰)가 차량과 연결되고, 단계 S102와 같이 수동 운전 모드로 차량 운행이 이루어지는 상태에서, 단계 S103과 같이 수동 운전 모드가 자율주행 모드로 전환이 되면, 자율주행 컨트롤러(10)는 자율주행을 인식하고, 차량을 자율주행 방식으로 제어하게 된다.
상기 자율주행 컨트롤러(10)는 차량을 주행을 자율적으로 제어하는 상태에서, 단계 S104와 같이 작동설계영역(ODD) 이탈 또는 이탈 예상이 되거나, 시스템 오류, 성능 한계 상황 등이 발생하면, 운전권 전환 요청 상황이라고 판단을 하고, 운전권 전환요청 판단부(60)에 운전권 전환 요청신호를 발생한다(S108).
상기 운전권 전환요청 판단부(60)는 운전권 전환 요청신호가 수신되면, 단계 S109와 같이 운전권 전환 경고명령을 생성하여, 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송한다. 차량 디스플레이(30)는 운전권 전환 경고명령을 수신하면, 미리 설정된 시각 및 청각 방식으로 경고 알람을 표시 및 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황을 알려준다.
아울러 휴대용 디바이스(50)는 상기 운전권 전환 경고명령을 무선으로 운전자 디바이스로 전송한다. 이에 따라 운전자 디바이스에서도 운전권 전환 상황을 시각 및 청각적으로 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황이 발생했음을 알려준다.
따라서 차량 디스플레이(30) 및 운전자 디바이스 등 운전권 전환을 경고해줄 수 있는 모든 가동 자원을 통해 운전권 전환 상황을 운전자에게 알려준다.
운전자는 운전권 전환 상황을 인지하면, 운전권을 전환하여 수동 운전을 하여, 돌발 상황으로부터 차량 사고를 방지한다.
한편, 운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 자율주행 컨트롤러(10)를 통해 운전권 전환이 요청이 발생하지 않는 상태에서도 자율적으로 상기 운전자 상태 판단부(20)와 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)의 신호를 종합적으로 분석하여 운전권 전환 유무를 판단한다.
예컨대, 차량의 자율주행이 시작되면, 운전자 상태 판단부(20)는 다양한 센서를 이용하여 운전자의 상태를 판단하는 역할을 한다. 즉, 졸음 센서, 생체 센서, 카메라 등을 이용한 다양한 센서를 이용하여, 운전자의 졸음, 질병, 기절 등과 같은 상태를 판단한다. 이렇게 판단한 운전자 상태 판단신호는 운전권 전환요청 판단부(60)에 전달한다.
아울러 운전자 인터페이스(40)는 차량의 자율주행이 시작되면, 차량의 기능을 제어할 수 있는 차량 탑재장치와의 인터페이스가 발생하면, 이를 검출하여 운전권 전환요청 판단부(60)에 전달한다. 즉, 자율주행 시 운전자가 조작을 할 수 있는 버튼, 스위치, 터치스크린 등의 조작이 발생하면, 해당 조작 신호를 운전권 전환요청 판단부(60)에 제공하여, 운전권 전환요청 판단부(60)에서 자율적으로 운전권 전환 여부를 판단할 수 있도록 한다.
상기 운전권 전환요청 판단부(60)는 단계 S105 - S106에서 상기 운전자 상태 판단부(20)의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단한다.
즉, 운전자의 상태 정보인 졸음 상태 유무, 질병 상태 유무, 기절 상태 유무 등의 상태 정보를 이용하여, 운전자가 운전권을 전환할 수 있는지를 판단한다. 여기서 운전자가 졸음 상태이거나, 호흡 곤란 등과 같은 질병 상태이거나 기절 상태이면 운전권 전환이 불가능한 상태로 판단을 한다.
상기와 같이 운전자의 상태 정보를 확인한 결과, 운전권 전환이 불가능한 상태라고 판단을 하면, 단계 S108에서 운전권 전환 경고명령을 생성하여, 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송한다.
단계 S109에서 차량 디스플레이(30) 및 운전자 디바이스는 운전권 전환 경고명령을 수신하면, 미리 설정된 시각 및 청각 방식으로 경고 알람을 표시 및 발생하여, 운전자에게 운전권 전환 상황을 알려준다.
이와는 달리, 운전자 상태를 분석한 결과, 운전자가 운전권 전환이 가능한 상태이면, 자율주행 모드를 진행한다.
또한, 운전권 전환요청 판단부(60)는 상기 운전자 상태 판단부(20)를 통해 운전자의 상태 판단이 불가능하면, 단계 S107로 이동하여 운전자 인터페이스(40) 및 휴대용 디바이스(50)를 통해 운전권 전환이 가능한가를 판단한다.
즉, 운전자 인터페이스(40)를 통해 사용자가 버튼/스위치/터치스크린과 같은 차량 탑재 장치를 조작하는지, 아니면, 휴대용 디바이스(50)를 조작하는지 등을 판단하여, 운전권 전환 가능 유무를 판단한다.
다시 말해, 운전자가 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스(50)를 조작하는 상태이면, 운전권 전환이 가능한 상태로 인식하고, 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스(50) 조작이 없으면 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식한다.
운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행 모드를 지속적으로 수행하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 단계 S108에서 운전권 전환 경고 명령을 차량 디스플레이(30) 및 휴대용 디바이스(50)로 전송하여, 운전권 전환 상황을 운전자에게 알린다.
한편, 운전권 전환 경고 명령을 발생한 후 단계 S110과 같이 설정 시간 이내에 운전권 전환이 이루어지지 않으면, 단계 S111 - S112와 같이 상기 자율주행 컨트롤러(10)에서 자율주행을 유지하거나 차량을 정지시키고, 단계 S109로 이동하여 상기 운전권 전환요청 판단부(60)에서 운전권 전환 경고 명령을 발생한다.
이와 같이 본 발명은 자율주행 3단계 시스템의 예측가능 또는 돌발상황에서 운전자 개입이 필요한 상황을 보다 명확하게 운전자에 알릴 수 있는 효과가 있으며, 자율주행 시 휴대용 디바이스 조작 여부를 판단하는 로직을 추가하여 운전자의 운전권 개입 가능 여부를 좀 더 명확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차량의 디스플레이 및 휴대용 디바이스에 운전권 전환 요청 경고를 표출함으로써, 운전자가 보다 신속하게 운전권 전환을 할 수 있도록 도모해주는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 운전자가 차량 인터페이스 외에 스마트폰과 같은 휴대용 디바이스를 조작하더라도 자율주행 시스템이 운전자 상태를 판단할 수 있어, 운전자는 차량 내에서 확장된 활동(업무, 웹서핑 등)이 가능한 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 자율주행 시 최적화된 운전권 전환 제어를 통해 사고를 줄일 수 있어, 차량 소유자, 운전자, 제조사의 경제적 및 인적 손실을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10: 자율주행 컨트롤러 20: 운전자 상태 판단부
30: 차량 디스플레이 40: 운전자 인터페이스
50: 휴대용 디바이스 60: 운전권 전환요청 판단부

Claims (4)

  1. 자율주행 시의 운전권 전환을 경고해주는 장치로서,
    자율 주행의 인지, 판단 및 자율주행을 제어하는 자율주행 컨트롤러;
    운전자의 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부;
    차량의 기능을 제어할 수 있는 차량 탑재장치와의 인터페이스를 수행하는 운전자 인터페이스;
    상기 차량에 탑재되어 정보를 디스플레이하는 차량 디스플레이;
    상기 차량과 운전자의 휴대용 스마트 기기와 무선으로 데이터 통신이 가능한 휴대용 디바이스;
    상기 자율주행 컨트롤러를 통해 운전권 전환이 요청되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하고, 상기 운전자 상태 판단부와 운전자 인터페이스 및 휴대용 디바이스의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하며, 운전권 전환 불가능 시 상기 차량 디스플레이 및 휴대용 디바이스에 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 운전권 전환요청 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 운전권 전환요청 판단부는,
    상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단하여, 운전권 전환이 가능하면 자율주행 상태를 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스 신호를 확인하여 운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치.
  3. 청구항 1 내지 청구항 2에 기재된 자율주행 시의 운전권 전환 경고장치를 이용하여 자율주행 시 운전권 전환을 경고해주는 방법으로서,
    (a) 휴대용 디바이스가 차량에 연결된 상태에서, 자율주행 모드로 전환이 이루어지면, 자율주행 컨트롤러에서 운전권 전환 요청 상황을 판단하는 단계;
    (b) 운전권 전환요청 판단부는 상기 자율주행 컨트롤러에 의해 운전권 전환 요청이 발생하면, 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계;
    (c) 상기 운전권 전환요청 판단부에서 상기 운전자 상태 판단부와 운전자 인터페이스 및 휴대용 디바이스의 신호를 종합적으로 분석하여 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단하는 단계;
    (d) 상기 운전권 전환요청 판단부에서 자율적으로 운전권 전환 유무를 판단한 결과, 운전권 전환이 가능한 상황으로 인식되면 자율주행을 유지하고, 운전권 전환이 불가능한 상황으로 인식되면, 운전권 전환 경고 명령을 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스로 전송하는 단계; 및
    (e) 상기 운전권 전환 경고 명령을 발생한 후 설정 시간 이내에 운전권 전환이 이루어지지 않으면, 상기 자율주행 컨트롤러에서 자율주행을 유지하거나 차량을 정지시키고, 상기 운전권 전환요청 판단부에서 운전권 전환 경고 명령을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시의 운전권 전환 경고방법.
  4. 청구항 3에서, 상기 (c)단계는,
    (c1) 상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석하여 운전자가 운전권을 전환할 수 있는 상태인지를 판단하여, 운전권 전환이 가능하면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계;
    (c2) 상기 운전자 상태 판단부의 신호를 분석한 결과, 운전권 전환이 불가능한 상태이면 상기 휴대용 디바이스 및 차량 인터페이스 신호를 확인하여 운전권 전환 가능유무를 판단하는 단계;
    (c3) 상기 (c2)단계의 판단 결과, 운전권 전환이 가능한 상태로 인식되면 자율주행을 지속하고, 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식되면 운전권 전환 경고 명령을 송출하는 단계를 포함하며,
    상기 (C3)단계는 운전자가 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스 조작이 있으면 운전권 전환이 가능한 상태로 인식하고, 차량 인터페이스 또는 휴대용 디바이스 조작이 없으면 운전권 전환이 불가능한 상태로 인식하는 것을 특징으로 하는 자율주행 시의 운전권 전환 경고방법.
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