KR20230023694A

KR20230023694A - 차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20230023694A
Application number: KR1020230015557A
Authority: KR
Inventors: 서현수
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2023-02-06
Publication date: 2023-02-17
Also published as: KR20220060522A; KR102482779B1; KR102394930B1; KR20220060523A; KR102394930B9; KR20170025306A; KR102591823B1

Abstract

본 발명은 차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 장치는 당해 차량의 주행 정보를 수집하기 위한 수단 - 상기 주행 정보는 방향 값, 경로 이력, 예측 경로, 및 차량 위치를 포함함 -; 주변 차량들로부터 주변 차량의 주행 정보를 수집하기 위한 V2X 통신 모듈; 및 당해 차량 및 주변 차량의 주행 정보를 이용하여, 당해 차량과 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 가지는 주변 차량을 특정하고 당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 주변 차량과 당해 차량의 주행 차선에 인접한 인접 차선에서 주행 중인 주변 차량을 특정하는 제어수단을 포함한다.

Description

차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법{Apparatus and method for avoiding vehicle collision}

본 발명은 차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 센서 등을 통해 획득한 센서 정보와 차량 간 통신을 이용하는 차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 간의 충돌 방지 기술은 차량의 단독 기술과 차량 간 협력 기술로 구분된다.

차량의 단독 기술은 각종 센서를 이용하여, 상기 센서에서 감지된 정보를 통해 차량 간의 충돌을 예측하는 기술이다. 그러나 이러한 차량의 단독 기술은 현재 차량에서 감지한 한정된 정보만을 이용하므로 한정된 차량 충돌 사고만을 방지할 수 있다. 다양한 차량 충돌을 예상할 수 없으므로, 차량 간 충돌 시 2차, 3차의 다중 차량 충돌을 방지하기 힘든 문제점이 있다.

또한, 차량 간 협력 기술은 차량 간(Vehicle to Vehicle, V2V) 통신 및 차량 대 인프라(Vehicle to Infrastructure, V2I) 통신을 아우르는 V2X(Vehicle to Everything) 통신과 같은 통신 기술을 이용한다. 차량간 협력 기술은 자 차량 주변 차량이나 인프라로부터 다양한 정보를 수집하여 차량 간의 충돌을 예측할 수 있는 기술이다. 그러나 종래의 차량 간 협력 기술은 사고가 이미 발생한 경우, 추가적인 사고를 방지하기 위해 주변 차량에게 사고 발생 정보의 알림을 목적으로 하는 네트워크 구조에 대한 연구에 집중된 경우가 대부분이다.

더불어, 전술한 종래의 차량의 단독 기술 및 차량 간 협력 기술에서는 차선 변경 차량을 판단한 후, 구체적인 차량 간 충돌 회피 방법의 제시에 있어서는 다소 부족한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 통해 타 차량의 차선 변경 의도를 판단하고, 카메라 등의 센서 정보 공유를 통해 실제 차선 변경 행위를 확인함으로써 타 차량의 차선 변경 판단에 정확성을 기하고, 이를 바탕으로 충돌 회피 제어를 용이하게 하는 차량의 충돌 회피 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 차량의 충돌 회피 장치는 자 차량의 방향 값을 측정하는 측정부, 복수의 상기 자 차량 주변 차량의 방향 값을 수신하기 위해 각 주변 차량과 통신하는 통신부, 상기 자 차량이 주행 중인 도로 전방을 촬영하는 촬영부, 및 상기 자 차량의 방향 값 및 상기 주변 차량의 방향 값, 상기 자 차량이 주행중인 도로 전방을 촬영한 영상을 이용하여 상기 주변 차량의 차선 변경을 판단하고, 충돌 회피를 위해 상기 자 차량의 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 측정부, 상기 통신부, 및 상기 촬영부로부터 정보를 전달받고, 상기 자 차량의 방향 값을 이용하여 상기 자 차량의 곡률 반경을 계산하고, 계산한 상기 자 차량의 곡률 반경 및 전달받은 상기 정보를 판단 처리부에 전달하는 정보 가공부, 전달받은 상기 자 차량의 곡률 반경을 통해 상기 주변 차량이 상기 자 차량을 기준으로 같은 차선에 있는지 확인하고, 상기 자 차량과 상기 주변 차량의 방향 값 차이 변화를 확인하여 상기 주변 차량의 차선 변경 의지를 판단하고, 상기 자 차량의 전방을 촬영한 영상 내에 상기 주변 차량이 존재하는 경우, 상기 주변 차량이 상기 자 차량의 차선 일부를 침범했는지 확인하여 상기 주변 차량의 차선 변경을 판단하는 판단 처리부, 및 상기 주변 차량이 차선을 변경하는 경우, 상기 자 차량의 정지 거리를 계산하고, 계산된 상기 자 차량의 정지 거리를 바탕으로 충돌 회피 요구 속도를 산출하고, 산출된 상기 충돌 회피 요구 속도로 상기 자 차량의 속도를 제어하는 속도 제어부를 포함한다.

상기 판단 처리부는 차선 변경 차량이 상기 촬영부의 촬영 가능 범위 밖에 존재하거나, 상기 차선 변경 차량과 상기 자 차량 간의 중간 차량에 의해 가려지는 경우, 상기 중간 차량으로부터 차선 변경 판단 결과 및 상기 중간 차량에서 계산된 정지 거리를 전달받아 상기 차선 변경 차량의 차선 변경을 판단한다.

상기 속도 제어부는 전달받은 상기 중간 차량의 정지 거리에 지연 시간을 누적하여 상기 자 차량의 안전 거리를 계산하고, 계산된 상기 자 차량의 안전 거리를 바탕으로 상기 자 차량과 직전 차량 간의 충돌 회피 요구 속도를 산출하고, 산출된 상기 충돌 회피 요구 속도로 상기 자 차량의 속도를 제어한다.

차량의 충돌 회피 장치는 상기 판단 처리부에 의해 상기 주변 차량이 차선 변경 의지를 가진 것으로 판단된 경우, 상기 자 차량의 운전자에게 영상 및 음성을 통해 상기 주변 차량의 차선 변경 상황을 경고하는 경고부를 더 포함한다.

상기 측정부는 헤딩, 요 레이트, 조향각을 포함하는 상기 자 차량의 방향 값을 측정하며, 상기 자 차량의 방향 값을 측정하는 센서들로 구성된다.

상기 통신부는 V2V 통신 및 V2I 통신을 포함하는 V2X 통신을 통해 상기 자 차량과 상기 주변 차량 간의 통신, 또는 상기 자 차량과 상기 자 차량이 주행 중인 도로 주변에 기 구축된 인프라 간의 통신을 수행하여 정보를 교환한다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 충돌 회피 방법은 자 차량의 방향 값을 측정하는 단계, 복수의 상기 자 차량 주변 차량의 방향 값을 수신하기 위해 각 주변 차량과 통신하는 단계, 상기 자 차량이 주행 중인 도로 전방을 촬영하는 단계, 및 상기 자 차량의 방향 값 및 상기 주변 차량의 방향 값, 상기 자 차량이 주행중인 도로 전방을 촬영한 영상을 이용하여 상기 주변 차량의 차선 변경을 판단하고, 충돌 회피를 위해 상기 자 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제어하는 단계는 상기 자 차량의 방향 값을 이용하여 상기 자 차량의 곡률 반경을 계산하고, 계산하는 단계, 계산한 상기 자 차량의 곡률 반경을 통해 상기 주변 차량이 상기 자 차량을 기준으로 같은 차선에 있는지 확인하고, 상기 자 차량과 상기 주변 차량의 방향 값 차이 변화를 확인하여 상기 주변 차량의 차선 변경 의지를 판단하고, 상기 자 차량의 전방을 촬영한 영상 내에 상기 주변 차량이 존재하는 경우, 상기 주변 차량이 상기 자 차량의 차선 일부를 침범했는지 확인하여 상기 주변 차량의 차선 변경을 판단하는 단계, 및 상기 주변 차량이 차선을 변경하는 경우, 상기 자 차량의 정지 거리를 계산하고, 계산된 상기 자 차량의 정지 거리를 바탕으로 충돌 회피 요구 속도를 산출하고, 산출된 상기 충돌 회피 요구 속도로 상기 자 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함한다.

상기 판단하는 단계는 차선 변경 차량이 상기 촬영부의 촬영 가능 범위 밖에 존재하거나, 상기 차선 변경 차량과 상기 자 차량 간의 중간 차량에 의해 가려지는 경우, 상기 중간 차량으로부터 차선 변경 판단 결과 및 상기 중간 차량에서 계산된 정지 거리를 전달받아 상기 차선 변경 차량의 차선 변경을 판단하는 단계를 포함한다.

상기 속도를 제어하는 단계는 전달받은 상기 중간 차량의 정지 거리에 지연 시간을 누적하여 상기 자 차량의 안전 거리를 계산하는 단계, 계산된 상기 자 차량의 안전 거리를 바탕으로 상기 자 차량과 직전 차량 간의 충돌 회피 요구 속도를 산출하는 단계, 및 산출된 상기 충돌 회피 요구 속도로 상기 자 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함한다.

차량의 충돌 회피 방법은 상기 주변 차량이 차선 변경 의지를 가진 것으로 판단된 경우, 상기 자 차량의 운전자에게 영상 및 음성을 통해 상기 주변 차량의 차선 변경 상황을 경고하는 단계를 더 포함한다.

상기 측정하는 단계는 헤딩, 요 레이트, 조향각을 포함하는 상기 자 차량의 방향 값을 측정하며, 상기 자 차량의 방향 값을 측정하는 센서들로 구성된다.

상기 통신하는 단계는 V2V 통신 및 V2I 통신을 포함하는 V2X 통신을 통해 상기 자 차량과 상기 주변 차량 간의 통신, 또는 상기 자 차량과 상기 자 차량이 주행 중인 도로 주변에 기 구축된 인프라 간의 통신을 수행하여 정보를 교환한다.

본 발명에 따르면, V2X 통신을 통해 넓은 영역에서 주변 차량의 차선 변경 판단이 가능하며, 카메라에서 촬영된 영상을 통해 실제 차선 변경의 여부를 확인함으로써 차선 변경 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 판단 결과를 통해 적합한 유지 거리를 산출함으로써 차량의 충돌 회피 제어를 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제1 참조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제2 참조도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제3 참조도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 방법 흐름도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간 차량이 존재하는 경우의 차량의 충돌 회피 방법 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 장치를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 장치의 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 장치(100)는 측정부(110), 통신부(120), 촬영부(130), 제어부(140), 및 경고부(150)를 포함한다. 이때, 차량의 충돌 회피 장치(100)의 상기 구성 요소는 각각의 개별적인 모듈 또는 통합된 하나의 모듈로서 차량 내부의 소정의 위치에 장착될 수 있다.

장치의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 일 실시예에서는 도로 상의 차량들이 동일하거나, 동등한 기능을 가진 차량의 충돌 회피 장치(100)를 장착한 것으로 가정한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 자 차량 및 주변의 타 차량들은 GPS(Global Positioning System)기반의 경로 이력(path history)과 예측 경로(path prediction)를 바탕으로 동일한 도로, 동일한 주행 방향을 갖는 차량들로 한정하여 설명한다. 이를 위해, 각 차량들은 위성으로부터 GPS 좌표 값을 수신하는 GPS 수신기 및 경로 이력과 예측 경로를 산출하는 연산 장치를 포함할 수 있다.

측정부(110)는 자 차량의 방향 값을 측정한다. 이때, 방향 값은 헤딩(heading), 요 레이트(yaw rate), 조향각(steering angle) 등을 포함한다.

헤딩은 항시 불변하는 북극성의 방향인 진북 방향과 차량의 진로 방향 간의 편차를 말한다. 요 레이트는 차량의 진로 방향이 좌측 또는 우측으로 향할 때, 차량의 수직축(vertical axis)을 중심으로 발생하는 요 값의 각속도(angular velocity)를 말한다. 또한, 조향각은 차량이 진로 방향을 바꿀 때, 조향 바퀴의 스핀들(spindle)이 선회 이동하는 각도를 말한다.

측정부(110)는 헤딩, 요 레이트, 조향각 등을 측정하는 센서들로 구성되며 차량 내 소정의 위치에 장착될 수 있다. 측정부(110)는 측정한 자 차량의 방향 값을 제어부(140)로 전달한다.

통신부(120)는 차량 간(Vehicle to Vehicle, V2V) 통신을 통해 타 차량의 방향 값을 수신한다. 또한, 통신부(120)는 차량 대 인프라(Vehicle to Infrastructure, V2I) 통신을 통해 차량과 차량이 주행중인 도로 주변에 기 구축된 인프라 간의 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 통신부(120)는 V2V 통신과 V2I 통신을 아우르는 V2X(Vehicle to Everything) 통신 모듈을 내장할 수 있다. 대표적인 V2X 통신 표준으로서 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)와 CALM(Communication Access in Land Mobile) 등이 있으나, 통신부(120)는 차량 간 및 차량 대 인프라 간의 정보 교환을 위해 적은 지연과 높은 효율을 갖는 모든 통신 방식을 포함할 수 있다.

통신부(120)는 타 차량의 방향 값을 수신하는 한편, 자 차량의 방향 값을 타 차량으로 송신할 수도 있다. 통신부(120)는 수신한 타 차량의 방향 값을 제어부(140)에 전달한다.

촬영부(130)는 자 차량의 전방을 촬영한다. 촬영부(130)는 카메라 모듈(camera module)을 포함하며, 카메라 모듈은 차량의 임의의 동일 면, 동일 중심축 상에 수평 간격으로 이격되어 설치되는 적어도 한 쌍의 카메라(예컨대, 스테레오 카메라(stereo camera), 또는 스테레오스코픽 카메라(stereoscopic camera)), 또는 단일 카메라를 포함한다. 이때, 상기 수평 간격은 일반적인 사람의 양안 간의 거리를 고려하여 설정될 수 있다.

촬영부(130)는 촬영된 자 차량의 전방의 영상을 제어부(140)에 전달한다.

제어부(140)는 정보 가공부(141), 판단 처리부(142), 및 속도 제어부(143)를 포함한다. 제어부(140)는 상기 구성 요소보다 많은 구성 요소, 또는 적은 구성 요소에 의해서도 구현될 수 있다.

정보 가공부(141)는 측정부(110), 통신부(120), 및 촬영부(130)를 통해 전달받은 자 차량 및 주변 차량의 정보를 이용하여 자 차량의 곡률 반경, GPS 기반 경로 이력과 예측 경로 등의 정보로 가공한다. 정보 가공부(141)는 가공된 자 차량의 곡률 반경, GPS 기반 경로 이력과 예측 경로 등의 정보와 함께 전달받은 자 차량 및 주변 차량의 정보를 판단 처리부(142)로 전달한다.

판단 처리부(142)는 정보 가공부(141)로부터 자 차량의 곡률 반경, GPS 기반의 경로 이력과 예측 경로, 자 차량 및 타 차량의 방향 값 등의 정보를 전달받는다. 여기서, 곡률 반경은 자 차량을 기준으로 주변 차량들이 같은 차선에 있는지 확인 하는데 이용될 수 있다. 또한, 경로 이력과 예측 경로는 전술한 바와 같이, 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 갖는 차량들로 통신하는 차량들을 한정하는 데 이용될 수 있다.

판단 처리부(142)는 상기 정보들을 이용하여 차선 변경을 판단한다. 이하에서, 도 2, 도 3, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제1 참조도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제2 참조도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 회피를 설명하기 위한 제3 참조도이다.

도 2, 도 3, 도 4에서 각 차량은 V2X 통신 범위 이내에 위치한 것으로 간주하며, 각 차량 전방에 음영 처리된 영역은 각 차량의 촬영부(130)에 포함된 카메라의 촬영 가능 범위이다.

일 예로, 판단 처리부(142)는 전달받은 자 차량의 방향 값과 타 차량의 방향 값을 이용하여 타 차량의 차선 변경을 판단할 수 있다.

판단 처리부(142)는 자 차량과 타 차량의 방향 값 차이의 변화를 확인한다. 판단 처리부(142)는 확인 결과 일정한 시간 내 방향 값 차이가 소정 횟수 이상 발생하는 경우, 타 차량이 차선 변경 의도를 가진 것으로 판단한다. 방향 값만을 이용한 차선 변경 판단을 이하 제1 판단으로 칭한다.

판단 처리부(142)는 제1 판단에 따라, 경고부(150)는 영상 및 음성을 통해 차선 변경 상황을 경고함으로써 자 차량의 운전자에게 인지 효과를 높여줄 수 있다. 이에 따라, 경고부(150)는 경고를 위해 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display) 등의 디스플레이 장치, 및 음성 안내 기능을 내장한 카 오디오 등의 오디오 장치를 포함할 수 있다.

다른 예로, 판단 처리부(142)는 방향 값을 통한 차선 변경 판단에 추가적인 정보(예컨대, 촬영부(130)에서 촬영된 영상 등)를 이용함으로써 차선 변경 판단에 신뢰성을 더할 수 있다.

도 2의 (a)는 타 차량 A가 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 내에 존재하면서, 자 차량이 주행 중인 차선 일부를 침범한 상황을 나타낸다. 이때, 판단 처리부(142)는 촬영부(130)에서 자 차량의 전방을 촬영한 영상을 통해 타 차량 A가 자 차량이 주행 중인 차선 일부를 침범한 것을 확인하고, 상기 제1 판단이 공통으로 이루어지는 경우, 타 차량 A가 차선 변경을 하는 것으로 판단한다.

한편, 도 2의 (b)는 타 차량 B가 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 내에 존재하면서 곡선 도로에 진입하고 있고, 자 차량은 직선 주행 중인 상황을 나타낸다. 이 경우, 판단 처리부(142)는 차선 변경을 판단하는 데 제1 판단과 같이 방향 값만을 이용하면 타 차량 B가 실제 차선 변경을 하지 않았음에도 불구하고 차선 변경으로 판단하게 될 수 있다. 따라서, 판단 처리부(142)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 타 차량 B가 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 내에 존재하나 자 차량 또는 타 차량 B가 주행 중인 도로가 곡선 도로인 경우, 차선 변경 판단에 촬영부(130)에서 촬영한 영상을 이용할 수 있다. 이와 같이, 방향 값 및 촬영부(130)에서 촬영한 영상을 이용한 차선 변경 판단을 이하 제2 판단으로 칭한다.

속도 제어부(143)는 판단 처리부(142)에서 차선 변경 차량의 존재가 제2 판단으로 판단된 경우, 자 차량과 차선 변경 차량 간 충돌 회피를 위한 정지 거리를 계산한다. 정지 거리는 자 차량의 속력과 정지 시간의 곱으로 계산된다. 이때, 정지 시간은 반응 시간과 제동 시간의 합으로 나타낼 수 있다. 여기서, 반응 시간은 운전자가 주행 방향 상의 장애물을 인지하고 제동을 시작하기까지의 시간으로 약 2초 이내의 시간이다. 또한, 제동 시간은 제동을 시작하여 차량이 정지되기까지의 시간이다. 제동 시간은 차량의 현재 속도 및 차량의 브레이크 성능 등에 따라 상이할 수 있다.

속도 제어부(143)는 계산된 정지 시간을 바탕으로 차선 변경 차량 간의 안전 거리 유지를 위한 요구 속도를 산출할 수 있다. 또한, 속도 제어부(143)는 산출된 요구 속도로 자 차량의 속도를 제어함으로써 자 차량과 차선 변경 차량 간의 충돌을 회피할 수 있다. 따라서, 속도 제어부(143)는 전자식으로 제어되는 제동 장치를 포함하는 ECU(Electronic Control Unit, 전자 제어 유닛)를 포함할 수 있다.

또 다른 예로, 판단 처리부(142)는 차선 변경 차량이 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 밖에 존재하거나 자 차량 간의 중간 차량에 의해 가려지는 경우, V2X 통신을 통해 차선 변경 차량 직후의 중간 차량으로부터 촬영된 영상을 전달받아 차선 변경 판단을 할 수 있다. 이와 같이, 타 차량으로부터 촬영된 영상을 이용한 차선 변경 판단을 이하 제3 판단으로 칭한다.

도 3은 차선을 변경하려는 타 차량 D가 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 밖에 존재하며, 타 차량 D가 타 차량 C에 의해 가려지는 상황을 나타낸다. 또한, 타 차량 D는 타 차량 C의 촬영 가능 범위 내에 존재하는 상황이다. 이 경우, 타 차량 C는 상기 제2 판단과 같이 촬영된 영상을 통해 타 차량 D의 차선 변경을 판단할 수 있다.

도 4는 차선을 변경하려는 타 차량 I가 촬영부(130)의 촬영 가능 범위 밖에 존재하며, 타 차량 I가 타 차량 E, F, G, H에 의해 가려지는 상황을 나타낸다.

도 4의 타 차량 G와 H는 상기 제2 판단과 같이 촬영된 영상을 통해 타 차량 I의 차선 변경을 판단할 수 있으며, 자 차량 및 타 차량 E와 F는 타 차량 G와 H로부터 촬영된 영상을 전달받아 제3 판단으로 타 차량 I의 차선 변경을 판단할 수 있다.

이때, 타 차량 I가 변경하려는 차선 상의 차량, 즉 자 차량 및 타 차량 F와 H는 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 충돌 회피 제어를 위해 각각의 누적된 안전 거리를 산출할 수 있다. 여기서 판단 처리부(142)는 같은 차선 상에 존재하는 차량인지의 여부를 전술한 곡률 반경과 함께 GPS 좌표 값을 이용하여 판단할 수 있다. 예컨대, 판단 처리부(142)는 일반적인 도로 폭인 3.5m의 절반인 약 1.75m의 GPS 좌표 값 차이를 갖는 차량을 옆 차선 상에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

타 차량 H는 타 차량 I 간의 충돌 회피를 위한 정지 거리를 계산하고 계산된 정지 거리를 V2X 통신을 통해 타 차량들에게 전달한다. 충돌 회피 제어를 수행하는 각 차량은 전달받은 타 차량 H의 정지 거리에 지연을 감안한 거리를 앞 차량의 수만큼 누적하여 안전 거리를 산출할 수 있다. 여기서 누적되는 거리는 V2X 통신의 브로드캐스팅(broadcasting) 주기로 인한 지연 및 각 차량의 거리 계산으로 인한 지연에서 기인한다. 예컨대, 자 차량은 도 4에 도시된 바와 같이, 직전 차량인 타 차량 F와의 충돌 회피를 위해 타 차량 F와 H를 통한 지연을 감안한 거리가 누적된 만큼의 최종적인 안전 거리를 산출할 수 있다.

속도 제어부(143)는 산출된 안전 거리 유지를 위한 요구 속도를 산출하고, 산출된 요구 속도로 자 차량의 속도를 제어함으로써 자 차량과 차선 변경 차량 간의 충돌을 회피할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, V2X 통신을 통해 넓은 영역에서 주변 차량의 차선 변경 판단이 가능하며, 카메라에서 촬영된 영상을 통해 실제 차선 변경의 여부를 확인함으로써 차선 변경 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 충돌 회피 방법 흐름도이다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 센서를 통해 자 차량의 방향 값을 측정한다(S501). 이때, 방향 값은 헤딩(heading), 요 레이트(yaw rate), 조향각(steering angle) 등을 포함한다.

한편, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 차량 간(Vehicle to Vehicle, V2V) 통신을 통해 타 차량의 방향 값을 수신한다(S502). 또한, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 차량 대 인프라(Vehicle to Infrastructure, V2I) 통신을 통해 차량과 차량이 주행중인 도로 주변에 기 구축된 인프라 간의 통신을 수행할 수도 있다. 따라서, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 V2V 통신과 V2I 통신을 아우르는 V2X(Vehicle to Everything) 통신 모듈을 내장할 수 있다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 단계 S501, S502에서 획득한 자 차량과 타 차량의 방향 값 차이의 변화를 확인하고(S503), 확인 결과 일정한 시간 내 방향 값 차이가 소정 횟수 이상 발생하는 경우, 타 차량이 차선 변경 의도를 가진 것으로 판단한다(S504). 이와 같이, 방향 값만을 이용하여 타 차량의 차선 변경 의지를 판단하는 경우를 이하 제1 판단으로 칭한다.

만약, 단계 S504에서 타 차량의 차선 변경 의지가 존재하지 않는 것으로 판단되면, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 단계 S501의 자 차량의 방향 값을 측정하는 과정부터 동작을 재수행한다.

제1 판단에 따라, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 영상 및 음성을 통해 차선 변경 상황을 경고한다(S505).

경고 후, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 자 차량의 전방을 촬영한다(S507). 이때, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 자 차량의 전방을 촬영한 영상에 타 차량 A가 존재하면(S507), 타 차량 A가 자 차량이 주행 중인 차선 일부를 침범한 것을 확인하고(S508), 상기 제1 판단이 공통으로 이루어지는 경우, 타 차량 A가 차선 변경을 하는 것으로 판단한다(S509). 이와 같이, 방향 값 및 촬영한 영상을 이용한 차선 변경 판단을 이하 제2 판단으로 칭한다.

만약, 단계 S507과 S508에서 자 차량의 전방을 촬영한 영상에 타 차량 A가 존재하지 않거나, 타 차량 A가 자 차량이 주행 중인 차선 일부를 침범한 것으로 확인되지 않은 경우, 차량의 충돌 회피 장치(100)는 단계 S501의 자 차량의 방향 값을 측정하는 과정부터 동작을 재수행한다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 차선 변경 차량의 존재가 제2 판단으로 판단된 경우, 자 차량과 차선 변경 차량 간 충돌 회피를 위한 정지 거리를 계산한다(S510). 정지 거리는 자 차량의 속력과 정지 시간의 곱으로 계산된다. 이때, 정지 시간은 반응 시간과 제동 시간의 합으로 나타낼 수 있다. 여기서, 반응 시간은 운전자가 주행 방향 상의 장애물을 인지하고 제동을 시작하기까지의 시간으로 약 2초 이내의 시간이다. 또한, 제동 시간은 제동을 시작하여 차량이 정지되기까지의 시간이다. 제동 시간은 차량의 현재 속도 및 차량의 브레이크 성능 등에 따라 상이할 수 있다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 계산된 정지 시간을 바탕으로 차선 변경 차량 간의 안전 거리 유지를 위한 요구 속도를 산출하고, 산출된 요구 속도로 자 차량의 속도를 제어함으로써 자 차량과 차선 변경 차량 간의 충돌을 회피할 수 있다(S511).

한편, 주행중에는 차선 변경 차량이 촬영 가능 범위 밖에 존재하거나 자 차량 간의 중간 차량에 의해 가려지는 상황 또한 발생할 수 있다. 이하에서 도 6을 참조하여 중간 차량이 존재하는 경우의 차량의 충돌 회피 방법을 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간 차량이 존재하는 경우의 차량의 충돌 회피 방법 흐름도이다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 V2X 통신을 통해 차선 변경 차량 직후의 중간 차량으로부터 차선 변경 판단(제2 판단) 결과 및 상기 중간 차량에서 계산된 정지 거리를 수신한다(S601).

차량의 충돌 회피 장치(100)는 수신한 중간 차량의 정지 거리에 지연 거리를 누적하여 안전 거리를 계산할 수 있다(S602). 여기서 지연 거리는 V2X 통신의 브로드캐스팅(broadcasting) 주기로 인한 지연 및 각 차량의 거리 계산으로 인한 지연에서 기인하며, 자 차량과 차선 변경 차량 간의 차량 수만큼 누적될 수 있다.

차량의 충돌 회피 장치(100)는 계산된 안전 거리를 바탕으로 요구 속도를 산출하고(S603), 산출된 요구 속도로 자 차량의 속도를 제어함으로써 자 차량과 차선 변경 차량 간의 충돌을 회피할 수 있다(S604).

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 차량의 충돌 회피 장치 110 : 측정부
120 : 통신부 130 : 촬영부
140 : 제어부 141 : 정보 가공부
142 : 판단 처리부 143 : 속도 제어부
150 : 경고부

Claims

차량에 탑재된 충돌 회피 장치로서,
당해 차량의 주행 정보를 수집하기 위한 수단 - 상기 주행 정보는 방향 값, 경로 이력, 예측 경로, 및 차량 위치를 포함함 -;
주변 차량들로부터 주변 차량의 주행 정보를 수집하기 위한 V2X 통신 모듈; 및
당해 차량 및 주변 차량의 주행 정보를 이용하여, 당해 차량과 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 가지는 주변 차량을 특정하고 당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 주변 차량과 당해 차량의 주행 차선에 인접한 인접 차선에서 주행 중인 주변 차량을 특정하는 제어수단
을 포함하되
상기 제어수단은,
당해 차량 및 주변 차량의 경로 이력과 예측 경로를 기초로, 당해 차량과 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 가지는 주변 차량을 특정하며,
상기 V2X 통신 모듈을 통해 상기 주변 차량들로부터 수신한 정보에 기초하여, 당해 차량의 블라인드 영역 내 차량의 이동을 감지하고,
이동이 감지된 차량과의 충돌 회피 제어를 위한 시간 또는 거리 중 적어도 하나를 연산하는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 장치.
제1항에 있어서,
상기 방향 값은 헤딩(heading), 요 레이트(yaw rate) 및 조향각(steering angle) 중 적어도 하나를 포함하는, 충돌 회피 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어수단은,
당해 차량의 방향 값으로부터 산출된 곡률 반경과 각 차량의 차량 위치를 기초로, 당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 주변 차량과 당해 차량의 주행 차선에 인접한 인접 차선에서 주행 중인 주변 차량을 특정하는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어수단은,
상기 이동이 감지된 주변 차량이 당해 차량과 동일 차선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어수단은,
V2X 통신의 브로드캐스팅(broadcasting) 전송 지연을 고려하여 상기 충돌 회피 제어를 위한 시간 또는 거리 중 적어도 하나를 연산하는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 장치.
제1항에 있어서,
상기 블라인드 영역 내 차량의 이동을 감지하는 것은,
당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 선행 차량으로부터 당해 차량의 주행 차선으로의 차선 변경을 시도하는 주변 차량에 관한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 장치.
차량에 의해 수행되는 충돌 회피 방법으로서,
당해 차량의 주행 정보를 수집하는 단계 - 상기 주행 정보는 방향 값, 경로 이력, 예측 경로, 및 차량 위치를 포함함;
주변 차량들로부터 주변 차량의 주행 정보를 수집하는 단계; 및
당해 차량 및 주변 차량의 주행 정보를 이용하여, 당해 차량과 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 가지는 주변 차량을 특정하고 당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 주변 차량과 당해 차량의 주행 차선에 인접한 인접 차선에서 주행 중인 주변 차량을 특정하는 단계
를 포함하되,
당해 차량과 동일한 도로 및 동일한 주행 방향을 가지는 주변 차량은 당해 차량 및 주변 차량의 경로 이력과 예측 경로를 기초로 특정되며,
상기 주변 차량들로부터 수신한 정보에 기초하여, 당해 차량의 블라인드 영역 내 차량의 이동을 감지하는 단계; 및
이동이 감지된 차량과의 충돌 회피 제어를 위한 시간 또는 거리 중 적어도 하나를 연산하는 단계를 더 포함하는, 충돌 회피 방법.
제7항에 있어서,
상기 방향 값은 헤딩(heading), 요 레이트(yaw rate) 및 조향각(steering angle) 중 적어도 하나를 포함하는, 충돌 회피 방법.
제7항에 있어서,
당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 주변 차량과 당해 차량의 주행 차선에 인접한 인접 차선에서 주행 중인 주변 차량은,
당해 차량의 방향 값으로부터 산출된 곡률 반경과 각 차량의 차량 위치를 기초로 특정되는 것을 특징으로 하는, 충돌 회피 방법.
제7항에 있어서,
상기 이동이 감지된 주변 차량이 당해 차량과 동일 차선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 단계
를 더 포함하는, 충돌 회피 방법.
제7항에 있어서,
상기 충돌 회피 제어를 위한 시간 또는 거리 중 적어도 하나를 연산하는 단계는,
V2X 통신의 브로드캐스팅(broadcasting) 전송 지연을 고려하여 상기 충돌 회피 제어를 위한 시간 또는 거리 중 적어도 하나를 연산하는 단계
를 포함하는, 충돌 회피 방법.
제7항에 있어서,
상기 블라인드 영역 내 차량의 이동을 감지하는 단계는,
당해 차량의 주행 차선에서 주행 중인 선행 차량으로부터 당해 차량의 주행 차선으로의 차선 변경을 시도하는 주변 차량에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 충돌 회피 방법.