KR20230104318A - 전방 차량의 차선 변경에 대비하는 자동 비상 제동 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방 차량의 차선 변경에 대비하는 자동 비상 제동 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 비상 제동 방법은 자동 비상 제동 방법으로서 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와 상대 속도를 검출하는 단계와, 상기 선행 차량의 전방에서 주행하는 차량의 차선 변경 여부를 검출하는 단계와, 상기 전방 차량이 상기 선행 차량의 차선으로 차선을 변경하면 상기 검출된 상대 거리와 상대 속도를 고려해 부분 제동을 수행하는 단계를 부분 제동을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

전방 차량의 차선 변경에 대비하는 자동 비상 제동 방법 및 장치{Method and apparatus for automatic emergency braking in preparation for lane change of the vehicle in front}

본 발명은 자동 비상 제동 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 전방 차량의 차선 변경에 대비하는 자동 비상 제동 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동 비상 제동(AEB) 시스템은 차량의 주행 상황에서 전방의 대상물(차량, 보행자 등)과의 충돌 위험 정도를 판단하고, 충돌 위험 정도에 따라 순차적으로 운전자에게 경보를 제공하며, 차량에 대해 부분 제동 및 완전 제동을 자동으로 수행한다. 이를 통해 AEB 시스템은 운전자의 실수 또는 반응속도 부족으로 인한 종방향 충돌 위험 상황에서 충돌을 방지하고, 만약 충돌을 피할 수 없는 경우에도 충돌 속도를 감소시켜 그 피해를 경감시켜주는 효과가 있다.

AEB 시스템에서 충돌 위험 정도는 예상 충돌 시간(Time to Collision : TTC)으로 판단된다. 전방 물체가 정지한 경우의 시나리오 CCRs(Car-to-Car Rear Stationary)에서 TTC는 전방 충돌 경고(Forward Collision Warning : FCW) 시점에서 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와, 자기 차량의 속도에 의해 결정된다. 전방 물체가 감속 중인 경우의 시나리오 CCRb(Car-to-Car Rear Braking)에서 TTC는 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와, 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도와, 자기 차량과 선행 차량 사이의 가속도의 차이에 의해 결정된다. 전방 물체가 일정한 속도로 움직이고 있는 경우의 시나리오 CCRm(Car-to-Car Rear Moving)에서 TTC는 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와, 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도에 의해 결정된다. 즉, 현재의 AEB 시스템은 동일 차선의 바로 앞에서 운행하는 선행 차량과 자기 차량 사이의 상대 거리, 선행 차량과 자기 차량 사이의 상대 속도, 선행 차량과 자기 차량 사이의 가속도 차이를 사용하여 충돌 위험 정도를 판단하고 제어한다.

한편, 선행 차량의 옆 차선에서 주행하던 전방 차량이 차선을 변경하면서 선행 차량의 앞으로 주행하는 경우 선행 차량은 급제동을 하게 된다. 이 경우 자기 차량에서 완전 제동을 하더라도 선행 차량과의 충돌의 우려가 있다. 하지만, 종래의 AEB 시스템은 차량 위험 정도를 판단할 때 전방 차량의 차선 변경을 전혀 고려하지 않으므로 이러한 충돌에 대응할 수 없는 문제가 있다.

한국공개특허공보 제10-2017-0046483호 (자율 비상 제동 장치 및 방법)

EUROPEAN NEW CAR ASSESSMENT PROGRAMME (Euro NCAP) TEST PROTOCOL - AEB SYSTEMS (Version 3.0.1; February 2019)

따라서 본 발명은 전방 차량의 차선 변경에 대비할 수 있는 자동 비상 제동 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 전방 차량의 차선 변경으로 선행 차량이 급제동하는 경우의 충돌을 방지할 수 있는 자동 비상 제동 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 자동 비상 제동 방법으로서 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와 상대 속도를 검출하는 단계와, 상기 선행 차량의 전방에서 주행하는 차량의 차선 변경 여부를 검출하는 단계와, 상기 전방 차량이 상기 선행 차량의 차선으로 차선을 변경하면 상기 검출된 상대 거리와 상대 속도를 고려해 부분 제동을 수행하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 부분 제동 수행 단계는 상기 자기 차량과 선행 차량 사이의 거리가 미리 설정된 값보다 짧은 경우에 한해 수행된다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 자동 비상 제동 장치로서 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리를 검출하는 거리 센서와, 상기 자기 차량의 속도를 검출하는 차속 센서와, 상기 선행 차량의 전방을 주행하는 전방 차량의 차선 변경 관련 정보를 생성하는 전방 감시 카메라와, 상기 거리 센서와 차속 센서와 전방 감시 카메라에서 생성된 정보를 이용하여 상기 전방 차량이 상기 선행 차량의 차선으로 차선을 변경하면 상기 검출된 상대 거리와 상대 속도를 고려해 부분 제동 신호를 생성하는 비상 제동 제어기를 포함한다.

전술한 구성의 본 발명에 의하면 전방 차량의 차선 변경으로 인해 선행 차량이 급제동할 수 있는 경우에도 운전자 개입 없이 자동 비상 제동을 수행하여 선행 차량과의 충돌을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 비상 제동 장치의 구성과 동작을 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 비상 제동 제어기가 TTC에 따라 자동으로 수행하는 비상 제동 작용을 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 교통 상황을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 비상 제동 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 4의 부분 제동 여부 판단 단계의 상세 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 명세서에서 용어 "선행 차량"은 자기 차량과 동일한 차선에서 바로 앞에서 주행하는 차량을 가리키고, "전방 차량"은 "선행 차량"의 전방에서 주행하는 차량을 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 비상 제동 장치(5)의 구성과 동작을 설명한다. 본 실시예에 의한 자동 비상 제동 장치(5)를 구비한 자기 차량(100)은 도로(3)를 주행하고 있다. 자기 차량(100)은 현재의 경우 앞단에 의해 자신의 위치 x1가 결정되고, 속도 v1와 가속도 a1으로 주행하고 있다. 선행 차량(200)은 뒷단에 의해 위치 x2가 결정되고, 속도 v2와 가속도 a2로 주행하고 있다. 자기 차량(100)과 선행 차량(200) 사이의 상대 거리는 dx1이다.

자동 비상 제동 장치(5)는 거리 센서(4)를 구비하며, 거리 센서(4)는 레이더 기반, 초음파 기반 또는 종방향 거리(dx)를 감지하기 위한 카메라 시스템 등으로 구현된다. 거리 센서(4)는 비상 제동 제어기(6)에 상대 거리 측정 신호(S1)를 출력한다. 또한, 자동 비상 제동 장치(5)는 자기 차량(100)의 이동 속도(v1)를 검출하기 위한 차속 센서(7)를 갖는다. 차속 센서(7)는 ABS 휠 차속 센서 또는 출력 샤프트 차속 센서 등일 수 있다. 비상 제동 제어기(6)는 상대 거리 측정 신호(S1), 차속 센서(7)의 출력 등을 이용해 자기 차량과 선행 차량(200) 사이의 속도 및 가속도 차이를 산출하여 TTC를 산출할 수 있다. 전방 감시 카메라(11)는 차선과 전방 차량(300)을 검출하여 전방 차량(300)의 차선 변경을 확인할 수 있다. 본 실시예에서 거리 센서(4)와 전방 감시 카메라(11)가 별개의 구성요소로 구현되었으나, 전방 감시 카메라(11)가 거리 센서(4)의 기능을 함께 하도록 구현할 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 비상 제동 제어기가 TTC에 따라 자동으로 수행하는 비상 제동 작용을 설명한다. 비상 제동 제어기(6)는 TTC가 ttc1 이하가 되는 시점에서 소정 시간 동안 경고 표시기(9)에 경고 신호(S3)를 출력한다. 경고 표시기(9)는 음향 또는 시각적 형태일 수 있다. TTC가 ttc2 이하가 되는 시점에서 비상 제동 제어기(6)는 제동 신호(S2)를 휠 브레이크(8)에 출력하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 살짝 붙이는 방식 등으로 부분제동을 수행한다. TTC가 ttc3 이하가 되는 시점에서 비상 제동 제어기(6)는 제동 신호(S2)를 휠 브레이크(8)에 출력하여 완전제동을 수행한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 교통 상황을 설명한다. 자기 차량(100)과 선행 차량(200)은 동일한 차선에서 주행하고 있고, 전방 차량(300)은 옆 차선에서 주행하고 있다가 차선을 변경하여 선행 차량(200)의 앞으로 이동하는 경우이다. 이 경우 선행 차량(200)은 급제동을 할 가능성이 매우 높다.

한편, 선행 차량(200)이 일정한 속도로 움직이고 있는 경우인 시나리오 CCRm(Car-to-Car Rear Moving)에서 TTC는 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리를 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도로 나눈 값으로 결정된다. 자기 차량과 선행 차량의 속도가 비슷하면 TTC가 매우 큰 값이 되므로 통상의 AEB 시스템은 도 3과 같은 상황에서 자동 긴급 제동을 전혀 수행하지 않게 된다. 따라서 선행 차량(200)이 급제동을 하는 경우 자기 차량(100)과 선행 차량(200)의 충돌의 가능성이 매우 크다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 비상 제동 방법의 흐름도이다.

먼저, 자동 비상 제동 장치(5)는 차속 센서(7) 등을 이용하여 자기 차량(100)의 이동 속도(v1) 등의 주행 정보를 검출한다(S102). 다음에는 거리 센서(4)를 통해 자기 차량(100)에서 선행 차량(200)까지의 상대 거리와 자기 차량(100)에서 전방 차량(300)까지의 상대 거리를 검출한다(S104). 다음에 비상 제동 제어기(6)는 검출된 자기 차량(100)의 주행 정보와, 검출된 상대 거리 정보를 이용해 자기 차량(100)과 선행 차량(200) 사이의 상대 속도와 가속도 차이를 산출한다(S108). 전방 감시 카메라(11)는 전방 차량(300)의 차선 변경 관련 정보를 생성하여 비상 제동 제어기(6)로 출력한다(S108).

비상 제동 제어기(6)는 앞 단계에서 생성된 정보를 이용하여 부분 제동 여부를 판단한다(S110). 도 5는 도 4에 도시된 부분 제동 여부 판단 단계(S110)의 상세 흐름도이다. 비상 제동 제어기(6)는 전방 감시 카메라(11)로부터 입력된 차선 변경 정보를 통해 전방 차량(300)의 차선 변경 여부를 판단한다(S202). 전방 차량(300)의 차선 변경이 있는 경우 자기 차량(100)의 속도(v1)가 선행 차량(200)의 속도(v2)보다 큰지를 판단한다(S204). v1이 v2보다 크면 선행 차량(200)에서 전방 차량까지의 거리(dx2)가 소정 거리(d2)보다 작은지 여부를 판단한다(S206). dx2가 d2보다 크면 선행 차량(200)이 급제동을 할 가능성이 없으므로 자기 차량(100)에서 부분 제동을 할 필요가 없다. 자기 차량(100)에서 선행 차량(200)까지의 거리(dx1)가 소정 거리(d1), 예를 들어 10m보다 작은지 여부를 판단한다(S208). dx1가 d1보다 작으면 TTC 값과 상관없이 부분 제동 신호를 생성한다(S210). 이때 비상 제동 제어기(6)는 제동 신호(S4)를 출력하여 브레이크 등(10)이 켜지도록 한다. 다른 경우에는 차선 변경에 따른 부분 제동 신호를 생성하지 않고 TTC 값에 따라 자동 긴급 제동을 수행한다(S212).

비상 제동 제어기(6)는 생성한 부분 제동 신호를 휠 브레이크(8)에 출력하여 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 살짝 붙이는 방식 등으로 부분 제동을 수행한다(S112). 이를 통해 자기 차량(100)과 선행 차량(200)의 상대 속도가 비슷하여 자동 긴급 제동 상황이 아닌 경우에도, 전방 차량(300)이 차선을 변경하고, 선행 차량(200)과의 거리가 짧으며, 선행 차량(200)보다 자기 차량(100)의 속도가 빠르면 선행 차량(200)의 급제동을 고려하여 자기 차량(100)에서 부분 제동을 수행하여 충돌의 위험을 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명이 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 “포함하다”, “구성하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 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.

3 : 길
4 : 거리 센서
5 : 자동 긴급 제동 장치
6 : 비상 제동 제어기
7 : 차속 센서
8 : 휠 브레이크
9 : 경고 표시기
10 : 브레이크 등
11 : 전방 감시 카메라
100 : 자기 차량
200 : 선행 차량
300 : 전방 차량

Claims (4)

1. 자기 차량과 선행 차량 사이의 상대 거리와 상대 속도를 검출하는 단계와,
   상기 선행 차량의 전방에서 주행하는 차량의 차선 변경 여부를 검출하는 단계와,
   상기 전방 차량이 상기 선행 차량의 차선으로 차선을 변경하면 상기 검출된 상대 거리와 상대 속도를 고려해 부분 제동을 수행하는 단계를
   포함하는 것을 특징으로 하는 자동 비상 제동 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 부분 제동 수행 단계는 상기 자기 차량과 선행 차량 사이의 거리가 미리 설정된 값보다 짧은 경우에 한해 수행되는 것을 특징으로 하는 자동 비상 제동 방법.
   
3. 자기 차량과 선행 차량 사이의 거리를 검출하는 거리 센서와,
   상기 자기 차량의 속도를 검출하는 차속 센서와,
   상기 선행 차량의 전방을 주행하는 전방 차량의 차선 변경 관련 정보를 생성하는 전방 감시 카메라와,
   상기 거리 센서와 차속 센서와 전방 감시 카메라에서 생성된 정보를 이용하여 상기 전방 차량이 상기 선행 차량의 차선으로 차선을 변경하면 상기 검출된 상대 거리와 상대 속도를 고려해 부분 제동 신호를 생성하는 비상 제동 제어기를
   포함하는 것을 특징으로 하는 자동 비상 제동 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 비상 제동 제어기는 상기 자기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리가 미리 설정된 값보다 짧은 경우에 한해 부분 제동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 비상 제동 장치.
   

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