KR20230130949A

KR20230130949A - 고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20230130949A
Application number: KR1020220028189A
Authority: KR
Inventors: 김완진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-09-12

Abstract

본 발명의 일실시예에 의한 고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량의 제어 방법은, 톨게이트를 인식하는 단계와, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계와, 그리고 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량 및 그 제어 방법 {Method and Vehicle for driving tollgate in highway}

본 실시예들은 모든 분야의 차량(vehicle)에 적용 가능하며, 보다 구체적으로 예를 들면, 고속 도로 톨게이트 주행 보조 시스템 등에 적용될 수가 있다.

미국 자동차 공학회인 SAE(Society of Automotive Engineers)는 자율 주행 레벨을 예를 들어 다음과 같이, 레벨0부터 레벨5까지 총 6단계로 세분화하고 있다.

레벨 0(비자동화, No Automation)은, 운전자가 주행의 모든 것을 통제하고 책임지는 단계이다. 운전자가 항시 운전하며, 차량의 시스템은 긴급상황 알림 등 보조 기능만을 수행한다. 주행 제어의 주체는 인간이며, 주행 중 변수 감지와 주행 책임도 인간에게 있는 레벨이다.

레벨 1(운전자 보조, Driver Assistance)은, 어뎁티브 크루즈 컨트롤, 차선유지 기능을 통해 운전자를 보조하는 단계이다. 시스템 활성화로 차량의 속도와 차간거리 유지, 차선 유지로 운전자를 보조한다. 주행 제어 주체는 인간과 시스템에 있으며, 주행 중에 발생하는 변수의 감지와 주행 책임은 모두 인간에게 있는 레벨이다.

레벨 2(부분 자동화, Partial Automation)는, 특정 조건 내에서 일정 시간 동안 차량의 조향과 가감속을 차량이 인간과 동시에 제어할 수 있는 단계이다. 완만한 커브에서의 조향과 앞 차와의 간격을 유지하는 보조 주행이 가능하다. 그러나, 주행 중 변수 감지와 주행 책임은 인간에게 있는 레벨로, 운전자는 항상 주행 상황의 모니터링이 필요하며, 시스템이 인지하지 못하는 상황 등에서는 운전자가 즉시 운전에 개입해야 한다.

레벨 3(조건부 자율주행, Partial Automation)은, 고속도로와 같은 특정 조건의 구간에서 시스템이 주행을 담당하며, 위험 시에만 운전자가 개입하는 레벨이다. 주행 제어와 주행 중 변수 감지는 시스템이 담당하며, 레벨 2와 다르게 상기 모니터링을 요구하지 않는다. 다만, 시스템의 요구 조건을 넘어서는 경우, 시스템은 운전자의 즉시 개입을 요청한다.

레벨 4(고등 자율주행, High Automation)는, 대부분의 도로에서 자율주행이 가능하다. 주행 제어와 주행 책임이 모두 시스템에 있다. 제한 상황을 제외한 대부분의 도로에서 운전자 개입이 불필요하다. 다만, 악천후와 같은 특정 조건에서는 운전자 개입이 요청될 수 있기에 인간을 통한 주행 제어 장치가 필요한 단계이다.

레벨 5(완전 자율주행, Full Automation)는, 운전자가 불필요하며, 탑승자만으로 주행이 가능한 단계이다. 탑승자는 목적지만 입력하며, 시스템이 모든 조건에서 주행을 담당한다. 레벨 5 단계에서는 차량의 조향과 가속, 감속을 위한 제어 장치들이 불필요하다.

한편, 한국에서는 UN 산하 자동차 안전 기준 국제조화포럼(UN/ECE/WP.29)에서 논의 중인 국제 동향 등을 고려하여, 지난 2020년 레벨 3에 대한 안전 기준을 마련하였다.

그러나, 최근 적용된 반자율, 자율 주행 시스템 등에서 문제되는 것은, 고속도로의 톨게이트 부근에서 주행 보조 시스템이 매우 제한적으로만 작동한다는 점이다.

예를 들어, 종래 기술에서도, 네비게이션 등을 이용하여 고속도로 톨게이트의 하이패스 주행 차선에 대한 정보를 제공하였으나, 차량의 시스템 및 주행 경로 상황 등에 따라 특정 하이패스 차선 또는 특정 현금 요금소 차선을 안내하거나 자동 제어하는 솔루션은 제시되지 못하고 있는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점 등을 해결하기 위해 본 발명의 일실시예는, 다양한 센서(예를 들어, 네비게이션, 카메라, 라이다 등)를 이용하여 하이패스 차선 및 현금 요금소 차선을 구별하고자 한다.

본 발명의 다른 일실시예는, 구별된 복수개의 하이패스 차선들 및 복수개의 현금 요금소 차선들 중에서도 현재 운행 중인 차량에 최적화된 특정 차선을 판단하는 알고리즘을 제공하고자 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 고속 도로 톨게이트 구간에서도 주행 보조 기능이 동작하는 시스템을 제안하고자 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량의 제어 방법은, 톨게이트를 인식하는 단계와, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계와, 그리고 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는, 톨게이트를 인식하기 위한 데이터와, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하기 위한 데이터와, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터와, 그리고 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터를 저장하고 있다.

본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량은, 톨게이트를 인식하는 센서와, 그리고 컨트롤러를 포함한다. 특히, 상기 컨트롤러는, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하고, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하고, 그리고 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 의하면, 고속도로 톨게이트 구간에서 운전자의 혼선 없이 주행 보조 시스템이 지속적으로 유지될 수 있는 기술적 효과가 있다.

본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 의하면, 톨게이트 내에서 사고 및 정체를 방지할 수 있도록 특정 하이패스 차선 또는 특정 현금 요금소 차선으로 차량을 자동으로 가이드 하는 기술적 효과도 기대된다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 자율 주행 장치가 적용될 수 있는 자율 주행 제어 시스템의 전체 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 자율 주행 장치가 차량에 적용되는 예시를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 차량이 하이패스 차선 및 현금 요금소 차선을 식별하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 차량의 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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.

도 1은 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 자율 주행 장치가 적용될 수 있는 자율 주행 제어 시스템의 전체 블록구성도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 자율 주행 장치가 차량에 적용되는 예시를 보인 예시도이다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예들에 따른 자율 주행 장치가 적용될 수 있는 자율 주행 제어 시스템(예를 들어, 자율 주행 차량)의 구조 및 기능에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자율 주행 차량(1000)은, 운전 정보 입력 인터페이스(101), 주행 정보 입력 인터페이스(201), 탑승자 출력 인터페이스(301) 및 차량 제어 출력 인터페이스(401)를 통해 차량의 자율 주행 제어에 필요한 데이터를 송수신하는 자율 주행 통합 제어부(600)를 중심으로 구현될 수 있다. 다만, 자율 주행 통합 제어부(600)를, 당해 명세서 상에서 컨트롤러, 프로세서 또는 간단히 제어부로 지칭할 수도 있다.

자율 주행 통합 제어부(600)는 차량의 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드에서 사용자 입력부(100)에 대한 탑승자의 조작에 따른 운전 정보를 운전 정보 입력 인터페이스(101)를 통해 획득할 수 있다. 사용자 입력부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 주행 모드 스위치(110) 및 컨트롤 패널(120)(예를 들어, 차량에 장착된 네비게이션 단말, 탑승자가 소지한 스마트폰 또는 태블릿 PC 등등)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 운전 정보는 차량의 주행 모드 정보 및 항법 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 주행 모드 스위치(110)에 대한 탑승자의 조작에 따라 결정되는 차량의 주행 모드(즉, 자율 주행 모드/수동 주행 모드 또는 스포츠 모드(Sports Mode)/에코 모드(Eco Mode)/안전 모드(Safe Mode)/일반 모드(Normal Mode))가 상기한 운정 정보로서 운전 정보 입력 인터페이스(101)를 통해 자율 주행 통합 제어부(600)로 전달될 수 있다.

또한, 탑승자가 컨트롤 패널(120)을 통해 입력하는 탑승자의 목적지, 목적지까지의 경로(목적지까지의 후보 경로 중 탑승자가 선택한 최단 경로 또는 선호 경로 등)와 같은 항법 정보가 상기한 운전 정보로서 운전 정보 입력 인터페이스(101)를 통해 자율 주행 통합 제어부(600)로 전달될 수 있다.

한편, 컨트롤 패널(120)은 차량의 자율 주행 제어를 위한 정보를 운전자가 입력하거나 수정하기 위한 UI (User Interface)를 제공하는 터치 스크린 패널로 구현될 수도 있으며, 이 경우 전술한 주행 모드 스위치(110)는 컨트롤 패널(120) 상의 터치 버튼으로 구현될 수도 있다.

또한, 자율 주행 통합 제어부(600)는 차량의 주행 상태를 나타내는 주행 정보를 주행 정보 입력 인터페이스(201)를 통해 획득할 수 있다. 주행 정보는 탑승자가 조향휠을 조작함에 따라 형성되는 조향각과, 가속 페달 또는 브레이크 페달을 답입함에 따라 형성되는 가속 페달 스트로크 또는 브레이크 페달의 스트로크와, 차량에 형성되는 거동으로서 차속, 가속도, 요, 피치 및 롤 등 차량의 주행 상태 및 거동을 나타내는 다양한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 각 주행 정보는 도 1에 도시된 바와 같이, 조향각 센서(210), APS(Accel Position Sensor)/PTS(Pedal Travel Sensor)(220), 차속 센서(230), 가속도 센서(240), 요/피치/롤 센서(250)를 포함하는 주행 정보 검출부(200)에 의해 검출될 수 있다.

나아가, 차량의 주행 정보는 차량의 위치 정보를 포함할 수도 있으며, 차량의 위치 정보는 차량에 적용된 GPS(Global Positioning System) 수신기(260)를 통해 획득될 수 있다. 이러한 주행 정보는 주행 정보 입력 인터페이스(201)를 통해 자율 주행 통합 제어부(600)로 전달되어 차량의 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드에서 차량의 주행을 제어하기 위해 활용될 수 있다.

또한, 자율 주행 통합 제어부(600)는 차량의 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드에서 탑승자에게 제공되는 주행 상태 정보를 탑승자 출력 인터페이스(301)를 통해 출력부(300)로 전달할 수 있다. 즉, 자율 주행 통합 제어부(600)는 차량의 주행 상태 정보를 출력부(300)로 전달함으로써, 출력부(300)를 통해 출력되는 주행 상태 정보를 기반으로 탑승자가 차량의 자율 주행 상태 또는 수동 주행 상태를 확인하도록 할 수 있으며, 상기 주행 상태 정보는 이를테면 현재 차량의 주행 모드, 변속 레인지, 차속 등 차량의 주행 상태를 나타내는 다양한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 자율 주행 통합 제어부(600)는 상기한 주행 상태 정보와 함께 차량의 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드에서 운전자에게 경고가 필요한 것으로 판단된 경우, 탑승자 출력 인터페이스(301)를 통해 경고 정보를 출력부(300)로 전달하여 출력부(300)가 운전자에게 경고를 출력하도록 할 수 있다. 이러한 주행 상태 정보 및 경고 정보를 청각적 및 시각적으로 출력하기 위해 출력부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 스피커(310) 및 디스플레이 장치(320)를 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치(320)는 전술한 컨트롤 패널(120)과 동일한 장치로 구현될 수도 있고, 분리된 독립적인 장치로 구현될 수도 있다.

또한, 자율 주행 통합 제어부(600)는 차량의 자율 주행 모드 또는 수동 주행 모드에서 차량의 주행 제어를 위한 제어 정보를 차량 제어 출력 인터페이스(401)를 통해 차량에 적용된 하위 제어 시스템(400)으로 전달할 수 있다. 차량의 주행 제어를 위한 하위 제어 시스템(400)은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 제어 시스템(410), 제동 제어 시스템(420) 및 조향 제어 시스템(430)을 포함할 수 있으며, 자율 주행 통합 제어부(600)는 상기 제어 정보로서 엔진 제어 정보, 제동 제어 정보 및 조향 제어 정보를 차량 제어 출력 인터페이스(401)를 통해 각 하위 제어 시스템(410, 420, 430)으로 전달할 수 있다. 이에 따라, 엔진 제어 시스템(410)은 엔진에 공급되는 연료를 증가 또는 감소시켜 차량의 차속 및 가속도를 제어할 수 있고, 제동 제어 시스템(420)은 차량의 제동력을 조절하여 차량의 제동을 제어할 수 있으며, 조향 제어 시스템(430)은 차량에 적용된 조향 장치(예: MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템)를 통해 차량의 조향을 제어할 수 있다.

상기한 것과 같이 본 실시예의 자율 주행 통합 제어부(600)는 운전 정보 입력 인터페이스(101) 및 주행 정보 입력 인터페이스(201)를 통해 운전자의 조작에 따른 운전 정보 및 차량의 주행 상태를 나타내는 주행 정보를 각각 획득하고, 자율 주행 알고리즘에 따라 생성되는 주행 상태 정보 및 경고 정보를 탑승자 출력 인터페이스(301)를 통해 출력부(300)로 전달할 수 있으며, 또한 자율 주행 알고리즘에 따라 생성되는 제어 정보를 차량 제어 출력 인터페이스(401)를 통해 하위 제어 시스템(400)으로 전달하여 차량의 주행 제어가 이루어지도록 동작할 수 있다.

한편, 차량의 안정적인 자율 주행을 보장하기 위해서는 차량의 주행 환경을 정확하게 계측함으로써 주행 상태를 지속적으로 모니터링하고 계측된 주행 환경에 맞추어 주행을 제어해야 할 필요가 있으며, 이를 위해 본 실시예의 자율 주행 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 주변 차량, 보행자, 도로 또는 고정 시설물(예: 신호등, 이정표, 교통 표지판, 공사 펜스 등) 등 차량의 주변 객체를 검출하기 위한 센서부(500)를 포함할 수 있다.

센서부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량 외부의 주변 객체를 검출하기 위해 라이다 센서(510), 레이더 센서(520) 및 카메라 센서(530) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

라이다 센서(510)는 차량 주변으로 레이저 신호를 송신하고 해당 객체에 반사되어 되돌아오는 신호를 수신함으로써, 차량 외부의 주변 객체를 검출할 수 있으며, 그 사양에 따라 미리 정의되어 있는 설정 거리, 설정 수직 화각(Vertical Field Of View) 및 설정 수평 화각 범위(Vertical Field Of View) 이내에 위치한 주변 객체를 검출할 수 있다. 라이다 센서(510)는 차량의 전면, 상부 및 후면에 각각 설치되는 전방 라이다 센서(511), 상부 라이다 센서(512) 및 후방 라이다 센서(513)를 포함할 수 있으나, 그 설치 위치 및 설치 수는 특정 실시예로 제한되지 않는다. 해당 객체에 반사되어 되돌아오는 레이저 신호의 유효성을 판단하기 위한 임계값은 자율 주행 통합 제어부(600)의 메모리(미도시)에 미리 저장되어 있을 수 있으며, 자율 주행 통합 제어부(600)는 라이다 센서(510)를 통해 송신된 레이저 신호가 해당 객체에 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 방식을 통해 해당 객체의 위치(해당 객체까지의 거리를 포함한다), 속도 및 이동 방향을 판단할 수 있다.

레이더 센서(520)는 차량 주변으로 전자파를 방사하고 해당 객체에 반사되어 되돌아오는 신호를 수신함으로써, 차량 외부의 주변 객체를 검출할 수 있으며, 그 사양에 따라 미리 정의되어 있는 설정 거리, 설정 수직 화각 및 설정 수평 화각 범위 이내에 위치한 주변 객체를 검출할 수 있다. 레이더 센서(520)는 차량의 전면, 좌측면, 우측면 및 후면에 각각 설치되는 전방 레이더 센서(521), 좌측 레이더 센서(521), 우측 레이더 센서(522) 및 후방 레이더 센서(523)를 포함할 수 있으나, 그 설치 위치 및 설치 수는 특정 실시예로 제한되지 않는다. 자율 주행 통합 제어부(600)는 레이더 센서(520)를 통해 송수신된 전자파의 파워(Power)를 분석하는 방식을 통해 해당 객체의 위치(해당 객체까지의 거리를 포함한다), 속도 및 이동 방향을 판단할 수 있다.

카메라 센서(530)는 차량 주변을 촬상하여 차량 외부의 주변 객체를 검출할 수 있으며, 그 사양에 따라 미리 정의되어 있는 설정 거리, 설정 수직 화각 및 설정 수평 화각 범위 이내에 위치한 주변 객체를 검출할 수 있다.

카메라 센서(530)는 차량의 전면, 좌측면, 우측면 및 후면에 각각 설치되는 전방 카메라 센서(531), 좌측 카메라 센서(532), 우측 카메라 센서(533) 및 후방 카메라 센서(534)를 포함할 수 있으나, 그 설치 위치 및 설치 수는 특정 실시예로 제한되지 않는다. 자율 주행 통합 제어부는 카메라 센서(530)를 통해 촬상된 이미지에 대하여 미리 정의된 영상 처리 프로세싱을 적용함으로써 해당 객체의 위치(해당 객체까지의 거리를 포함한다), 속도 및 이동 방향 등을 판단할 수가 있다.

또한, 차량 내부를 촬상하기 위한 내부 카메라 센서(535)가 차량의 내부의 소정 위치(예: 리어뷰 미러)에 장착되어 있을 수 있으며, 자율 주행 통합 제어부(600)는 내부 카메라 센서(535)를 통해 획득된 이미지를 기반으로 탑승자의 거동 및 상태를 모니터링하여 전술한 출력부(300)를 통해 탑승자에게 안내 또는 경고를 출력할 수도 있다.

라이다 센서(510), 레이더 센서(520) 및 카메라 센서(530) 뿐만 아니라, 센서부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 초음파 센서(540)를 더 포함할 수도 있으며, 이와 함께 차량의 주변 객체를 검출하기 위한 다양한 형태의 센서가 센서부(500)에 더 채용될 수도 있다.

도 2는 본 실시예의 이해를 돕기 위해 전방 라이다 센서(511) 또는 전방 레이더 센서(521)가 차량의 전면에 설치되고, 후방 라이다 센서(513) 또는 후방 레이더 센서(524)가 차량의 후면에 설치되며, 전방 카메라 센서(531), 좌측 카메라 센서(532), 우측 카메라 센서(533) 및 후방 카메라 센서(534)가 각각 차량의 전면, 좌측면, 우측면 및 후면에 설치된 예시를 도시하고 있으나, 전술한 것과 같이 각 센서의 설치 위치 및 설치 수는 특정 실시예로 제한되지 않는다.

나아가, 센서부(500)는 차량에 탑승한 탑승자의 상태 판단을 위해, 탑승자의 생체 신호(예: 심박수, 심전도, 호흡, 혈압, 체온, 뇌파, 혈류(맥파) 및 혈당 등)를 검출하기 위한 생체 센서를 더 포함할 수도 있으며, 생체 센서로는 심박수 센서, 심전도(Electrocardiogram) 센서, 호흡 센서, 혈압 센서, 체온 센서, 뇌파(Electroencephalogram) 센서, 혈류(Photoplethysmography) 센서 및 혈당 센서 등이 있을 수 있다.

마지막으로, 센서부(500)는 마이크(550)를 추가적으로 부가하고 있으며, 내부 마이크(551) 및 외부 마이크(552)는 각각 다른 용도를 위해 사용된다.

내부 마이크(551)는, 예를 들어 자율 주행 차량(1000)에 탑승한 탑승자의 음성을 AI 등에 기반하여 분석하거나 또는 직접적인 음성 명령에 즉각적으로 반응하기 위해 사용될 수 있다.

반면, 외부 마이크(552)는, 예를 들어 자율 주행 차량(1000)의 외부에서 발생하는 다양한 소리를 딥러닝등 다양한 분석툴로 분석하여 안전 운행 등에 적절히 대응하기 위한 용도로 사용될 수가 있다.

참고로, 도 2에 도시된 부호는 도 1에 도시된 부호와 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있으며, 도 2는 도 1과 비교하여 각 구성요소들의 상대적 위치관계(자율 주행 차량(1000) 내부를 기준으로)를 보다 상세히 예시하였다.

당해 명세서에서 설명하는 실시예들은, 일반 차량, 반자율 주행 차량, 완전 자율 주행 차량 등 모두에 적용 가능하다.

도 3은 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 차량이 하이패스 차선 및 현금 요금소 차선을 식별하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시하지는 않았지만, 우선, 본 발명의 실시예가 적용된 차량은 하이패스가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단한다.

예를 들어, 도 1에 도시된 제어부(600, 컨트롤러)는 차량에 설치된 하이패스 기기 및 하이패스 카드와의 통신을 통해 하이패스 차선으로 운행이 가능한지 여부를 판단한다.

만약, 하이패스 기기 및 하이패스 카드가 모두 정상적으로 작동하는 경우, 컨트롤러는 하이패스 차선으로 안내(예를 들어, 오디오 데이터 또는 비디오 데이터 등을 이용하여)를 하거나 또는 자동 제어가 이루어 지도록 설계한다.

반면, 하이패스 기기 또는 하이패스 카드가 설치되어 있지 않거나, 또는 하이패스 카드의 잔액이 부족한 경우, 컨트롤러는 현금 요금소 차선으로 안내를 하거나 또는 자동 제어가 이루어 지도록 설계한다. 여기서, 잔액 부족 여부는, 본 발명의 일실시예에 의한 차량이 네비게이션 정보 또는 톨게이트와의 통신을 통해 판단할 수가 있다.

한편, 종래 기술에 의한 네비게이션 시스템의 문제는, 하이패스 차선 및 현금 요금소 차선에 대한 정보를 제공하기는 하지만, 현재 상황(예를 들어, 공사로 인해 일부 차선이 막힘)을 반영하지 못하고, 주행 경로에 따라 복수개의 하이패스 차선들 중에서 어떤 특정 하이패스 차선으로 이동해야 하는지 안내하지 못하는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위한 실시예를 이하 도 3을 참조하여 보다 상세히 후술하도록 하겠다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 하이패스 차선들(310, 311) 및 복수개의 현금 요금소 차선들(320)이 존재한다.

우선, 본 발명의 일실시예에 의한 차량이, 고속 도로 입구의 톨게이트 부근(예를 들어, 전방 100-500m 이내)에서, 특정 하이패스 차선 또는 특정 현금 요금소 차선을 식별하는 프로세스를 설명하도록 하겠다.

한편, 전술한 바와 같이, 하이패스 기기 등이 정상적으로 작동하여 하이패스 차선으로 안내하거나 또는 자율 주행이 이루어 지도록 해야 하는 상황으로서, 특정 하이패스 차선을 판단하는 프로세스부터 설명하도록 하겠다.

본 발명의 일실시예에 의한 차량은, 네비게이션 정보 등을 이용하여 복수개의 하이패스 차선 정보를 획득한다. 나아가, 차량은 톨게이트 통과 이후 주행 경로에 가까운 하이패스 차선으로 필터링 한다. 다만, 차량에 구비된 카메라 등의 센서 등을 통해 확인 결과, 필터링된 하이패스 차선이 공사중이거나 또는 폐쇄된 차선인 경우, 필터링된 특정 하이패스 차선 정보는 메모리에서 삭제하도록 설계한다.

반면, 전술한 바와 같이, 하이패스 기기가 미설치, 고장 상태 또는 하이패스 카드에 잔액이 부족한 경우, 현금 요금소 차선으로 안내하거나 또는 자율 주행이 이루어 지도록 해야 하는 상황으로서, 특정 현금 요금소 차선을 판단하는 프로세스에 대하여 설명하도록 하겠다.

본 발명의 일실시예에 의한 차량은, 네비게이션 정보 등을 이용하여 복수개의 현금 요금소 차선 정보를 획득한다. 나아가, 차량은 톨게이트 통과 이후 주행 경로에 가까운 현금 요금소 차선으로 필터링 한다. 다만, 차량에 구비된 카메라 등의 센서 등을 통해 확인 결과, 필터링된 현금 요금소 차선이 공사중이거나 또는 폐쇄된 차선인 경우, 필터링된 특정 현금 요금소 차선 정보는 메모리에서 삭제하도록 설계한다.

이제, 본 발명의 일실시예에 의한 차량이, 고속 도로 출구의 톨게이트 부근(예를 들어, 전방 100-500m 이내)에서, 특정 하이패스 차선 또는 특정 현금 요금소 차선을 식별하는 프로세스를 설명하도록 하겠다.

이전에 설명한 고속 도로 진입시(입구) 하이패스 차선을 이용한 히스토리가 메모리에 저장되어 있는 경우, 출구에서도 하이패스 차선으로 안내하거나 또는 자율 주행이 이루어 지도록 해야 하는 상황으로 판단한다.

반면, 이전에 설명한 고속 도로 진입시(입구) 현금 요금소 차선을 통해 진입한 히스토리가 메모리에 저장되어 있거나 또는 하이패스 차선을 통해 고속 도로 입구의 톨게이트를 통과하였으나 하이패스 카드를 통한 결재에 실패한 히스토리(예를 들어, 잔액 부족 등을 원인으로 함)가 메모리에 저장되어 있는 경우, 출구에서는 현금 요금소 차선으로 안내하거나 또는 자율 주행이 이루어 지도록 해야 하는 상황으로 판단한다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 차량은, 특정 하이패스 차선 및 특정 현금 요금소 차선을 필터링 하는 과정에서, 공사중인 차선이나 폐쇄된 차선을 디텍트 하는 기술이 중요하다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 이를 구현하기 위하여 차량에 V2X (vehicle to everything) 가 적용된 경우와 V2X 가 적용되지 않는 경우를 나누어 설명하도록 하겠다.

본 발명의 일실시예에 의한 차량이 V2X 통신이 가능한 경우, 톨게이트의 센서(예를 들어, 비콘 또는 기타 센서 등)를 통해 주행이 불가능한 차선 정보를 수신한다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 차량은, 수신된 정보를 기초로 하여, 주행 가능 차선을 결정한다.

반면, 본 발명의 일실시예에 의한 차량이 V2X 통신이 불가능한 경우, 카메라 센서를 이용하여 톨게이트내 주행이 불가능한 차선 정보를 스스로 학습한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 상단의 “X” 모양 인식시 하단의 차선에서 주행이 불가능한 것으로 간주한다. 나아가, 국가별 톨게이트 주행 불가능 식별 마크를 학습하여, 국가별로 인식이 가능하도록 설계하는 것도 본 발명의 다른 일특징이다. 그리고, 바리케이드 등의 이미지 정보를 통해 주행 불가능한 차선 정보를 추가적으로 획득하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징 중 하나는, 하이패스 차선 주행시와 현금 요금소 차선 주행시 다른 주행 제어 알고리즘을 적용하게 되는데, 이와 관련된 실시예는 이하 도 4에서 설명하도록 하겠다.

그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예들 중 어느 하나에 의한 차량의 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.

본 발명의 일실시예에 의한 차량은, 네비게이션 정보 또는 카메라 센서 등을 이용하여 고속 도로 톨게이트를 인식한다(S410).

나아가, 차량은, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하도록 설계한다(S420).

상기 판단 결과(S420) 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 차량은 특정 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하고(S430), 이 때는 특별히 차량의 종방향/횡방향을 수행하지 않고 단순히 차량의 속도만 제어하도록 설계한다(S440).

반면, 상기 판단 결과(S420) 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 특정 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하고(S450), 이 때는 차량의 종방향/횡방향 제어를 추가적으로 수행한다(S460).

한편, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 전술한 S420 단계는, 도 4에 도시하지는 않았지만, 톨게이트의 요금 정보를 수신하는 단계와, 하이패스 단말기의 잔액이 상기 요금 정보 이상인 경우에 한하여, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 것으로 간주하는 단계를 추가적으로 더 포함하도록 설계한다.

나아가, 전술한 S430 단계는, 예를 들어 네비게이션을 통해 획득한 하이패스 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 하이패스 차선을 결정하는 단계와, 상기 결정된 단수의 특정 하이패스 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 상기 결정된 단수의 특정 하이패스 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 방법으로서, 예를 들어, 톨게이트의 센서로부터 톨게이트 이용 불가능한 차선 정보를 수신하고, 상기 수신된 차선 정보에 기초하여, 상기 결정된 특정 하이패스 차선을 변경하도록 설계한다. 다만, 이 때는 본 발명의 일실시예에 의한 차량이 V2X 통신을 위한 칩을 탑재하고 있는 경우이다.

한편, 전술한 S450 단계는, 예를 들어 네비게이션을 통해 획득한 현금 요금소 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 현금 요금소 차선을 결정하는 단계와, 상기 결정된 단수의 특정 현금 요금소 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.

나아가, 전술한 S460 단계와 관련하여, 본 발명의 일실시예에 의한 차량이 정차하였을 때, 상기 차량과 상기 특정 현금 요금소(S450)의 횡방향 거리는 15cm 내지 20cm 에 해당하고, 상기 차량의 운전석 창문 및 상기 특정 현금 요금소(S450)의 창문의 종방향 위치가 적어도 50% 이상 겹치도록 하여, 사용자가 현금을 지불하는 것이 보다 용이하도록 설계한다.

즉, 다시 정리하여 설명하면, 하이패스 차선으로 주행하는 것으로 결정된 경우, 본 발명의 일실시예에 의한 차량은 주행 가능하다고 판단된 특정 하이패스 차선으로 차선 변경 후 차선 유지가 되도록 제어한다. 그리고, 톨게이트 진입시 톨게이트 제한 속도로 감속하여 통과하도록 제어한다.

반면, 현금 요금소 차선으로 주행하는 것으로 결정된 경우, 본 발명의 일실시예에 위한 차량은 주행 가능하다고 판단된 특정 현금 요금소 차선으로 차선 변경 후 차선 유지가 되도록 제어한다. 그리고, 특정 현금 요금소와 차량의 횡방향 거리가 예를 들어 15-20cm 에 포함되도록 횡방향 제어를 하고, 운전석 창문과 동일한 위치(또는 50% 이내 중복되도록)에 특정 현금 요금소의 창문이 위치하도록 종방향 제어를 실시한다.

한편, 도 4에 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 일실시예에 의하면 예외 상황에도 대응 가능하도록 설계한다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에 의한 차량의 현재 차선에서 타겟으로 하는 특정 차선으로 이동이 어려운 경우(예를 들어, 심한 정체 상황, 전방 사고 상황 등), 가장 인접한 현금 요금소 차선 또는 하이패스 차선으로 이동하도록 설계한다.

그리고, 톨게이트 통과 후, 경유한 톨게이트 정보를 차량의 메모리에 저장후, 디스플레이에 표시하거나, 후방 차량에 V2V 통신을 통해 제공한다.

전술한 본 발명의 실시예들은, 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 통해서도 구현 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는, 톨게이트를 인식하기 위한 데이터와, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하기 위한 데이터와, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터와, 그리고 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터를 저장하고 있다.

마지막으로, 전술한 본 발명의 실시예들은, 도 1에 도시된 차량에서도 구현 가능하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 전방 카메라 센서(531)는, 톨게이트를 인식하도록 설계한다. 물론, 네비게이션을 통해 톨게이트 정보를 통해 수신하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

도 1에 도시된 컨트롤러(600)는, 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하고, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하고, 그리고 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어한다.

본 발명의 또 다른 양태(aspect)로서, 앞서 설명한 제안 또는 발명의 동작이 “컴퓨터”(시스템 온 칩(system on chip; SoC) 또는 마이크로 프로세서 등을 포함하는 포괄적인 개념)에 의해 구현, 실시 또는 실행될 수 있는 코드 또는 상기 코드를 저장 또는 포함한 어플리케이션, 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품(product) 등으로도 제공될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시예들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

100: 사용자 입력부
101: 운전 정보 입력 인터페이스
200: 주행 정보 검출부
201: 주행 정보 입력 인터페이스
300: 출력부
301: 탑승자 출력 인터페이스
400: 하위 제어 시스템
401: 차량 제어 출력 인터페이스
500: 센서부
600: 자율 주행 통합 제어부
700: 서버
1000: 자율 주행 차량

Claims

고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량의 제어 방법에 있어서,
톨게이트를 인식하는 단계;
하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계; 그리고
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하는 상기 단계는,
상기 톨게이트의 요금 정보를 수신하는 단계; 그리고
상기 하이패스 단말기의 잔액이 상기 요금 정보 이상인 경우에 한하여, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 것으로 간주하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 상기 단계는,
네비게이션을 통해 획득한 하이패스 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 하이패스 차선을 결정하는 단계;
상기 결정된 단수의 특정 하이패스 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 결정된 단수의 특정 하이패스 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 상기 단계는,
상기 톨게이트의 센서로부터 톨게이트 이용 불가능한 차선 정보를 수신하는 단계; 그리고
상기 수신된 차선 정보에 기초하여, 상기 결정된 특정 하이패스 차선을 변경하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 상기 단계는,
네비게이션을 통해 획득한 현금 요금소 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 현금 요금소 차선을 결정하는 단계;
상기 결정된 단수의 특정 현금 요금소 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 결정된 단수의 특정 현금 요금소 차선이 이용 가능한 경우,
상기 특정 현금 요금소 차선에 위치한 특정 현금 요금소을 기준으로, 상기 차량에 대한 종방향 제어 및 횡방향 제어를 시작하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 차량이 정차하였을 때, 상기 차량과 상기 특정 현금 요금소의 횡방향 거리는 15cm 내지 20cm 에 해당하고, 상기 차량의 운전석 창문 및 상기 특정 현금 요금소의 창문의 종방향 위치가 적어도 50% 이상 겹치는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법.
컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
톨게이트를 인식하기 위한 데이터;
하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하기 위한 데이터;
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터; 그리고
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하기 위한 데이터
를 저장하고 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
고속 도로 톨게이트를 주행하는 차량에 있어서,
톨게이트를 인식하는 센서; 그리고
컨트롤러를 포함하되,
상기 컨트롤러는,
하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하고,
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 경우, 하이패스 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하고, 그리고
상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는, 현금 요금소 차선으로 안내가 이루어 지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량.
제9항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 톨게이트의 요금 정보를 수신하고, 그리고
상기 하이패스 단말기의 잔액이 상기 요금 정보 이상인 경우에 한하여, 상기 하이패스 단말기가 정상적으로 동작하는 것으로 간주하는 것을 특징으로 하는 차량.
제9항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
네비게이션을 통해 획득한 하이패스 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하고,
상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 하이패스 차선을 결정하고, 그리고
상기 결정된 단수의 특정 하이패스 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량.
제11항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 톨게이트의 센서로부터 톨게이트 이용 불가능한 차선 정보를 수신하고, 그리고
상기 수신된 차선 정보에 기초하여, 상기 결정된 특정 하이패스 차선을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량.
제9항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
네비게이션을 통해 획득한 현금 요금소 차선 정보가 단수개인지 또는 복수개인지 여부를 판단하고,
상기 판단 결과, 복수개인 경우, 상기 톨게이트 경유 후 주행 경로 정보에 기초하여, 단수의 특정 현금 요금소 차선을 결정하고, 그리고
상기 결정된 단수의 특정 현금 요금소 차선이 이용 가능한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량.
제13항에 있어서,
상기 결정된 단수의 특정 현금 요금소 차선이 이용 가능한 경우,
상기 컨트롤러는,
상기 특정 현금 요금소 차선에 위치한 특정 현금 요금소을 기준으로, 상기 차량에 대한 종방향 제어 및 횡방향 제어를 시작하는 것을 특징으로 하는 차량.
제14항에 있어서,
상기 차량이 정차하였을 때, 상기 차량과 상기 특정 현금 요금소의 횡방향 거리는 15cm 내지 20cm 에 해당하고, 상기 차량의 운전석 창문 및 상기 특정 현금 요금소의 창문의 종방향 위치가 적어도 50% 이상 겹치는 것을 특징으로 하는 차량.