KR20240001218A - 자동 운전 조작으로 차량을 조작하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 운전 조작으로 차량(1)을 조작하는 방법에 관한 것으로서, 상기 차량은 자동 운전 조작의 정상 운전 모드에서는 메인 제어 장치(2)에 의해 자동으로 목표 위치까지 안내되고 자동 운전 조작의 비상 운전 모드에서는 보조 제어 장치(5)에 의해 자동으로 비상 운전 목표 궤적을 따라 안전한 정차 위치로 안내된다. 상기 비상 운전 목표 궤적은 상기 정상 운전 모드에서 상기 메인 제어 장치(2)에 의해 연속적으로 결정되고, 차선 표시(S)를 기초로 감지된 상기 차량(1)의 차선(F1)의 전방의 차선 코스와 함께 상기 보조 제어 장치(5)에 저장된다. 비상 운전 모드에서는 추가적으로, 상기 저장된 차선 코스 및 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 상기 차량(1)의 상기 차선(F1)의 차선 코스를 기반으로 상기 저장된 비상 운전 목표 궤적이 수정된다. 상기 수정은 상기 연속적으로 결정된 차선 코스가 사전에 타당한 것으로 평가된 경우에만 수행되고, 상기 타당성 평가는 상기 저장된 차선 코스와 상기 연속적으로 결정된 차선 코스 간에 결정된 편차를 기반으로 이루어진다.

Description

자동 운전 조작으로 차량을 조작하는 방법

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 자동 운전 조작으로 차량을 조작하는 방법에 관한 것이다.

독일 특허공보 DE 10 2017 011 808 A1호에 자동 운전 조작으로 차량의 움직임을 제어하는 방법 및 이 방법을 수행하는 장치가 공지되어 있다. 상기 문헌의 방법은, 자동 운전 조작이, 차량이 지정된 목표 위치로 자동으로 안내되는 정상 운전 모드에서, 차량이 비상 정차 위치로 자동으로 안내되는 비상 운전 모드로 전환될 수 있는 것을 제공한다. 정상 운전 모드에서 제어는 메인 제어 장치에 의해 수행되고, 비상 운전 모드에서는 보조 제어 장치에 의해 수행된다. 정상 운전 모드에서 메인 제어 장치의 기능 저하가 확인되는 경우, 자동 운전 조작은 정상 운전 모드에서 비상 운전 모드로 전환된다. 정상 운전 모드에서 제어는, 정상 제어 모드에서 메인 제어 장치에 의해 연속적으로 결정되는, 목표 위치로 안내하는 정상 목표 궤적을 기반으로 수행된다. 비상 운전 모드에서 제어는, 보조 제어 장치에 저장되어 비상 정차 위치로 안내하는 비상 운전 목표 궤적을 기반으로 수행되며, 비상 운전 목표 궤적은 정상 운전 모드에서 비상 운전 모드로의 운전 모드 전환 전에 메인 제어 장치에 의해 결정되고 보조 제어 장치에 저장되도록 제공된다.

정상 운전 모드에서는 비상 운전 목표 궤적 외에 비상 운전 목표 궤적에 속하고 차량에 의해 주행되는 차선의 차선 코스도 결정되고 보조 제어 장치에 저장되도록 제공된다. 또한, 비상 운전 목표 궤적과 관련 차선 코스가 메인 제어 장치의 차량 고정 좌표계에서 결정되는 것이 제공된다. 비상 운전 모드에서는 차량이 주행하는 차선의 차선 코스가 보조 제어 장치의 차량 고정 좌표계에서 결정되고, 비상 운전 모드에서는 보조 제어 장치에 저장된 차선의 차선 코스 및 보조 제어 장치에 의해 결정된 차선의 차선 코스를 기반으로 메인 제어 장치와 보조 제어 장치의 좌표계들 간의 편차가 보상되고 이에 따라 저장된 비상 운전 목표 궤적이 수정된다.

본 발명은 자동 운전 모드에서 차량을 작동하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적은 청구항 1에 제시된 특징을 갖는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 구성들은 종속 청구항의 특허대상이다.

자동 운전 조작, 특히 고도의 자동 운전 조작 또는 무인 운전 조작으로 차량을 조작하는 방법은, 자동 운전 조작의 정상 운전 모드에서는 메인 제어 장치에 의해 자동으로 목표 위치로 차량이 안내되고 자동 운전 조작의 비상 운전 모드에서는 보조 제어 장치에 의해 자동으로 비상 운전 목표 궤적을 따라 안전한 정차 위치로 안내되는 것을 제공하고, 이때 비상 운전 목표 궤적은 정상 운전 모드에서 메인 제어 장치에 의해 연속적으로 결정되고 차선 표시를 기초로 연속적으로 감지된 차량의 전방 차선의 차선 코스와 함께 보조 제어 장치에 저장되고, 저장된 차선 코스 및 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 차량의 차선의 차선 코스를 기반으로 저장된 비상 운전 목표 궤적이 비상 운전 모드에서 수정되는 것을 제공한다. 본 발명에 따르면, 저장된 차선 코스와 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 차선 코스의 편차가 비상 운전 모드에서 결정되고, 결정된 편차에 따라 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한지 결정되고, 저장된 비상 운전 목표 궤적의 수정은, 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한 것으로 평가된 경우에만 저장된 차선 코스와 연속적으로 결정된 차선 코스를 기반으로 수행되는 것이 제공된다. 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 차선 코스는 비상 운전 모드에서 각각 현재 결정된 차선 코스에 해당한다.

이에 따라 비상 운전 모드에서는 결정된 편차에 따라, 연속 결정된 차선 코스, 즉 현재 결정된 차선 코스가 차량을 안전한 정차 위치로 안내할 때에 고려되어야 할지 또는 고려되지 않을지 또는 폐기되어야 할지 결정된다.

본원의 방법을 적용함으로써, 특히 연속적으로 결정된 차선 코스의 타당성을 기반으로 저장된 비상 목표 궤적을 수정함으로써, 차량의 차선이 잘못 감지된 경우 차량을 안내할 때 이러한 차선이 사용되는 위험이 축소될 수 있다. 차선 코스가 타당하지 않은 경우, 소위 추측 항법(dead reckoning) 데이터를 이용하여 비교적 신뢰할 수 있는 비상 운전 목표 궤적이 추종될 수 있다.

본원의 방법의 일 실시예는, 결정된 편차가 지정된 값을 하회하는 경우, 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한 것으로 결정되는 것을 제공한다. 그렇지 않고 연속적으로 결정된 차선 코스가 지정된 값을 초과하는 경우, 차선 코스는 타당하지 않은 것으로 평가되어 폐기되고 차량은 저장된 비상 목표 궤적을 따라 안전한 정차 위치로 안내된다.

특히 본원의 방법은, 비교적 복잡한 시나리오에서 카메라 차선 정보가 잘못된 결과를 제공하는 경우 사용되며, 본원의 방법을 기초로 이를 식별하여 우회할 수 있다.

또한, 특히 차선 표시를 잘못 감지함으로 인한 차량의 차선 이탈 위험과 이로 인해 해당 차량에만 해당되는 것이 아닌 높은 사고 위험이 본원의 방법에 의해 감소될 수 있다.

또한, 본원의 방법은, 차량의 자동 운전 조작을 위한 메인 제어 장치에서 환경 센서 장치의 환경 감지 데이터의 타당성을 확인하는 데에도 사용될 수 있다.

본원의 방법의 추가 실시예에서, 저장된 차선 코스와 연속적으로 결정된 차선 코스 간에 발생되는 편차가 차량 전방으로 지정된 거리에서 결정됨으로써 저장된 차선 코스와 연속적으로 결정된 차선 코스 사이의 편차가 결정된다. 이로 인해 간단한 방식으로 편차의 정도가 결정될 수 있다.

가능한 추가 실시예에서, 지정된 거리는 속도에 따라 지정되고, 속도가 더 높으면 비교적 주행 속도가 낮을 때보다 거리가 더 크게 선택된다. 그러므로 경우에 따라 차선 표시가 잘못 감지된 경우에 대해 속도 조정된 방식으로 반응할 수 있다.

본원의 방법의 가능한 일 실시예는, 연속 결정된 차선 코스로 저장된 차선 코스를 조정하여, 저장된 비상 운전 목표 궤적의 수정이 이루어지는 것을 제공한다.

바람직하게는, 연속 결정된 차선 코스로 저장된 차선 코스를 조정하기 위해, 저장된 차선 코스를 연속 결정된 차선 코스에 맞추어 조정하도록 저장된 차선 코스에 적용되는 좌표 변환이 결정된다. 즉, 저장된 차선 코스와 연속 결정된 차선 코스를 일치시키기 위해, 저장된 차선 코스 및 따라서 이의 좌표계가 회전 및 이동되어야 하는 정도가 결정된다.

결정된 좌표 변환이 저장된 비상 목표 궤적에 적용되어 저장된 비상 목표 궤적이 수정된다. 이 좌표 변환의 결과가 수정된 비상 목표 궤적이다.

본원의 방법의 추가의 가능한 실시예에서, 차선 코스를 결정하는 데 필요한 차선 표시가 감지되지 않거나 차선 코스가 감지되나 타당하지 않은 것으로 평가되는 경우, 비상 운전 모드에서 추측 항법을 이용하여 차량의 위치가 파악된다. 특히, 비상 운전 모드에서 차량 조작에 사용되는 추측 항법 데이터를 기초로 위치 파악이 이루어져, 차량이 안전한 정차 위치로 이동될 수 있다.

추가의 가능한 실시예에서 활성화된 비상 운전 모드에서 차량을 안전한 정차 위치로 이동시키기 위해, 차선 표시는 특히 차량 카메라 및/또는 다른 적합한 장치의 이미지 데이터를 이용하여 연속적으로 결정된다.

본 발명의 실시예는 이하에서 도면을 이용하여 보다 자세히 설명한다.

도 1은 도로 구간의 한 차선에서 자동 운전 조작으로 주행하는 차량을 도시하는 개략도이다.

단일 도면인 이 도면은 두 개의 반대 차선(F1, F2)이 있는 도로 구간(F)과 우측 차선(F1)에서 자동 운전 조작으로 주행하는 차량(1)을 도시한다.

자동화된, 특히 고도로 자동화된 운전 조작의 정상 운전 모드에서 차량(1)의 위치는 메인 제어 장치(2)를 이용하여 위성 지원 및 랜드마크 지원 방식으로 파악된다. 메인 제어 장치(2)는 주행 규정인 목표 궤적을 규칙적인 시간 간격으로 차량 고정 좌표계에서 결정하고, 결정된 목표 궤적에 상응하게 궤적 제어를 수행한다. 목표 궤적은 차량(1)이 정상 운전 모드에서 이동할 때 따라야 할 경로의 설명을 포함한다. 또한 목표 궤적은 차량(1)이 경로를 따라 이동할 때의 속도 흐름에 대한 설명을 포함한다.

차량(1)은 차량 카메라(4)와 자세하게 도시되지 않는 라이더 기반, 레이더 기반 및/또는 초음파 기반 감시 유닛을 갖는 환경 센서 장치(3)를 포함한다. 차량 카메라(4)의 기록된 이미지 데이터와 감지 유닛의 기록된 신호를 기초로 차량(1)의 주변 및 이 주변에 있는 물체가 검출된다.

기록된 이미지 데이터 및 환경 센서 장치(3)의 기록된 신호를 기초로, 차량(1)의 차선(F1)의 차선 코스, 즉 우측 차선(F1)의 차선 코스를 포함하여 주변 상황이 검출된다. 차선 코스는 차선(F1)을 범위 제한하는 차선 표시(S)가 감지됨으로써 결정된다.

차량(1)이 자동 운전 조작의 정상 운전 모드에서 이동할 때 따르는 목표 궤적은 감지된 차선 코스를 고려하고 디지털 지도를 기초로 결정된 차선 정보를 고려하여 감지된 주변 상황을 기초로 결정된다.

동시에, 목표 궤적이 결정되는 동안, 역시 기록된 이미지 데이터를 이용하여 검출된 환경 정보를 기초로, 감지된 차선 코스를 고려하고 디지털 지도의 차선 정보를 고려하여 차량 고정된 좌표계에서 생성되는 비상 운전 목표 궤적이 규칙적인 시간 간격으로 결정된다.

비상 운전 목표 궤적은 메인 제어 장치(2)가 고장 난 경우 그리고/또는 차량 측의 다른 오류 사례, 예를 들어 주변 센서 장치(3)의 감지 유닛이 고장 난 경우 차량(1)이 활성화된 비상 운전 모드에서 안전한 정지 위치라고도 하는 안전한 정차 위치로 이동될 때 따르는 비상 경로의 설명을 포함한다. 이러한 안전한 정차 위치는 예를 들어 우측 차선(F1)의 차선 가장자리 또는 경우에 따라 존재하는 갓길에 있다.

또한 비상 운전 목표 궤적은 차량(1)이 비상 경로를 따라 정차 위치로 안내될 때, 즉 정지하게 될 때 속도 또는 가속도의 흐름의 설명을 포함한다.

이에 따라 비상 운전 목표 궤적은, 차량이 이동할 비상 경로의 설명과, 차량이 비상 경로를 따라 이동할 때의 다이나믹의 설명을 포함하는 데이터 세트이다.

규칙적인 시간 간격으로 결정된 비상 운전 목표 궤적과 이때 결정된 차선 코스, 특히 결정된 차선 표시들(S)은 보조 제어 장치(5), 예를 들어 주행 다이나믹을 제어하는 장치의 제어 장치로 공급되고 그 곳에서 추후에 비상 운전 모드에서 사용되도록 저장된다. 이에 따라 보조 제어 장치(5)에는 차선 표시(S)에 대해 상대적인 비상 경로의 코스의 설명이 있고, 비상 운전 목표 궤적과 차선 코스의 데이터는 비상 운전 목표 궤적과 차선 코스의 정기적인 확인 및 저장에 의해 정기적으로 업데이트된다.

이 보조 제어 장치(5)는 메인 제어 장치(2)에 대한 중복성으로서, 비상 운전 모드에서 차량 횡방향 안내를 위해 제한된 수의 감지 유닛만을 포함한다. 고도의 자동 운전 조작에서 보조 제어 장치(5)는 차선 감지 및 추측 항법 데이터와 함께 차량 카메라(4)의 기록된 이미지 데이터를 사용한다. 이미지 데이터를 기초로 결정된 차선 정보, 특히 우측 차선(F1)을 범위 제한하는 차선 표시(S)가 일반적으로 정확하나, 차선 표시(S)와 관련된 이미지 데이터는 비교적 복잡한 시나리오에서 오류가 있는 결과를 제공할 수 있다.

이러한 오류가 있는 결과를 식별하고 수정하기 위해, 이하에 설명하는 방법이 제공된다.

메인 제어 장치(2)가 고장 나고/고장 나거나 자동 운전 조작의 정상 운전 모드를 제한하는 다른 오류가 있는 경우 정상 운전 모드가 비상 운전 모드로 전환된다.

비상 운전 모드로 전환될 때, 보조 제어 장치(5)가 차량(1)의 제어를 담당하고 저장된 비상 운전 목표 궤적을 기반으로 궤적을 제어하여 차량을 안전한 정차 위치로 안내한다.

비상 운전 모드에서 차선 표시(S)는, 차선(F1)의 차선 코스를 연속적으로 결정하기 위해, 차량 카메라(4)의 기록된 이미지 데이터를 기초로 연속적으로 결정된다. 연속적으로 결정된 차선 코스, 즉 현재 결정된 차선 코스는 저장된 차선 코스와 비교된다. 이때, 특히 저장된 차선 코스의 좌표계와 결정된 차선 표시(S)의 좌표계 사이에 편차가 결정 및 수정된다.

이로 인해 저장된 차선 코스가 현재 결정된 차선 코스와 일치할 때까지 저장된 차선 코스의 좌표계가 회전 및 이동되어 수정이 이루어진다. 이런 방식으로 수행된 좌표계의 수정에 의해 비상 경로의 코스도 수정된다.

특히, 저장된 차선 코스와 현재 결정된 차선 코스 간 편차를 결정하기 위해 거리(x)가 지정되어, 차량(1) 전방으로 지정된 거리(x)에 있는 위치에서 현재 결정된 차선 코스와 저장된 차선 코스의 편차가 결정된다. 이때 거리(x)는 특히 속도에 따라 지정되고, 차량(1)의 속도가 더 낮을 때보다 더 높을 때에 거리(x)가 더 크다.

차량(1)과 거리(x)를 두고 차량(1) 전방에서 저장된 차선 코스와 현재 결정된 차선 코스 간 편차가 얼마나 큰지 결정된다.

본원의 방법의 다음 단계에서, 이 편차가 미터 단위의 지정된 값에 미달되는 것이 결정되는 경우, 현재 결정된 차선이 타당한 것으로 평가되고 저장된 비상 목표 궤적의 수정에 이용되고 수정된 비상 운전 목표 궤적에 따라 궤적 제어가 수행된다.

이에 비해, 저장된 차선 코스와 현재 결정된 차선 코스 간 편차가 미터 단위의 지정된 값을 초과하는 경우, 현재 결정된 차선 코스가 타당하지 않은 것으로 평가되고 비상 운전 목표 궤적의 수정이 수행되지 않는다. 저장된 비상 목표 궤적은 변경되지 않고 궤적 제어에 기초가 된다.

Claims (9)

1. 자동 운전 조작으로 차량(1)을 조작하는 방법으로서, 자동 운전 조작의 정상 운전 모드에서는 메인 제어 장치(2)에 의해 자동으로 목표 위치로 차량이 안내되고 자동 운전 조작의 비상 운전 모드에서는 보조 제어 장치(5)에 의해 자동으로 비상 운전 목표 궤적을 따라 안전한 정차 위치로 안내되고, 이때 상기 비상 운전 목표 궤적은 정상 운전 모드에서 상기 메인 제어 장치(2)에 의해 연속적으로 결정되고 차선 표시(S)를 기초로 연속적으로 감지된 상기 차량(1)의 전방 차선(F1)의 차선 코스와 함께 상기 보조 제어 장치(5)에 저장되고, 상기 저장된 비상 운전 목표 궤적의 수정이 상기 저장된 차선 코스와 상기 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 상기 차량(1)의 상기 차선(F1)의 차선 코스를 기반으로 상기 비상 운전 모드에서 수행되는 차량을 조작하는 방법에 있어서,
   상기 비상 운전 모드에서는
   - 상기 저장된 차선 코스와 상기 연속적으로 결정된 차선 코스 간 편차가 결정되고,
   - 상기 결정된 편차에 따라 상기 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한지 평가되고,
   - 상기 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한 것으로 평가되는 경우에만, 상기 저장된 차선 코스와 상기 연속적으로 결정된 차선 코스를 기반으로 상기 저장된 비상 운전 목표 궤적이 수정되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 결정된 편차가 지정된 값을 하회하는 경우, 상기 비상 운전 모드에서 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당한 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결정된 편차는 상기 차량(1) 전방으로 지정된 거리(x)에서 발생하는, 상기 저장된 차선 코스와 상기 연속적으로 결정된 차선 코스 간 편차인 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 거리(x)는 속도에 따라 지정되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연속 결정된 차선 코스로 상기 저장된 차선 코스를 조정하여 상기 저장된 비상 운전 목표 궤적의 수정이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연속적으로 결정된 차선 코스로 상기 저장된 차선 코스를 조정하기 위해, 상기 저장된 차선 코스를 상기 연속 결정된 차선 코스에 맞추어 조정하도록 상기 저장된 차선 코스에 적용되는 좌표 변환이 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 저장된 비상 운전 목표 궤적을 수정하기 위해 상기 결정된 좌표 변환이 상기 저장된 비상 운전 목표 궤적에 적용되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차선 코스를 결정하기 위한 차선 표시(S)가 감지되지 않거나 상기 연속적으로 결정된 차선 코스가 타당하지 않은 것으로 평가된 경우, 상기 차량(1)은 비상 운전 모드에서 추측 항법으로 위치 추적되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차선 표시(S)는 이미지 데이터를 기초로 연속적으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 차량을 조작하는 방법.