KR20240040454A - 군집 주행 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보 및 센싱 정보를 획득하는 통신부; 및 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 중 적어도 하나의 차량에 군집 주행 제어권을 부여하고, 상기 제어권이 부여된 차량이 자차인 경우 상기 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 상기 주행 경로에 기반하여 군집 주행을 제어하는 제어부를 포함하는 군집 주행 제어 장치 및 제어 방법이 소개된다.

Description

군집 주행 제어 장치 및 제어 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PLATOONING}
본 발명은 군집 주행 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 군집 주행하는 각 차량에 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능에 기반하여 군집 주행을 제어하는 군집 주행 제어 장치에 관한 것이다.
최근, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해 각종 센서와 전자 장치 등이 차량에 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System) 및 자율 주행 차량에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
차량 간 통신 및 자율 주행 기술의 발전에 따라 군집 주행 기술이 대두되게 되었다. 일반적으로, 군집 주행이란 하나의 그룹으로 묶인 복수의 차량들이 상호 간에 주행 정보를 공유하고, 외부 환경을 고려하면서 도로를 주행하는 것을 의미한다.
하나의 군집에는 리더 차량 및 팔로워 차량이 포함된다. 여기서, 리더 차량은 일반적으로 군집의 가장 선두에서 군집을 이끄는 차량으로서 선두 차량이라고도 표현될 수 있다. 리더 차량은 차량 간 통신을 이용하여 수신되거나, 자차에 구비된 센서를 이용하여 수집된 정보를 이용하여 군집 주행 제어를 수행할 수 잇다. 팔로워 차량은 리더 차량을 추종하는 차량으로서 후속 차량이라고도 표현될 수 있다. 팔로워 차량은 차량 간 통신 등을 통해 리더 차량의 주행 정보 등을 획득하고, 이를 통해 리더 차량을 추종할 수 있다.
한편, 리더 차량은 전체 군집을 제어하므로 과도한 제어 처리로 인해 과부하가 발생할 수 있다. 제어 과부하 시 오작동의 위험이 있으며, 특히 리더 차량의 오작동 시 군집 전체에 큰 피해가 초래될 수 있어 효율적으로 군집 제어를 수행할 수 있도록 하는 방안이 제시될 필요가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명의 목적은 군집 주행 제어가 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 군집 주행 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 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.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는, 복수의 차량을 포함하는 군집 주행 대열 내의 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 적어도 하나의 타차량에 각각 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보 및 센싱 정보를 획득하는 통신부; 및 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 중 군집 주행 제어권이 부여되는 차량을 판단하고, 상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우 상기 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 상기 주행 경로에 기반하여 군집 주행을 제어하는 제어부를 포함한다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 성능 정보 및 자율 주행 기능에 대하여 기 설정된 분류 기준에 기반하여 상기 복수의 차량 각각에 대한 등급 정보를 판단하고, 상기 등급 정보에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 성능 정보는, 상기 제어기의 하드웨어 성능에 대한 제1 정보, 상기 제어기의 소프트웨어 성능에 대한 제2 정보 및 상기 제어기와 연결된 센서의 성능에 대한 제3 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단함에 있어서, 상기 제1 정보를 우선 고려하고, 상기 제2 정보를 차선으로 고려할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 간의 우선 순위를 판단하고, 상기 우선 순위에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량을 상기 제어권이 부여되는 차량으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 최선 순위의 차량이 복수인 경우, 상기 복수의 차량의 군집 주행 대열 형태를 더 고려하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 통신부는, 상기 적어도 하나의 타차량으로부터 운전자의 주행 설정 정보를 획득하고, 상기 제어부는, 상기 주행 설정 정보를 더 고려하여 상기 우선 순위를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 주행 설정 정보는, 군집 및 자율 주행 기능 활성화 여부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량의 성능 정보가 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우 상기 복수의 차량 중 상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량이 상기 군집 주행을 위한 제어를 분산하여 수행하도록 분배되는 제어권을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 복수의 차량 중 상기 성능 정보가 기 설정된 이탈 조건을 충족시켜 군집 주행 대열에서 이탈되는 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 통신부는, 상기 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 제어기의 정상 작동 여부 및 운전자의 주행 설정 정보를 획득하고, 상기 이탈 조건은, 상기 제어기의 정상 작동 여부 및 상기 운전자의 주행 설정 정보 중 적어도 하나에 기반하여 충족 여부가 판단될 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 성능 정보가 상기 이탈 조건을 충족시키는 차량이 상기 제어권이 부여되는 차량일 경우 상기 성능 정보에 기반하여 나머지 차량 중 상기 제어권이 이양되는 적어도 하나의 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 주행 경로의 난이도를 더 고려하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는, 상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우, 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량의 군집 주행 대열의 배치를 결정할 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 방법은, 통신부가 복수의 차량을 포함하는 군집 주행 대열 내의 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 적어도 하나의 타차량에 각각 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보 및 센싱 정보를 획득하는 단계; 제어부가 상기 획득된 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 중 군집 주행 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계; 및 상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우 상기 제어부가 상기 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 상기 주행 경로에 기반하여 군집 주행을 제어하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계는 상기 제어부가 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 간의 우선 순위를 판단하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 우선 순위에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계는 상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량의 성능 정보가 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우, 상기 제어부가 상기 복수의 차량 중 상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부가 상기 복수의 차량 중 상기 성능 정보가 기 설정된 이탈 조건을 충족시켜 군집 주행 대열에서 이탈되는 차량을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의해 군집 주행 제어 시 군집 주행하는 복수의 차량 각각의 제어 성능을 고려하여 군집 주행 제어권을 부여함에 따라 군집 주행 제어가 효율적이고 안정적으로 수행될 수 있게 된다.
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 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 군집 주행을 위한 제어기의 일례를 나타낸다.
도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어권 독점 시의 군집 주행 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어권 공유 시의 군집 주행 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다.
제어기(Controller)는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 군집 대열을 형성하는 각 차량의 제어기 성능에 기반하여 군집 주행 제어권이 부여되는 차량을 판단함으로써, 효율적이고 안정적으로 군집 주행할 수 있도록 할 것을 제안한다.
먼저, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 효율적이고 안정적인 군집 주행을 위한 제어를 수행할 수 있는 군집 주행 제어 장치의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는 통신부(110) 및 제어부(120)를 포함한다. 다만, 도 1은 본 발명의 실시예들과 관련된 구성 요소를 위주로 나타낸 것으로 더 많은 구성을 포함할 수 있음은 물론이다.
먼저, 통신부(110)는 복수의 차량을 포함하는 군집 주행 대열 내의 적어도 하나의 타차량과 차량간 통신을 수행하여 군집 주행을 위한 정보를 획득할 수 있다. 이를 위해 통신부(110)는 무선 또는 유선 연결을 통해 신호를 송수신하기 위해 다양한 전자 회로로 구현되는 하드웨어 장치일 수 있다. 이 경우 복수의 차량 사이의 통신은 예를 들어, V2X(Vehicle to Everything) 통신에 의해 이루어질 수 있으며, 특히 차량 간 통신의 경우 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신이라 칭할 수 있다. 이 경우 통신부(110)는 무선 인터넷 접속 또는 근거리 통신(Short Range Communication) 등의 기술을 활용하여 V2V 통신을 수행할 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless Lan), 와이브로(Wireless Broadband), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(Wimax, World Interoperability for Microwave Access) 등이 포함될 수 있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra-Wideband), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association) 등이 포함될 수 있다. 다만, 복수의 차량 사이의 통신은 반드시 이와 같은 방식으로 한정되지 않으며, 별도의 서버를 통해 통신하는 방식 등 다른 방식으로 수행될 수도 있다.
한편, 군집 주행을 위한 정보에는 군집 대열 내 복수 차량에 각각 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보, 각 차량의 센싱 정보, 각 차량의 운전자가 설정한 주행 설정 정보 등이 포함될 수 있다. 통신부(110)는 이와 같은 정보들을 송수신하고, 제어부(120)에 전달하여 제어부가 주행 경로 생성, 군집 대열 배치, 제어권 부여/이양 등 군집 주행 제어를 수행할 수 있도록 한다.
제어부(120)는 통신부(110)로부터 전달받은 정보에 기반하여 군집 주행을 제어한다. 특히 제어부(120)는 성능 정보에 기반하여 군집 내 복수의 차량 중 군집 주행 제어권이 부여되는 적어도 하나의 차량을 판단할 수 있으며, 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고 이에 기반하여 군집 주행이 수행되도록 할 수 있다. 나아가, 제어부(120)는 제어권이 부여되는 차량의 판단에 따라 제어권을 부여할 수도 있다.
먼저, 제어부(120)는 성능 정보 및 자율 주행 기능에 대하여 기 설정된 분류 기준에 기반하여 복수의 차량 각각에 대한 등급 정보를 판단할 수 있으며, 판단된 등급 정보에 기반하여 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 분류 기준은 자율 주행 레벨, ADAS 기능 탑재 여부 등에 따라 설정될 수 있으며, 군집 주행 및 자율 주행이 가능한 경우 1등급, 군집 주행 기능은 탑재되지 않았으나 자율 주행 레벨이 3 이상인 경우에는 2등급, 자율 주행 레벨이 2레벨 이하이거나 ADAS 기능만이 탑재되어 있는 경우에는 3등급으로 판단하는 등으로 각 제어기의 성능 정보에 대한 등급 정보를 판단할 수 있다. 또한, 이 경우 등급 정보 상 높은 등급을 갖는 차량에 제어권을 부여하는 것이 유리한 것으로 판단하여 가장 높은 등급을 갖는 차량에 제어권을 부여할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 군집 내 복수의 차량 간의 우선 순위를 판단하고, 우선 순위에 기반하여 복수의 차량 중 제어권이 부여되는 적어도 하나의 차량을 판단할 수 있다. 이 경우 우선 순위 판단에 있어서는 전술한 등급 정보가 활용될 수도 있다. 제어부(120)는 우선 순위 상 최선 순위의 차량에 제어권을 부여할 수 있으며, 최선 순위의 차량이 복수인 경우 군집 주행 대열 형태를 더 고려하여 제어권을 부여할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 성능 정보에 따른 우선 순위가 가장 높은 차량에 제어권을 부여하되, 우선 순위가 가장 높은 차량이 둘 이상일 경우에는 군집 주행 대열 형태 상 선두에 위치한 차량에 제어권을 부여할 수 있다. 군집 주행을 위한 제어 성능이 가장 우수하면서도 대열의 선두에 위치한 차량이 제어권을 갖게 됨으로써(즉, 리더 차량) 높은 성능을 바탕으로 안정적으로 군집 제어를 수행하면서도 전방 환경 등에 대한 정보를 먼저 획득하여 주행 경로를 생성하는 등 효율적인 군집 제어가 가능해질 수 있다.
한편, 제어부(120)의 우선 순위 판단에 있어서는 운전자의 주행 설정 정보가 더 고려될 수 있다. 운전자의 주행 설정 정보는 군집 및 자율 주행 기능 활성화 여부를 포함할 수 있으며, 이를 통해 군집 주행 제어에 각 차량 운전자의 의사가 반영될 수 있게 된다. 예를 들어, 주행 설정 정보는 군집 및 자율 주행 기능이 완전 비활성화된 제1 옵션, 종 방향 제어 또는 횡 방향 제어 기능만이 활성화된 제2 옵션 및 군집 및 자율 주행 기능이 완전 활성화된 제3 옵션 등을 포함할 수 있다. 또한 제어부(120)는 제1 옵션이 설정된 차량의 경우 성능 정보에 따른 우선 순위가 최선 순위인 경우에도 제어권을 부여하지 않는 등으로 제어권 부여에 있어서 주행 설정 정보를 고려할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 우선 순위 상 최선 순위의 차량의 성능 정보가 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우 군집 내 복수의 차량 중 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량을 판단할 수 있다. 이를 통해 제어 성능이 충분하지 않은 상황에서 단독 제어로 인해 리더 차량에 제어 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 예를 들어, 성능 조건의 충족 여부는 전술한 등급 정보를 활용하여 판단될 수 있으며, 최선 순위의 차량의 등급이 1등급 미만인 경우 복수의 차량에 제어권을 부여하여 제어권이 공유되도록 할 수 있다. 또한, 이 경우 제어부(120)는 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량이 군집 주행을 위한 제어를 분산하여 수행하도록 분배되는 제어권을 판단할 수 있다. 예를 들어 3대의 차량이 제어권을 공유하게 된 경우, 제어부(120)는 센싱 정보 처리, 경로 생성, 주행 제어 등의 기능을 각 차량에 대해 분배할 수 있으며, 통신부(110)를 통해 각 차량에 분배 기능 수행 명령을 전달하여 각 차량이 군집 주행 제어를 분산 수행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 군집 대열 내 복수의 차량 중 성능 정보가 기 설정된 이탈 조건을 충족시켜 군집 주행 대열에서 이탈되는 차량을 판단할 수 있다. 이 경우 이탈 조건은 군집 주행을 위한 제어기(200)의 정상 작동 여부 및 운전자의 주행 설정 정보 중 적어도 하나에 기반하여 충족 여부가 판단될 수 있다. 예를 들어, 운전자의 주행 설정에 따라 군집 및 자율 주행 기능이 완전 비활성화된 경우(전술한 제1 옵션), 군집 주행을 위한 제어기(200)에 고장이 발생하는 등 제어기(200)가 정상 작동 상태가 아닌 경우 등에 있어서 이탈 조건이 만족되는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 이탈 조건을 만족하는 차량에 대하여 대열 이탈 명령을 전달하는 등으로 해당 차량이 군집 주행 대열을 이탈하도록 할 수 있다.
만약 성능 정보가 이탈 조건을 충족시키는 차량이 제어권이 부여된 차량인 경우 제어부(120)는 성능 정보에 기반하여 군집 대열 내 나머지 차량 중 제어권이 이양되는 적어도 하나의 차량을 판단할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 주행 경로의 난이도를 더 고려하여 제어권이 부여되는 차량을 판단할 수 있다. 예를 들어, 주행 경로의 난이도가 높은 것으로 판단되면, 제어부(120)는 성능 조건을 향상하여 되도록 하나의 차량이 제어권을 독점하여 단독 제어를 수행하는 대신 여러 차량에 제어권을 부여하여 군집 주행 제어가 복수 차량에서 분산 수행되도록 하여 제어권을 갖는 차량의 제어 부하를 완화할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 제어권이 부여된 차량이 자차일 경우 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 그에 기반하여 군집 주행을 제어하는 등 리더 차량의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 군집 주행 대열의 배치를 결정할 수 있으며, 군집 주행 대열의 배치에 대한 결정은 성능 정보에 기반하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 성능 정보에 따른 우선 순위가 가장 높은 차량이 군집 주행 대열 선두에 위치하도록 하고, 차선 순위의 차량이 그 뒤를 따르도록 군집 주행 대열의 배치를 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있으며, 후술한 군집 주행을 위한 제어기(200) 등 차량 내부의 제어기의 일 기능으로 구현될 수도 있다. 또한, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어기 등과 연결되는 등으로 구현될 수도 있다.
이하에서는 군집 주행을 위한 제어기와 그에 따른 성능 정보에 대하여 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 군집 주행을 위한 제어기의 일례를 나타낸다.
도 2을 참조하면, 군집 주행을 위한 제어기(200)는 MCU(Micro Controller Unit), 메모리(MEMORY), GPU(Graphics Processing Unit) 등의 하드웨어(HW: Hardware,210), 종방향 제어, 횡방향 제어, 제어권 공유, 제어기 상태 처리 등을 수행하는 소프트웨어(SW: Software, 220) 및 V2V(Vehicle to Vehicle), V2L(Vehicle to Load)과 같은 통신망(230)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 제어기(200)의 구성 및 기능은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
위와 같은 제어기(200)의 성능 정보는 하드웨어(210) 성능에 대한 제1 정보, 소프트웨어(220)에 대한 제2 정보 및 제어기(200)와 연결된 센서의 성능에 대한 제3 정보를 포함할 수 있다. 제1 정보 및 제2 정보에는 자율 주행 레벨 또는 ADAS 기능 수행 가능 여부 등이 포함될 수 있으며, 특히 제2 정보는 업데이트 여부를 포함할 수 있다. 한편, 제어기(200)에 연결된 센서는 레이더(Radar), 카메라(Camera), 라이다(LiDar) 등을 포함할 수 있으며, 각 센서들은 차량의 전/후/측방에 구비되어 군집 및 자율 주행을 위한 외부 환경을 감지하고 정보를 수집할 수 있다. 이에 따른 제3 정보는 센서의 부착 위치 및 부착된 센서의 개수 등을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 성능 정보에 기반하여 제어권을 부여함에 있어서 각 정보의 상대적 중요도를 반영하여 제1 정보 내지 제3 정보를 차등 고려할 수 있다. 예를 들어, 제1 정보를 우선 고려하고, 제2 정보를 차선으로 고려하여 제어권을 부여할 수 있다.
이하에서는 도 3a 내지 도 4b를 참조하여 제어권 독점 시 및 제어권 공유 시의 군집 제어 과정에 대하여 설명하도록 한다.
도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어권 독점 시의 군집 주행 제어를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3a를 참조하면 성능 정보에 따른 우선 순위 상 최선 순위의 1번 차량(310) 및 차순위의 2번,3번 차량(320,330)들이 도시된다. 이 경우 최선 순위의 1번 차량(310)의 성능 정보가 성능 조건을 충족시키는 경우 제어부(120)는 해당 차량에 단독 제어권을 부여하여 제어권이 독점되도록 한다. 이에 따라 1번 차량(310)은 단독의 리더 차량이 되며, 전체 군집 주행을 제어하게 된다.
한편, 도 3b를 참조하면, 군집 주행 도중 최선 순위의 1번 차량(310)의 운전자 주행 설정이 변경되거나, 제어기(200)에 고장이 발생하는 등으로 이탈 조건이 충족되면 제어부(120)는 1번 차량(310)이 군집 대열에서 이탈되도록 한다. 최선 순위의 차량(310)이 이탈함에 따라 제어부(120)는 제어권을 이양하게 되며, 이 경우 차선 순위의 2번 차량(320)이 제어권을 갖게 되고, 그의 제어에 따라 군집 주행 제어가 수행되게 된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어권 공유 시의 군집 주행 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a 및 도 4b는 도 3a 및 3b와 달리, 최선 순위의 차량(410)이 성능 조건을 충족시키지 못한 경우를 나타내는 도면으로서, 복수의 차량(410,420,430)이 제어권을 공유하는 모습을 나타낸다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 1번 차량(410)은 주행 제어를 수행하고, 2번 차량(420)은 센싱 정보 처리를 수행하고, 3번 차량(430)은 경로를 생성하는 등 군집 주행 제어가 분산 수행될 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 군집 주행 도중 1번 차량(410)이 이탈 조건을 충족시킴에 따라 군집 주행 대열을 이탈하게 된 경우, 제어부(120)는 제어권을 이양하는 대신 제어권을 갖는 각 차량에 기능을 재분배할 수 있다. 예를 들어, 군집 주행을 위한 제어기(200)가 보다 높은 성능을 갖는 2번 차량(420)이 경로 생성 및 주행 제어를 함께 수행하고, 3번 차량(430)이 나머지 기능인 센싱 정보 처리를 수행하는 등으로 기능이 재분배될 수 있다.
지금까지 설명한 군집 주행 제어 과정을 순서도로 표현하면 도 5와 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 군집 주행 가능한 복수의 차량들이 모여 군집이 생성되면(S501), 통신부(110)는 V2X 통신 등을 통해 군집 내 적어도 하나의 타차량에 각 구비된 제어기(200)의 성능 정보 및 정상 작동 여부 등의 정보를 획득하여 각 차량의 제어기(200) 상태를 확인한다. 제어부(120)는 통신부(110)로부터 위와 같은 정보를 전달받아 성능 정보에 따라 각 차량 간의 우선 순위를 판단한다(S503).
이 경우 제어부(120)는 성능 정보에 따른 우선 순위 상 최선 순위의 차량이 기 설정된 성능 조건을 만족하는 경우(S504) 해당 차량에 제어권을 부여하여 제어권이 독점되도록 한다. 그러나, 최선 순위의 차량이 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우(S504의 No) 제어부(120)는 군집 내 복수의 차량에 제어권을 부여하여 제어권이 공유되도록 할 수 있다(S506). 이 경우 제어부(120)는 제어권을 갖는 각 차량에 대해 군집 주행 제어 기능을 분배(S507)할 수 있으며, 이를 통해 군집 주행 제어가 복수의 차량에서 분산 수행될 수 있다. 이후 제어권이 부여된 차량이 리더 차량이 되어 전체 군집 주행을 제어하게 된다(S508).
한편, 군집 주행 제어 중 군집 내 복수의 차량 중 기 설정된 이탈 조건을 만족시키는 차량이 발생할 경우 제어부(120)는 해당 차량이 군집 주행 대열을 이탈하도록 한다(S509의 Yes). 만약 군집 주행 대열을 이탈한 차량이 제어권을 갖는 차량인 경우(S510의 Yes)에는 제어권의 재설정이 필요하게 되며, 제어부(120)는 다시 성능 정보에 기반하여 나머지 차량에 대하여 제어권을 부여하게 된다(S511).
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의해 군집 주행 제어 시 군집 주행하는 복수의 차량 각각의 제어 성능을 고려하여 군집 주행 제어권을 부여함에 따라 군집 주행 제어가 효율적이고 안정적으로 수행될 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
110: 통신부
120: 제어부

Claims (20)

  1. 복수의 차량을 포함하는 군집 주행 대열 내의 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 적어도 하나의 타차량에 각각 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보 및 센싱 정보를 획득하는 통신부; 및
    상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 중 군집 주행 제어권이 부여되는 차량을 판단하고, 상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우 상기 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 상기 주행 경로에 기반하여 군집 주행을 제어하는 제어부를 포함하는 군집 주행 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 성능 정보 및 자율 주행 기능에 대하여 기 설정된 분류 기준에 기반하여 상기 복수의 차량 각각에 대한 등급 정보를 판단하고, 상기 등급 정보에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 성능 정보는,
    상기 제어기의 하드웨어 성능에 대한 제1 정보, 상기 제어기의 소프트웨어 성능에 대한 제2 정보 및 상기 제어기와 연결된 센서의 성능에 대한 제3 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어권이 부여되는 차량을 판단함에 있어서, 상기 제1 정보를 우선 고려하고, 상기 제2 정보를 차선으로 고려하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 간의 우선 순위를 판단하고, 상기 우선 순위에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량을 상기 제어권이 부여되는 차량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 최선 순위의 차량이 복수인 경우, 상기 복수의 차량의 군집 주행 대열 형태를 더 고려하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 적어도 하나의 타차량으로부터 운전자의 주행 설정 정보를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 주행 설정 정보를 더 고려하여 상기 우선 순위를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 주행 설정 정보는,
    군집 및 자율 주행 기능 활성화 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량의 성능 정보가 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우 상기 복수의 차량 중 상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량이 상기 군집 주행을 위한 제어를 분산하여 수행하도록 분배되는 제어권을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 차량 중 상기 성능 정보가 기 설정된 이탈 조건을 충족시켜 군집 주행 대열에서 이탈되는 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 제어기의 정상 작동 여부 및 운전자의 주행 설정 정보를 획득하고,
    상기 이탈 조건은,
    상기 제어기의 정상 작동 여부 및 상기 운전자의 주행 설정 정보 중 적어도 하나에 기반하여 충족 여부가 판단되는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 성능 정보가 상기 이탈 조건을 충족시키는 차량이 상기 제어권이 부여되는 차량일 경우 상기 성능 정보에 기반하여 나머지 차량 중 상기 제어권이 이양되는 적어도 하나의 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행 경로의 난이도를 더 고려하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우, 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량의 군집 주행 대열의 배치를 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  17. 통신부가 복수의 차량을 포함하는 군집 주행 대열 내의 적어도 하나의 타차량으로부터 상기 적어도 하나의 타차량에 각각 구비된 군집 주행을 위한 제어기의 성능 정보 및 센싱 정보를 획득하는 단계;
    제어부가 상기 획득된 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 중 군집 주행 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계; 및
    상기 제어권이 부여되는 차량이 자차인 경우 상기 제어부가 상기 센싱 정보에 기반하여 주행 경로를 생성하고, 상기 주행 경로에 기반하여 군집 주행을 제어하는 단계를 포함하는 군집 주행 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 성능 정보에 기반하여 상기 복수의 차량 간의 우선 순위를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 우선 순위에 기반하여 상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제어권이 부여되는 차량을 판단하는 단계는,
    상기 우선 순위 상 최선 순위의 차량의 성능 정보가 기 설정된 성능 조건을 충족시키지 못하는 경우, 상기 제어부가 상기 복수의 차량 중 상기 제어권이 부여되는 적어도 둘 이상의 차량을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어부가 상기 복수의 차량 중 상기 성능 정보가 기 설정된 이탈 조건을 충족시켜 군집 주행 대열에서 이탈되는 차량을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.



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