KR101215219B1 - 차선유지가 가능한 차량제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자차의 양측에 위치하는 차선을 인식하여 차선정보를 생성하는 차선인식부, 상기 자차의 전방에 위치하는 차량을 인식하는 차량인식부, 상기 전방 차량의 주행궤적정보를 생성하며 상기 자차의 양측에 위치하는 차선들의 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작으면 차선 유지 제어를 중지하고 상기 주행궤적정보에 따라 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 상기 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 입력받아 상기 제어신호에 해당되는 조향력을 공급하는 조향력 제어부를 포함한다.

Description

차선유지가 가능한 차량제어시스템{Vehicle Control System Capable of Keeping Lane}
본 발명은 차선유지가 가능한 차량제어시스템에 관한 것이다.
최근 차량의 주행 안전성을 높이는 것은 차량 생산 회사의 주요 과제가 되고 있으며, 이에 따라 주행 안전성을 높이기 위한 차량제어시스템이 개발되고 있다.
이에 따라 최근 차선유지가 가능한 차량제어시스템이 차량에 장착되고 있으며, 차량제어시스템은 차량에 장착된 카메라 센서를 이용하여 차선을 감지함으로써 자차량이 차선을 유지하도록 제어한다. 이와 같은 차선유지가 가능한 차량제어시스템은 점차 다양한 차량에 장착되어 보편화되고 있다.
차선유지는 차량이 고속으로 운행될 때 이루어질 수 있으므로 차선유지가 가능한 차량제어시스템은 고도의 신뢰성이 요구된다. 이에 따라 차량제어시스템의 신뢰성을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 신뢰성을 높일 수 있는 차량제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
일측면에서 본 발명은 자차의 양측에 위치하는 차선을 인식하여 차선정보를 생성하는 차선인식부, 상기 자차의 전방에 위치하는 차량을 인식하는 차량인식부, 상기 전방 차량의 주행궤적정보를 생성하며 상기 자차의 양측에 위치하는 차선들의 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작으면 차선 유지 제어를 중지하고 상기 주행궤적정보에 따라 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 상기 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 입력받아 상기 제어신호에 해당되는 조향력을 공급하는 조향력 제어부를 포함한다.
상기 자차의 양측에 위치하는 차선들에 대한 정보가 생성되면 상기 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 클 수 있다.
상기 자차의 양측에 위치하는 차선들 중 적어도 하나의 차선에 대한 정보가 생성되지 않으면 상기 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 작을 수 있다.
상기 제어부는 상기 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작고 상기 전방 차량의 추종시간이 기준시간보다 클 경우 상기 차선유지제어 및 전방차량 추종 제어를 중지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 전방 차량의 추종과정에서 상기 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 커지게 되면 상기 전방 차량의 추종을 중지하고 차선유지제어를 다시 수행할 수 있다.
본 발명은 차선유지동작이 어려울 경우 전방 차량을 추종함으로써 차선유지동작의 실패에 따라 차량주행안정성의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량제어시스템을 나타낸다.
도 2는 차선유지제어의 실패 시 차량의 주행 상태를 나타낸다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량제어시스템을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량제어시스템은 차선인식부(110), 차량인식부(120), 제어부(130) 및 조향력 제어부(140)를 포함한다.
차선인식부(110)는 자차의 양측에 위치하는 차선을 인식하여 차선정보를 생성한다. 이를 위하여 차선인식부(110)는 차선의 이미지를 생성하는 카메라를 포함할 수 있다. 차선인식부(110)는 차선정보를 이미 알려진 다양한 방법에 의하여 획득될 수 있다.
예를 들어, 차선인식부(110)는 도로의 이미지에서 차선 부분과 차선 이외의 부분의 계조값 차이를 이용하여 차선 정보를 획득할 수도 있고, 도로의 이미지에서 점선 부분과 직선 부분을 추출하여 차선 정보를 획득할 수도 있다.
차량인식부(120)는 자차의 전방에 위치하는 차량을 인식한다. 차량인식부(120)는 이미 알려진 다양한 방법에 의하여 차량을 인식할 수 있다.
예를 들어, 차량인식부(120)는 자차의 전방 이미지를 생성하고 이미지의 관심영역을 설정하며 관심영역 내의 피사체의 엣지를 검출한 후 피사체의 엣지들 중 차량 기준에 부합되는 엣지를 차량으로 인식할 수 있다.
이와 같은 방법 이외에 다른 방법에 의하여 차량이 인식될 수도 있다. 즉, 차량인식부(120)는 레이저 레이더나 초음파 레이더를 포함하여 전방차량과의 종방향 거리, 횡방향 거리, 종방향 상대속도 및 횡방향 상대속도를 포함하는 전방차량정보를 통하여 차량을 인식할 수 있다.
제어부(130)는 전방 차량의 주행궤적정보를 생성하며 자차의 양측에 위치하는 차선들의 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작으면 차선 유지 제어를 중지하고 주행궤적정보에 따라 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 출력한다.
제어부(130)는 주행궤적정보를 이미 알려진 여러 방법에 의하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 조향 휠 각도 센서나 토크 센서로부터 입력받은 자차의 조향 휠 각도와, 요 레이트 센서(yaw rate sensor)로부터 입력받은 회전 각속도에 따라 이미지 상에서 전방 차량의 위치, 이미지 상에서 전방 차량의 크기, 및 카메라와 전방 차량 사이의 각도를 계산하고 전방 차량의 위치, 크기 및 각도에 따라 전방 차량의 주행궤적정보를 생성할 수 있다.
또한 제어부(130)는 전방차량의 종방향 거리와 횡방향 거리를 통하여 전방차량의 현재 위치를 파악하고 전방차량의 종방향 상대속도 및 횡방향 상대속도를 통하여 일정 시간 이후 전방차량의 위치를 예상하여 전방차량의 주행궤적정보를 출력한다.
본 발명의 실시예에서 자차의 양측에 위치하는 차선들에 대한 정보가 생성되면 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 클 수 있다. 또한 자차의 양측에 위치하는 차선들 중 적어도 하나의 차선에 대한 정보가 생성되지 않으면 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 작을 수 있다. 제어부(130)는 자차의 양측에 위치하는 차선들 중 적어도 하나의 차선이 인식되지 않으면 차선유지제어를 중지하고, 전방 차량의 주행궤적정보에 따라 전방차량을 추종하도록 자차를 제어한다.
일반적으로 차선유지가 가능한 차량제어시스템의 경우 차선유지동작 중에 자차는 양측 차선의 중앙을 주행하도록 제어된다. 이 때 도 2에 도시된 바와 같이, 차선 인식이 안되어 차선유지제어가 실패할 경우 조향 휠의 원점 복귀력 등으로 차량이 차선 바깥쪽으로 주행할 수 있어 차량의 주행 안정성이 훼손될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량제어시스템은 차선 인식 실패 등으로 차선유지제어가 원활하게 이루어지지 않을 경우 전방차량의 궤적을 추종하도록 함으로써 차선유지제어 실패에 따른 자차의 운행안전도가 감소하는 것을 방지할 수 있다.
이 때 제어부(130)는 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작고 전방 차량의 추종시간이 기준시간보다 클 경우 차선유지제어 및 전방차량 추종 제어를 모두 중지하여 운전자가 직접 자차를 운행하도록 유도한다. 제어부(130)가 추종시간을 계산하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량제어시스템은 타이머(150)를 포함할 수 있다.
이와 같이 제어부(130)는 차선유지제어가 정상적으로 이루어지지 않을 경우 전방 차량을 일정 시간 동안 추종하도록 자차를 제어하고 차선인식 실패를 사운드출력부(160) 또는 이미지출력부(170)를 통하여 운전자에게 알림으로써 운전자에게 차선유지제어 중지에 따른 시간적 여유를 제공할 수 있다.
또한 제어부(130)는 전방 차량의 추종과정에서 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 커지게 되면, 즉 양측 차선에 대한 인식이 이루어지면, 전방 차량의 추종을 중지하고 차선유지제어를 다시 수행할 수 있다. 제어부(130)는 차선정보의 신뢰도가 기준값 이상인 경우 자차의 양측 차선의 중앙으로 자차를 운행시킬 수 있는 차선유지 제어신호를 출력한다.
조향력 제어부(140)는 제어부(130)로부터 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 입력받아 제어신호에 해당되는 조향력을 공급한다. 또한 조향력 제어부(140)는 제어부(130)로부터 차선유지 제어신호를 입력받아 차선유지 과정 중 자차의 양측 차선들의 중심으로 자차가 운행되도록 하는 조향력을 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 조향력 제어부(140)는 다양한 방식으로 조향력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 조향력 제어부(140)는 전동기의 회전력으로 조향력을 공급하는 전동식 동력보조 조향장치를 포함할 수도 있고, 솔레노이드 밸브를 이용하여 유압을 제어하는 전자식 동력보조 조향장치를 포함할 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.

Claims (5)

  1. 자차의 양측에 위치하는 차선을 인식하여 차선정보를 생성하는 차선인식부;
    상기 자차의 전방에 위치하는 차량을 인식하는 차량인식부;
    상기 자차의 양측에 위치하는 차선들의 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 작으면 차선 유지 제어를 중지하고 전방 차량의 주행궤적정보에 따라 상기 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 출력하고, 차선인식실패를 운전자에게 알리며, 상기 전방 차량의 추종시간이 기준시간보다 클 경우 전방차량 추종 제어를 중지하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 상기 전방 차량을 추종하도록 하는 제어신호를 입력받아 상기 제어신호에 해당되는 조향력을 공급하는 조향력 제어부
    를 포함하는 차량제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자차의 양측에 위치하는 차선들에 대한 정보가 생성되면 상기 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 큰 것을 특징으로 하는 차량제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자차의 양측에 위치하는 차선들 중 적어도 하나의 차선에 대한 정보가 생성되지 않으면 상기 차선정보의 신뢰도는 기준값보다 작은 것을 특징으로 하는 차량제어시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전방 차량의 추종과정에서 상기 차선정보의 신뢰도가 기준값보다 커지게 되면 상기 전방 차량의 추종을 중지하고 차선유지제어를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 차량제어시스템.
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