KR102374735B1 - 운전지원장치 및 운전지원방법 - Google Patents

운전지원장치 및 운전지원방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지부와 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정부와 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정부와 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단부와 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어부와 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지부 및 후방물체의 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 운전지원장치에 관한 것이다.

Description

운전지원장치 및 운전지원방법{DRIVING ASSISTANT APPARATUS AND DRIVING ASSISTANT METHOD}
본 발명은 차량용 운전지원기술에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 주행 중 운전자의 전방 주시 소홀이나 전방차량의 급정거 등에 의해 전방차량과의 충돌 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 충돌 사고를 줄이기 위해 차량에 레이더 등을 설치하여 전방차량과의 거리 및 상대 속도를 감지하여 전방차량과의 충돌위험을 판단하고, 판단된 충돌위험에 따라 운전자에게 충돌위험을 경고하거나 필요한 경우 제동장치가 동작하도록 제어를 수행함으로써 충돌 이전에 차량 및 운전자의 피해를 최소화하는 프리 크래쉬(Pre-Crash) 시스템이 개발되었다.
프리 크래쉬 시스템은 충돌 이전에 자차량의 피해 경감을 위하여 자동으로 제동장치를 동작하도록 제어하고, 운전자의 피해를 줄이기 위하여 안전벨트를 당겨주는 것과 같은 추가적인 제어 기능도 구비하고 있다.
그러나, 이러한 프리 크래쉬 시스템은 전방차량과의 관계에 의한 충돌위험에 따라 차량을 제어할 뿐, 후방차량과의 관계에 의한 충돌위험을 반영하여 차량을 제어하진 않는다.
이에, 전방차량과의 충돌에 의한 피해는 경감되더라도 후방차량에 의한 2차 충돌에 의한 피해는 경감시키지 못하는 단점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 후방차량과의 관계에 의한 충돌위험을 반영하여 차량을 제어하는 운전지원기술을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지부와 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정부와 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정부와 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단부와 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어부와 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지부 및 후방물체의 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 운전지원장치를 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지단계와 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정단계와 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정단계와 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단단계와 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어단계와 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지단계 및 후방물체의 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어단계를 포함하는 운전지원방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 후방차량과의 관계에 의한 충돌위험을 반영하여 차량을 제어할 수 있는 운전지원기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 감지부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제1 예를 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제2 예를 도시한 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제3 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 제어부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 제1 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6b은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 제2 흐름도를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
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 본질, 차례, 순서 또는 개수 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 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치(100)는 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지부(110)와 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정부(120)와 추정된 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정부(130)와 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)를 산출하고, 산출된 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단부(140)와 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어부(150)와 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지부(160) 및 후방물체의 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어부(170)를 포함할 수 있다.
카메라는 빛을 받아들이는 집광부와 받아들인 빛을 이미지로 담는 촬상기 및 상태를 조절하는 조절장치 등을 포함할 수 있다. 상기 집광부는 빛을 받아 들여 촬상부에 상이 맺히게 하는 부품으로서, 바늘구멍 사진기처럼 단순한 작은 구멍에서부터 여러 종류의 다중 렌즈를 이용하는 복잡한 것까지 다양한 방식이 있다. 일반적인 사진기의 집광부는 렌즈, 조리개 및 렌즈의 거리를 조절하는 장치를 포함한다. 집광부는 일반적으로 사진렌즈로 명명하기도 한다. 상기 촬상부는 집광부로부터 들어온 빛에 의해 생긴 상이 맺히는 부품으로서, 필름 카메라는 이 촬상부에 감광성이 있는 필름을 놓아 촬상하고 이를 현상 및 인화하여 사진을 만드는 반면, 디지털 카메라는 촬상부에 빛의 신호를 전기신호로 바꾸는 장치(CMOS, CCD 등)를 놓아, 전기신호로 바뀐 디지털 이미지를 여러 형식의 이미지 파일로 저장매체에 저장한다. 상기 조절장치는 원하는 이미지를 얻도록 동작하는 부품으로서, 대표적으로 집광부의 구멍크기를 조절하는 조리개와 빛을 받아들이거나 차단하는 셔터 등을 포함할 수 있다. 일 예를 들어, 밝은 곳에서는 조리개를 좁혀 빛의 양을 줄이고 어두운 곳에서는 조리개를 열어 빛의 양을 늘려 적당한 촬상을 할 수 있다. 또한, 운동선수의 빠른 움직임에 대해 셔터의 동작을 빠르게 하여 정지화면으로 촬영할 수 있다. 그 밖에 어두운 곳에서 촬영하기 위한 플래시, 촬영할 대상을 미리 살피는 뷰파인더와 같은 장치도 조절장치에 포함될 수 있다.
레이다는 전자파를 발사하고 그것이 물체에 맞고 반사되어 되돌아 오는 전자파를 분석하여 대상물과의 거리를 측정할 수 있는 장치이다. 레이다가 파장이 긴 저주파를 사용하면 전파의 감쇄가 작고 먼 곳까지 탐지할 수가 있지만 정밀한 측정되지 않아 해상도는 나빠지는 특징이 있는 반면, 파장이 짧은 고주파를 사용하면 공기 중에 포함되는 수증기, 눈, 비 등에 흡수 또는 반사되기 쉽기 때문에 감쇄가 커서 먼 곳까지 탐지하지 못하지만 높은 해상도를 얻을 수가 있는 특징이 있다. 이러한 특징에 따라, 대공 레이다, 대지 레이다 등 원거리의 목표물을 빨리 발견할 필요가 있는 경우에는 저주파의 전파를 사용하는 반면, 사격관제 레이다 등 목표의 형태나 크기 등을 정밀하게 측정할 필요가 있는 경우에는 고주파의 전파를 사용한다.
제1 감지부(110)는 전술한 카메라 및 레이다 중 하나 이상을 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지할 수 있으며, 제2 감지부(160)는 전술한 카메라 또는 레이다 중 하나를 이용하여 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지할 수 있다.
일 예를 들어, 제1 감지부(110)는 카메라 및 레이다를 도 2와 같이 설치하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지할 수 있으며, 제2 감지부(160)는 카메라 또는 레이다를 도 2와 같이 설치하여 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 감지부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 감지부는 전방카메라를 이용하여 자차량(210)의 전방영역(220)을 감시하며, 측방레이다를 이용하여 자차량(210)의 양측전방(230)을 감시하며 측방카메라를 이용하여 자차량(210)의 양측방(240)을 감시할 수 있다. 또한, 제2 감지부는 후방카메라를 이용하여 자차량(210)의 후방영역(250)을 감시할 수 있다. 상기 측방카메라 및 상기 후방카메라는 AVM(Around View Monitor)에 사용되는 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치(100)의 추정부(120)는 제1 감지부(110)가 감시한 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체의 움직임을 추정할 수 있다.
일 예를 들어 제1 감지부(110)가 일정시간 간격으로 전방, 양측전방 및 양측방을 감시하여 하나 이상의 물체를 감지하면, 추정부(120)는 일정시간(dT) 이전의 시각(T - dT)에서 감지된 하나 이상의 물체와 일 시각(T)에서 감지된 하나 이상의 물체 중 동일물체를 추정하며, 추정된 동일물체의 위치변화에 기초하여 일정시간(dT)이 지난 시각(T + dT)에서 상기 동일물체의 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정부(120)는 선형적 위치변화를 적용하여 동일물체의 위치를 추정할 수 있다.
즉, 추정부(120)는 일정시간 간격으로 감시하는 제1 감지부(110)에서 감지된 동일물체의 움직임을 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치(100)의 선정부(130)는 추정부(120)에서 추정된 물체의 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 제1 감지부(110)에서 감지한 하나 이상의 물체 중 하나를 타겟물체로 선정할 수 있다.
일 예를 들어, 선정부(130)는 제1 감지부(110)에서 감지한 하나 이상의 물체 각각에 대해, 전방에서 감지되는 제1 조건, 미리 설정된 타겟영역에서 감지되는 제2 조건, 추정부(120)에서 추정된 물체의 움직임이 상기 타겟영역으로 향하는 제3 조건 및 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 타겟물체를 선정할 수 있다.
자세한 일 예를 들면, 제1 감지부(110)에서 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하는 제1 물체와, 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하고 타겟영역에서 감지되는 제2 조건에 해당하는 제2 물체와, 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하고 추정된 움직임이 타겟영역으로 향하는 제3 조건에 해당하는 제3 물체를 감지하면, 선정부(130)는 제2 물체 또는 제3 물체를 타겟물체로 선정할 수 있다. 또한 선정부(130)는 제2 물체와 제3 물체에 대해, 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 제2 물체와 제3 물체 중 하나를 타겟물체로 선정할 수 있다. 즉, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 적용하여 타겟물체를 선정하되, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 만족하는 물체가 둘 이상인 경우, 제4 조건을 추가 반영하여 하나의 타겟물체를 선정할 수 있다.
판단부(140)는 선정부(130)에서 선정된 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)를 산출하고, 산출된 충돌소요시간에 기초하여 자차량의 충돌위험을 3단계로 판단할 수 있다. 3단계 중 낮은 1단계는 충돌위험이 없는 단계를 의미하고, 3단계 중 중간인 2단계는 충돌위험이 존재하되, 제동장치를 일부 제어하면 충돌을 회피할 수 있는 단계를 의미하며, 3단계 중 높은 3단계는 제동장치를 완전 제어하는 풀브레이킹이 필요한 단계로서, 풀브레이킹하면 충돌을 회피할 수 있거나 풀브레이킹해도 충돌하는 단계를 의미할 수 있다.
판단부(140)에서 충돌위험이 2단계로 판단되면, 제1 제어부(150)가 자차량에 포함되는 제동장치를 일부 제어하여 충돌을 회피할 수 있다. 제동장치를 일부 제어함은 브레이크 압력을 일부 상승시킴으로써 자차량이 감속되되, 운전자를 포함하는 탑승자에게 안락함을 제공할 수 있는 감속제어를 의미할 수 있다.
이와 달리 판단부(140)에서 충돌위험이 높은 3단계로 판단되면, 제2 감지부(160)가 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지한다.
이후 제2 감지부(160)의 후방물체 감지결과에 따라, 제2 제어부(170)는 자차량에 포함되는 제동장치 또는 조향장치를 제어할 수 있다.
제1 예를 들어, 제2 감지부(160)에 의해 후방물체가 감지되지 않으면, 제2 제어부(170)는 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 제동장치를 완전 제어함은, 브레이크 압력을 최대로 상승시킴으로써 자차량을 급 감속하는 제어를 의미할 수 있다. 이에, 자차량은 선행차량과 충돌을 회피할 수 있다.
제2 예를 들어, 제2 감지부(160)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어부(170)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 없는 것으로 판단되면 자차량에 포함된 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 이에, 자차량은 선행차량과 후행차량과의 충돌을 회피할 수 있다.
제3 예를 들어, 제2 감지부(160)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어부(170)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 제1 감지부(110)에 의해 양측전방에 물체가 감지되면 자차량에 포함된 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 이에 따라, 자차량은 후방차량과 충돌될 수 있다.
제4 예를 들어, 제2 감지부(160)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어부(170)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 제1 감지부(110)에 의해 양측전방에 물체가 감지되지 않으면 자차량에 포함된 조향장치를 제어할 수 있다. 이에 따라 자차량은 차선을 변경하여 후방차량과의 충돌을 회피할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 운전지원장치에 의하면, 자차량의 전방, 양측전방, 양측방 및 후방을 감지하여, 현 상황에서 자차량을 바람직하게 제어할 수 있다. 상기 바람직한 제어는, 충돌회피, 2차 충돌방지 및 충돌피해 최소화 할 수 있는 제어를 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 제1 감지부는 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하며(S300), 추정부는 S300 단계에서 감지된 하나 이상의 물체의 움직임을 추정한다(S310).
S300 단계 내지 S310 단계에 대해 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 자세히 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제1 예를 도시한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제2 예를 도시한 도면이며, 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 감지부 및 추정부의 동작을 설명하기 위한 제3 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자차량(210)의 전방(220), 자차량(210)의 양측전방 (230) 및 자차량(210)의 양측방(240)을 감지하는 제1 감지부에 의해 물체로서 보행하는 사람(410), 자전거를 탑승한 사람(420, 430)을 감지한 상황이다. 다만, 도 4a는 일정시간(dT) 이전의 시각(T - dT)에서의 상황을 도시하고, 도 4b는 일 시각(T)에서의 상황을 도시하며, 도 4c는 도 4a 및 도 4b에서 감지된 상황에 기초하여 추정부가 일정시간(dT)이 지난 시각(T + dT)에서 보행하는 사람(410c), 자전거를 탑승한 사람(420c, 430c)을 추정한 상황에 대한 예이다.
도 4a를 참조하면, 제1 감지부는 일정시간(dT) 이전의 시각(T - dT)에서 자차량(210)의 전방(220), 자차량(210)의 양측전방(230) 및 자차량(210)의 양측방(240)을 감시하여, 보행하는 사람(410a)과 자전거를 탑승한 사람(420a, 430a)를 감지할 수 있다. 도 4b를 참조하면, 제1 감지부는 도 4a의 시각에서 일정시간(dT)이 지난 일 시각(T)에서 자차량(210)의 전방(220), 자차량(210)의 양측전방(230) 및 자차량(210)의 양측방(240)을 감시하여, 보행하는 사람(410b)과 자전거를 탑승한 사람(420b, 430b)를 감지할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 추정부는 도 4a에서 감지된 보행하는 사람(410a), 자전거를 탑승한 사람(420a, 430a)과 도4b에서 감지된 보행하는 사람(410b)과 자전거를 탑승한 사람(420b, 430b)의 위치변화에 기초하여 일정시간(dT)이 지난 시각(T + dT)에서 보행하는 사람(410c), 자전거를 탑승한 사람(420c, 430c)을 추정할 수 있다. 이를 위해, 제1 감지부는 일정시간 간격으로 감지된 물체들에 대해 각각 구별할 수 있어야 하며, 일정시간이 변화되어도 동일한 물체를 인식할 수 있어야 한다.
전술한 바와 같이, 제1 감지부가 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하고, 추정부가 감지된 물체의 움직임을 추정하면, 선정부가 S310 단계에서 추정된 물체의 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 감지된 하나 이상의 물체 중 하나를 타겟물체로 선정한다(S320).
상기 조건들의 일 예로서, 자차량 전방에서 감지되는 제1 조건과 미리 설정된 타겟영역에서 감지되는 제2 조건, 추정된 물체의 움직임이 타겟영역으로 향하는 조건 및 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 포함할 수 있다.
도 4c를 참조하여 설명하면, 선정부는 감지된 보행자(410), 감지된 자전거를 탑승한 사람(420, 430) 각각에 대해 제1 조건, 제2 조건, 제3 조건 및 제4 조건을 반영하면 다음 표1 과 같이 될 수 있다.
제1 조건 제2 조건 제3 조건 제4 조건
보행자(410) 해당. 해당하지 않음. 해당. 멀리 위치함.
제1 자전거를 탑승한 사람(420) 해당. 해당하지 않음. 해당. 중간에 위치함.
제2 자전거를 탑승한 사람(430) 해당하지 않음. 해당하지 않음. 해당하지 않음. 가까이 위치함.
표 1에서, 타겟영역은 전방카메라가 감시하는 영역(220)에서 측방레이다가 감시하는 영역(230)과 겹치지 않는 영역을 제외한 영역을 예시로 하였으나, 실험에 따라 달리 설정될 수 있으며, 제4 조건은 상대적인 위치를 의미한다.
표 1을 참조하면, 선정부는 제1 조건 및 제3 조건에 해당하는 보행자(410)와 제1 조건 및 제3 조건에 해당하는 제1 자전거를 탑승한 사람(420) 중 제4 조건에 의해 제1 자전거를 탑승한 사람(420)을 타겟물체로 선정할 수 있다.
이후, 판단부가 S320 단계에서 선정된 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 판단한다(S2330).
일 예를 들어, 판단부는 산출된 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험이 없는 1단계, 제동장치를 일부 제어하면 충돌을 회피할 수 있는 2단계 및 제동장치를 완전 제어하면 충돌을 회피할 수 있거나 충돌되는 3단계로 판단할 수 있다. 실험에 따라 다른 값을 가질 수 있으나, 3단계는 충돌소요시간이 1초 이내, 2단계는 충돌소요시간이 1초 내지 2초로 설정될 수 있다.
이후, 제1 제어부가 S330 단계에서 판단된 충돌위험이 2단계인지 판단한다(S340).
S340 단계에서 충돌위험이 2단계인 것으로 판단되면(YES), 제1 제어부는 차량의 제동장치를 일부 제어한다(S350). 제동장치를 일부 제어함은, 브레이크 압력을 일부 상승시킴으로써 자차량이 감속되되, 운전자를 포함하는 탑승자에게 안락함을 제공할 수 있는 감속제어를 의미할 수 있다.
이와 달리, 충돌위험이 2단계가 아닌 것으로 판단되면(NO), 제2 감지부가 S330 단계에서 판단된 충돌위험이 3단계인지 판단한다(S360).
S360 단계에서 충돌위험이 3단계인 것으로 판단되면(YES), 제2 감지부는 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하며(S370), 제2 제어부가 S370 단계에서의 후방물체 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어한다(S380).
S380 단계에 대해 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 제어부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 제어부는 제2 감지부에 의해 후방물체가 감지되는지 판단한다(S381).
S381 단계에서 후방물체가 감지되지 않은 것으로 판단되면(NO), 제2 제어부는 제동장치를 완전 제어한다(S382). 상기 완전 제어는 풀브레이킹을 의미할 수 있다. 이에 따르면, 자차량은 풀브레이킹되어 전방차량과 충돌을 피할 수 있다.
S381 단계에서 후방물체가 감지되는 것으로 판단되면(YES), 제2 제어부는 제동장치를 완전 제어할 경우 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단한다(S383).
예를 들어, 일정시간(dT) 간격으로 후방물체를 감지하는 제2 감지부가 일정시간(dT) 이전의 시각(T - dT)에서의 후방물체와의 거리와, 일 시각(T)에서의 후방물체와의 거리에 기초하여 후방물체의 움직임을 추정할 수 있고, 추정된 움직임에 기초하여 후방물체와의 충돌위험을 판단할 수 있다. 이는, 도 4a 내지 도4c를 이용하여 물체의 움직임을 추정한 것과 유사할 수 있다.
이후, 제2 제어부는 S383단계에서의 판단결과가 충돌위험이 있는 것으로 판단되었는지 판단한다(S384).
S384 단계에서 후방물체와 충돌위험이 없는 것으로 판단되면(NO), 제2 제어부는 제동장치를 완전 제어한다(S382). 이에 따르면, 자차량은 풀브레이킹되어 전방차량과 충돌을 회피하며, 후방차량과의 충돌도 발생하지 않을 수 있다.
이와 달리, S384 단계에서 후방물체와 충돌위험이 있는 것으로 판단되면(YES), 제2 제어부는 제1 감지부에서 양측전방에 물체가 감지되었는지 판단한다(S385).
S385 단계에서 양측전방에 물체가 감지되면(YES), 제2 제어부는 제동장치를 완전 제어한다(S382). 이에 따르면, 자차량은 풀브레이킹되어 전방차량과 충돌을 회피할 수 있으나, 후방차량과의 충돌은 발생될 수 있다.
이와 달리, S385 단계에서 양측전방에 물체가 감지되지 않으면(NO), 제2 제어부는 조향장치를 제어한다(S386). 이에 따르면 자차량은 양측전방으로 이동되어 전방차량과 후방차량과의 충돌을 회피할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 운전지원장치가 수행하는 동작인 운전지원방법에 대해서 간략하게 설명한다.
도 6a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 제1 흐름도를 도시한 도면이고, 도 6b은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원장치의 제2 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원방법은 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지단계(S600)와 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정단계(S610)와 추정된 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정단계(S620)와 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)를 산출하고, 산출된 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단단계(S630)와 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어단계(S640)와 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지단계(S650) 및 후방물체의 감지여부에 기초하여 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어단계(S660)를 포함할 수 있다.
카메라는 빛을 받아들이는 집광부와 받아들인 빛을 이미지로 담는 촬상기 및 상태를 조절하는 조절장치 등을 포함할 수 있다. 상기 집광부는 빛을 받아 들여 촬상부에 상이 맺히게 하는 부품으로서, 바늘구멍 사진기처럼 단순한 작은 구멍에서부터 여러 종류의 다중 렌즈를 이용하는 복잡한 것까지 다양한 방식이 있다. 일반적인 사진기의 집광부는 렌즈, 조리개 및 렌즈의 거리를 조절하는 장치를 포함한다. 집광부는 일반적으로 사진렌즈로 명명하기도 한다. 상기 촬상부는 집광부로부터 들어온 빛에 의해 생긴 상이 맺히는 부품으로서, 필름 카메라는 이 촬상부에 감광성이 있는 필름을 놓아 촬상하고 이를 현상 및 인화하여 사진을 만드는 반면, 디지털 카메라는 촬상부에 빛의 신호를 전기신호로 바꾸는 장치(CMOS, CCD 등)를 놓아, 전기신호로 바뀐 디지털 이미지를 여러 형식의 이미지 파일로 저장매체에 저장한다. 상기 조절장치는 원하는 이미지를 얻도록 동작하는 부품으로서, 대표적으로 집광부의 구멍크기를 조절하는 조리개와 빛을 받아들이거나 차단하는 셔터 등을 포함할 수 있다. 일 예를 들어, 밝은 곳에서는 조리개를 좁혀 빛의 양을 줄이고 어두운 곳에서는 조리개를 열어 빛의 양을 늘려 적당한 촬상을 할 수 있다. 또한, 운동선수의 빠른 움직임에 대해 셔터의 동작을 빠르게 하여 정지화면으로 촬영할 수 있다. 그 밖에 어두운 곳에서 촬영하기 위한 플래시, 촬영할 대상을 미리 살피는 뷰파인더와 같은 장치도 조절장치에 포함될 수 있다.
레이다는 전자파를 발사하고 그것이 물체에 맞고 반사되어 되돌아 오는 전자파를 분석하여 대상물과의 거리를 측정할 수 있는 장치이다. 레이다가 파장이 긴 저주파를 사용하면 전파의 감쇄가 작고 먼 곳까지 탐지할 수가 있지만 정밀한 측정되지 않아 해상도는 나빠지는 특징이 있는 반면, 파장이 짧은 고주파를 사용하면 공기 중에 포함되는 수증기, 눈, 비 등에 흡수 또는 반사되기 쉽기 때문에 감쇄가 커서 먼 곳까지 탐지하지 못하지만 높은 해상도를 얻을 수가 있는 특징이 있다. 이러한 특징에 따라, 대공 레이다, 대지 레이다 등 원거리의 목표물을 빨리 발견할 필요가 있는 경우에는 저주파의 전파를 사용하는 반면, 사격관제 레이다 등 목표의 형태나 크기 등을 정밀하게 측정할 필요가 있는 경우에는 고주파의 전파를 사용한다.
제1 감지단계(S600)는 전술한 카메라 및 레이다 중 하나 이상을 이용하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지할 수 있으며, 제2 감지단계(S650)는 전술한 카메라 또는 레이다 중 하나를 이용하여 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지할 수 있다.
일 예를 들어, 제1 감지단계(S600)는 카메라 및 레이다를 도 2와 같이 설치하여 자차량의 전방, 자차량의 양측전방 및 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지할 수 있으며, 제2 감지단계(S650)는 카메라 또는 레이다를 도 2와 같이 설치하여 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원방법의 추정단계(S610)는 제1 감지단계(S600)가 감시한 전방, 양측전방 및 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체의 움직임을 추정할 수 있다.
일 예를 들어 제1 감지단계(S600)가 일정시간 간격으로 전방, 양측전방 및 양측방을 감시하여 하나 이상의 물체를 감지하면, 추정단계(S610)는 일정시간(dT) 이전의 시각(T - dT)에서 감지된 하나 이상의 물체와 일 시각(T)에서 감지된 하나 이상의 물체 중 동일물체를 추정하며, 추정된 동일물체의 위치변화에 기초하여 일정시간(dT)이 지난 시각(T + dT)에서 상기 동일물체의 위치를 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정단계(S610)는 선형적 위치변화를 적용하여 동일물체의 위치를 추정할 수 있다.
즉, 추정단계(S610)는 일정시간 간격으로 감시하는 제1 감지단계(S600)에서 감지된 동일물체의 움직임을 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 운전지원방법의 선정단계(S620)는 추정단계(S610)에서 추정된 물체의 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 제1 감지단계(S600)에서 감지한 하나 이상의 물체 중 하나를 타겟물체로 선정할 수 있다.
일 예를 들어, 선정단계(S620)는 제1 감지단계(S600)에서 감지한 하나 이상의 물체 각각에 대해, 전방에서 감지되는 제1 조건, 미리 설정된 타겟영역에서 감지되는 제2 조건, 추정단계(S610)에서 추정된 물체의 움직임이 상기 타겟영역으로 향하는 제3 조건 및 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 타겟물체를 선정할 수 있다.
자세한 일 예를 들면, 제1 감지단계(S600)에서 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하는 제1 물체와, 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하고 타겟영역에서 감지되는 제2 조건에 해당하는 제2 물체와, 전방에서 감지되는 제1 조건에 해당하고 추정된 움직임이 타겟영역으로 향하는 제3 조건에 해당하는 제3 물체를 감지하면, 선정단계(S620)는 제2 물체 또는 제3 물체를 타겟물체로 선정할 수 있다. 또한 선정단계(S620)는 제2 물체와 제3 물체에 대해, 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 제2 물체와 제3 물체 중 하나를 타겟물체로 선정할 수 있다. 즉, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 적용하여 타겟물체를 선정하되, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 만족하는 물체가 둘 이상인 경우, 제4 조건을 추가 반영하여 하나의 타겟물체를 선정할 수 있다.
판단단계(S630)는 선정단계(S620)에서 선정된 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)를 산출하고, 산출된 충돌소요시간에 기초하여 자차량의 충돌위험을 3단계로 판단할 수 있다. 3단계 중 낮은 1단계는 충돌위험이 없는 단계를 의미하고, 3단계 중 중간인 2단계는 충돌위험이 존재하되, 제동장치를 일부 제어하면 충돌을 회피할 수 있는 단계를 의미하며, 3단계 중 높은 3단계는 제동장치를 완전 제어하는 풀브레이킹이 필요한 단계로서, 풀브레이킹하면 충돌을 회피할 수 있거나 풀브레이킹해도 충돌하는 단계를 의미할 수 있다.
판단단계(S630)에서 충돌위험이 2단계로 판단되면, 제1 제어단계(S640)가 자차량에 포함되는 제동장치를 일부 제어하여 충돌을 회피할 수 있다. 제동장치를 일부 제어함은 브레이크 압력을 일부 상승시킴으로써 자차량이 감속되되, 운전자를 포함하는 탑승자에게 안락함을 제공할 수 있는 감속제어를 의미할 수 있다.
이와 달리 판단단계(S630)에서 충돌위험이 높은 3단계로 판단되면, 제2 감지단계(S650)가 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지한다.
이후 제2 감지단계(S650)의 후방물체 감지결과에 따라, 제2 제어단계(S660)는 자차량에 포함되는 제동장치 또는 조향장치를 제어할 수 있다.
제1 예를 들어, 제2 감지단계(S650)에 의해 후방물체가 감지되지 않으면, 제2 제어단계(S660)는 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 제동장치를 완전 제어함은, 브레이크 압력을 최대로 상승시킴으로써 자차량을 급 감속하는 제어를 의미할 수 있다. 이에, 자차량은 선행차량과 충돌을 회피할 수 있다.
제2 예를 들어, 제2 감지단계(S650)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어단계(S660)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 없는 것으로 판단되면 자차량에 포함된 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 이에, 자차량은 선행차량과 후행차량과의 충돌을 회피할 수 있다.
제3 예를 들어, 제2 감지단계(S650)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어단계(S660)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 제1 감지 단계(S600)에 의해 양측전방에 물체가 감지되면 자차량에 포함된 제동장치를 완전 제어할 수 있다. 이에 따라, 자차량은 후방차량과 충돌될 수 있다.
제4 예를 들어, 제2 감지단계(S650)에 의해 후방물체가 감지되면, 제2 제어단계(S660)는 감지된 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 후방물체와의 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 제1 감지단계(S600)에 의해 양측전방에 물체가 감지되지 않으면 자차량에 포함된 조향장치를 제어할 수 있다. 이에 따라 자차량은 차선을 변경하여 후방차량과의 충돌을 회피할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 운전지원방법에 의하면, 자차량의 전방, 양측전방, 양측방 및 후방을 감지하여, 현 상황에서 자차량을 바람직하게 제어할 수 있다. 상기 바람직한 제어는, 충돌회피, 2차 충돌방지 및 충돌피해 최소화 할 수 있는 제어를 의미할 수 있다.
이 외에도 본 발명의 운전지원방법은 도 1 내지 도 5에 기초하여 설명한 본 발명의 운전지원장치가 수행하는 각 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 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 (10)

  1. 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 상기 자차량의 양측전방 및 상기 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지부;
    상기 전방, 상기 양측전방 및 상기 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 각각 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정부;
    상기 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 상기 각각 추적된 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정부;
    상기 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 상기 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단부;
    상기 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어부;
    상기 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 상기 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지부; 및
    상기 후방물체의 감지여부에 기초하여 상기 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어부를 포함하고,
    상기 선정부는,
    상기 하나 이상의 물체 각각에 대해, 상기 전방에서 감지되는 제1 조건, 미리 설정된 타겟영역에서 감지되는 제2 조건, 상기 움직임이 상기 타겟영역으로 향하는 제3 조건 및 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 타겟물체를 선정하고,
    상기 움직임을 포함하는 조건들에서 감지된 물체가 복수인 경우, 상기 조건들에 보다 많이 해당하는 물체를 상기 타겟물체로 선정하는 것을 특징으로 하는 운전지원장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 제어부는,
    상기 후방물체가 감지되지 않으면, 상기 제동장치를 제어하는 운전지원장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 제어부는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 없는 것으로 판단되면 상기 제동장치를 제어하는 운전지원장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 제어부는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 상기 양측전방에 물체가 감지되면 상기 제동장치를 제어하는 운전지원장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 제어부는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 상기 양측전방에 물체가 감지되지 않으면 상기 조향장치를 제어하는 운전지원장치.
  7. 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 레이다를 이용하여 자차량의 전방, 상기 자차량의 양측전방 및 상기 자차량의 양측방을 감시하여 물체를 감지하는 제1 감지단계;
    상기 전방, 상기 양측전방 및 상기 양측방 중 적어도 하나의 영역에서 감지된 하나 이상의 물체를 각각 추적하여 물체의 움직임을 추정하는 추정단계;
    상기 움직임을 포함하는 조건들에 기초하여 상기 각각 추적된 하나 이상의 물체 중 하나인 타겟물체를 선정하는 선정단계;
    상기 타겟물체와의 충돌소요시간(Time To Collision, TTC)을 산출하고, 상기 충돌소요시간에 기초하여 충돌위험을 3단계로 판단하는 판단단계;
    상기 타겟물체와의 충돌위험이 2단계이면, 차량의 제동장치를 일부 제어하는 제1 제어단계;
    상기 타겟물체와의 충돌위험이 높은 3단계이면, 상기 자차량의 후방을 감시하여 후방물체를 감지하는 제2 감지단계; 및
    상기 후방물체의 감지여부에 기초하여 상기 제동장치 또는 조향장치를 제어하는 제2 제어단계를 포함하고,
    상기 선정단계는,
    상기 하나 이상의 물체 각각에 대해, 상기 전방에서 감지되는 제1 조건, 미리 설정된 타겟영역에서 감지되는 제2 조건, 상기 움직임이 상기 타겟영역으로 향하는 제3 조건 및 가까운 위치에서 감지되는 제4 조건을 반영하여 타겟물체를 선정하고,
    상기 움직임을 포함하는 조건들에서 감지된 물체가 복수인 경우, 상기 조건들에 보다 많이 해당하는 물체를 상기 타겟물체로 선정하는 것을 특징으로 하는 운전지원방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 제어단계는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 없는 것으로 판단되면 상기 제동장치를 제어하는 운전지원방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 제어단계는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 상기 양측전방에 물체가 감지되면 상기 제동장치를 제어하는 운전지원방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 제어단계는,
    상기 후방물체가 감지되면, 상기 제동장치 작동 시 상기 후방물체와의 충돌위험을 판단하고, 상기 충돌위험이 있는 것으로 판단되며 상기 양측전방에 물체가 감지되지 않으면 상기 조향장치를 제어하는 운전지원방법.
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