KR102487155B1 - System and method for vulnerable road user collision prevention - Google Patents

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Abstract

차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 방법은 VRU의 속도, 위치 및 방향을 포함하는 데이터를 VRU 디바이스로부터 수신하는 단계를 포함한다. 그 다음, VRU 디바이스로부터 수신된 데이터 및 차량의 속도, 위치 및 방향을 포함하는 데이터에 기초하여 VRU의 취약 영역이 계산된다. 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들이 계산될 뿐만 아니라, 교차점들에 기초하여 충돌 시간이 계산된다. 충돌을 회피하기 위한 추천된 운전 조작을 제공하기 위해, 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고가 출력된다.A method and system for preventing collisions between a vehicle and a VRU are provided. The method includes receiving data from a VRU device that includes a speed, position, and direction of the VRU. Then, based on the data received from the VRU device and the data including the speed, position and direction of the vehicle, the VRU's vulnerable area is calculated. Intersections between the vulnerable area and the planned vehicle path are computed, as well as a time-of-impact calculation based on the intersections. A warning is output to the driver based on the time of collision to provide a recommended driving maneuver for avoiding a collision.

Description

교통 취약자 충돌 방지를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR VULNERABLE ROAD USER COLLISION PREVENTION}System and Method for Preventing Traffic Vulnerable Collision {SYSTEM AND METHOD FOR VULNERABLE ROAD USER COLLISION PREVENTION}

본 발명은 교통 취약자(VRU; vulnerable road user)가 차량의 계획된 주행 경로 내에 있을지 여부를 결정하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 VRU의 취약 영역 및 차량의 계획된 경로들과의 교차점을 결정함으로써 차량과 VRU 사이의 충돌을 더 정확하게 방지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for determining whether a vulnerable road user (VRU) is within a planned driving route of a vehicle, and more particularly to an intersection of a vulnerable road user (VRU) and planned routes of the vehicle. A system and method for more accurately preventing a collision between a vehicle and a VRU by determining

미국 도로교통안전국(NHTSA; National Highway Traffic Safety Administration)이 실시한 최근의 조사에 기초하면, 차량 충돌로 인해 수천 명의 교통 취약자들이 부상당했다. 예를 들어, 차량 충돌은 보행자들, 자전거 운전자들, 도로 작업자들 등 모든 고려 가능한 VRU들에게 많은 양의 사망 및 부상을 초래하였다. 도 1은 차량이 보행자에게 부상을 초래하는 다양한 상황들을 예시한다. 예를 들어, 도 1은 수직인 이동 방향(heading)들(예를 들어, 보행자 이동 방향이 차량의 이동 방향을 가로지르는 것), 동일한 이동 방향들 및 차량에 의한 갑작스러운 회전 등을 포함하는 상황들을 포함한다. 이러한 예들은 NHTSA에 의해 실시된 진행중인 조사에 기초한다. Based on a recent survey conducted by the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), thousands of vulnerable traffic have been injured as a result of vehicle crashes. For example, vehicle crashes have resulted in a high number of deaths and injuries to all conceivable VRUs: pedestrians, cyclists, road workers. 1 illustrates various situations in which a vehicle may cause injury to a pedestrian. For example, FIG. 1 shows a situation involving vertical headings (eg, pedestrian heading crossing the vehicle's heading), identical headings and a sudden turn by the vehicle, etc. include them These examples are based on an ongoing investigation conducted by NHTSA.

따라서, 차량들과 주변 인프라구조들 사이의 통신을 가능하게 하고 이러한 유형들의 부상을 감소시키기 위해 무선 기술이 계속적으로 개선되고 있다. 이러한 유형의 통신은 차량들 사이에 기본적인 안전 정보를 송신하여 임박한 충돌들에 관해 운전자들에게 경고를 용이하게 할 수 있다. 차량 대 차량(V2V) 통신들은 인근 차량들 사이의 동적 무선 데이터 교환을 수반하고, 이에 따라 주행 안전을 실질적으로 향상시킨다. V2V 통신은 차량 속도, 이동 방향, 위치, 경로 이력 등에 관한 메시지들을 다른 차량들에 송신하고 주변 차량들로부터 유사한 메시지들을 수신하기 위해 온보드 전용 단거리 통신(on-board DSRC; on-board dedicated short-range communication) 시스템들을 사용한다. 기본 안전 메시지들(BSM; Basic Safety Message)로 알려진 이러한 메시지들은 차량 위치 및 속도를 검출하는 GPS(Global Positioning System)와 같은 차량 기반이 아닌 기술들을 사용하여, 또는 차량에 탑재된 컴퓨터 시스템으로부터 얻어진 데이터를 갖는 차량 기반 센서 데이터를 사용하여 얻어질 수 있다. Accordingly, wireless technology continues to improve to enable communication between vehicles and the surrounding infrastructure and reduce these types of injuries. This type of communication can transmit basic safety information between vehicles to facilitate warning drivers about impending collisions. Vehicle-to-vehicle (V2V) communications involve dynamic wireless data exchange between nearby vehicles, thereby substantially improving driving safety. V2V communication is on-board dedicated short-range communication (DSRC) to send messages about vehicle speed, direction of travel, location, route history, etc. to other vehicles and to receive similar messages from surrounding vehicles. communication) systems. These messages, known as Basic Safety Messages (BSMs), use non-vehicle-based technologies such as the Global Positioning System (GPS) to detect vehicle position and speed, or data obtained from a computer system on board the vehicle. It can be obtained using vehicle-based sensor data with

이러한 V2V 통신 기술을 휴대용 장치들을 사용한 차량 대 보행자 통신에 적용하기 위해 추가적인 연구가 계속적으로 실시되고 있다. 이러한 통신은 보행자 및 차량 모두가 계획된 차량 경로에 관한 메시지들을 수신하여 경로에 따른 잠재적인 충돌들을 회피하도록 허용한다. 그러나, 이러한 통신의 정확도를 개선하고, 충돌 예측의 정확도를 개선하며, 또한 보행자 외로 확장시켜 모든 교통 취약자들(예를 들어, 상이한 속도로 이동하는 VRU들)을 포함시킴으로써, 전체적인 도로 안전을 더욱 개선하기 위한 개발이 여전히 진행되고 있다. Additional research is continuously being conducted to apply this V2V communication technology to vehicle-to-pedestrian communication using portable devices. This communication allows both the pedestrian and the vehicle to receive messages about the planned vehicle route to avoid potential collisions along the route. However, by improving the accuracy of these communications, improving the accuracy of crash prediction, and also extending beyond pedestrians to include all traffic vulnerable (e.g. VRUs moving at different speeds), overall road safety is further improved. Development to improve is still ongoing.

이 섹션에 개시된 상기 정보는 단지 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이고, 따라서 본 국가에서 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 이미 공지된 선행 기술을 형성하지 않는 정보를 포함할 수 있다.The information disclosed in this section is intended only to enhance the understanding of the background of the present invention and may therefore contain information which does not constitute prior art already known to those skilled in the art in this country.

본 발명은 VRU의 취약 영역 및 차량의 계획된 주행 경로와의 교차점을 더 정확하게 결정함으로써 차량과 VRU의 충돌을 방지하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for preventing collisions between a vehicle and a VRU by more accurately determining the intersection of the VRU's vulnerable area and the vehicle's planned driving path.

본 발명의 하나의 양상에 따르면, 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법은, (예를 들어, DSRC를 통해) VRU의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터를 VRU 장치로부터 수신하는 단계, 및 VRU 장치로부터 수신된 데이터 및 차량의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터에 기초하여 VRU의 취약 영역을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들이 계산될 수 있고, 교차점들에 기초하여 충돌 시간이 계산될 수 있다. 추가적으로, 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고가 출력될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a method for preventing collision between a vehicle and a VRU includes receiving data including speed, location, and direction of movement of a VRU from a VRU device (eg, through DSRC); and calculating a vulnerable area of the VRU based on data received from the VRU device and data including the speed, location, and moving direction of the vehicle. Intersections between the vulnerable area and the planned vehicle path may be calculated, and a time of impact may be calculated based on the intersection points. Additionally, a warning may be output to the driver based on the time of impact.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 본 방법은 VRU 및 차량 데이터를 사용하여 VRU 및 차량이 동일한 임계 고도 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그 다음, VRU 및 차량이 동일한 임계 고도 내에 있다고 결정하는 것에 대한 응답으로, VRU와 차량 사이에 이동방향 차이가 존재하는지 여부가 검출될 수 있다. 가능한 충돌들이 발생할 수 있는 포인트들을 결정하기 위해, 이동방향 차이를 검출하는 것에 대한 응답으로 교차점들이 계산될 수 있다. According to another exemplary embodiment of the present invention, the method may further include determining whether the VRU and vehicle are within the same threshold altitude using the VRU and vehicle data. Then, in response to determining that the VRU and the vehicle are within the same threshold altitude, it can be detected whether a direction of travel difference exists between the VRU and the vehicle. Intersection points may be calculated in response to detecting the direction of travel difference to determine points at which possible collisions may occur.

또한, 이동방향 차이의 검출은 VRU의 이동방향과 차량의 이동방향 사이의 차이를 계산하는 것, 및 VRU이 계획된 차량 경로 내에 있는지 여부를 결정하기 위해, 계산된 차이를 최대 이동방향 차이(예를 들어, 방향 임계치)와 비교하는 것을 포함할 수 있다. VRU의 위치 및 차량의 위치는 GPS로부터 수신된 좌표에 기초하여 결정될 수 있다. VRU의 방향은 VRU의 마지막 위치 및 현재 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 추가적으로, VRU의 취약 영역은 VRU의 최대 속도 및 VRU의 반응 시간을 사용하여 계산될 수 있고, 차량의 계획된 경로는 차량의 요(yaw) 레이트 및 속도를 사용하여 계산될 수 있다. In addition, the detection of the direction of travel difference is to calculate the difference between the direction of motion of the VRU and the direction of motion of the vehicle, and to determine whether the VRU is within the planned vehicle path, the calculated difference is the maximum direction of travel difference (e.g. eg, a direction threshold). The location of the VRU and the location of the vehicle may be determined based on the coordinates received from the GPS. The orientation of the VRU may be determined based on the last location and the current location of the VRU. Additionally, the VRU's weak area can be calculated using the VRU's maximum speed and the VRU's reaction time, and the vehicle's planned path can be calculated using the vehicle's yaw rate and speed.

추가적으로, 충돌 시간의 계산은, 계획된 차량 경로와 VRU의 충돌 시간을 계산하는 것, 및 취약 영역과 차량의 충돌 시간을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 또한 계획된 차량 경로와 VRU의 충돌 시간 및 취약 영역과 차량의 충돌 시간을 비교하는 단계, 및 계획된 차량 경로와 VRU의 충돌 시간이 취약 영역과 차량의 충돌 시간 내에 있는 경우 운전자에게 경고를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 운전자에게 출력되는 경고는 잠재적인 충돌을 회피하기 위한 추천된 운전 조작을 포함할 수 있고, 음향, 햅틱 좌석 또는 스티어링, 이미지 등의 형태일 수 있다. Additionally, calculating the time of impact may include calculating the time of impact of the VRU with the planned vehicle path, and calculating the time of impact of the vehicle with the vulnerable area. The method also includes comparing the collision time of the VRU with the planned vehicle path and the vehicle's collision time with the vulnerable area, and outputting a warning to the driver if the planned vehicle path and the VRU's collision time are within the vehicle's collision time with the vulnerable area. steps may be included. Warnings output to the driver may include recommended driving maneuvers to avoid potential collisions, and may be in the form of sounds, haptic seats or steering, images, and the like.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템은 프로세서, 및 프로세서에 의해 실행 가능한 프로세스를 저장하도록 구성되는 메모리를 포함할 수 있다. 프로세스는 프로세서에 의해 실행되는 경우, VRU의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터를 VRU 장치로부터 수신하고, VRU 장치로부터 수신된 데이터 및 차량의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터에 기초하여 VRU의 취약 영역을 계산하도록 동작 가능할 수 있다. 추가적으로, 프로세스는, 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들을 계산하고, 교차점들에 기초하여 충돌 시간을 계산하고, 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력하도록 동작 가능할 수 있다. According to another aspect of the present invention, a system for preventing a vehicle from colliding with a VRU may include a processor and a memory configured to store a process executable by the processor. The process, when executed by the processor, receives data including the speed, position and direction of movement of the VRU from the VRU device, and based on the data received from the VRU device and the data including the speed, position and direction of movement of the vehicle It may be operable to calculate a VRU's area of weakness. Additionally, the process may be operable to calculate intersections between the vulnerable area and the planned vehicle path, calculate a time of impact based on the intersections, and output a warning to the driver based on the time of impact.

본 발명의 다른 양상들이 아래에 개시된다.Other aspects of the invention are disclosed below.

본 발명의 실시예들은 다음과 같은 효과를 갖는다.Embodiments of the present invention have the following effects.

첫째, VRU가 계획된 차량 경로와 교차할지 여부는 VRU의 취약 영역을 계산함으로써 더 정확하게 결정된다. First, whether a VRU will intersect with the planned vehicle path is more accurately determined by calculating the VRU's vulnerable area.

둘째, 계획된 차량 경로와 VRU의 취약 영역 사이의 교차점을 결정하는 것에 기초하여, VRU와의 충돌을 회피하기 위해 추천되는 차량 조작이 운전자에게 제공된다. 따라서, 보행자들, 자전거 운전자들 등과 같은 VRU들과의 잠재적인 충돌을 방지함으로써, 추가적인 센서들 또는 하드웨어 없이도 운전 안전이 실질적으로 개선되고, 따라서 전반적인 비용에서의 증가를 방지한다.Second, based on determining the intersection between the planned vehicle path and the vulnerable area of the VRU, the driver is provided with a recommended vehicle operation to avoid collision with the VRU. Thus, by avoiding potential collisions with VRUs such as pedestrians, cyclists, etc., driving safety is substantially improved without additional sensors or hardware, thus avoiding an increase in overall cost.

본 개시 내용의 상기 및 다른 목적들, 특징들, 및 이점들은, 첨부한 도면들과 연계한 하기 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 예시적인 충돌 시나리오들을 예시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량과 교통 취약자(VRU)의 충돌을 방지하기 위한 시스템을 예시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량에 대한 VRU의 위치의 결정을 예시한다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량에 대한 VRU의 위치를 결정하기 위한 접점의 2개의 포인트의 결정을 예시한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.These and other objects, features, and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
1 illustrates example crash scenarios according to the prior art.
2 illustrates a system for preventing collisions between vehicles and traffic vulnerable persons (VRUs) according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 illustrates the determination of the location of a VRU relative to a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A-4B illustrate the determination of two points of contact for determining the position of a VRU relative to a vehicle according to exemplary embodiments of the present invention.
5 is a flow chart illustrating a method for preventing a vehicle from colliding with a VRU according to an exemplary embodiment of the present invention.

본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "차량" 또는 "차량의" 또는 다른 유사한 용어는, 일반적으로 자동차들, 예를 들어 SUV(sports utility vehicles)를 포함하는 승용차들, 버스들, 트럭들, 다양한 상업용 차량들, 다양한 보트들 및 배를 포함하는 선박, 항공기 등을 포함하며, 하이브리드 자동차들, 전기 자동차들, 연소, 플러그 인 하이브리드 전기 자동차들, 수소 전력 자동차들 및 다른 대안적인 연료(예를 들어, 석유 이외의 자원들로부터 유도되는 연료)의 차량들을 포함하는 것으로 이해된다. As used herein, the term “vehicle” or “vehicular” or other similar term generally refers to automobiles, for example cars, including sports utility vehicles (SUVs), buses, trucks, and various commercial vehicles. hybrid vehicles, electric vehicles, combustion, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen-powered vehicles and other alternative fuels (e.g. petroleum fuels derived from other sources).

예시적인 실시예는 예시적인 프로세스를 수행하기 위해 복수의 유닛들을 사용하는 것으로 설명되지만, 예시적인 프로세스들은 또한 하나의 또는 복수의 모듈들에 의해 수행될 수 있음을 이해하여야 한다. 추가적으로, 제어기/제어 유닛이라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있음을 이해하여야 한다. 메모리는 모듈들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 추로로 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 상기 모듈들을 실행하도록 특별히 구성된다. Although an exemplary embodiment is described using a plurality of units to perform an exemplary process, it should be understood that the exemplary processes may also be performed by one or a plurality of modules. Additionally, it should be understood that the term controller/control unit can refer to a hardware device that includes a memory and a processor. The memory is configured to store modules, and the processor is specifically configured to execute the modules to perform one or more processes, further described below.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 제어 로직은, 프로세서, 제어기/제어 유닛 등에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체 상에서 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들의 예들은 ROM, RAM, 컴팩트 디스크(CD) ROM들, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 또한 네트워크에 결합된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 컴퓨터 판독가능 매체가, 예를 들어 텔레매틱스 서버(telematics server) 또는 제어기 영역 네트워크(CAN; Controller Area Network)와 같은 분산 방식으로 저장 및 실행될 수 있다. In addition, control logic according to an embodiment of the present invention may be implemented as a non-transitory computer readable medium on a computer readable medium including executable program instructions executed by a processor, a controller/control unit, or the like. Examples of computer readable media include, but are not limited to, ROM, RAM, compact disk (CD) ROMs, magnetic tapes, floppy disks, flash drives, smart cards, and optical data storage devices. The computer readable recording medium is also distributed in computer systems coupled to the network so that the computer readable medium is stored in a distributed manner such as, for example, a telematics server or a controller area network (CAN). and can be executed.

본원에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 단수형 표현들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시하지 않으면, 복수형 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 용어들 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 오퍼레이션들, 엘리먼트들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 추가로 이해해야 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관된 나열된 항목들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 결합들을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprises" and/or "comprising" specify the presence of recited features, integers, steps, operations, elements and/or components, but not other features. It should be further understood that does not exclude the presence or addition of one or more of s, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

본원에서 사용되는 바와 같이, 구체적으로 언급되거나 문맥으로부터 명백하지 않는 한, 용어 "약"은 본 기술 분야에서 통상의 공차 범위 내, 예를 들어 평균의 2 표준편차 내로 이해된다. "약"은 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% 또는 0.01% 내인 것으로 이해될 수 있다. 문맥으로부터 달리 명백하지 않으면, 본원에 제공된 모든 수치 값들은 용어 "약"에 의해 수정된다. As used herein, unless specifically stated or clear from context, the term "about" is understood to be within a range of tolerance customary in the art, eg, within 2 standard deviations of the mean. "About" means within 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% or 0.01% of a stated value. can be understood as Unless clear otherwise from the context, all numerical values provided herein are modified by the term “about”.

본 발명의 실시예는, 교통 취약자(VRU)가 차량의 계산된 계획된 경로(예를 들어, 차량이 주행되고 있는 특정 영역 및 장래의 영역) 상에 도달할 수 있는 가장 가까운 포인트들을 결정할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 방법 및 시스템은 또한 취약 영역 내의 VRU가 VRU의 계획된 경로를 벗어난 포인트들을 포함하는 그러한 가장 가까운 포인트들에 도달하는데 요구되는 시간 간격을 계산할 수 있다. 추가적으로, 본 방법 및 시스템은 차량이 현재 차량 상태에 기초하여 교차 영역에 도달할 시간을 계산할 수 있고, 그 시간을 VRU가 교차 영역에 도달할 계산된 시간과 비교할 수 있다. 따라서, 제공된 시스템 및 방법은, 충돌 위험이 존재 함에도 불구하고 차량과 VRU(예를 들어, 보행자, 장애물 등) 사이의 충돌이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Embodiments of the present invention provide a method for determining the nearest points that a traffic vulnerable person (VRU) can reach on a vehicle's calculated planned route (eg, a specific area the vehicle is traveling on and a future area). Systems and methods are provided. The method and system may also calculate the time interval required for a VRU within a vulnerable area to reach those nearest points, including points outside the VRU's planned path. Additionally, the method and system may calculate a time for the vehicle to reach the intersection based on current vehicle conditions, and compare that time to the calculated time for the VRU to reach the intersection. Thus, the provided systems and methods can prevent collisions between vehicles and VRUs (eg, pedestrians, obstacles, etc.) from occurring despite the presence of a risk of collision.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량과 VRU 장치 사이의 VRU 통신을 위한 차량용 아키텍처의 예를 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주행 차량의 차량 제어기(105)는 VRU의 VRU 장치(110)와 통신하여, 차량의 인근에 위치된 VRU로부터 메시지(115)(예를 들어, BSM들)를 수신할 수 있다. 특히, 차량 및 VRU 장치(110) 각각은 무선으로(over the air) 메시지들(115)을 송신 및 수신하기 위한 DSRC 안테나를 구비할 수 있고, 이에 따라 차량과 VRU 사이에 무선 통신 네트워크를 형성한다. 메시지들은 VRU에 관해 연속적으로 수신된 데이터에 대해 주기적으로(예를 들어, 매 100 msec마다) 송신될 수 있다. 추가적으로, 메시지들(115)은 다양한 정보 데이터(예를 들어, VRU의 위치, 속도, 이동방향, 경로 이력 등)를 포함할 수 있고, 메시지들(115)에 포함된 정보는 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS)(120)으로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, GNSS(120)는 데이터를 수집할 수 있고, 데이터는 그 후 송신된 메시지들(115)에 반영될 수 있다. 즉, GNSS(120)를 통해 수신된 데이터는 메시지(115) 내의 VRU의 좌표를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 2 illustrates an example of a vehicular architecture for VRU communication between a vehicle and a VRU device according to an exemplary embodiment of the present invention. 2, the vehicle controller 105 of the driving vehicle communicates with the VRU unit 110 of the VRU to receive messages 115 (eg BSMs) from VRUs located in the vicinity of the vehicle. can do. In particular, each of the vehicle and VRU device 110 may have a DSRC antenna for transmitting and receiving messages 115 over the air, thereby forming a wireless communication network between the vehicle and the VRU. . Messages may be sent periodically (eg, every 100 msec) for continuously received data on the VRU. Additionally, the messages 115 may include various information data (eg, location, speed, direction of movement, route history of the VRU, etc.), and the information included in the messages 115 may include a global navigation satellite system ( GNSS) (120). For example, GNSS 120 may collect data, which may then be reflected in transmitted messages 115 . That is, data received via GNSS 120 may be used to indicate the VRU's coordinates in message 115 .

추가적으로, 차량 제어기(105)는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)(125a), 제어기 영역 네트워크(CAN) 버스(125b) 및 차량 센서들(125c)과 같은 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있는 차량의 통신 버스(125)로부터 주행 차량 자체에 관한 유사한 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. GPS(125a)는 GPS 위성들로부터 데이터를 수신하기 위해 사용된다. 따라서, 차량 속도, 이동방향, 위치 등과 같은 정보는 GPS(125a)를 통해 수신된 데이터로부터 반영될 수 있다. GPS(125a)로부터의 데이터는 또한 차량의 좌표를 나타내기 위해 사용될 수 있다. VRU와 차량 사이의 통신은 이들 사이의 충돌을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 이 정보는 VRU가 차량의 계획된 경로 내에 있을지 여부를 결정하기 위해, 아래에서 논의되는 다양한 계산들에 사용될 수 있다. VRU가 계획된 경로 내에 있는 것으로 결정되면, 운전자에게 경고가 출력될 수 있다. 경고는 차량 제어기(105)에 의해 차량 내의 디스플레이 장치(130) 상에 출력될 수 있다. 경고는 본원에서 아래에 더 상세하게 설명될 것이다 Additionally, the vehicle controller 105 may include various components such as a global positioning system (GPS) 125a, a controller area network (CAN) bus 125b, and vehicle sensors 125c. ) to receive similar data about the driving vehicle itself. GPS 125a is used to receive data from GPS satellites. Accordingly, information such as vehicle speed, direction of movement, location, etc. may be reflected from data received through the GPS 125a. Data from GPS 125a may also be used to indicate the vehicle's coordinates. Communication between the VRU and the vehicle may be used to prevent collisions between them. That is, this information may be used in various calculations discussed below to determine whether the VRU is within the vehicle's planned path. If the VRU is determined to be within the planned route, a warning may be output to the driver. A warning may be output by the vehicle controller 105 on a display device 130 in the vehicle. Warnings will be described in more detail herein below

또한, 일단 VRU 장치(110)로부터의 메시지(115)가 차량 제어기(105)에 의해 수신되면, 차량의 위치에 대한 VRU의 위치가 결정될 수 있다. 먼저, VRU의 지구 중심 지구 고정(ECEF; Earth Centered Earth Fixed) 좌표는 ENU(East North Up) 좌표(Xenu, Yenu)로 변환될 수 있다. 좌표는 VRU(205)에 대한 차량(200)을 도시하는 도 3에 표현된다. 특히, 좌표는 아래에 나타난 바와 같이 변환될 수 있다. Further, once the message 115 from the VRU device 110 is received by the vehicle controller 105, the location of the VRU relative to the location of the vehicle can be determined. First, Earth Centered Earth Fixed (ECEF) coordinates of the VRU may be converted into East North Up (ENU) coordinates (Xenu, Yenu). Coordinates are represented in FIG. 3 which shows vehicle 200 relative to VRU 205 . In particular, coordinates can be transformed as shown below.

Figure 112017061121373-pat00001
Figure 112017061121373-pat00001

Figure 112017061121373-pat00002
Figure 112017061121373-pat00002

여기서, (XHV, YHV, ZHV)는 차량의 ECEF 좌표이고, (XVRU, YVRU, ZVRU) 는 VRU(예를 들어, 보행자, 자전거 운전자)의 ECEF 좌표이며, (LATHV, LONGHV)는 차량의 위도와 경도 좌표이다. where (XHV, YHV, ZHV) is the ECEF coordinates of the vehicle, (XVRU, YVRU, ZVRU) is the ECEF coordinates of the VRU (e.g., pedestrian, cyclist), and (LATHV, LONGHV) is the vehicle's latitude and is the longitude coordinate.

일단 좌표가 변환되면, VRU 고도와 차량 고도 사이의 차이가 미리 결정된 임계 고도(예를 들어, 최대 고도 차이)와 비교될 수 있다. VRU 고도에 관한 정보는 수신된 메시지들(115)에 포함될 수 있고, 차량 고도는 차량 통신 버스(125)를 사용하여 얻어질 수 있다. 고도 차이가 임계 고도보다 작으면 이동방향의 차이가 계산되어, VRU가 차량의 계획된 경로 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 특히 VRU의 현재 위치 및 마지막 위치를 사용하여, VRU의 이동방향은 다음 방정식을 사용하여 계산할 수 있다. Once the coordinates are converted, the difference between the VRU altitude and the vehicle altitude can be compared to a predetermined threshold altitude (eg, maximum altitude difference). Information regarding VRU altitude may be included in received messages 115 and vehicle altitude may be obtained using the vehicle communication bus 125 . If the altitude difference is less than the threshold altitude, the difference in direction of travel can be calculated to determine whether the VRU is within the vehicle's planned path. In particular, using the VRU's current position and last position, the direction of movement of the VRU can be calculated using the following equation.

Figure 112017061121373-pat00003
Figure 112017061121373-pat00003

차량의 이동방향

Figure 112017061121373-pat00004
은 차량 통신 버스(125)로부터 수신된 정보를 사용하여 결정될 수 있다. 차량의 이동방향은 또한 도 3의 그래프에 도시된다. 차량의 이동방향에 기초하여, 최대 이동방향 차이
Figure 112017061121373-pat00005
및 최소 이동방향 차이
Figure 112017061121373-pat00006
가 위협 영역으로 설정될 수 있다. 즉, VRU 이동방향과 차량 이동방향 사이의 차이는 이동방향 임계치(예를 들어, 최대 및 및 최소 이동방향 차이들)와 비교될 수 있다. VRU 이동방향과 차량 이동방향 사이의 차이가 최대 이동방향 차이보다 크거나 최소 이동방향 차이보다 작으면, VRU는 차량의 계획된 경로에 있지 않은 것으로 결정될 수 있다(예를 들어, 위협 영역을 벗어나 존재할 수 있다). 그러나, 이동방향 차이가 최소 이동방향 차이 이상이고 최대 이동방향 차이 이하인 경우(예를 들어,
Figure 112017061121373-pat00007
), VRU의 취약 영역은 도 3에 도시된 바 및 이하에서 설명하는 바와 같이 계산될 수 있다. direction of vehicle movement
Figure 112017061121373-pat00004
may be determined using information received from the vehicle communication bus 125. The direction of movement of the vehicle is also shown in the graph of FIG. 3 . Based on the moving direction of the vehicle, the maximum moving direction difference
Figure 112017061121373-pat00005
and minimum moving direction difference
Figure 112017061121373-pat00006
may be set as a threat area. That is, the difference between the VRU movement direction and the vehicle movement direction may be compared with a movement direction threshold (eg, maximum and minimum movement direction differences). If the difference between the VRU's direction of travel and the vehicle's direction of travel is greater than the maximum direction of travel difference or less than the minimum direction of travel difference, the VRU may be determined to be not on the planned path of the vehicle (e.g., may exist outside of a threat area). there is). However, if the movement direction difference is greater than the minimum movement direction difference and less than or equal to the maximum movement direction difference (for example,
Figure 112017061121373-pat00007
), the vulnerable area of the VRU can be calculated as shown in FIG. 3 and described below.

또한, 차량과 VRU 사이의 충돌을 방지하기 위해, 위에서 언급된 차량의 계획된 경로가 결정될 필요가 있다. 도 3은 곡률 중심에 대한 좌표를 사용하여 차량(200) 및 계획된 경로를 예시한다. 즉, 곡률 중심은 차량(200)의 계획된 경로의 곡률의 중심이다. 특히, 곡률 반경(

Figure 112017061121373-pat00008
)은 차량 통신 버스(125)로부터 차량 제어기(105)에 의해 수신된 차량의 요 레이트(
Figure 112017061121373-pat00009
) 및 차량 속도(
Figure 112017061121373-pat00010
)(아래에 도시된 바와 같이)를 사용하여 계산될 수 있다. 곡률 중심 (
Figure 112017061121373-pat00011
,
Figure 112017061121373-pat00012
)은 다음 방정식을 사용하여 계산될 수 있다. Also, to prevent a collision between the vehicle and the VRU, the above-mentioned planned path of the vehicle needs to be determined. 3 illustrates a vehicle 200 and a planned path using coordinates for the center of curvature. That is, the center of curvature is the center of curvature of the planned route of vehicle 200 . In particular, the radius of curvature (
Figure 112017061121373-pat00008
) is the yaw rate of the vehicle received by the vehicle controller 105 from the vehicle communication bus 125 (
Figure 112017061121373-pat00009
) and vehicle speed (
Figure 112017061121373-pat00010
) (as shown below). Center of curvature (
Figure 112017061121373-pat00011
,
Figure 112017061121373-pat00012
) can be calculated using the equation:

Figure 112017061121373-pat00013
`
Figure 112017061121373-pat00013
`

Figure 112017061121373-pat00014
Figure 112017061121373-pat00014

Figure 112017061121373-pat00015
Figure 112017061121373-pat00015

앞서 논의된 바와 같이, VRU가 차량의 경로 내에 있다고 결정되면, VRU의 취약 영역이 또한 계산될 수 있다. 취약 영역은 VRU 주변의 원으로 표현할 수 있다. 따라서, 이러한 영역은, VRU가 위치될 수 있는 가능한 영역을 확장시키고 차량과 VRU 사이의 잠재적인 충돌을 결정하는 정확도를 증가시키도록 결정될 수 있다. 즉, VRU를 중심으로 한 영역은 VRU 장치(110)로부터 마지막으로 수신된 메시지(115)에 기초하여 각각의 순간에 VRU의 최대 가능성 있는(likelihood) 위치를 표시한다. 취약 영역의 반경(R)은 먼저 다음 방정식을 사용하여 계산될 수 있다. As discussed above, if it is determined that the VRU is in the path of the vehicle, the VRU's area of weakness may also be calculated. The weak area can be expressed as a circle around the VRU. Accordingly, this area can be determined to expand the possible area where the VRU can be located and increase the accuracy of determining a potential collision between the vehicle and the VRU. That is, the area centered on the VRU indicates the most likely location of the VRU at each instant based on the last message 115 received from the VRU device 110 . The radius of the zone of weakness (R) can be first calculated using the following equation:

Figure 112017061121373-pat00016
Figure 112017061121373-pat00016

여기서,

Figure 112017061121373-pat00017
는 VRU의 최대 속도이고,
Figure 112017061121373-pat00018
는 VRU의 반응 시간이다. VRU의 속도는 VRU의 유형에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 속도는 VRU가 보행자인 경우 더 낮을 수 있고, VRU가 자전거 운전자인 경우 더 높을 수 있다. here,
Figure 112017061121373-pat00017
is the maximum speed of the VRU,
Figure 112017061121373-pat00018
is the response time of the VRU. The speed of the VRU may vary based on the type of VRU. For example, the speed may be lower if the VRU is a pedestrian and higher if the VRU is a cyclist.

그 다음, 계산된 반경(R)을 사용하여, 다음 방정식으로부터 도 4a에 도시된 바와 같이 원이 결정될 수 있다.Then, using the calculated radius R, a circle can be determined as shown in FIG. 4A from the following equation.

Figure 112017061121373-pat00019
Figure 112017061121373-pat00019

추가적으로, 곡률 중심 및 결정된 취약 영역을 사용하여, VRU(205)와 차량(200) 사이의 교차점을 결정하기 위해 사용될 수 있는 취약 영역의 가장자리들을 이에 따라 계산하기 위해 접점의 2 개의 포인트들이 결정될 수 있다. 접점의 포인트들을 결정하기 위해, VRU(205)를 중심으로 한 원의 중심에 곡률 중심을 연결하는 포인트인 중간 포인트(M)가 도 4b에 도시된 바와 같이 결정될 수 있다. 중간 포인트(M)의 좌표는 다음과 같이 결정될 수 있다.Additionally, using the center of curvature and the determined area of weakness, two points of contact can be determined to compute accordingly the edges of the area of weakness that can be used to determine the point of intersection between the VRU 205 and the vehicle 200. . To determine the points of contact, an intermediate point M, which is a point connecting the center of curvature to the center of a circle centered on the VRU 205, may be determined as shown in FIG. 4B. The coordinates of the intermediate point M can be determined as follows.

Figure 112017061121373-pat00020
Figure 112017061121373-pat00020

Figure 112017061121373-pat00021
Figure 112017061121373-pat00021

또한 도 4b에 도시된 바와 같이, 중간 포인트의 좌표 (

Figure 112017061121373-pat00022
,
Figure 112017061121373-pat00023
)가 결정되면, 중간 포인트(M)를 중심으로 한 원의 반경은 다음과 같이 결정될 수 있다.Also, as shown in FIG. 4B, the coordinates of the intermediate point (
Figure 112017061121373-pat00022
,
Figure 112017061121373-pat00023
) is determined, the radius of the circle centered on the intermediate point M can be determined as follows.

Figure 112017061121373-pat00024
Figure 112017061121373-pat00024

Figure 112017061121373-pat00025
중간 포인트 원의 반경을 결정한 후, 원 자체는 도 4b에 도시된 바와 같이 결정될 수 있다. 중간 포인트 원과 취약 영역(예를 들어, VRU 원)이 교차하는 포인트들이 접점 포인트들((
Figure 112017061121373-pat00026
))로서 간주된다. 즉, 이러한 포인트들은 VRU와 차량 사이의 잠재적인 충돌 포인트들을 표시한다. 따라서, 차량(200)의 계획된 경로와의 교점은 접점의 2 개의 포인트들과 곡률 중심 사이의 법선들을 사용하여 계산될 수 있다. 특히, 교점들은 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112017061121373-pat00025
After determining the radius of the middle point circle, the circle itself can be determined as shown in Fig. 4b. Points where the intermediate point circle and the weak area (eg, VRU circle) intersect are contact points ((
Figure 112017061121373-pat00026
))). That is, these points indicate potential collision points between the VRU and the vehicle. Thus, the point of intersection with the planned path of the vehicle 200 can be calculated using the normals between the center of curvature and the two points of contact. In particular, the intersection points can be determined as follows.

Figure 112017061121373-pat00027
Figure 112017061121373-pat00027

Figure 112017061121373-pat00028
i=1, 2
Figure 112017061121373-pat00028
i=1, 2

Figure 112017061121373-pat00029
Figure 112017061121373-pat00029

여기서, (Xr, Yr)는 곡률 중심이고, (

Figure 112017061121373-pat00030
)는 접점 포인트들의 좌표이고, (
Figure 112017061121373-pat00031
는 차량의 계획된 경로와 접선의 교점이다. where (Xr, Yr) is the center of curvature, (
Figure 112017061121373-pat00030
) is the coordinates of the contact points, (
Figure 112017061121373-pat00031
is the intersection of the vehicle's planned route and the tangent.

상기 계산은 접점 포인트들에 기초하여 계획된 차량 경로 상의 교점들을 결정한다. 따라서, 이러한 포인트들은 임계치들 또는 계획된 경로를 따른 잠재적인 교차 가능 범위로 고려될 수 있다. 따라서, 취약 영역의 계산은 더 넓은 가능한 충돌 영역의 결정을 허용하고, 따라서 가능한 VRU 위치들이 증가하기 때문에 충돌의 회피를 개선시킨다. 추가적으로, VRU(205)의 실제 위치와 차량(200)의 계획된 경로 사이의 교차점이 결정될 수 있다. 특히, VRU 위치와 곡률 중심 사이의 법선의 교차점은 다음과 같이 계산될 수 있다. The calculation determines intersections on the planned vehicle route based on the junction points. Thus, these points can be considered as thresholds or potential crossing ranges along the planned route. Thus, the calculation of the area of weakness allows determination of a wider possible impact area, thus improving avoidance of a collision since possible VRU locations increase. Additionally, the intersection between the actual location of the VRU 205 and the planned route of the vehicle 200 may be determined. In particular, the intersection point of the normal between the VRU position and the center of curvature can be calculated as follows.

Figure 112022120109089-pat00063
Figure 112022120109089-pat00063

Figure 112022120109089-pat00064
Figure 112022120109089-pat00064

여기서,

Figure 112022120109089-pat00065
here,
Figure 112022120109089-pat00065

일단 교차점들이 계산되면, 그러한 포인트들에 도달할 잠재적인 시간이 고려된다. 특히, 상기 결정들은 접점 포인트들과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들에 대한 차량의 충돌 시간 (

Figure 112017061121373-pat00035
및
Figure 112017061121373-pat00036
) 뿐만 아니라 VRU 위치와 곡률 중심 사이의 교차점과 VRU의 충돌 시간 (
Figure 112017061121373-pat00037
) 둘 모두를 계산하기 위해 사용될 수 있다. Once intersection points are computed, potential times to reach those points are considered. In particular, the determinations determine the collision time of the vehicle for the intersections between the junction points and the planned vehicle route (
Figure 112017061121373-pat00035
and
Figure 112017061121373-pat00036
) as well as the intersection between the VRU position and the center of curvature and the collision time of the VRU (
Figure 112017061121373-pat00037
) can be used to compute both.

먼저, 차량 제어기(105)는 차량이 주행중인 특정 차선을 결정하도록 구성될 수 있다. 취약 영역(예를 들어, VRU를 중심으로 한 원) 상의 가장 가까운 포인트와 차량(200)이 주행하고 있는 도로 차선 사이의 거리는 다음 방정식을 사용하여 계산될 수 있다. First, the vehicle controller 105 may be configured to determine a particular lane in which the vehicle is traveling. The distance between the nearest point on the weak area (eg, the circle centered on the VRU) and the road lane on which the vehicle 200 is traveling may be calculated using the following equation.

Figure 112022042533151-pat00060
Figure 112022042533151-pat00060

다음으로, 접점 포인트들과 차량의 계획된 경로 사이의 교차점들 (예를 들어,

Figure 112017061121373-pat00039
및
Figure 112017061121373-pat00040
) 각각과 차량 위치 사이의 거리가 다음 방정식들을 사용하여 계산될 수 있다.Next, the points of intersection between the junction points and the planned route of the vehicle (e.g.
Figure 112017061121373-pat00039
and
Figure 112017061121373-pat00040
) can be calculated using the following equations:

Figure 112017061121373-pat00041
Figure 112017061121373-pat00041

Figure 112017061121373-pat00042
Figure 112017061121373-pat00042

그 다음, 접점 포인트들 (XVRU1, YVRU1) 및 (XVRU2, YVRU2)에 기초한 계획된 경로 상의 교차점들에 차량이 도달할 시간은 다음과 같이 계산될 수 있다. Then, the time for the vehicle to reach intersections on the planned route based on the junction points (X VRU1 , Y VRU1 ) and (X VRU2 , Y VRU2 ) can be calculated as follows.

Figure 112017061121373-pat00045
Figure 112017061121373-pat00045

Figure 112017061121373-pat00046
Figure 112017061121373-pat00046

여기서, 차량 내에 장착된 다양한 센서들(125c)에 의해 차량 속도가 측정될 수 있다. 예를 들어, 속도 센서는 차량 속도를 차량 제어기(105)에 송신하도록 구성될 수 있다. Here, the vehicle speed may be measured by various sensors 125c installed in the vehicle. For example, a speed sensor may be configured to transmit vehicle speed to vehicle controller 105 .

또한, VRU 위치와 곡률 중심 사이의 교차점(

Figure 112022042533151-pat00047
)에 VRU가 도달할 수 있는 가능한 시간은 다음과 같이 계산될 수 있다. In addition, the intersection between the VRU location and the center of curvature (
Figure 112022042533151-pat00047
) can be calculated as follows:

Figure 112017061121373-pat00048
Figure 112017061121373-pat00048

따라서, 단지 VRU의 위치 오프셋 또는 위치와는 대조적으로 VRU의 취약 영역을 사용하는 것은, 취약 영역 내의 VRU 위치 분포의 모든 랜덤 값들에 대한 가능한 충돌 시간들의 계산을 허용한다. 따라서, 잠재적인 충돌에 관한 경고를 운전자에게 제공하는 정확도가 상당히 증가된다. Thus, using the VRU's vulnerable area as opposed to just the VRU's position offset or location allows calculation of possible impact times for all random values of the VRU position distribution within the vulnerable area. Thus, the accuracy of providing the driver with a warning about a potential collision is significantly increased.

예를 들어, 차량의 운전자는 상기 계산들을 사용하여 VRU가 차량의 계획된 경로를 따라 위치될 수 있다고 결정되는 경우 경고를 받을 수 있다. 특히, k의 임의의 값에 대해,

Figure 112017061121373-pat00049
이면, 경고가 출력될 수 있다. 상기 관계가 충족되는 것으로 차량 제어기(105)가 결정하는 경우, 차량 내에 장착된 디스플레이 장치(130)(예를 들어, 클러스터, 헤드 업 디스플레이 등) 상에 경고가 출력될 수 있다. 경고는 음향, 햅틱 좌석 또는 스티어링, 이미지들 등과 같은 다양한 출력들의 형태일 수 있다. 경고는 또한 잠재적인 충돌을 회피하는 추천을 운전자에게 제공하는 특정 운전 조작일 수 있다. 예를 들어, 스티어링 명령 또는 감속 명령에 관한 추천이 출력될 수 있다. For example, a driver of a vehicle may be alerted if it is determined using the above calculations that a VRU may be located along the vehicle's planned route. In particular, for any value of k,
Figure 112017061121373-pat00049
, a warning may be output. If the vehicle controller 105 determines that the relationship is satisfied, a warning may be output on a display device 130 (eg, cluster, head-up display, etc.) mounted in the vehicle. Alerts can be in the form of various outputs such as sound, haptic seat or steering, images, and the like. Warnings can also be specific driving maneuvers that provide the driver with recommendations on avoiding potential collisions. For example, a recommendation regarding a steering command or deceleration command may be output.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법을 예시하는 흐름도를 제공한다. 본원에서 아래에 설명되는 방법은 차량(200) 내에 장착된 차량 제어기(105)에 의해 실행될 수 있다. According to another aspect of the present invention, FIG. 5 provides a flow chart illustrating a method for preventing collisions of a vehicle and a VRU according to an exemplary embodiment of the present invention. The methods described herein below may be executed by a vehicle controller 105 mounted within vehicle 200 .

특히, 차량 제어기(105)는 DSRC를 통해 VRU 장치로부터 메시지를 수신하고(S600), 그에 따라 VRU(205)의 위치, 속도 및 이동방향을 포함하는 정보를 메시지로부터 추출(S605)하도록 구성될 수 있다. 다음으로, 차량 제어기(105)는 차량의 통신 버스(125)로부터 차량(200)의 위치, 속도 및 이동방향을 수신하도록 구성될 수 있다(S610). VRU 및 차량 모두에 관해 수신된 데이터는 ECEF 좌표로 제공될 수 있다. 따라서, 차량 제어기(105)는 ECEF 좌표를 ENU 좌표로 변환하도록 구성될 수 있다(S615). 그 다음, 차량 위치와 관련하여 VRU의 위치를 결정하기 위해, 차량 제어기(105)는 VRU와 차량이 동일한 임계 고도 내에 있는지를 결정하도록 구성될 수 있다(S620). 즉, VRU 고도와 차량 고도 사이의 차이는 최대 고도 차이(예를 들어, 임계 고도)와 비교될 수 있다. 고도 차이가 최대 고도 차이와 동일하거나 그보다 큰 경우, 프로세스는 S600으로 리턴할 수 있고, 차량 제어기(105)는 VRU 장치(110)로부터 메시지들(115)을 계속 수신할 수 있다. In particular, the vehicle controller 105 may be configured to receive a message from the VRU device through the DSRC (S600), and accordingly extract information including the location, speed, and direction of movement of the VRU 205 from the message (S605). there is. Next, the vehicle controller 105 may be configured to receive the position, speed and direction of movement of the vehicle 200 from the vehicle's communication bus 125 (S610). Data received regarding both the VRU and the vehicle may be provided in ECEF coordinates. Accordingly, the vehicle controller 105 may be configured to convert ECEF coordinates into ENU coordinates (S615). Then, to determine the position of the VRU with respect to the vehicle position, the vehicle controller 105 may be configured to determine whether the VRU and the vehicle are within the same threshold altitude (S620). That is, the difference between the VRU altitude and the vehicle altitude may be compared with the maximum altitude difference (eg, threshold altitude). If the altitude difference is greater than or equal to the maximum altitude difference, the process may return to S600 and the vehicle controller 105 may continue to receive messages 115 from the VRU device 110 .

한편, 고도 차가 최대 고도 차이보다 작으면, 차량 제어기(105)는 VRU와 차량 사이의 이동방향 차이가 이동방향 임계치 이내인지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다(S625). 특히, VRU 이동방향과 차량 이동방향 사이의 이동방향 차이는 최대 이동방향 차이 및 최소 이동방향 차이와 비교될 수 있다. 계산된 이동방향 차이가 최대 이동방향 차이보다 크거나 최소 이동방향 차이보다 작으면, 차량 제어기(105)는 VRU가 차량의 경로 내에 있지 않은 것으로 결정하도록 구성될 수 있다. 즉, VRU는 차량의 계획된 경로를 벗어나는 것으로 결정되고, 따라서 운전자에게 어떠한 경고도 출력되지 않고 프로세스는 S600으로 리턴할 수 있다. On the other hand, if the difference in altitude is smaller than the maximum difference in altitude, the vehicle controller 105 may be configured to determine whether the difference in the direction of movement between the VRU and the vehicle is within a threshold value in the direction of movement (S625). In particular, the movement direction difference between the VRU movement direction and the vehicle movement direction may be compared with a maximum movement direction difference and a minimum movement direction difference. If the calculated directional difference is greater than the maximum directional difference or less than the minimum directional difference, the vehicle controller 105 may be configured to determine that the VRU is not in the path of the vehicle. That is, the VRU is determined to deviate from the vehicle's planned route, so no warning is output to the driver and the process may return to S600.

그러나, 계산된 이동방향 차이가 최소 이동방향 차이 이상이고, 최대 이동방향 차이 이하이면, 차량 제어기(105)는 VRU의 취약 영역을 계산하도록 구성될 수 있다(S630). VRU의 취약 영역은 앞서 설명된 바와 같이 계산될 수 있다. 일단 취약 영역이 계산되면, 차량 제어기(105)는 취약 영역과 차량의 계획된 경로의 가능한 교차점들을 계산하도록 추가로 구성될 수 있다(S635). 이러한 교차점들의 계산은 본원에서 위에서 설명된 것과 동일하다. However, if the calculated movement direction difference is greater than or equal to the minimum movement direction difference and less than or equal to the maximum movement direction difference, the vehicle controller 105 may be configured to calculate a weak area of the VRU (S630). The VRU's area of weakness can be calculated as described above. Once the area of vulnerability is calculated, the vehicle controller 105 may be further configured to calculate possible intersections of the area of vulnerability with the vehicle's planned route (S635). The calculation of these intersection points is the same as described herein above.

또한, 차량 제어기(105)는 계산된 교차점들을 사용하여, VRU와 계획된 차량 경로의 충돌 시간(

Figure 112017061121373-pat00050
) 및 차량과 VRU의 취약 영역의 충돌 시간(
Figure 112017061121373-pat00051
및
Figure 112017061121373-pat00052
)을 결정하도록 구성될 수 있다(S640). 계산된 가능한 충돌 시간들에 기초하여, 차량 제어기(150)는 운전자에게 경고를 출력할지 여부를 결정하기 위해 충돌 시간들을 비교하도록 구성될 수 있다(S645). 특히, VRU와 계획된 차량 경로의 충돌 시간이 취약 영역의 포인트들에 대한 차량의 충돌 시간들 사이인 것으로 계산되는 경우(예를 들어,
Figure 112017061121373-pat00053
), 차량 제어기(105)는 차량의 운전자에 대한 경고를 생성하도록 구성될 수 있다(S650). 그러나, 계산된 충돌 시간이 그 결정된 범위 이내가 아니면, 프로세스는 S600으로 리턴할 수 있다. 따라서, 차량의 운전자는 충돌을 회피하기 위해 보행자, 자전거 운전자 또는 다른 교통 취약자들과의 잠재적인 충돌을 미리 경고받을 수 있다. 따라서, 주행 안전이 실질적으로 개선되고, VRU 충돌들에 대해 차량에 의해 초래되는 부상의 수가 감소된다. In addition, the vehicle controller 105 uses the calculated intersection points, the collision time of the VRU and the planned vehicle path (
Figure 112017061121373-pat00050
) and the collision time of the vehicle and the VRU's vulnerable area (
Figure 112017061121373-pat00051
and
Figure 112017061121373-pat00052
) may be configured to determine (S640). Based on the calculated possible times of impact, the vehicle controller 150 may be configured to compare the times of impact to determine whether to output a warning to the driver (S645). In particular, if the time of collision of the VRU and the planned vehicle path is calculated to be between the times of collision of the vehicle to points in the vulnerable area (e.g.,
Figure 112017061121373-pat00053
), the vehicle controller 105 may be configured to generate a warning to the driver of the vehicle (S650). However, if the calculated collision time is not within the determined range, the process may return to S600. Thus, the driver of the vehicle can be forewarned of potential collisions with pedestrians, cyclists or other traffic vulnerable persons in order to avoid collisions. Thus, driving safety is substantially improved and the number of vehicle-induced injuries for VRU crashes is reduced.

앞서 설명된 바와 같이, 충돌 방지 방법 및 시스템은 하기 이점들을 제공할 수 있다. 첫째, VRU가 계획된 차량 경로와 교차할지 여부는 VRU의 취약 영역을 계산함으로써 더 정확하게 결정된다. 둘째, 계획된 차량 경로와 VRU의 취약 영역 사이의 교차점을 결정하는 것에 기초하여, VRU와의 충돌을 회피하기 위해 추천되는 차량 조작이 운전자에게 제공된다. 따라서, 보행자들, 자전거 운전자들 등과 같은 VRU들과의 잠재적인 충돌을 방지함으로써, 추가적인 센서들 또는 하드웨어 없이도 운전 안전이 실질적으로 개선되고, 따라서 전반적인 비용에서의 증가를 방지한다. As described above, the collision avoidance method and system can provide the following advantages. First, whether a VRU will intersect with the planned vehicle path is more accurately determined by calculating the VRU's vulnerable area. Second, based on determining the intersection between the planned vehicle path and the vulnerable area of the VRU, the driver is provided with a recommended vehicle operation to avoid collision with the VRU. Thus, by avoiding potential collisions with VRUs such as pedestrians, cyclists, etc., driving safety is substantially improved without additional sensors or hardware, thus avoiding an increase in overall cost.

이상, 본 발명은 구체적인 컴포넌트들 등과 같은 특정 사항들, 예시적인 실시예들 및 도면들에 의해 설명되었지만, 이들은 단지 본 발명의 전체적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 따라서, 본 발명은 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 본 설명으로부터 본 발명과 관련된 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 변형들 및 변경들이 행해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 예시적인 실시예들로 제한되어서는 안되며, 하기 청구항들 뿐만 아니라 청구항들에 대해 동등하게 또는 균등하게 수정된 모든 기술적 사상들은 본 발명의 범위 및 사상 내에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the foregoing, the present invention has been described in terms of specific details such as specific components, exemplary embodiments and drawings, but these are provided only to help the overall understanding of the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to the illustrative embodiments. Various modifications and changes may be made from this description by those skilled in the art related to the present invention. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the illustrative embodiments described above, and the following claims as well as all technical ideas equivalently or equally modified to the claims fall within the scope and spirit of the present invention. should be interpreted

Claims (20)

차량과 교통 취약자(VRU; vulnerable road user)의 충돌을 방지하기 위한 방법에 있어서,
차량의 제어기에서, VRU의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터를 VRU 장치로부터 수신하는 단계;
상기 제어기에 의해, 상기 VRU 장치로부터 수신된 데이터 및 상기 차량의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터에 기초하여 상기 VRU의 취약 영역을 계산하는 단계;
상기 제어기에 의해, 상기 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들을 계산하는 단계;
상기 제어기에 의해, 상기 교차점들에 기초한 충돌 시간을 계산하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력하는 단계;
를 포함하는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.In a method for preventing collision between a vehicle and a vulnerable road user (VRU),
receiving, at a controller of the vehicle, data including speed, position, and moving direction of the VRU from the VRU device;
calculating, by the controller, a vulnerable area of the VRU based on data received from the VRU device and data including speed, position, and direction of movement of the vehicle;
calculating, by the controller, intersections between the area of weakness and a planned vehicle path;
calculating, by the controller, a time of collision based on the intersection points; and
outputting, by the controller, a warning to a driver based on the collision time;
A method for preventing collision between a vehicle and a VRU comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 제어기에 의해, 상기 VRU 데이터 및 상기 차량 데이터를 사용하여 상기 VRU 및 상기 차량이 동일한 임계 고도 내에 있는지 여부를 결정하는 단계;
상기 제어기에 의해, 상기 VRU 및 상기 차량이 상기 동일한 임계 고도 내에 있다고 결정하는 것에 대한 응답으로, 상기 VRU와 상기 차량 사이의 이동방향 차이가 존재하는지 여부를 검출하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 이동방향 차이를 검출하는 것에 대한 응답으로 상기 교차점들을 계산하는 단계;
를 더 포함하는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 1,
determining, by the controller, whether the VRU and the vehicle are within the same threshold altitude using the VRU data and the vehicle data;
in response to determining, by the controller, that the VRU and the vehicle are within the same threshold altitude, detecting whether a difference in direction of travel exists between the VRU and the vehicle; and
calculating, by the controller, the intersection points in response to detecting the difference in direction of travel;
Method for preventing collision between the vehicle and the VRU further comprising a. 제2 항에 있어서,
상기 이동방향 차이의 검출은
상기 제어기에 의해, 상기 VRU의 이동방향과 상기 차량의 이동방향 사이의 차이를 계산하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 VRU가 상기 계획된 차량 경로 내에 있는지 여부를 결정하기 위해, 상기 계산된 차이를 방향 임계치와 비교하는 단계;
를 포함하는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 2,
Detection of the movement direction difference
calculating, by the controller, a difference between a moving direction of the VRU and a moving direction of the vehicle; and
comparing, by the controller, the calculated difference to a direction threshold to determine whether the VRU is within the planned vehicle path;
A method for preventing collision between a vehicle and a VRU comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 VRU의 위치 및 상기 차량의 위치는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS; global positioning system)으로부터 수신된 좌표에 기초하여 결정되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 1,
A method for preventing collision between a vehicle and a VRU, wherein the location of the VRU and the location of the vehicle are determined based on coordinates received from a global positioning system (GPS). 제2 항에 있어서,
상기 VRU의 이동방향은 상기 VRU의 마지막 위치 및 현재 위치에 기초하여 결정되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 2,
The moving direction of the VRU is determined based on the last position and the current position of the VRU. 제2 항에 있어서,
상기 VRU의 상기 취약 영역은 상기 VRU의 최대 속도 및 상기 VRU의 반응 시간을 사용하여 계산되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 2,
The weak area of the VRU is calculated using the maximum speed of the VRU and the reaction time of the VRU. 제1 항에 있어서,
상기 차량의 상기 계획된 경로는 상기 차량의 요(yaw) 레이트 및 속도를 사용하여 계산되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 1,
wherein the planned path of the vehicle is calculated using the vehicle's yaw rate and speed. 제7 항에 있어서,
상기 충돌 시간의 계산은,
상기 제어기에 의해, 상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간을 계산하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간을 계산하는 단계;
를 포함하는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 7,
Calculation of the collision time,
calculating, by the controller, a collision time of the VRU with the planned vehicle path; and
calculating, by the controller, a collision time between the vulnerable area and the vehicle;
A method for preventing collision between a vehicle and a VRU comprising a. 제8 항에 있어서,
상기 제어기에 의해, 상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간 및 상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간을 비교하는 단계; 및
상기 제어기에 의해, 상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간이 상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간 내에 있는 경우 상기 운전자에게 상기 경고를 출력하는 단계;
를 더 포함하는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 8,
comparing, by the controller, a collision time of the planned vehicle path with the VRU and a collision time of the vulnerable area with the vehicle; and
outputting, by the controller, the warning to the driver when a collision time of the planned vehicle path and the VRU is within a collision time of the vulnerable area and the vehicle;
Method for preventing collision between the vehicle and the VRU further comprising a. 제9 항에 있어서,
상기 운전자에게 출력되는 상기 경고는 상기 충돌을 회피하기 위한 추천된 운전 조작을 포함하고, 음향, 햅틱 시트 또는 스티어링 및 이미지들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 임의의 하나의 형태인 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법.According to claim 9,
The warning output to the driver includes a recommended driving operation for avoiding the collision, and prevents collision between the vehicle and the VRU in the form of sound, haptic seat, or any one selected from the group consisting of steering and images. way to do it. 제1 항에 있어서,
상기 VRU로부터 수신된 정보는 전용 단거리 통신을 통해 수신되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 방법. According to claim 1,
A method for preventing collision between a vehicle and a VRU, wherein the information received from the VRU is received through dedicated short-range communication. 차량과 교통 취약자(VRU; vulnerable road user)의 충돌을 방지하기 위한 시스템에 있어서,
프로세서;
상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로세스를 저장하도록 구성되는 메모리;
를 포함하고, 상기 프로세스는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우,
VRU의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터를 VRU 장치로부터 수신하고;
상기 VRU 장치로부터 수신된 데이터 및 차량의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터에 기초하여 상기 VRU의 취약 영역을 계산하고;
상기 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점들을 계산하고;
상기 교차점들에 기초한 충돌 시간을 계산하고;
상기 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력하도록 동작 가능한 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. In a system for preventing collision between a vehicle and a vulnerable road user (VRU),
processor;
a memory configured to store a process executable by the processor;
Including, when the process is executed by the processor,
Receive data from the VRU device, including the speed, position and direction of movement of the VRU;
calculating a vulnerable area of the VRU based on data received from the VRU device and data including speed, position, and direction of movement of the vehicle;
calculate intersections between the area of weakness and a planned vehicle path;
calculate a time of collision based on the intersection points;
A system for preventing collision of a vehicle and a VRU operable to output a warning to a driver based on the time of collision. 제12 항에 있어서,
상기 프로세스는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우,
상기 VRU 데이터 및 상기 차량 데이터를 사용하여 상기 VRU 및 상기 차량이 동일한 임계 고도 내에 있는지 여부를 결정하고;
상기 VRU 및 상기 차량이 상기 동일한 임계 고도 내에 있다고 결정하는 것에 대한 응답으로, 상기 VRU와 상기 차량 사이의 이동방향 차이가 존재하는지 여부를 검출하고;
상기 이동방향 차이를 검출하는 것에 대한 응답으로 상기 교차점들을 계산하도록 추가로 동작 가능한 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 12,
When the process is executed by the processor,
determine whether the VRU and the vehicle are within a same threshold altitude using the VRU data and the vehicle data;
in response to determining that the VRU and the vehicle are within the same threshold altitude, detect whether a difference in direction of travel between the VRU and the vehicle exists;
A system for preventing collision of a vehicle and a VRU further operable to calculate the intersections in response to detecting the difference in the direction of travel. 제13 항에 있어서,
상기 이동방향 차이를 검출하기 위한 프로세스는, 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우,
상기 VRU의 이동방향과 상기 차량의 이동방향 사이의 차이를 계산하고;
상기 VRU가 상기 계획된 차량 경로 내에 있는지 여부를 결정하기 위해, 상기 계산된 차이를 방향 임계치와 비교하도록 추가로 동작 가능한 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 13,
When the process for detecting the movement direction difference is executed by the processor,
calculate a difference between the moving direction of the VRU and the moving direction of the vehicle;
and compare the calculated difference to a directional threshold to determine whether the VRU is within the planned vehicle path. 제12 항에 있어서,
상기 VRU의 위치 및 상기 차량의 위치는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS; global positioning system)으로부터 수신된 좌표에 기초하여 결정되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 12,
The system for preventing collision between a vehicle and a VRU, wherein the location of the VRU and the location of the vehicle are determined based on coordinates received from a global positioning system (GPS). 제13 항에 있어서,
상기 VRU의 상기 취약 영역은 상기 VRU의 최대 속도 및 상기 VRU의 반응 시간을 사용하여 계산되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 13,
The system for preventing collision between a vehicle and the VRU, wherein the vulnerable area of the VRU is calculated using the maximum speed of the VRU and the reaction time of the VRU. 제12 항에 있어서,
상기 차량의 상기 계획된 경로는 상기 차량의 요(yaw) 레이트 및 속도를 사용하여 계산되는 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 12,
and the planned path of the vehicle is calculated using the vehicle's yaw rate and speed. 제17 항에 있어서,
상기 충돌 시간의 계산을 위한 프로세스는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우,
상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간을 계산하고;
상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간을 계산하도록 추가로 동작 가능한 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 17,
When the process for calculating the collision time is executed by the processor,
calculate a collision time of the VRU with the planned vehicle path;
A system for preventing collision of a VRU with a vehicle further operable to calculate a time of collision of the vehicle with the zone of weakness. 제18 항에 있어서,
상기 프로세스는 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우,
상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간 및 상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간을 비교하고;
상기 계획된 차량 경로와 상기 VRU의 충돌 시간이 상기 취약 영역과 상기 차량의 충돌 시간 내에 있는 경우 상기 운전자에게 상기 경고를 출력하도록 추가로 동작 가능한 차량과 VRU의 충돌을 방지하기 위한 시스템. According to claim 18,
When the process is executed by the processor,
compare a collision time of the VRU with the planned vehicle path and a collision time of the vehicle with the vulnerable area;
The system for preventing vehicle and VRU collision further operable to output the warning to the driver if a time of collision of the VRU with the planned vehicle path is within a time of collision of the vehicle with the vulnerable area. 차량과 교통 취약자(VRU)의 충돌을 방지하기 위한 제어기에 의해 실행되는 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서, 상기 프로그램 명령들은
VRU의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터를 VRU 장치로부터 수신하는 프로그램 명령들;
상기 VRU 장치로부터 수신된 데이터 및 차량의 속도, 위치 및 이동방향을 포함하는 데이터에 기초하여 상기 VRU의 취약 영역을 계산하는 프로그램 명령들;
상기 취약 영역과 계획된 차량 경로 사이의 교차점을 계산하는 프로그램 명령들;
상기 교차점에 기초한 충돌 시간을 계산하는 프로그램 명령들; 및
상기 충돌 시간에 기초하여 운전자에게 경고를 출력하는 프로그램 명령들;
을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.A non-transitory computer readable medium comprising program instructions executed by a controller for preventing a vehicle from colliding with a traffic vulnerable person (VRU), the program instructions comprising:
program instructions for receiving data from the VRU device including the speed, position and direction of movement of the VRU;
program instructions for calculating a vulnerable area of the VRU based on data received from the VRU device and data including speed, position, and direction of movement of the vehicle;
program instructions for calculating an intersection between the area of weakness and a planned vehicle path;
program instructions for calculating a time of collision based on the intersection point; and
program instructions for outputting a warning to a driver based on the time of impact;
A non-transitory computer readable medium comprising a.
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