KR102496518B1 - 차량 안전주행 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

차량 안전주행 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

차량 안전주행 제어장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치는 자차량의 주변정보를 획득하는 센서부, 타차량과 무선 통신하는 통신부, 타차량으로부터 수신된 정보가 저장된 저장부 및 센서부, 통신부 및 저장부와 통신적으로 연결되는 제어부를 포함한다. 여기서, 제어부는 획득된 주변정보를 기초로 자차량의 진입가능한 격자공간을 생성하고, 자차량의 일정시간 후의 예상위치를 연산하며, 연산된 예상위치와 획득된 주변정보를 기초로 위험영역을 설정하고, 설정된 위험영역을 타차량으로 전송하거나 타차량의 설정된 위험영역을 수신하도록 제어하며, 자차량의 위험영역과 타차량의 위험영역을 비교하여 충돌여부를 결정하고, 타차량으로 충돌예상 정보를 전송하거나 타차량으로부터 충돌예상 정보를 수신하도록 제어하며, 타차량으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하도록 구성된다.

Description

차량 안전주행 제어장치 및 그 방법{Apparatus for controlling safety driving of vehicle and method thereof}
본 발명은 차량 안전주행 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 운전자의 편의기능으로서, BSD(Blind spot detection) 장치 또는 LCA(Lane change assist) 장치 등이 차량에 적용되고 있다. 이러한 장치들은 자차량의 전후측방에 레이더 및 카메라가 장착되고, 인접 차선을 주행중인 타차량의 위치 및 속도 정보를 감지한다. 이에 의해, 이런 장치들은 미리 정해진 영역에 존재하거나 빠르게 자차량에 접근하는 타차량에 대하여 경고 및 회피제어를 수행한다. 여기서, 이런 장치들은 차선 변경 시, 레이더를 이용하여 옆차선 또는 시스템이 정의한 경고영역에 차량이 존재할 경우에만 경고 및 회피제어를 진행한다.
따라서 종래의 장치들은 실질적으로 충돌의 위험이 있음에도 경고영역에서 충돌가능성이 감지되지 않기 때문에, 충돌을 감지하지 못한다. 일례로, 자차량이 급격하게 차선변경을 하거나 여러 개의 차선을 한 번에 변경(일명 다중 차선 변경)할 때, 자차량의 차선변경과 동시에 자차량의 차선변경 방향에 대한 옆옆차선의 타차량이 자차량과 동일방향으로 차선변경하거나 빠르게 접근하는 타차량이 다중 차선 변경을 수행하는 경우, 종래의 장치들은 충돌의 위험이 있음에도 이를 감지할 수 없기 때문에, 경고하거나 회피제어를 수행하지 않는다.
KR 2020-0115640 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 인접 차량과의 충돌감지 범위를 확장하여 충돌의 알람 및 회피제어를 높은 신뢰성으로 수행할 수 있는 차량 안전주행 제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 자차량의 주변정보를 획득하는 센서부; 타차량과 무선 통신하는 통신부; 상가 타차량으로부터 수신된 정보가 저장된 저장부; 및 상기 센서부, 통신부 및 저장부와 통신적으로 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 획득된 주변정보를 기초로 자차량의 진입가능한 격자공간을 생성하고, 상기 자차량의 일정시간 후의 예상위치를 연산하며, 상기 연산된 예상위치와 상기 획득된 주변정보를 기초로 위험영역을 설정하고, 상기 설정된 위험영역을 타차량으로 전송하거나 상기 타차량의 설정된 위험영역을 수신하도록 제어하며, 상기 자차량의 위험영역과 상기 타차량의 위험영역을 비교하여 충돌여부를 결정하고, 상기 타차량으로 충돌예상 정보를 전송하거나 상기 타차량으로부터 충돌예상 정보를 수신하도록 제어하며, 상기 타차량으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 격자공간은 상기 자차량이 일정시간 이후에 진입가능한 영역일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격자공간은 상기 자차량의 자차선, 옆차선 및 옆옆차선을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 자차량이 충돌예상된 위험영역으로 강제진입하는 경우, 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하면 회피제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면 운전자에게 충돌주의를 2차 알람하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회피가능 영역은 상기 타차량으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 상기 자차량이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 상기 타차량으로 전송하거나 상기 타차량으로부터 수신하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 통신 가능한 복수의 타차량이 존재하는 경우, 가장 근접한 위치의 타차량 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 우선 선택하여 정보를 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센서부는 상기 자차량 주변의 이미지를 촬영하는 이미지 센서; 및 상기 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 레이더 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량 안전주행 제어장치는 상기 충돌주의를 시각적으로 또는 청각적으로 나타내는 알람부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 센서부에 의해 자차량의 주변정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 주변정보를 기초로 자차량 주변의 격자공간을 생성하는 단계; 상기 자차량의 일정시간 후의 예상위치를 연산하는 단계; 상기 연산된 예상위치와 상기 획득된 주변정보를 기초로 위험영역을 설정하는 단계; 상기 설정된 위험영역을 타차량으로 전송하거나 상기 타차량의 설정된 위험영역을 수신하는 제1통신 단계; 상기 자차량의 위험영역과 상기 타차량의 위험영역을 비교하여 충돌여부를 결정하는 단계; 상기 타차량으로 충돌예상 정보를 전송하거나 상기 타차량으로부터 충돌예상 정보를 수신하는 제2통신 단계; 및 상기 타차량으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하는 단계를 포함하는 차량 안전주행 제어방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 격자공간을 생성하는 단계는 상기 자차량이 일정시간 이후에 진입가능한 영역을 상기 격자공간으로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격자공간은 상기 자차량의 자차선, 옆차선 및 옆옆차선을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량 안전주행 제어방법은 상기 자차량이 충돌예상된 위험영역으로 강제진입하는 경우, 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하면 회피제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량 안전주행 제어방법은 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면 운전자에게 충돌주의를 2차 알람하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회피가능 영역은 상기 타차량으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 상기 자차량이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1통신 단계는 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 상기 타차량으로 전송하거나 상기 타차량으로부터 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1통신 단계 또는 상기 제2통신 단계는 통신 가능한 복수의 타차량이 존재하는 경우, 가장 근접한 위치의 타차량 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 우선 선택하여 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치 및 그 방법은 차량간 통신을 기반으로 수 초 이후의 예상위치를 공유함으로써, 인접 차량과의 충돌감지 범위를 확장하여 충돌주의를 높은 신뢰성으로 알람할 수 있으므로 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치 및 그 방법은 수 초 이후에 도달하는 격자공간 중에서 회피가능한 영역으로 회피제어를 수행함으로써, 더욱 안정적으로 회피제어를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 격자공간을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 위험영역의 설정 및 전송 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 위험영역 수신 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 충돌여부 결정 결과의 통신 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 회피제어 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 회피불가 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어방법의 회피제어 절차의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치(100)는 센서부(110), 통신부(120), 저장부(130), 알람부(140), 안전주행 모듈(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량의 센서신호를 이용하여 타차량을 감지함과 동시에 차량간(V2V; Vehicle to Vehicle) 통신을 이용하여 자차량의 정보와 타차량의 정보를 공유하고, 해당 정보를 이용하여 충돌여부를 결정한 후 자차량과 타차량 모두에게 주의 신호를 제공하여 운전자에게 경고하기 위한 장치이다.
센서부(110)는 자차량의 주변정보를 획득할 수 있다. 일례로, 센서부(110)는 이미지 센서(114) 및 레이더 센서(112)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(114)는 자차량 주변의 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 이미지 센서(114)는 카메라 센서 또는 라이다(Lidar) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 이미지 센서(114)는 자차량의 전방에 구비될 수 있다. 아울러, 이미지 센서(114)는 자차량이 주행중인 자차선의 전방 및 자차량의 옆차선들의 전방을 주행중인 타차량의 이미지를 획득할 수 있다.
레이더 센서(112)는 자차량의 전방 또는 측방을 주행중인 타차량의 위치, 거리 및 속도를 감지할 수 있다. 또한, 레이더 센서(112)는 자차량의 전방 또는 측방에 구비될 수 있다. 아울러, 레이더 센서(112)는 자차량이 주행중인 자차선의 전방과 측방 및 자차량의 옆차선들의 전방과 측방을 주행중인 타차량의 정보를 획득할 수 있다.
통신부(120)는 타차량과 무선통신을 수행할 수 있다. 일례로, 통신부(120)는 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 방식 또는 셀룰러 V2X 방식으로 타차량과 통신을 수행할 수 있다. 이때, 통신부(120)는 자차량의 주변을 주행중인 차량중에가 선택적으로 가장 근접한 거리의 타차량 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량과 통신을 수행할 수 있다.
저장부(130)는 자차량의 주행정보 및 타차량으로부터 수신된 정보가 저장될 수 있다. 여기서, 자차량의 주행정보는 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도, 진행경로 정보 및 위험영역 정보를 포함할 수 있다. 아울러, 타차량으로부터 수신되는 정보는 자차량의 주행정보와 동일할 수 있다.
알람부(140)는 운전자에게 충돌주의를 시각적으로 또는 청각적으로 나타낼 수 있다. 일례로, 알람부(140)는 시각적 방식으로서 HMI((Human Machine Interface), 클러스터 디스플레이, 및 미러 인디케이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 알람부(140)는 LED 등에 의한 점멸에 의해 깜박임으로 충돌주의를 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 알람부(140)는 청각적 방식으로서 클러스터에 장착된 오디오 기기의 스피커에 의해 음성 또는 음향으로 충돌주의를 알람할 수 있다.
안전주행 모듈(150)은 자차량의 안전주행을 제어하기 위한 모듈일 수 있다. 안전주행 모듈(150)은 자차량의 제동장치, 엔진 및 조향장치를 제어할 수 있다. 이때, 안전주행 모듈(150)은 제어부(160)의 제어에 따라 자차량과 타차량의 충돌을 회피제어하도록 구성될 수 있다.
제어부(160)는 센서부(110), 통신부(120), 저장부(130), 알람부(140) 및 안전주행 모듈(150)과 통신적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 자차량의 ECU일 수 있다. 선택적으로, 제어부(160)는 자차량의 안전주행 제어를 위해 별도로 구비된 컨트롤러일 수도 있다. 아울러, 제어부(160)는 최소한 2대 이상의 차량과의 차량간 통신을 이용하여 정보를 공유하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 제어부(160)를 더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 격자공간을 나타낸 도면이다.
제어부(160)는 센서부(110)로부터 획득된 주변정보를 기초로 자차량(10)의 진입가능한 격자공간을 생성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 격자공간은 자차량(10)이 일정시간 이후에 진입가능한 영역일 수 있다.
도 2를 참조하면, 격자공간은 자차량(10)의 자차선(3, 8 영역), 옆차선(2, 4, 7, 9 영역) 및 옆옆차선(1, 6, 5, 10 영역)을 포함할 수 있다. 즉, 제어부(160)는 종래와 같이 자차선 및 옆차선뿐만 아니라, 옆옆차선에 대하여 감지하도록 구성될 수 있다.
일례로, 격자공간은 자차량(10)을 기준으로 자차선, 옆차선 및 옆옆차선에 대하여 10개로 구성될 수 있다. 여기서, 각 차선은 자차량(10)을 기준으로 수 초 이후에 진행할 전방영역(1~5 영역)과 수 초 이내에 진행할 전방영역(6~10 영역)을 포함할 수 있다. 즉, 각 차선은 시간적으로 구분되는 2개의 영역을 포함할 수 있다.
이때, 제어부(160)는 격자공간을 매 주기마다 생성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 매 주기는 자차량(10)이 설정된 격자공간을 지나가는 시간간격일 수 있다. 일례로, 상기 주기는 자차량(10)의 속도에 따라 진행방향에 대하여 격자공간(1~10 영역)을 지나치는 시간간격일 수 있다. 다른 예로서, 상기 주기는 미리 정해진 시간간격일 수 있다. 이 경우, 상기 주기는 자차량(10)의 속도와 무관하게 일정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 위험영역의 설정 및 전송 과정을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 위험영역 수신 과정을 나타낸 도면이다.
제어부(160)는 자차량(10)의 일정시간 후의 예상위치를 연산하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제어부(160)는 자차량(10)의 주행방향 및 속도를 기초로 수 초 후의 예상위치를 연산할 수 있다. 이때, 제어부(160)는 센서부(110)로부터 속도를 수신하고, 조타장치로부터 주행방향을 수신할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(160)는 연산된 예상위치(10')와 센서부(110)를 통하여 획득된 주변정보를 기초로 위험영역(E1)을 설정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 위험영역(E1)은 자차량(10)의 주행방향 및 속도에 따른 수 초 후의 예상위치(10')의 주변에 타차량(11, 12)이 존재하는 영역일 수 있다. 즉, 자차량(10)의 수 초 후의 예상위치(10')의 주변에 타차량이 존재하지 않는 경우, 해당 예상위치는 위험영역(E1)으로 설정되지 않을 수 있다. 이때, 제어부(160)는 설정된 위험영역(E1)을 인근의 타차량(11)으로 전송(T)하도록 구성될 수 있다.
이와 유사하게, 도 4를 참조하면, 타차량(11)은 연산된 자신의 예상위치(20')와 획득된 주변정보를 기초로 자신에 대한 위험영역(E2)을 산출하고 자차량(10)으로 전송할 수 있다. 즉, 자차량(10)은 타차량(11)으로부터 타차량(11)의 위험영역(E2)을 수신(R)할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 타차량(11)의 설정된 위험영역(E2)을 수신하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
이때, 제어부(160)는 위험영역과 함께, 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 타차량(11)으로 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제어부(160)는 타차량(11)으로부터 위험영역과 함께, 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 수신하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
아울러, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 자차량(10)의 주변 또는 위험영역(E1) 주변에 통신 가능한 복수의 타차량(11, 12)이 존재하는 경우, 제어부(160)는 가장 근접한 위치의 타차량(11) 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량(11)을 우선 선택하여 정보를 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
일례로, 제어부(160)는 센서부(110)에서 획득된 정보를 이용하여 자차량(10)으로부터 가장 근접한 타차량(11)을 선택하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 제어부(160)는 자차량(10)의 주변의 타차량(11, 12) 중에서 충돌가능성이 가장 높은 타차량(11)을 선택하도록 구성될 수 있다. 여기서, 충돌가능성이 가장 높은 타차량(11)은 위험영역(E1)에 가장 근접한 차량일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 충돌여부 결정 결과의 통신 과정을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어부(160)는 자차량(10)의 위험영역(E1)과 타차량(11)의 위험영역(E2)을 비교하여 충돌여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 이때, 자차량(10)의 위험영역(E1)과 타차량(11)의 위험영역(E2)이 중첩되는 영역은 충돌예상 영역(C)으로 결정될 수 있다.
이와 같이, 충돌예상 영역(C)에 따른 충돌여부가 결정되면, 제어부(160)는 타차량(11)으로 충돌예상 정보를 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제어부(160)는 타차량(11)으로부터 충돌예상 정보를 수신하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 자차량(10)과 타차량(11)은 차량간(V2V) 통신을 이용하여 상호 정보를 공유할 수 있다. 여기서, 충돌예상 정보는 자차량(10)과 타차량(11)의 위험영역(E1, E2)의 중첩으로 수 초 후에 충돌할 것임을 나타내는 정보일 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치(100)는 옆옆차선을 주행하는 타차량과 충돌여부를 판단할 수 있으므로 충돌방지를 위한 감시 영역을 확장시킬 수 있으므로 충돌방지의 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
이때, 자차량(10)의 주변 또는 위험영역(E1) 주변에 통신 가능한 복수의 타차량(11, 12)이 존재하는 경우, 제어부(160)는 가장 근접한 위치의 타차량(11) 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량(11)을 우선 선택하여 정보를 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서, 제어부(160)는 위험영역 정보 및 충돌예상 정보를 전송하는 경우 모두에 대하여 복수의 타차량(11, 12)이 존재하면 어느 하나를 선택하여 전송하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않을 수 있다. 일례로, 제어부(160)는 위험영역 정보를 복수의 타차량(11, 12)에게 모두 전송하고, 충돌예상 정보만 가장 근접하거나 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 선택하여 전송하기 위해 제어하도록 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(160)는 타차량(11)으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하도록 구성될 수 있다. 여기서, 충돌주의는 운전자에게 주의할 필요가 있음을 알리는 것을 의미한다. 일례로, 제어부(160)는 충돌주의를 알람부(140)를 통하여 알람하도록 구성될 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치(100)는 인접 차량과의 충돌감지 범위를 옆옆차선까지 확장하여 충돌주의를 높은 신뢰성으로 알람할 수 있으므로 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 회피제어 과정을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 차량 안전주행 제어장치(100)의 충돌주의 알람에도 불구하고 자차량(10)이 알람을 무시하고 충돌예상된 위험영역(C)으로 강제진입하는 경우, 제어부(160)는 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제어부(160)는 조향장치로부터 수신된 자차량(10)의 주행방향을 기초로 강제진입 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 회피가능 영역은 타차량(11)으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 자차량(10)이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 포함할 수 있다.
이때, 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하면, 제어부(160)는 해당 영역으로 회피제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 도 6에서, 자차량(10)의 좌측 차선에 위치한 타차량(11)과의 충돌이 예상되고, 자차량(10)의 우측 차선에 타차량(13)이 존재하기 때문에, 자차량(10)의 직진 방향이 회피가능 격자공간일 수 있다. 즉, 회피가능 격자공간은 자차량(10)의 충돌위험이 없는 3번 격자공간일 수 있다. 따라서 자차량(10)은 3번 격자공간으로 직진하도록 회피제어할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치(100)는 옆옆차선까지 고려하여 회피가능한 공간을 더 넓은 범위에서 결정하기 때문에 더욱 안정적으로 회피제어를 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치의 회피불가 상태를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 자차량(10)이 알람을 무시하고 충돌예상된 위험영역(C)으로 강제진입하는 경우, 제어부(160)는 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면 운전자에게 충돌주의를 2차 알람하도록 구성될 수 있다.
여기서, 격자공간(1~10) 중에서 상술한 회피가능 공간 이외의 공간은 회피 불가능 공간일 수 있다. 도 7에서 자차량(10)의 좌측 차선에 위치한 타차량(11)과의 충돌이 예상되는 경우, 자차량(10)의 우측 차선에 타차량(13)이 존재하는 동시에 자차량(10)의 전방에 타차량(14)이 존재하기 때문에, 자차량(10)의 회피가능 격자공간은 존재하지 않는다. 따라서 자차량(10)은 회피제어가 불가능하기 때문에 운전자에게 충돌주의를 2차 알람할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어장치(100)는 회피제어 불가 상황에서 충돌주의를 부차적으로 알람할 수 있으므로 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어방법의 순서도이다.
차량 안전주행 제어방법(200)은 격자공간을 생성하는 단계(S210 및 S220), 위험영역을 설정하는 단계(S230 및 S240), 차량간 통신을 이용하여 충돌여부를 결정하는 단계(S250 내지 S270) 및 충돌주의를 알람하는 단계(S280 및 S290)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 차량 안전주행 제어장치(100)는 센서부(110)에 의해 자차량(10)의 주변정보를 획득한다(단계 S210). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 전방에 구비된 이미지 센서(114)를 통하여 자차선 및 옆차선들의 전방을 주행중인 타차량(11)의 이미지를 획득할 수 있다. 아울러, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 전방 또는 측방에 구비된 레이더 센서(112)를 통하여 자차선의 전방과 측방 및 옆차선들의 전방과 측방을 주행중인 타차량(11)의 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 획득된 주변정보를 기초로 자차량(10) 주변의 격자공간을 생성한다(단계 S220). 여기서, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)이 일정시간 이후에 진입가능한 영역을 격자공간으로 생성할 수 있다. 일례로, 격자공간은 자차량(10)의 자차선, 옆차선 및 옆옆차선을 포함하여 10개의 영역으로 구성될 수 있다.
이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 격자공간을 매 주기마다 생성하도록 구성될 수 있다. 일례로, 상기 주기는 자차량(10)의 속도에 따라 진행방향에 대하여 격자공간(1~10 영역)을 지나치는 시간간격일 수 있다. 다른 예로서, 상기 주기는 자차량(10)의 속도와 무관하게 일정하게 미리 정해진 시간간격일 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 일정시간 후의 예상위치를 연산한다(단계 S230). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 주행방향 및 속도를 기초로 수 초 후의 예상위치를 연산할 수 있다. 일례로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 센서부(110)를 통해 획득된 속도와 조타장치로부터 획득된 주행방향을 기초로 예상위치를 연산할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 연산된 예상위치와 센서부(110)에서 획득된 주변정보를 기초로 위험영역을 설정한다(단계 S240). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 주행방향 및 속도에 따른 수 초 후의 예상위치의 주변에 타차량(11)이 존재하는 영역을 위험영역(E1)으로 설정할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 설정된 위험영역을 차량간(V2V) 통신한다(단계 S250). 즉, 차량 안전주행 제어장치(100)는 설정된 위험영역을 타차량(11)으로 전송하거나 타차량(11)의 설정된 위험영역을 수신할 수 있다.
이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 타차량(11)과의 차량간(V2V) 통신시 위험영역과 함께, 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 타차량(11)으로 전송하거나 타차량(11)으로부터 수신할 수 있다.
아울러, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 주변 또는 위험영역(E1) 주변에 통신 가능한 복수의 타차량(11, 12)이 존재하는 경우, 가장 근접한 위치의 타차량(11) 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량(11)을 우선 선택하여 위험영역, 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 전송할 수 있다.
일례로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 센서부(110)에서 획득된 정보를 이용하여 자차량(10)으로부터 가장 근접한 타차량(11)을 선택하거나 위험영역(E1)에 가장 근접한 타차량(11)을 선택하여 정보를 전송할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 위험영역(E1)과 타차량(11)의 위험영역(E2)을 비교한다(단계 S260).
단계 S260의 비교결과에 따라 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)과 타차량(11)의 충돌여부를 결정한다(단계 S270). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 자차량(10)의 위험영역(E1)과 타차량(11)의 위험영역(E2)이 중첩되는 영역을 충돌예상 영역(C)으로 결정할 수 있다.
단계 S270의 결정결과, 자차량(10)과 타차량(11)의 충돌예상이 결정된 경우, 장치는 충돌예상 정보를 차량간(V2V) 통신한다(단계 S280). 즉, 차량 안전주행 제어장치(100)는 충돌예상 정보를 타차량(11)으로 전송하거나 타차량(11)의 충돌예상 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 충돌예상 정보는 자차량(10)과 타차량(11)의 위험영역(E1, E2)의 중첩으로 수 초 후에 충돌할 것임을 나타내는 정보일 수 있다.
본 명세서에서, 차량 안전주행 제어장치(100)는 위험영역 정보의 차량간(V2V) 통신(단계 S250) 및 충돌예상 정보의 차량간(V2V) 통신(단계 S280) 모두에 대하여 복수의 타차량이 존재하면 어느 하나를 선택하여 전송하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않을 수 있다. 일례로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 단계 S250에서 복수의 타차량(11)에게 모두 전송하고, 단계 S280에서 자차량(10)에 가장 근접하거나 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 선택하여 전송할 수 있다.
단계 S270의 결정결과, 자차량(10)과 타차량(11)이 충돌하지 않는 것으로 결정된 경우, 차량 안전주행 제어장치(100)는 단계 S210으로 복귀하여 타차량과의 충돌이 예상될 때까지 단계 S210 내지 단계 S270을 반복 수행할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 타차량(11)으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람한다(단계 S290). 여기서, 충돌주의는 운전자에게 주의할 필요가 있음을 알리는 것을 의미한다. 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 충돌주의를 알람부(140)를 통하여 알람할 수 있다.
다음으로, 차량 안전주행 제어장치(100)는 차량 안전주행 제어방법(200)을 종료할지의 여부를 결정하여(단계 S299) 종료하지 않는 경우, 단계 S210으로 복귀하여 차량 안전주행 제어방법(200)을 종료할 때까지 단계 S210 내지 단계 S290을 반복 수행할 수 있다. 단계 S299의 결정결과, 차량 안전주행 제어방법(200)을 종료하는 경우 차량 안전주행 제어장치(100)는 일련의 절차를 종료할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 안전주행 제어방법의 회피제어 절차의 순서도이다.
차량 안전주행 제어방법의 회피제어 절차(300)는 충돌예상된 위험영역으로 강제진입시 회피제어하는 단계(S310 내지 S330) 및 2차 알람하는 단계(S340)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 먼저, 차량 안전주행 제어장치(100)는 충돌주의 알람이 실행된 상태에서(단계 S290) 자차량(10)이 충돌예상된 위험영역(C)으로 강제진입하는지의 여부를 결정한다(단계 S310). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 조향장치를 통한 자차량(10)의 주행방향을 기초로 강제진입 여부를 결정할 수 있다.
단계 S310의 결정결과, 자차량(10)이 충돌예상된 위험영역(C)으로 강제진입하는 경우, 차량 안전주행 제어장치(100)는 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하는지의 여부를 결정한다(단계 S320). 이때, 차량 안전주행 제어장치(100)는 타차량(11)으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 자차량(10)이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 회피가능 영역으로 결정할 수 있다.
단계 S320의 결정결과, 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하면, 차량 안전주행 제어장치(100)는 해당 영역으로 회피제어를 수행한다(단계 S330).
단계 S320의 결정결과, 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면, 차량 안전주행 제어장치(100)는 운전자에게 충돌주의를 2차 알람한다(단계 S340). 여기서, 격자공간(1~10) 중에서 회피가능 공간 이외의 공간은 회피 불가능 공간일 수 있다.
단계 S310의 결정결과, 자차량(10)이 충돌예상된 위험영역(C)으로 강제진입하지 않는 경우, 단계 S330의 회피제어를 수행한 후, 또는 단계 S340의 2차 알람을 수행한 후, 차량 안전주행 제어장치(100)는 일련의 회피제어 절차(300)를 종료하고 단계 S299로 복귀할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 차량 안전주행 제어장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 차량 안전주행 제어장치 110 : 센서부
112 : 레이더 센서 114 : 이미지 센서
120 : 통신부 130 : 저장부
140 : 알람부 150 : 안전주행 모듈
160 : 제어부

Claims (18)

  1. 자차량의 주변정보를 획득하는 센서부;
    타차량과 무선 통신하는 통신부;
    상가 타차량으로부터 수신된 정보가 저장된 저장부; 및
    상기 센서부, 통신부 및 저장부와 통신적으로 연결되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 획득된 주변정보를 기초로 자차량의 진입가능한 격자공간을 생성하고,
    상기 자차량의 일정시간 후의 예상위치를 연산하며,
    상기 연산된 예상위치와 상기 획득된 주변정보를 기초로 상기 일정시간 후의 타차량이 존재 가능한 제1위험영역을 설정하고,
    상기 설정된 제1위험영역을 상기 타차량으로 전송하거나 상기 타차량의 설정된 제2위험영역을 수신하도록 제어하며,
    상기 자차량의 제1위험영역과 상기 타차량의 제2위험영역을 비교하여 충돌여부를 결정하고,
    상기 타차량으로 충돌예상 정보를 전송하거나 상기 타차량으로부터 충돌예상 정보를 수신하도록 제어하며,
    상기 타차량으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격자공간은 상기 자차량이 일정시간 이후에 진입가능한 영역인 차량 안전주행 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 격자공간은 상기 자차량의 자차선, 옆차선 및 옆옆차선을 포함하는 차량 안전주행 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자차량이 충돌예상된 위험영역으로 강제진입하는 경우, 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하면 회피제어를 수행하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면 운전자에게 충돌주의를 2차 알람하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 회피가능 영역은 상기 타차량으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 상기 자차량이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 포함하는 차량 안전주행 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 상기 타차량으로 전송하거나 상기 타차량으로부터 수신하기 위해 제어하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 통신 가능한 복수의 타차량이 존재하는 경우, 가장 근접한 위치의 타차량 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 우선 선택하여 정보를 전송하기 위해 제어하도록 구성되는 차량 안전주행 제어장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 자차량 주변의 이미지를 촬영하는 이미지 센서; 및
    상기 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 레이더 센서를 포함하는 차량 안전주행 제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 충돌주의를 시각적으로 또는 청각적으로 나타내는 알람부를 더 포함하는 차량 안전주행 제어장치.
  11. 센서부에 의해 자차량의 주변정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 주변정보를 기초로 자차량 주변의 격자공간을 생성하는 단계;
    상기 자차량의 일정시간 후의 예상위치를 연산하는 단계;
    상기 연산된 예상위치와 상기 획득된 주변정보를 기초로 상기 일정시간 후의 타차량이 존재 가능한 제1위험영역을 설정하는 단계;
    상기 설정된 제1위험영역을 타차량으로 전송하거나 상기 타차량의 설정된 제2위험영역을 수신하는 제1통신 단계;
    상기 자차량의 제1위험영역과 상기 타차량의 제2위험영역을 비교하여 충돌여부를 결정하는 단계;
    상기 타차량으로 충돌예상 정보를 전송하거나 상기 타차량으로부터 충돌예상 정보를 수신하는 제2통신 단계; 및
    상기 타차량으로부터 수신된 충돌예상 정보를 기초로 운전자에게 충돌주의를 알람하는 단계를 포함하는 차량 안전주행 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 격자공간을 생성하는 단계는 상기 자차량이 일정시간 이후에 진입가능한 영역을 상기 격자공간으로 생성하는 차량 안전주행 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 격자공간은 상기 자차량의 자차선, 옆차선 및 옆옆차선을 포함하는 차량 안전주행 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 자차량이 충돌예상된 위험영역으로 강제진입하는 경우, 상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하면 회피제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 차량 안전주행 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 격자공간 중에서 회피가능 영역이 존재하지 않으면 운전자에게 충돌주의를 2차 알람하는 단계를 더 포함하는 차량 안전주행 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 회피가능 영역은 상기 타차량으로부터 수신된 주변 차량정보가 없는 격자공간 및 상기 자차량이 즉시 방향전환시 충돌위험이 없는 격자공간을 포함하는 차량 안전주행 제어방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1통신 단계는 자차선 정보, 주변 차량의 숫자, 및 자차량의 속도, 가속도 및 진행경로 정보를 상기 타차량으로 전송하거나 상기 타차량으로부터 수신하는 차량 안전주행 제어방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1통신 단계 또는 상기 제2통신 단계는 통신 가능한 복수의 타차량이 존재하는 경우, 가장 근접한 위치의 타차량 또는 충돌가능성이 가장 높은 타차량을 우선 선택하여 정보를 전송하는 차량 안전주행 제어방법.
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