KR102565483B1

KR102565483B1 - 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102565483B1
Application number: KR1020190045344A
Authority: KR
Inventors: 김원겸; 김영신; 김경린; 조성은
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2023-08-11
Also published as: KR20200128456A

Abstract

돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치는 자율주행 차량의 위치를 검출하는 위치 검출부; 자율주행 차량 주변의 기후를 감지하는 기후 감지부; 자율주행 차량의 차체에 라이다를 인입 또는 인출시키는 구동부; 자율주행 차량을 자율주행시키는 차량 구동 모듈; 및 자율주행 차량의 위치와 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 구동부를 제어하여 라이다를 차체에서 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 자율주행 레벨에 따라 차량 구동 모듈을 제어하여 자율주행 차량의 자율주행을 제어하는 자율주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND MEHTOD FOR CONTRILLING AUTONOMOUS DRIVING BASED ON PROTRUDING TYPE RIDAR}

본 발명은 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자율주행 차량의 주행 환경에 따라 라이다를 인입 또는 인출시키고 이에 연동하여 자율주행 레벨을 조정하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 빛을 이용하여 대상물을 검출하고 대상물까지의 거리를 측정하는 것을 말한다. 라이다는 기능에 있어서 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이다와 달리 빛을 이용하며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고도 한다.

라이다는 빛과 마이크로파 간의 도플러 효과 차이로 인하여 레이더에 비하여 방위 분해능과 거리 분해능 등이 우수하다

그러나, 종래의 라이다는 범퍼에 고정 설치되어 외부의 이물질 등에 의해 오염되거나 외부의 충격 등에 의해 파손되는 문제점이 있었다. 특히, 종래의 라이다는 기후가 좋지 않은 경우에는 정상적인 성능을 확보할 수 없음에도 불구하고 고정 설치되어 동작하게 되는 바, 이를 보완할 필요성이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2019-0032789호(2019.03.28)의 '차량용 라이다 센서 및 라이다 센서의 동작 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 자율주행 차량의 주행 환경에 따라 라이다를 인입 또는 인출시키고 이에 연동하여 자율주행 레벨을 조정하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치는 자율주행 차량의 위치를 검출하는 위치 검출부; 상기 자율주행 차량 주변의 기후를 감지하는 기후 감지부; 상기 자율주행 차량의 차체에 라이다를 인입 또는 인출시키는 구동부; 상기 자율주행 차량을 자율주행시키는 차량 구동 모듈; 및 상기 자율주행 차량의 위치와 상기 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에서 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 상기 자율주행 레벨에 따라 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 자율주행 차량의 자율주행을 제어하는 자율주행 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하는지를 판단하여 판단 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키거나 차체로부터 인출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 기후 상태를 기 설정된 기후 상태 레벨 중 어느 하나로 구분하여 구분한 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키거나 차체로부터 인출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하지 않거나 상기 기후 상태가 기 설정된 제3 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제1 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하고 상기 기후 상태가 기 설정된 제1 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하고 상기 기후 상태가 기 설정된 제2 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제2 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 방법은 자율주행 제어부가 위치 검출부에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하는지를 판단하는 단계; 상기 자율주행 제어부가 기후 감지부에 의해 감지된 기후 상태의 기후 상태 레벨을 판단하는 단계; 및 상기 자율주행 제어부가 상기 자율주행 차량이 상기 설정도로에 진입하는지 및 상기 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 구동부를 제어하여 차체에서 라이다를 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 상기 자율주행 레벨에 따라 차량 구동 모듈을 제어하여 상기 자율주행 차량의 자율주행을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 상기 설정도로에 진입하지 않는 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제3 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제1 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입한 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제1 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 자율주행 제어부는 상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입한 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제2 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제2 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법은 자율주행 차량의 주행 환경에 따라 라이다를 인입 또는 인출시키고 이에 연동하여 자율주행 레벨을 조정함으로써, 주변의 이물질에 의한 라이다의 오염이나 파손을 최소화함과 더불어 자율주행 차량의 전후방에 존재하는 객체에 대한 감지 성능을 확보할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 방식의 라이다 바디가 수용홈부에 수용된 상태를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 방식의 구동부를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 바디가 회전운동 방식에 따라 외측으로 회전한 상태를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 병진운동 방식의 라이다 바디가 수용홈부에 수용된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 병진운동 방식의 구동부를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 바디가 병진운동 방식에 따라 외측으로 돌출된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 방법의 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 방식의 라이다 바디가 수용홈부에 수용된 상태를 도시한 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 방식의 구동부를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 바디가 회전운동 방식에 따라 외측으로 회전한 상태를 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 병진운동 방식의 라이다 바디가 수용홈부에 수용된 상태를 도시한 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 병진운동 방식의 구동부를 나타낸 도면이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 바디가 병진운동 방식에 따라 외측으로 돌출된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치는 구동부(50), 위치 검출부(70), 기후 감지부(80), 차량 구동 모듈(90) 및 자율주행 제어부(100)를 포함한다.

위치 검출부(70)는 자율주행 차량의 위치를 검출한다. 위치 검출부(70)로는 자율주행 차량의 위치를 감지하는 GPS 센서나 내비게이션 시스템 등이 포함될 수 있다. 위치 검출부(70)에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치는 현재 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로를 진입하는지를 판단하는데 사용될 수 있다.

설정도로는 고속도로일 수 있다. 통상적으로, 자율주행 차량은 고속도로를 진입할 경우 기 설정된 자율주행 레벨에 따라 주행할 수 있다.

여기서, 고속도로에 진입하는 것은 자율주행 차량이 톨 게이트에 진입하는 것을 의미한다.

통상적으로, 자율주행 차량은 고속도로에 진입하고자 하는 경우 톨 게이트로부터 고속도로까지의 고속도로 진입로를 통과하게 되며, 고속도로로부터 진출하고자 하는 경우 고속도로부터 톨 게이트까지의 고속도로 진출로를 통과하게 된다.

자율주행 레벨은 톨 게이트, 고속도로 진입로, 고속도로 진출로 및 고속도로에서의 자율주행 방식에 따라 제1 자율주행 레벨(Lv1), 제2 자율주행 레벨(Lv2) 및 제3 자율주행 레벨(Lv3)로 구분될 수 있다.

제1 자율주행 레벨은 자율주행 차량이 고속도로(고속도로 진입로와 고속도로 진출로 제외)의 1개 차선에 대해서만 적용될 수 있는 자율주행 레벨이며, 예를 들어 차선유지 지원 시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS)에 따라 주행하는 자율주행 레벨이다.

제2 자율주행 레벨은 자율주행 차량이 고속도로 진입로와 고속도로 진출로를 제외한 고속도로에서 적용될 수 있는, 즉 톨 게이트 통과 후 고속도로까지의 고속도로 진입로는 운전자의 의지에 따라 주행하고, 고속도로를 진입한 상태에서는 운전자가 핸들과 가속페달, 브레이크 등을 조작하지 않아도 정밀한 지도나 GPS 등 차량의 각종 센서로 상황을 파악해 스스로 주행하며, 고속도로에서 톨 게이트까지의 고속도로 진출로는 운전자의 의지에 따라 주행하는 자율주행 레벨이다. 자율주행 차량이 고속도로를 주행하는 경우에는 차간 거리를 자동으로 유지해 주는 고속도로 주행 보조 시스템(Highway Driving Assist, HDA), 자율주행 차량의 차선이탈을 경보하는 차선이탈 경보 시스템(LDWS), 자율주행 차량의 차선을 자동으로 유지하는 차선유지 지원 시스템(LKAS), 후측방 사각지대에 있는 차량을 경보하는 차량 후측방 경보 시스템(Blind Spot Detection, BSD), 운전자가 계기판 클러스터에 원하는 속도를 설정하면 운전시 페달을 밟지 않아도 설정 속도로 주행하도록 하는 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(Advanced Smart Cruise Control, ASCC), 주행 전방의 객체에 따라 자율주행 차량을 자동으로 제동시키는 자동 긴급제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB) 등이 적용될 수 있다. 자율주행 차량이 고속도로를 주행하는 경우에 적용되는 시스템은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제3 자율주행 레벨은 자율주행 차량이 고속도로 진입로와 고속도로 및 고속도로 진출로를 모두에 적용될 수 있는 경우 즉, 톨 게이트 통과 후 고속도로 진입로를 거쳐 고속도로를 주행하고 이후 고속도로에서 진출하여 고속도로 진출로를 거쳐 톨 게이트까지 할 때까지 모두 적용되는 자율주행 레벨이다. 이 경우 자율주행 차량은 고속도로 진입로와 고속도로 및 고속도로 진출로에서 상기한 바와 같이 운전자가 핸들과 가속페달, 브레이크 등을 조작하지 않아도 정밀한 지도나 GPS 등 차량의 각종 센서로 상황을 파악해 스스로 주행한다. 이때에는 상기한 바와 같이 고속도로 주행 보조 시스템(Highway Driving Assist, HDA), 차선이탈 경보 시스템(LDWS), 차선유지 지원 시스템(LKAS), 차량 후측방 경보 시스템(Blind Spot Detection, BSD), 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(Advanced Smart Cruise Control, ASCC), 자동 긴급제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB) 등이 적용될 수 있다. 자율주행 차량이 고속도로를 주행하는 경우에 적용되는 시스템은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

기후 감지부(80)는 자율주행 차량 주변의 기후를 감지한다. 이 경우, 기후 감지부(80)는 대기 온도, 습도 등을 감지할 수 있다. 기후 감지부(80)에 의해 감지되는 기후는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

차량 구동 모듈(90)은 자율주행 차량을 주행시킨다. 이 경우, 차량 구동 모듈(90)은 상기한 제1 자율주행 레벨, 제2 자율주행 레벨 및 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 주행시킨다. 이러한 차량 구동 모듈(90)에는 자율주행 차량의 전장이나 샤시 등이 모두 포함될 수 있으며, 예를 들어 조향장치, 엔진, 변속기, 각종 센서류 등이 포함될 수 있다.

구동부(50는 자율주행 차량의 범퍼에 설치되어 라이다(30)를 차체(10), 예를 들어 범퍼로부터 인출시키거나 인입시킴으로써 라이다가 외부로 돌출될 수 있도록 한다.

라이다(30)는 차체에 이동 가능하게 형성되는 라이다 바디(20)에 설치되며, 라이다 바디(20)는 직육면체, 사각판 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 라이다 바디(20) 인출시 라이다 바디(20)는 차체(10)에서 일정 길이 이상 돌출된다.

차체(10)에는 라이다 바디(20)가 차체(10)에 매립되도록 수용홈부(11)가 형성된다. 차량이 운행되지 않을 경우, 라이다 바디(20)는 수용홈부(11)에 매립됨에 따라 외부의 충격 등에 의해 라이다(30)를 보호할 수 있다. 또한, 라이다(30)가 먼지 등의 이물질에 의해 오염되는 것을 방지함으로써 감지 성능을 확보할 수 있다.

라이다(30)는 라이다 바디(20)에 설치되고, 자율주행 차량의 전방과 후방의 객체를 감지한다. 라이다 바디(20)가 차체(10)에서 인출될 때에 라이다(30)는 차체(10)에서 일정 거리 이격된 위치에 배치된다. 라이다(30)가 차체(10)의 측면과 이격되는 거리는 차량의 전장 길이 등을 감안하여 적절하게 변경될 수 있다.

구동부(50)는 차체(10) 또는 라이다 바디(20)에 설치되고, 라이다 바디(20)를 차체(10)에서 돌출되게 이동시킨다. 구동부(50)가 라이다 바디(20)를 차체(10)에서 돌출되게 이동시키므로, 라이다(30)가 차체(10)에서 돌출된 상태에서 자율주행 차량의 전방과 후방을 감지할 수 있다.

구동부(50)는 라이다 바디(20)가 차체(10)에서 돌출되도록 라이다 바디(20)를 회전시킨다.

구동부(50)는 라이다 바디(20)에 설치되는 기어부(51) 및 기어부(51)에 축결합되고 차체(10)에 설치되는 기어 모터부(52)를 포함한다. 기어부(51)는 복수의 기어가 맞물려 이루어질 수 있다. 기어로는 웜기어가 적용될 수 있다.

라이다 바디(20)는 힌지축(미도시)을 중심으로 회전되고, 라이다 바디(20)의 일측 모서리부는 라이다 바디(20)의 회전시 일측 모서리부가 수용홈부(11)에 걸리지 않도록 라운드지게 형성된다.

구동부(50)는 라이다 바디(20)가 차체(10)에서 돌출되도록 라이다 바디(20)를 차체(10)의 상하 방향으로 회전시킨다. 구동부(50)가 차체(10)의 상하 방향으로 회전되므로, 수용홈부(11)도 차체(10)의 상하 방향으로 길게 형성된다.

한편, 상기한 실시예에서는 라이다 바디(20)가 회전 운동을 통해 돌출되는 것을 예시로 설명하였으나 병진 운동을 통해서도 돌출될 수 있다.

즉, 구동부(50)는 라이다 바디(20)가 차체(10)에서 돌출되도록 라이다 바디(20)를 병진 이동시킨다. 구동부(50)가 라이다 바디(20)를 차체(10)의 전폭 방향으로 병진 이동시키므로, 라이다 바디(20)가 매립되는 수용홈부(11)의 크기가 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

구동부(50)는 라이다 바디(20)에 설치되는 랙기어(55), 랙기어(55)와 맞물리도록 설치되는 피니언기어(56), 및 피니언기어(56)에 축결합되는 피니언 모터부(57)를 포함한다. 피니언 모터부(57)가 구동됨에 따라 피니언기어(56)가 랙기어(55)와 맞물려 회전되므로, 라이다 바디(20)가 수용홈부(11)에서 인입 및 인출될 수 있다.

수용홈부(11)에는 라이다 바디(20)의 직선 이동을 안내하도록 가이드부(미도시)가 형성된다. 이러한 구동부(50)는 라이다 바디(20)를 직선 이동시키는 한 벨트 방식, 링크 방식, 볼스크류 방식 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

자율주행 제어부(100)는 위치 검출부(70)에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치와 기후 감지부(80)에 의해 감지된 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 구동부를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)에서 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 자율주행 레벨에 따라 차량구동 모듈을 제어하여 자율주행 차량의 자율주행을 제어한다.

즉, 자율주행 제어부(100)는 위치 검출부(70)에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치를 통해 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하는지를 판단하고 판단 결과 자율주행 차량이 설정도로에 진입하면 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)로부터 인출시키고 자율주행 차량이 설정도로에 진입하지 않으면 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)에 인입시킨다.

특히, 자율주행 제어부(100)는 상기한 바와 같이 위치 검출부(70)에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치가 설정도로에 진입하는 경우 기후 감지부(80)에 의해 감지된 기후 상태를 기 설정된 기후 상태 레벨 중 어느 하나로 구분하고, 구분한 결과에 따라 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)에 인입시키거나 차체(10)로부터 인출시키고, 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 제1 자율주행 레벨과 제2 자율주행 레벨 및 제3 자율주행 레벨 중 어느 하나로 자율주행 차량의 주행을 제어한다.

기후 상태 레벨은 제1 기후 상태 레벨, 제2 기후 상태 레벨 및 제3 기후 상태 레벨로 구분될 수 있다.

제1 기후 상태 레벨은 기후 상태가 좋은 기후 상태로써 상대적으로 우수한 라이다 감지 성능을 확보할 수 있는 기후 상태이다. 제1 기후 상태 레벨에서는 자율주행 차량이 제3 자율주행 레벨로 주행한다.

제2 기후 상태 레벨은 기후 상태가 보통인 상태로써 일반적인 라이다 감지 성능을 확보할 수 있는 기후 상태이다. 제2 기후 상태 레벨에서는 자율주행 차량이 제2 자율주행 레벨로 주행한다.

제3 기후 상태 레벨은 기후 상태가 좋지 않은 상태로써 라이다 감지 성능을 확보하기 어려운 기후 상태이다. 제3 기후 상태 레벨에서는 자율주행 차량이 제1 자율주행 레벨로 주행한다.

이러한 기후 상태 레벨은 대기 온도나 습도 등에 따라 사전에 설정될 수 있다.

즉, 자율주행 제어부(100)는 자율주행 차량의 위치를 통해 자율주행 차량이 설정도로에 진입하지 않은 것으로 판단되고 기후 상태가 제3 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)에 인입시키고 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 제1 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어한다.

또한, 자율주행 제어부(100)는 자율주행 차량의 위치를 통해 자율주행 차량이 설정도로에 진입하는 것으로 판단되고 기후 상태가 제1 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)로부터 인출시키고 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어한다.

게다가, 자율주행 제어부(100)는 자율주행 차량의 위치를 통해 자율주행 차량이 설정도로에 진입하는 것으로 판단되고 기후 상태가 제2 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)로부터 인출시키고 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 제2 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 방법을 도 8 을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 방법의 순서도이다.

도 8 을 참조하면, 먼저 위치 검출부(70)는 자율주행 차량의 위치를 검출하고, 기후 감지부(80)는 주변의 기후 상태를 감지한다.

자율주행 차량의 위치와 기후 상태가 각각 감지됨에 따라, 자율주행 제어부(100)는 자율주행 차량의 위치를 통해 자율주행 차량이 설정도로, 즉 고속도로에 진입하는지를 판단한다(S10).

단계(S10)에서의 판단 결과 자율주행 차량이 고속도로에 진입하지 않은 것으로 판단되면, 자율주행 제어부(100)는 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체에 인입시키고(S70), 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 자율주행 차량을 제1 자율주행 레벨로 주행시킨다(S80).

반면에, 단계(S10)에서의 판단 결과 자율주행 차량이 고속도로에 진입한 것으로 판단되면, 자율주행 제어부(100)는 기후 상태를 제1 내지 제3 기후상태 레벨 중 어느 하나로 구분한다(S20).

이 경우, 기후 상태가 제1 기후상태 레벨이면, 자율주행 제어부(100)는 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)로부터 인출시키고(S30), 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 자율주행 차량을 제3 자율주행 레벨로 주행시킨다(S40).

기후 상태가 제2 기후상태 레벨이면, 자율주행 제어부(100)는 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)로부터 인출시키고(S50), 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 자율주행 차량을 제2 자율주행 레벨로 주행시킨다(S60).

기후 상태가 제3 기후상태 레벨이면, 자율주행 제어부(100)는 구동부(50)를 제어하여 라이다(30)를 차체(10)에 인입시키고(S70), 차량 구동 모듈(90)을 제어하여 자율주행 차량을 제1 자율주행 레벨로 주행시킨다(S80).

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 돌출형 라이다 기반의 자율주행 차량 제어 장치 및 방법은 자율주행 차량의 주행 환경에 따라 라이다를 인입 또는 인출시키고 이에 연동하여 자율주행 레벨을 조정함으로써, 주변의 이물질에 의한 라이다의 오염이나 파손을 최소화함과 더불어 자율주행 차량의 전후방에 존재하는 객체에 대한 감지 성능을 확보할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 차체 11: 수용홈부
20: 라이다 바디 30: 라이다
50: 구동부 60: 제1 구동부
61: 제1 기어부 62: 제1 기어 모터부
65: 제1 랙기어 66: 제1 피니언기어
67: 제1 피니언 모터부 70: 위치 검출부
80: 기후 감지부 90: 차량 구동 모듈
100: 자율주행 제어부

Claims

자율주행 차량의 위치를 검출하는 위치 검출부;
상기 자율주행 차량 주변의 기후 상태를 감지하는 기후 감지부;
상기 자율주행 차량의 차체에 라이다를 인입 또는 인출시키는 구동부;
상기 자율주행 차량을 자율주행시키는 차량 구동 모듈; 및
상기 자율주행 차량의 위치와 상기 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에서 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 상기 자율주행 레벨에 따라 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 상기 자율주행 차량의 자율주행을 제어하는 자율주행 제어부를 포함하고,
상기 라이다는 라이다 바디에 설치되고,
상기 라이다 바디는 차체에 형성된 수용홈부에 매립되며,
상기 차체는 범퍼이며,
상기 구동부는 상기 차체 또는 상기 라이다 바디에 설치되고,
상기 구동부는 상기 라이다 바디에 설치되는 기어부 및 상기 기어부에 축결합되고 차체에 설치되는 기어 모터부를 통해 상기 라이다 바디를 회전운동시키거나, 상기 라이다 바디에 설치되는 랙기어, 상기 랙기어와 맞물리도록 설치되는 피니언기어, 상기 피니언기어에 축결합되는 피니언 모터부, 및 상기 라이다 바디의 직선 이동을 안내하도록 하는 가이드부를 통해 상기 라이다 바디를 병진운동시켜 상기 라이다 바디가 상기 차체에서 인입 또는 인출되도록 하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하는지를 판단하여 판단 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키거나 차체로부터 인출시키는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 기후 상태를 기 설정된 기후 상태 레벨 중 어느 하나로 구분하여 구분한 결과에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키거나 차체로부터 인출시키는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하지 않거나 상기 기후 상태가 기 설정된 제3 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제1 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하고 상기 기후 상태가 기 설정된 제1 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하고 상기 기후 상태가 기 설정된 제2 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제2 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 장치.
자율주행 제어부가 위치 검출부에 의해 검출된 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입하는지를 판단하는 단계;
상기 자율주행 제어부가 기후 감지부에 의해 감지된 기후 상태의 기후 상태 레벨을 판단하는 단계; 및
상기 자율주행 제어부가 상기 자율주행 차량이 상기 설정도로에 진입하는지 및 상기 기후 상태 중 적어도 하나에 따라 구동부를 제어하여 차체에서 라이다를 인입 또는 인출시키고, 자율주행 레벨을 결정하여 상기 자율주행 레벨에 따라 차량 구동 모듈을 제어하여 상기 자율주행 차량의 자율주행을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 라이다는 라이다 바디에 설치되고,
상기 라이다 바디는 차체에 형성된 수용홈부에 매립되며,
상기 차체는 범퍼이며,
상기 구동부는 상기 차체 또는 상기 라이다 바디에 설치되고,
상기 구동부는 상기 라이다 바디에 설치되는 기어부 및 상기 기어부에 축결합되고 차체에 설치되는 기어 모터부를 통해 상기 라이다 바디를 회전운동시키거나, 상기 라이다 바디에 설치되는 랙기어, 상기 랙기어와 맞물리도록 설치되는 피니언기어, 상기 피니언기어에 축결합되는 피니언 모터부, 및 상기 라이다 바디의 직선 이동을 안내하도록 하는 가이드부를 통해 상기 라이다 바디를 병진운동시켜 상기 라이다 바디가 상기 차체에서 인입 또는 인출되도록 하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 상기 설정도로에 진입하지 않는 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제3 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체에 인입시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제1 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입한 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제1 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제3 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 자율주행 제어부는
상기 자율주행 차량의 위치를 통해 상기 자율주행 차량이 기 설정된 설정도로에 진입한 것으로 판단되고 상기 기후 상태가 기 설정된 제2 기후 상태 레벨인 것으로 판단되면 상기 구동부를 제어하여 상기 라이다를 차체로부터 인출시키고 상기 차량 구동 모듈을 제어하여 기 설정된 제2 자율주행 레벨에 따라 자율주행 차량을 제어하는 것을 특징으로 하는 돌출형 라이다 기반의 자율주행 제어 방법.