KR20060049522A

KR20060049522A - 능동형 운전의도 추정방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20060049522A
Application number: KR1020050047302A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 구게
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-05-19
Also published as: EP1602542B1; JP4400316B2; EP1602542A1; JP2005346371A; US20050273215A1; US7555367B2; KR100654142B1

Abstract

환경 및/또는 조작의 변화에 능동하는 의도 추정방법 및 장치를 개시한다. 예시적 장치는 차량 주위 환경 상태와, 차량의 운전자에 의해 실행된 조작 중 적어도 어느 하나를 검출하도록 구성된 검출부를 포함한다. 운전의도 추정장치는, 운전자에 의해 실행된 검출 조작과 조정가능한 기준에 기초로 운전자의 추정된 의도를 생성하도록 설치된다.

Description

능동형 운전의도 추정방법 및 그 장치{ADAPTIVE INTENTION ESTIMATION METHOD AND SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 운전자의 운전의도 추정장치의 예시적 장치를 도시하는 블록선도.

도 2는 도 1에 도시한 운전자의 운전의도 추정장치의 조작을 도시하는 플로우챠트.

도 3은 소정 의도로 지향할 때 차량을 주행하는 각 가상 운전자의 운전조작량을 계산하는 실시예를 도시하는 도면.

도 4는 차선 내 상이한 횡방향 위치와 임계치(T)와의 변화하는 관계를 도시하는 도면.

도 5는 차선 내 상이한 횡방향 위치, 상이한 도로곡률 및 임계치(T)의 관계를 도시하는 3차원 도면.

도 6은 본 발명에 따른 운전자의 운전의도 추정처리의 다른 예시적 처리 순서를 도시하는 플로우챠트.

도 7은 차량과 선행 차량 사이의 상이한 거리와 임계치의 보정계수와의 관계를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 운전자의 운전의도 추정장치의 다른 예시적 처리 순 서를 도시하는 플로우챠트.

도 9는 차선 내 상이한 횡방향 위치와 임계치(T)와의 변화하는 관계를 도시하는 도면.

도 10(a)는 차선 변경의도(Pr(LC))의 근사치와 차선유지의도(Pr(LK))의 근사치와의 차이를, 임계치(Ts)가 0(제로)일 때의 임계치(Ts)와 비교하여 차선 변경의도의 추정을 도시하는 도면.

도 10(b)는 잘못 추정을 회피하기 위해 차선 변경의도의 추정을 도시하는 도면.

도 10(c)는 차선 이탈 가능성이 큰 경우에 응답하는 차선 변경의도의 적극적 추정을 도시하는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 운전조작보조장치의 다른 예시적 장치를 도시하는 블록선도.

도 12는 운전조작보조장치를 탑재한 차량의 사시도.

도 13은 가속페달 형태의 운전자 제어식 장치를 도시하는 도면.

도 14는 임계치(T)의 상이한 설정과 차선 변경추정과의 관계를 설명하는 도면.

도 15는 도 11에 도시한 운전조작보조장치의 조작을 도시하는 플로우챠트.

도 16은 리스크 포텐셜(RP)의 상이한 값과 반력 증가량(△F)과의 관계를 도시하는 도면.

도 17은 차선 변경의도 최초 추정시 설정될 수 있는 임계치(Tlcs)의 상이한 값에 시정수(Tsf)를 곱한 계수(af)와의 관계를 도시하는 도면.

도 18은 본 발명에 따른 운전조작보조장치의 다른 예시적 장치를 도시하는 블록선도.

도 19는 도 18에 도시한 운전조작보조장치의 조작을 도시하는 플로우챠트.

도 20은 임계치(Tlcs)의 상이한 값에, 시정수(Tsr)를 곱한 계수(ar)의 변화를 도시하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 운전 의도 추정장치 10 : 차량 주위상태검출부

20 : 차량상태검출부 30 : 운전조작량검출부

40 : 운전 의도 근사도 계산부 50 : 가변 임계 생성부

60 : 운전 의도 추정부 100, 200 : 차량용 운전조작보조장치

150, 150A : 컨트롤러 170 : 가속페달 반력 제어장치

본 발명은 능동형 운전 의도 추정방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 운전환경 및/또는 조작상태의 변화에 기초로 운전자의 의도를 추정하는 능동형 운전의도 추정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

운전보조장치는 차량을 운전하는 운전자의 조작을 보조하기 위해 사용된다. 운전자의 의도를 추정할 수 있는 운전 의도 추정장치의 일 형태로서, 의도된 동작 을 보조하거나 의도된 조작에 연관된 조작 위험을 회피하기 위해 적절한 기계적 간섭이 제공된다. 의도 추정을 갖는 종래 운전보조장치의 일례는 동일 차선에 차량을 유지하는 차선 유지 운전 형태의 근사치와, 차선을 변경하는 차선 변경 운전 형태의 근사치를 계산한다. 이 장치는 가장 큰 근사치를 갖는 운전 형태 중 하나를 선택하고 운전자의 운전 의도 추정으로서 선택된 운전 형태를 할당한다.

그러나, 이런 종래 장치는 곡선 또는 험한 지면 조건을 갖는 도로 상의 아웃-인-아웃(out-in-out) 동작과 같이, 운전 형태와 환경의 특정 형태에 능동하는 것이 아니다. 이런 운전 형태와 환경에 연관된 차량의 독특한 측면 제어에 의해, 종래 장치는, 운전자가 곡선도로 또는 코너링을 위해 실제로 동일 차선을 유지하지만, 차선을 변경하는 의도로 추측하는 경향이 있다.

따라서, 운전 형태와 환경의 동적 변화를 개시하는 능동형 운전 의도 추정을 갖는 운전보조방법 및 장치를 구동할 필요가 있다.

능동형 운전 의도 추정을 갖는 방법 및 장치의 각종 형태를 기술한다. 일 실시형태에 따르면, 차량의 운전자의 의도를 추정하는 예시적 장치는, 차량 주위 환경의 상태와, 운전자에 의해 실행된 조작 중 적어도 어느 하나를 검출하는 검출부를 포함한다. 운전자에 의해 실행된 검출 조작과 조정가능한 기준을 기초로 운전자의 추정된 의도를 생성하는 의도 추정장치를 구비한다. 상기 기준은 차량의 주위 상태와 조작 상태 중 적어도 어느 하나에 기초로, 또는 차량이 주행하는 차선 내 차량의 위치를 기초로 선택적으로 조정가능하다.

일 실시형태에 따르면, 이 기준은 차량주위상태와 조작상태 중 적어도 어느 하나를 기초로 선택적으로 조정가능한 임계치와의 비교를 포함한다. 일 관점에서, 주위환경은 차량주행시 도로곡률을 포함하며, 이 기준은 검출된 도로곡률을 기초로 조정된다. 다른 관점에서, 추정의도는 동일차선의 차선 변경 또는 차선유지의 의도이다.

운전자의 추정된 의도는 각종 접근을 이용하여 결정될 수 있다. 예컨대, 추정된 의도는 차량을 조작하는 복수의 운전자의 가상적 의도에 관한 데이터를 생성하여 결정되며, 각기 복수의 가상적 의도는 차량의 가상적 조작에 연관된다. 복수의 가상적 의도 중 하나가 운전자에 의해 실행된 검출 조작과, 각기 복수의 가상적 의도에 연관된 가상적 조작과, 조절가능한 기준을 기초로, 운전자의 추정된 의도를 선택한다.

일 관점에서, 복수의 운전자의 가상적 의도에 연관된 근사치는 운전자에 의해 검출된 조작과 복수의 가상적 의도에 연관된 가상적 조작을 기초로 계산된다. 예시적 장치는 각기 복수의 가상적 의도와 기준의 각 근사치를 기초로 운전자의 추정된 의도로서 복수의 가상적 의도 중 하나를 선택한다.

차량주위상태는 차량 전방의 선행 차량의 주행상태를 포함할 수 있고, 기준은 차량의 주행상태나 선행차량의 주행상태를 기초로 조정된다. 기계의 주행상태는 차량의 횡방향속도, 차량의 횡방향가속도, 및 차량의 요 레이트(yaw rate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 기준은 횡방향속도와, 횡방향 가속도, 및 요 레이트 중 검출된 적어도 어느 하나를 기초로 조정된다.

하기의 상세한 설명에서, 설명을 위해, 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해서 다양한 특정의 설명이 개시된다. 그러나, 당분야 당업자라면 본 방법 및 장치는 이들 특정의 설명 없이 실행될 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들면, 본 개시내용을 필요없이 불명료한 것을 피하기 위해 공지의 구조 및 장치는 블록선도의 형태로 도시한다.

(제1 실시형태)

도 1을 참조하면, 운전의도 추정장치(1)는, 차량주위상태검출부(10)와, 차량상태검출부(20)와, 실제 운전자의 운전조작량검출부(30)와, 운전의도근사도계산부(또는 가상운전조작계산부)(40)와, 가변 임계 생성부(50)와, 운전자의 운전의도 추정부(60)를 구비하고 있다. 차량주위상태검출부(10)는 차량주위상태를 검출한다. 차량상태검출부(20)는 차량상태를 검출한다. 실제 운전자의 운전조작량검출부(30)는 차량 운전시 실제 운전자의 조작량을 검출한다.

운전의도 추정장치(1)는 복수의 가상 운전자에 관한 데이터와 같은 참조 데이터에 접근한다. 각기 복수의 가상 운전자는 각 의도에 따라 차량을 조작하기 위해 연관된 의도와 대응하는 조작을 갖는다. 운전의도 추정장치(1)는, 예컨대 차선유지나 차선 변경의 의도와 같은 예측된 의도를 생성하기 위해서, 실제 운전자의 운전조작과 각기 복수의 가상 운전자의 운전조작을 비교하여, 실제 운전자의 운전조작과 복수의 가상 운전자의 운전조작이 얼마만큼 근사한지 여부를 평가한다. 운 전자의 의도 추정에 관한 상세한 설명은, 2003년 12월 16일자로 출원되고, 본 출원인에게 양도되고, 개시 내용의 전부가 본 출원에 참고로 인용되고 있는 "운전의도 추정 및 조작보조용 방법 및 장치"의 명칭으로 현재 미국 특허 출원에 기술되어 있다(출원번호 미정).

본 실시형태에서, 차량주위상태검출부(10)는, 전방 시계를 커버하는 전방 카메라와 요 각 센서(yaw angle sensor)를 구비한다. 전방 카메라는 전방 시계 내의 도로 상태의 이미지를 취득한다. 차량주위상태검출부(10)는 차선 내 중앙선에 대한 차량의 횡방향 거리(y)와, 중앙선에 평행한 차선에 관한 차량의 요각(ψ)을 검출한다. 차량주위상태검출부(10)는 취득한 이미지신호를 처리하는 이미지처리장치도 구비하고 있다.

본 실시형태에서, 차량상태검출부(20)는 차속을 검출하는 차속센서를 구비하고 있다. 실제 운전조작량검출부(30)는 차량의 조향각을 검출하기 위해 조향계에 설치된 조향각 센서를 구비한다.

본 실시형태에서, 운전의도근사도계산부(40), 가변임계생성부(50), 및 운전의도 추정부(60)는 마이크로코드, 소프트웨어 프로그램 및/또는 지시를 실행하는 하나 이상의 마이크로컴퓨터 또는 마이크로컨트롤러를 이용하여 실행된다. 마이크로코드 및/또는 소프트웨어는 휘발성 및/또는 비휘발성 데이터저장장치 및/또는 기계해독가능한 데이터 저장매체, 예컨대 ROM, RAM, SRAM, PROM, EPROM, CD-ROM, 디스크, 캐리어 웨이브(carrier wave) 등에 구성된다.

운전의도근사도계산부(40)는 각 가상 운전자에 연관된 의도에 따라 차량 운 전시 각 가상 운전자의 조작을 계산한다. 운전의도근사도계산부(40)는 각 가상 운전자의 운전조작량과 운전조작량검출부(30)에서 제공된 실제 운전자의 검출된 조작 사이의 근사도를 계산한다.

가변 임계 생성부(50)는, 차량주위상태검출부(10)에 의해 검출된 차량의 주위 상태 및 차량상태검출부(20)에 의해서 검출되는 차량상태를 기초로 임계치를 변경한다. 이 임계치는 운전자의 의도를 추정할 때에 사용한다.

운전의도 추정부(60)는 가상 운전자의 각기 계산된 동작과 실제 운전자의 검출된 조작 사이의 근사도를 기초로 실제 운전자의 운전 의도의 유사지수(예컨대 스코어)를 계산한다. 운전의도 추정부(60)는 계산된 유사지수와 임계치를 비교하여 운전자의 의도를 추정한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 운전의도 추정장치(1)의 동작을 설명한다. 도 2의 플로우챠트는 운전의도 추정 처리 프로그램을 도시한다. 이 프로그램의 실행은, 예컨대 50 msec의 일정 간격으로 반복된다.

단계 S101에서, 마이크로컴퓨터는 차량주위상태검출부(10), 차량상태검출부(20) 및 실제 운전조작량검출부(30)에 의해서 각각 검출되는 차량주위상태, 차량상태 및 운전조작량에 관한 데이터를 읽는다. 마이크로컴퓨터는, 차량의 차선(또는 트랙) 내 횡방향위치(y), 차량의 요각(ψ) 및 조향각(θid)을 기록한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 차선 내 횡방향위치(y)는, 차선의 중앙선과 차량 중심점(O) 사이의 거리이다. 요각(ψ)은 차선의 중앙선에 대해 선회하는 각도이다.

단계 S102에서, 마이크로컴퓨터는 차선유지의도를 갖는 가상 운전자의 조작 과 실제 운전자의 검출된 조작 사이의 유사도(Pid_lk), 및 차선 변경의도를 갖는 가상 운전자의 조작과 실제 운전자의 검출된 조작 사이의 유사도(Pid_lc)를 계산하여, 유사값(Pr(LK) 및 Pr(LC))을 각각 생성한다. 마이크로컴퓨터는 각기 복수의 가상 운전자의 조작량(Oid)을 계산한다. 이 실시예에서, 차선유지의도(LK)를 갖는 가상 운전자 A, 오른쪽 차선 변경의도(LCR)를 갖는 가상 운전자 B, 왼쪽 차선 변경의도(LCL)를 갖는 가상 운전자 C를 포함하는 세 명의 가상 운전자를 이용한다. 마이크로컴퓨터는, 각각의 가상 운전자 A, B, C가 소정의 운전의도에 따라 차량 운전시 필요한 운전조작량(Oid)을 계산한다. 보다 구체적으로, 마이크로컴퓨터는 세 명의 가상 운전자 A, B, C가 소정의 운전 의도에 따라 차량 운전시 핸들의 조향각(θid)을 계산한다. 이하에 운전조작량(0id)의 계산을 설명한다.

(1) 차선유지의도(LK)를 갖는 가상 운전자 A

가상 운전자 A가 차선유지의도(LK)의 경우 차량 운전시 핸들의 조향각(θid_lk)을 계산하기 위해서, 마이크로컴퓨터는 차량의 중심점(O)에서의 거리(px(i))로 차량의 종방향 중심선의 전방에 적어도 하나의 참조점(LK(i))을 설정하며, 차선의 중앙선에서 참조점(LK(i))의 횡방향 위치(p_-lk(px(i)))를 계산한다. 적어도 하나의 참조점(LK(i))의 갯수는 임의의 수이다. 이 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 차량의 중심점(O)에서 다른 거리(px(1) 및 px(2))로 차량의 종방향 중심선상에 두 참조점(LK(1) 및 LK(2))이 설정된다. 거리 px(1)= 10m 및 거리 px(2)= 30m 로 설정한다. 거리 px(i)는 다른 차속에 따라서 변화하는 값도 가능하다.

차선의 중앙선으로부터 참조점(LK(i))의 횡거리(lat_-pos(px(i)))는, 전방 카메라로부터의 얻어진 이미지 처리에 따라서 산출할 수 있는 요 각(ψ)과 거리(px(i))에 의해 결정된다. 이처럼, 참조점(LK(i))의 횡방향 위치(p_lk(px(i))는 이하와 같이 표현될 수 있다.

p_lk(px(i) = lat_pos(px(i)) i= {1,. . . , n} ··· (식 1)

여기서, 도 3에 도시한 실시예에서 n은 2에 대응한다(n= 2).

횡방향 위치(p_lk(px(i)))를 이용하여, 조향각(θid_-lk)은 이하와 같이 표현될 수 있다.

θid_-lk = Σ{ a(i) · p_-lk(px(i))} · · · (식2)

여기서, a(i)는 전방참조점 LK(i)에 있어서의 횡방향 위치(p_lk(px(i))에 적절하게 결정된 가중계수이고 본원에 개시된 장치 실행시 차량의 변속비 등과 같은 차량의 특징에 기초로 결정된다.

(2) 오른쪽 차선 변경 의도(LCR)를 갖는 가상 운전자 B

가상 운전자 B가 오른쪽 차선 변경 의도(LCR)의 경우 차량 운전시 조향각(θid_lcr)을 계산하기 위해서, 마이크로컴퓨터는 적어도 하나의 참조점(LCR(i))을 설정한다. 적어도 하나의 참조점(LCR(i))은 임의의 수의 참조점(LCR(i))을 포함한다. 이 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 2개의 참조점(LCR(1), LCR(2))을 설정한다.

참조점 LCR(i)의 횡방향 위치(p_lcr(px(i)))는, 이하에 나타내는 것 같이, lat_pos(px(i))에 소정의 오프셋트량 lc_offset_lcr를 가산하여 산출할 수 있다.

p_lcr(px(i))= lat_ pos(px(i))+ 1c_offset_ lcr i={1,...,n} ··(식 3)

여기서, 도 3에 도시한 예에서 n= 2이다. 소정의 오프셋트량 1c_-offset_-lcr는, 참조점 LCR(i)의 횡방향 위치p_lcr(px(i))를 설정하기 위해서 적절하게 결정된 값이다. 이 실시예에서, 오프셋트량 lc_-offset_-lcr 은 -1.75로 설정한다(lc_-offset_-lcr = -1.75).

횡방향 위치p_-lcr(px(i))를 이용하여, 조향각(θid_-lcr)을 이하와 같이 표현할 수가 있다.

θid_lcr = Σ{a(i) ·p_-lcr(px(i))}··· (식 4)

여기서, a(i)는 횡방향 위치p_lcr(px(i))에 적절하게 결정된 가중계수이고, 본원에 개시된 장치 실행시 차량의 변속비 등과 같은 차량의 특징을 기초로 결정된다.

(3) 왼쪽 차선 변경 의도(LCL)를 갖는 가상 운전자 C

가상 운전자 C가 왼쪽 차선 변경 의도(LCR)의 경우 핸들의 조향각(θid_lcl)을 산출하기 위해서, 마이크로컴퓨터는 적어도 하나의 참조점 LCL(i)을 설정한다. 적어도 하나의 참조점(LCL(i))은 임의의 수의 참조점(LCL(i))을 포함한다. 이 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 2개의 참조점(LCL(1), LCL(2))을 설정한다.

참조점 LCL(i)의 횡방향 위치(p_lc1(px(i)))는, 이하에 나타내는 것 같이, lat_pos(px(i))에 소정의 오프셋트량 lc_offset_lcl을 가산하여 산출할 수 있다.

p_-lc1(px(i)) = lat_-pos(px(i)) + lc_-offset_lcl i ={1,...,n}···(식 5)

여기서, 도 3에 도시한 예에서 n= 2이다. 소정의 오프셋트량 lc_offset_lcl 은, 참조점 LCL(i)의 횡방향 위치p_lcl(px(i))를 설정하기 위해서 적절하게 결정된 값이다. 이 실시예에서, 오프셋트량 lc_offset_lcl은 1.75 로 설정한다(lc_offset_lcl = 1.75).

횡방향 위치p_lcl(px(i))를 이용하여, 조향각(θid_lcl)을 이하와 같이 표현할 수가 있다.

θid_lcl = Σ{a(i) ·p_-lcl(px(i))} ··· (식 6)

여기서, a(i)는 횡방향 위치 p_lcl(px(i))에 적절하게 결정된 가중계수이고, 본원에 개시된 장치 실행시 차량의 변속비 등과 같은 특징을 기초로 결정된다.

각 가상 운전자 A, B, C의 계산된 조작량(Oid)은 실제 운전자의 운전조작량검출부(30)에 의해 검출된 실제 운전자의 운전조작량(Ord)과 비교한다. 이 실시형태에서, 실제 운전자의 조작량(Ord)은 실제 운전자에 의해 조작된 조향각(θrd)이다.

각 가상 운전자의 계산된 운전조작량(0id)과 실제 운전자의 검출된 운전조작량(Ord)을 이용하여, 마이크로컴퓨터는 각 가상 운전자의 계산된 운전조작량(Oid)과 실제 운전자의 검출된 운전조작량(Ord)에 기초한 근사도(Pid)를 계산한다. 근사도(Pid)는, 가상 운전자 A의 근사도(Pid_lk), 가상 운전자 B의 근사도(Pid_lcr), 및 가상 운전자 C의 근사도(Pid_lcl) 중 어느 하나를 나타내는데 사용된다. 본 실 시형태에서, 각 가상 운전자의 계산된 조작량(Oid)은 계산된 조향각(θid_lk, θid_lcr, θid_lcl) 중 어느 하나로 표현된다. 가상 운전자의 조향각(θid)은 이들 계산된 조향각(θid_lk, θid_lcr, θid_lcl) 중 어느 하나를 의미하는데 사용된다. 본 실시형태에서, 실제 운전자의 검출된 조작량(Ord)은 검출된 실제 운전자의 조향각(θrd)으로 표현된다.

각 가상 운전자의 근사도(Pid)는 정규분포에 대한 가상 운전자의 조향각(θid)의 정규화된 값의 대수확률을 이용하여 계산될 수 있고, 여기서 평균(e)은 실제 운전자의 조향각(θrd)이고 편차(σ)는 조향각의 표균편차와 같은 소정치(ρrd)이다.

근사도(Pid)는 이하와 같이 표현될 수 있다.

Pid= log {Probn [(θid - θrd) /ρrd ] } ··· (식 7)

여기서, Probn은, 주어진 표본이, 정규분포로 표현되는 모집단으로부터 관찰되는 확률을 계산하기 위해 사용되는 확률밀도 함수이다.

(식 7)을 이용하여, 마이크로컴퓨터는 차선유지(LK)의 유사도(Pid_lk), 오른쪽 차선 변경(LCR)의 유사도(Pid_lcr), 및 왼쪽 차선 변경(LCL)의 근사도(Pid_lcl)를 계산한다. 근사도(Pid_lcr 및 Pid_lcl) 중 최대치는 차선 변경의 근사도(Pid_lc)를 정의하고, 다음과 같이 표현될 수 있다.

Pid_lc= max { Pid_lcr, Pid_lcl} ··· (식 8)

또, 차선유지의 근사도(Pid_lk)는, 실제 운전자가 처리하는 차선유지의도의 근사치(Pr(LK))를 나타낸다. 차선 변경의 근사도(Pid_lc)는 실제 운전자가 처리하 는 차선 변경의 근사치(Pr(LC))를 나타낸다. 실제 운전자의 차선 유지의 근사치(Pr(LK)) 및 차선 변경의 근사치(Pid_lc)를 산출한 후, 프로그램은 단계 S103로 진행한다.

단계 S103에서, 차선 유지 근사치(Pr(LK)) 및 차선 변경 근사치(Pr(LC))를 이용하여, 마이크로컴퓨터는 차선 변경의도의 스코어(Sc)를 산출한다. 차선 변경의도 스코어(Sc)는 다음과 같이 표현된다.

(식 9)에서 산출되는 스코어 Sc는 0과 1 사이의 값이다. 이 스코어 Sc는 차선 변경의도의 확신도(확률)가 차선유지의도의 확신도보다도 높을수록 증가한다. 예컨대, 차선유지의도의 확신도에 대한 차선 변경의도의 확신도가 50 : 50인 때에, 스코어 Sc = 0.5이다. 차선 변경의도의 확신도가 100% 인 때에, 스코어 Sc는 1로 된다(Sc=1).

단계 S104에서, 마이크로컴퓨터는 단계 S101에서 검출된 차량의 주위 환경, 운전자의 조작 및 차량의 상태 중 적어도 하나를 기초로 임계치(T)를 설정한다. 임계치(T)는 스코어(Sc)의 값이다. 계산된 스코어(Sc)가 임계치(T)를 초과하면(Sc> T), 운전자의 의도는 차선 변경 의도로 추정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 운전자의 의도는 차선 유지 의도로 추정된다.

임계치(T)를 증가하는 방향으로 변화하면 운전자에 의해 처리되는 차선 변경 의도를 정확하게 추정하는 빈도를 저하하는 반면, 증가된 임계치(T)는 실제로 운전자에 의해 처리되는 차선 변경 의도를 추정하는 에러의 빈도를 저하시킨다. 임계치(T)를 감소하는 방향으로 변화하면 실제로 운전자에 의해 처리되는 차선 유지 의도를 잘못 추정하는 빈도를 증가시키는 반면, 감소된 임계치(T)는 운전자에 의해 처리되는 이런 의도를 차선 유지 의도로 정확하게 추정하는 빈도를 증가시킨다.

따라서, 임계치(T)는, 차선 유지 동안에 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도와, 운전자에 의해 처리되는 이런 의도를 차선 변경 의도로 정확하게 추정하는 빈도 사이의 균형을 고려하여 결정된다. 일반적으로, 임계치(T)는 0.5로 설정된다(T= 0.5). 차량 주위의 주행 상태나 차량 상태의 변화에 따라 임계치(T)를 변경하지 않으면, 운전자가 곡선도로 통과 및/또는 직선도로의 노면 상황에 의한 횡방향 이동시 아웃-인-아웃(out-in-out) 동작을 실행할 때 차선 변경의도라 잘못 추정할 수가 있다. 그래서, 차량의 다른 주행 상태에 따른 임계치(T)의 능동형 변화는 차선 변경 의도를 잘못 추정하는 빈도를 저감한다.

일 실시형태에서, 임계치(T)는 차선 내 중앙선에 대한 차량의 차선 내 횡방향위치 y를 기초로 변화한다. 도 4는, 차선 내 횡방향 위치(y)와 임계치(T) 사이의 관계를 도시한다. 도 4에 있어서, 차선 폭을 L로 하면, 차량의 중심점(O)이 차선 중앙선에 있을 때는 차선내 횡방향 위치(y)는 제로이다(y= 0). 차량의 중심점(O)이 차선 우측 경계에 있을 때는 횡방향 위치(y)는 L/2이고(y= L/2), 차량의 중 심점(O)이 차선 좌측 경계에 있을 때는 - L/2 이다(y = - L/2).

차선은 중앙선에 대해 정의된 차선 중앙 영역을 갖는다. 차선 중앙 영역은 중앙선에서 위치(y=yb)와 위치(y=ya)까지의 대향방향으로 연장하며(ya는 음극값), 여기서 yb는 ya의 절대값이다.

도 4를 참조하여, 차량이 차선 중앙 영역(ya≤y≤yb)을 주행하고 있을 때 임계치(T)를 임계치(Ta)(예컨대, Ta > 0.5)에 설정한다. 차량의 중심점(O)이 차선 중앙 영역을 빠져 나간후 두 차선 경계 영역 중 하나에 들어가면, 임계치(T)는 차량이 인접한 차선 경계에 접근할 때 차선 횡방향 위치(y)의 다른 값에 기초로 임계치(Ta)에서 임계치(Tb)로 점차로 저하한다. 이 실시예에서, 임계치(T)는 0과 1 사이이다(0 < T < 1). 차선 중앙 영역을 주행하는 경우 차량이 차선 변경 확률이 낮다고 생각되기 때문에, 차선 변경 의도를 조심스런 추정에 충분히 큰 임계치(Ta)로 임계치(T)를 증가시킨다. 각각의 두 차선 경계 영역을 주행하는 경우 차량이 차선 변경 확률이 높다고 생각된다. 따라서, 차선 변경 의도를 적극적인 추정을 위해 임계치(Ta)에서 임계치(T)는 저하한다.

도 2를 참조하면, 단계 S104에서 임계치(T)를 설정한 후, 프로그램은 단계 S105로 이행한다. 단계 S105에서, 마이크로컴퓨터는 실제 운전자의 처리된 의도를 추정한다. 구체적으로는, 마이크로컴퓨터는 단계 S103에서 계산한 스코어 Sc와, 단계 S104에서 설정한 임계치(T)를 비교하여, 스코어 Sc가 임계치(T)를 초과하면(Sc> T) 운전자의 의도는 차선 변경이라고 추정한다. 스코어 Sc가 임계치(T)를 초과하지 않으면(Sc ≤T), 운전자의 의도는 차선 유지라고 마이크로컴퓨터는 추정한 다.

차량이 차선 내 중앙선 부근을 주행하고 있는 경우, 임계치(T)를 큰 값(Ta)으로 설정하기 때문에, 실제 운전자에 의해 차선 유지 의도에 대해 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도가 저감된다. 차량이 두 개의 차선 경계 영역 중 하나를 주행하는 경우, 임계치(T)가 임계치(Ta)보다도 작은 값으로 설정되기 때문에 차선 변경 의도라고 추정하는 감도를 높일 수 있다.

단계 S106에서, 마이크로컴퓨터는 단계 S105에서 추정한 결과를 실제 운전자의 운전 의도로 출력한다.

이상과 같이 설명한 제1 실시형태는 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 운전의도 추정장치(1)는, 차량상태, 차량주위상태, 및 실제 운전자의 운전조작량 중 적어도 어느 하나를 기초로, 실제 운전자가 처리하는 복수의 운전 의도의 근사치를 산출한다. 즉, 각각이 다른 운전의도를 가지는 복수의 가상 운전자를 설정한다. 각 가상 운전자의 운전조작량(Oid)과 실제 운전자의 운전조작량(Ord) 사이의 근사도로부터, 운전의도유사치, 즉 차선 변경 의도 유사치(Pr(LC)와 차선 유지 의도 유사치(Pr(LK))를 각각 산출한다. 그리고, 계산된 유사치와 운전자의 의도 추정 기준에 기초로, 운전 의도 추정장치(1)는 실제 운전자의 운전 의도를 추정한다. 가변 임계 생성부(50)는, 차량상태 또는 차량주위상태 중 적어도 어느 하나를 기초로 운전자의 의도 추정 기준을 변경한다. 운전자의 의도 추정 기준을 변경하여 특정한 주행 상황에서 발생하는 운전의도의 잘못 추정의 빈도를 감소하여, 운전자의 의도를 적극적으로 추정할 수 있다.

(2) 가변 임계 생성부(50)는, 운전의도의 추정 정밀도가 높게 되도록 운전의도 추정기준을 크게 한다. 운전자의 운전 의도 추정기준을 변경하여, 특정한 주행 상황에서 발생하는 운전의도의 잘못 추정을 저감할 수가 있다.

(3) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 운전 의도를 추정하는 응답속도를 향상하기 위해 운전 의도 추정 기준을 감소하는 방향으로 변경한다. 운전자의 의도 추정 기준을 변경하여 차량 상태와 차량주위상태를 기초로 운전의도를 신속하게 추정할 수 있다.

(4) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 운전 의도 추정 기준으로서 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 설정한다. 운전 의도 근사도 계산부(40)는, 차선 변경 의도의 유사치(Pr(LC))와, 차선 유지 의도의 유사치(Pr(LK))를 각각 산출한다. 운전자 의도 추정부(60)는, 차선 변경 의도의 유사치( Pr(LC))와, 차선 유지 의도의 유사치(Pr(LK))에 기초로 계산된 차속 변경 의도 스코어(Sc)와 임계치(T)를 비교하며, 차선 변경 의도 스코어가 운전 의도 추정 기준(T)을 상회하는 경우 운전자의 의도가 차선 변경이라고 추정한다. 그 결과, 운전자의 운전 의도를 정밀도 좋게 추정할 수 있다.

(5) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 차량의 횡방향 위치(y)를 기초로 운전의도 추정기준(T)을 변경한다. 차량의 횡방향 위치(y)에 기초로 운전의도 추정기준을 변경하여 차선 내 차량의 횡방향 제어 동안 발생할 수 있는 잘못 추정의 가능성을 저감할 수 있다.

(6) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 차선 내에 중앙영역과 두 개의 차선 경계 영역을 설정한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 차량의 횡방향 위치(y)가 차선 중앙영역에 있는 경우(ya ≤y ≤yb)는, 차량의 횡방향 위치(y)가 두 개의 차선 경계 영역 중 하나에 있는 경우(y < ya, 또는 y > yb)보다도 차선 변경 추정 임계치(T)를 크게 한다. 전술한 방식으로 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 변경하여 차선 내 차량의 횡방향 제어 동안 횡방향 위치(y)가 변동하더라도 차선 변경 의도의 잘못 추정의 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 2개의 차선 경계 영역 중 하나를 주행하는 경우는 차선 중앙 영역을 주행하는 경우보다도 차선 변경 확률이 높다고 생각된다. 따라서, 2개의 차선 경계 영역 중 하나를 주행하는 동안 임계치(T)를 작은 값(<Ta)으로 설정하는 것에 의해 차선 변경 의도를 적극적으로 추정할 수 있다.

(제2 실시형태)

이하에, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 운전의도 추정장치에 관해서 설명한다. 본 발명의 제2 실시형태에 의한 운전의도 추정장치의 구성은 제1 실시형태와 같다. 그러나, 제2 실시 형태는 제1 실시형태와의 상위점을 주로 설명한다.

제2 실시형태에 따르면, 차량이 주행하는 도로 곡률(ρ)은 횡방향 위치(y)와 함께 임계치(T)를 결정한다. 운전자는 곡선 도로 주행시 아웃-인-아웃 등의 라인 조작을 실행할 수가 있고 또는 급 커브를 주행할 수 있다. 급 커브 도로를 주행할 때에 운전자가 차선 변경할 수 있는 빈도는 낮다. 이들을 운전 상태를 고려하여, 도로 곡률(p)이 증가할 때 도로 커브가 좁아지는 만큼, 임계치(T)를 크게 하여 운 전자가 차선 유지를 실제로 처리하는 동안 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도를 저감한다.

도로 곡률(ρ)은, 네비게이션 시스템으로부터 얻어지는 도로 정보, 도로-차량 사이 통신, 및 차량상태에 따라서 현재 위치의 도로 곡률 혹은 차량 전방의 소정의 이격된 거리를 계산한다.

도 5에서, 차선 내 횡방향 위치(y), 도로 곡률(ρ), 및 임계치(T) 사이의 관계를 3차원 맵으로 도시한다. 도로 곡률(ρ)과 임계치(T)의 관계는, 도로 곡률(ρ)이 0(제로), 즉 차량이 직선 도로를 주행하는 경우에 임계치(T)가 최소값으로 되도록 설정한다. 도로 커브가 좁아지고 도로 곡률(ρ)이 커질수록 임계치(T)는 증가한다. 도로 곡률(ρ)과 임계치(T) 사이의 관계는, 오른쪽 커브 또는 왼쪽 커브로 곡선 도로를 통과하는데 공통이다. 차선 내 횡방향 위치(y)와 임계치(T)의 관계는 상술한 제1 실시형태에 적용한 관계와 같다. 차량의 횡방향 위치가 차선 중앙선에 접근할수록 임계치(T)가 증가하지만, 차량의 횡방향 위치가 차선 경계 중 하나에 접근할수록 임계치(T)가 감소되도록 설정한다.

차선 내 횡방향 위치(y) 및 도로 곡률(ρ)을 기초로 결정된 임계치(T)를 이용하여, 아웃-인-아웃 조작 실행시 차선 경계에 접근하거나 곡선 도로 주행시 횡방향 제어 실행시에도 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도를 저하할 수가 있다. 그 결과, 운전의도의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 본 개시내용의 실시형태에 따르면, 차선 내 횡방향 위치(y)를 이용하지 않고 도로 곡률(ρ)만이 임계치(T)를 결정하는데 사용될 수 있다.

제2 실시형태는 제1 실시형태에 의한 효과에 추가하여 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 도로 곡률(ρ)을 기초로 운전자의 의도 추정 임계치(T)를 변경한다. 이 방식으로 임계치(T)를 변경하여 차량이 곡선 도로를 주행할 때의 라인 잡기(line taking) 또는 차선 내 횡방향 제어를 고려하여 차선 변경 의도의 잘못 추정을 저감할 수가 있다.

(2) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 도로 곡률(ρ)이 큰 급커브의 경우에 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 크게 한다. 이 방식으로 임계치(T)를 변경하여 차량이 곡선 도로를 주행할 때의 라인 잡기 또는 차선 내 횡방향 제어를 고려하여, 차선 변경 의도의 잘못 추정을 저감할 수가 있다.

도로 곡률(ρ)과 차선 내 횡방향 위치(y)에 기초로 도 5에 도시한 3차원 맵을 참조하여 설정되는 임계치(T)를 이용하여, 운전자의 의도는 실제 주행 상황에 능동하도록 추정할 수 있다. 구체적으로는, 도로 곡률(ρ)이 크고 급한 커브일수록, 임계치(T)를 증가하는 차선 내 횡방향 위치(y)의 횡방향 범위를 확대하여, 차량이 곡선 도로를 주행하는 경우에도, 곡선 도로를 주행할 때의 아웃-인-아웃 조작에 응답하여, 한층 정밀도 좋게 차선 변경 의도를 추정할 수 있다.

(제3 실시형태)

이하에, 본 발명의 제3 실시형태에 의한 운전의도 추정장치에 관해서 설명한 다. 본 발명의 제3 실시형태에 의한 운전의도 추정장치의 구성은 제1 실시형태와 같다. 그러나, 제3 실시형태는 제1 실시형태와의 상위점을 이하에 설명한다.

제3 실시형태에 의하면, 선행 차량과의 접근도는 차선 내 횡방향 위치(y)에 의해 결정된 임계치(T)를 보정하는데 사용된다. 선행 차량에 접근하고 있는 경우, 선행 차량을 추월할 가능성이 높다고 판단할 수 있기 때문에, 임계치(T)가 작게 되도록 접근도가 임계치(T)를 보정한다.

운전의도 추정장치(1)의 제3 실시형태에 의한 동작은 도 6의 플로우챠트를 이용하여 설명한다. 이 프로그램의 실행은, 일정 간격, 예컨대 50 msec마다 연속적으로 반복된다. 도 6의 플로우챠트는 단계 S104와 단계 S105 사이의 두 개의 추가 단계 S205와 S206을 제외하곤 도 2의 플로우챠트와 대체로 같다. 도 2 및 도 6에 동일 단계를 동일 참조번호로 지시한다. 간략한 도시를 위해, 단계 S101, S102, S103, S104, S105, 및 S106에 관한 설명을 생략한다.

도 6에서, 단계 S205는, 선행 차량에 대한 접근도에 따라서 보정계수(k)를 계산한다. 선행 차량에 대한 접근도는, 선행 차량과의 차간 거리의 역수, 시간 임계치(THW)의 역수 또는 충돌시간(TTC)의 역수를 이용한다. 시간 임계치(THW)는, 선행 차량과의 차간거리를 차속 또는 선행 차량의 차속으로 나눈 것이다. 충돌시간(TTC)은, 선행 차량과의 차간거리를 차량과 선행 차량 사이의 상대차속으로 나눈 것이다.

도 7은, 선행 차량에 대한 다른 접근도에 대한 보정계수(k)의 값을 도시한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 접근도가 작을수록 보정계수(k)는 1에 접근하도록 설정한다. 접근도가 커질수록 또는 선행 차량과의 거리의 역수가 커질수록, 보정계수(k)는 1이하로 작게 설정한다.

다음 단계 S206에서, 단계 S205에서 얻어진 보정계수(k)를 이용하여, 단계 S204에서 얻어진 임계치(T)를 보정한다. 보정된 임계치(T')는 이하와 같이 표현될 수 있다.

T'= k·T ··· (식 10)

단계 S105에서, 단계 S103에서 계산된 스코어(Sc)와 단계 S206에서 계산된 보정된 임계치(T')를 비교한 후에 실제 운전자의 운전의도를 추정한다. 스코어(Sc)가 보정된 임계치(T')보다 큰 경우(Sc> T')에는 운전의도가 차선 변경이라고 추정한다. 스코어(Sc)가 보정된 임계치(T')보다 작은 경우(Sc≤T')에는 운전 의도가 차선 유지라고 추정한다. 선행 차량에 접근할수록 보정된 임계치(T')가 작아져, 선행 차량에 접근시 차선 변경 의도의 추정 감도를 높일 수 있다.

단계 S106에서, 단계 S105에서 추정한 결과를 실제 운전자의 의도로 제공한다.

제3 실시형태는, 상술한 제1 실시형태에 의한 효과에 추가하여 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 차량과 선행 차량의 접근도에 따라서 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 변경한다. 이 방식으로 임계치(T)를 변경하여 차선 변경 의도를 추정하는 속도(감도)를 증가하여, 차선 변경 의도를 신속하게 추정할 수 있다.

(2) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 검출된 선행 차량의 접근도에 대응하는 임계치(T)가 검출된 선행 차량에 대한 접근도에 대응하는 임계치(T)보다 작게 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 변경한다. 일 실시형태에서, 도 7에 도시한 바와 같이 선행 차량의 접근도가 커질수록 작게 되는 보정계수(k)를 설정하여, 차선 내 횡방향 위치(y)에 따라서 설정한 임계치(T)를 곱해 임계치(T)를 보정한다. 선행 차량의 접근도가 큰 경우, 차선을 변경하여 선행 차량을 추월할 가능성이 증가한다고 예측할 수 있다. 이 조건을 이용하여, 임계치(T)를 작게 설정하여 차선 변경 의도를 신속하게 계산할 수 있다.

제3 실시형태에서는, 차선 내 횡방향 위치에 따라서 설정한 임계치(T)를 보정하는데 선행 차량의 접근도를 사용하였다. 그러나, 이 실시예에는 한정되지 않는다. 임계치(T)를 차선 내 횡방향 위치(y)를 이용하지 않고 선행 차량의 접근도로부터 직접 계산하는 것도 물론 가능하다.

(제4 실시형태)

본 발명의 제4 실시형태에 의한 운전의도 추정장치에 관해서 설명한다. 본 발명의 제4 실시형태에 의한 운전의도 추정장치의 구성은 제1 실시형태와 같다. 그러나, 제4 실시형태는 제1 실시형태와의 상위점을 하기에 설명한다.

제4 실시형태에 따르면, 차선 내 횡방향 이동속도(ydot; dot는 미분을 지시)는 차선 내 횡방향 위치(y)에 의해 결정된 임계치(T)를 설정하는데 사용된다. 구체적으로는, 횡방향 이동속도(ydot)는 임계치(T)의 설정 방법을 절환하는데 사용된 다.

제4 실시형태에 의한 운전의도 추정장치(1)의 동작을 도 8의 플로우 챠트를 이용하여 설명한다. 이 플로우챠트는, 운전자의 의도 추정 프로그램의 처리순서를 도시한다. 이 프로그램의 실행은 일정 간격, 예컨대 50 msec마다 반복된다. 도 8의 플로우챠트는 단계 S103과 S105 사이의 추가적인 단계 S304, S305 및 S306을 제외하곤 도 2의 플로우챠트와 대체로 동일하다. 도 2 및 도 8에 걸쳐 동일 참조번호는 동일 단계를 지시한다. 간략한 설명을 위해, 단계 S101, S102, S103, S105, 및 S106에 관한 설명을 생략한다.

단계 S304에서, 차량의 횡방향 이동속도(ydot)를 소정치(ydot0)와 비교한다. 횡방향 이동속도(ydot)는 차선 내 횡방향 위치(y)를 시간으로 미분한 값이다. 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydot0)보다도 큰 경우(ydot> ydotO), 프로그램은 단계 S305로 진행한다. 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydotO) 이하인 경우(ydot≤ ydotO), 프로그램은 단계 S306으로 진행한다.

단계 S306에서, 차선 내 횡방향 위치(y)는 횡방향 이동속도(ydot)가 작은 경우(ydot≤ydotO)에 필요한 임계치(T)를 결정한다. 이 예에서, 상술한 제1 실시형태에 적용된 도 4에 도시한 바와 같이 유사하게 설정하여, 차량이 차선 중앙 부근을 주행하고 있는 경우 임계치(T)를 비교적 큰 값으로 설정한다. 차량이 인접한 차선 경계에 접근할수록 임계치(T)는 작아진다. 이 임계치(T)의 설정은 도 9에 파선으로 도시된다. 도 9에 파선으로 도시된 임계치(T)는 T= f(y) 로 표현될 수 있다.

단계 S305에서, 횡방향 이동속도(ydot)가 큰 경우(ydot≥ydotO)에 필요한 임계치(T)를 계산한다. 일반적으로, 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치를 상회하는 경우 차선 변경의 가능성이 높다고 생각된다. 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydotO)보다도 큰 경우에 대응하는 임계치(T)= fs(y)는, 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydot0) 이하의 경우의 횡방향 이동속도(ydot)에 대응하는 임계치(T)= f(y)보다도 작게 설정된다. 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydot0)보다 큰 경우, 차선 변경 의도를 추정하는 감도를 향상하는 임계치(T)는 작아진다.

단계 S105에서, 단계 S103에서 계산한 스코어(Sc)와 단계 S305 또는 S306에서 계산한 임계치(T)를 비교한 후에 실제 운전자의 운전 의도를 추정한다. 스코어(Sc)가 임계치(T)를 초과할 때(Sc > T) 차선 변경 의도로서 운전자의 의도를 추정한다. 스코어(Sc)가 임계치(T)를 초과하지 않을 때(Sc ≤T), 차선 유지 의도로서 운전자의 의도를 추정한다. 단계 S106에서, 단계 S105에서 추정한 결과를 실제 운전자의 의도로 출력한다.

제4 실시형태에서, 횡방향 이동속도(ydot)는 임계치(T)를 조정하는데 사용되었다. 다른 실시형태에 따르면, 횡방향 이동속도(ydot) 대신에, 차량의 횡방향 가속도 또는 요 레이트를 임계치(T)의 절환 설정에 이용할 수 있다.

제4 실시형태는, 상술한 제1 실시형태에 의한 효과에 추가하여 이하의 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 횡방향 이동속도, 횡방향 가속 도 또는 요 레이트를 기초로 차선 변경의도 추정 임계치(T)를 변경한다. 차선 변경이 임박할 때 차선 변경 의도 추정 임계치(T)를 변경하여 차선 변경 의도를 추정하는 속도(감도)를 높여, 차선 변경 의도를 신속하게 추정할 수 있다.

(2) 운전 의도 추정 기준 가변 설정부(50)는, 횡방향 이동속도, 횡방향 가속도 또는 요 레이트가 큰 경우 임계치(T)를 작게 차선 변경 의도 임계치(T)를 변경한다. 예컨대, 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydot0)보다도 큰 경우, 도 9에 도시한 바와 같이, 임계치( T= fs(y))를 보다 작게 설정한다. 이 방식으로, 횡방향 이동속도(ydot)가 크고 차선 변경이 임박한 경우에 차선 변경의도 임계치(T)를 작게 설정하여, 차선 변경 의도 추정의 속도(감도)를 증가하여 차선 변경 의도를 적극적으로 추정할 수 있다.

제4 실시형태에서, 횡방향 이동속도(ydot)가 소정치(ydotO)를 상회할 때 임계치(T)를 일정하게 유지하였다. 그러나 본 개시내용은 이 실시예에 한정되지 않는다. 차량이 차선 중앙 영역을 주행하는 경우 임계치(T)가 커지도록 설정할 수 있다.

(제5 실시형태)

본 발명의 제5 실시형태에 의한 운전의도 추정장치에 관해서 설명한다. 본 발명의 제5 실시형태에 의한 운전의도 추정장치의 구성은 제1 실시형태와 동일하다. 그러나, 제5 실시형태는 하기의 점에서 제1 실시형태와의 상위점을 설명한다.

제1 실시형태에 있어서, 차선 변경근사치(Pr(LC))와 차선유지근사치(Pr (LK))를 이용하여, 차선 변경 의도의 스코어(Sc)를 계산하여 임계치(T)와 비교한다.

제5 실시형태에 있어서, 스코어(Sc)의 계산 대신에, 차선 변경 근사치(Pr(LC))와 차선 유지 근사치(Pr(LK))와의 차이가 계산된다. 차이(Pr(LC)-Pr(LK))는 임계치(Ts)와 비교된다. 임계치(Ts)는 차량상태나 주행 환경에 따라 설정된다.

도 10(a)∼(c)를 참조하여, 횡축은 차이(Pr(LC)-Pr(LK))를 나타내고 종축은 2단계 추정을 나타낸다. 이들 도면을 이용하여, 임계치(Ts)의 설정 관해서 설명한다.

도 10(a)에서, 임계치(Ts)를 0으로 설정한다(Ts=0). 이 조건하에서, 차이(Pr(LC) -Pr(LK))가 O 이상의 경우, 실제 운전자의 운전의도가 차선 변경 의도라고 추정한다. 임계치(Ts)가 변경되지 않는 경우, 곡선 도로 주행중의 차선 내 횡방향 이동은 실제 운전자에 의한 차선 유지 의도보다 차선 변경 의도라고 잘못 추정할 가능성이 증가된다. 이처럼, 차량 상태나 주행환경에 기초로 임계치(Ts)를 변경한다. 예컨대, 차선 내 횡방향 위치(y)는 임계치(Ts)를 변경하는데 사용될 수 있다.

차량이 차선 중앙 부근을 주행하는 경우, 실제 운전자가 차선 변경할 가능성이 낮기 때문에 차선 변경 의도라고 잘못 추정할 가능성을 저감하기 때문에 임계치(Ts)를 크게 한다. 이 경우, 도 10(b)에 도시한 바와 같이, 차이(Pr(LC)-Pr(LK))가 임계치(Ts) 이상이면(Ts > O), 실제 운전자의 운전의도가 차선 변경이라고 추정된다. 이 차이가 임계치(Ts) 미만의 경우(Ts>0), 실제 운전자의 의도가 차선 유지라고 추정된다. 그 결과, 차선 변경 의도의 추정 정밀도를 높일 수 있다.

차량이 차선 경계 중 하나 부근을 주행하는 경우, 실제 운전자가 차선 변경할 가능성이 높기 때문에 차선 변경 의도를 적극적으로 추정하여 임계치(Ts)를 작게 설정한다. 이 경우, 도 10(c)에 도시한 바와 같이, 차이(Pr(LC)-Pr(LK))가 임계치(Ts) 이상이면(Ts < O), 실제 운전자의 운전 의도는 차선 변경이라고 추정된다. 이 차이가 임계치(Ts) 미만의 경우(Ts<0), 실제 운전자의 운전 의도는 차선유지라고 추정된다. 그 결과, 차선 변경 의도의 추정 정밀도를 높일 수 있다.

차선 변경 의도 유사치(Pr(LC))와 차선 유지 의도 유사치(Pr(LK))의 계산 방법은, 상술한 제1 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 각기 가상 운전자의 근사도(Pids)의 집합 정도는 일련의 현재와 과거 데이터에 기초로 계산된다. 현재 데이터는 가상 운전자의 현재 조작과 실제 운전자의 현재 조작 사이의 근사정도를 나타내는 현재 근사도(Pid)이다. 각각의 과거 데이터는 가상 운전자의 과거 조작과 실제 운전자의 과거 조작 사이의 근사도를 나타내는 과거 근사도(Pid)이다. 이 방식으로, 다른 의도 중 하나에 대해 각각 집합적 근사도를 계산한다. 이에 기초로, 차선 변경 근사도(Pr(LC)) 및 차선 유지 근사도(Pr(LK))를 계산할 수 있다.

가상 운전자의 운전조작량(Oid)과 실제 운전자의 운전조작량(Ord)을 비교한 후 차선 변경 근사도(Pr(LC)) 및 차선 유지 근사도(Pr(LK))를 계산하는 대신에, 차선 변경 근사도(Pr(LC)) 및 차선 유지 근사도(Pr(LK))는 학습으로 얻어진 각 운전 조작 패턴과 실제 운전자의 운전조작 패턴 사이의 근사정도로부터 계산할 수 있다. 운전자의 의도 근사도는, 차량상태, 차량주위상태, 및 실제 운전자의 운전조작량 중 적어도 어느 하나를 기초로 계산할 수가 있다. 패턴 인식에 의한 실제 운전의 도의 검출예는, 예컨대 Support Vector Machine(SVM)를 이용하는 방법, 또는 Relevance Vector Machine(RVM)를 이용는 방법이 있다. 또한, 히든 마르코브 모델(Hidden Markov Model; HMM)이 추정에 사용하는 것도 가능하다.

각각의 SVM 및 RVM은 식별 대상(이 예에서 차선 유지 및 차선 변경)의 적절한 조작 패턴을 미리 학습한다. 실제의 인식에서, 실제 운전자의 운전조작패턴을 실시간으로 수신하고, 미리 학습한 각각의 운전조작패턴과 실제 운전자의 운전조작 패턴 사이의 근사정도를 기초로 차선 변경 의도 스코어(Sc)를 산출한다. 차선 변경 의도 스코어(Sc)를 임계치(T)와 비교하여 실제 운전자의 의도가 차선유지 또는 차선 변경인가를 추정하도록 한다. 차량상태나 차량주위환경에 따라서 임계치(T)를 설정하는 것에 의해, 상술한 제1 내지 제5 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(식 9)에 표현된 차선 변경 의도 스코어(Sc) 대신에, 차선 변경 의도 스코어(Sc)를 이하와 같이 표현할 수 있다.

Sc= 1 /{ 1 + exp (-2 ×k ×Pr(LC)/Pr(LK))} ··· (식 11)

여기서, k는 계수이다.

상술한 제1 내지 제4 실시형태를 적절하게 조합하여 임계치(T)를 설정하는 것도 가능하다.

(제6 실시형태)

제6 실시형태에 의한 차량용 운전조작보조장치에 관해서, 도면을 참조하여 설명한다. 도 11은, 제6 실시형태에 의한 차량용 운전조작보조장치(100)의 구성을 도시하는 블록선도이다. 도 12는, 차량용 운전조작보조장치(100)를 탑재한 차량의 사시도이다. 도시된 차량용 운전조작보조장치(100)는, 제1 내지 제5 실시형태에 설명한 방식으로 운전의도 추정장치(1)의 추정결과에 따라서 운전자의 운전조작을 보조한다.

운전조작보조장치의 상세한 설명은 2003년 3월 27일자로 공개된 미국 공개 특허출원번호 2003/0060936 A1호에 개시되며, 그 내용은 전체가 본원에 참고로 인용되고 있다.

도 12 및 도 13을 참조하여, 차량용 운전조작보조장치(100)는 레이저 레이더(110)를 포함한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 레이저 레이더(110)는 차량의 전방 그릴부 또는 범퍼부 등에 장착된다. 차량 종방향 중앙선에 평행한 축선에 대해 각 측면에 수평방향 및 측방향으로 약 6도로 스캔되며, 선행 차량의 후방 범퍼와 같은 장해물에 의해 반사된 적외선 펄스를 전방으로 조사하고 수신한다. 레이저 레이더(110)는, 전방의 선행 차량과의 거리(D)와 선행 차량과의 상대속도(Vr)를 제공한다. 레이저 레이더(110)는, 검출된 거리(D)와 상대속도(Vr)를 컨트롤러(150)에 출력한다.

운전보조장치(100)는 또한 전방 카메라(120)를 포함한다. 전방 카메라(120)는, 차량 전방의 영역의 이미지 데이터를 획득하기 위해 내부 후사경 부근에 도 13의 차량에 장착된 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라이다. 전방 카메라(120)는 얻어진 이미지 데이터를 이미지처리장치(130)에 출력한다. 이미지처리장치(130)는 처리된 이미지 데이터를 컨트롤러(150)에 제공한다. 전방 카메라(120)에 의해 커버되는 영역은 카메라 축에서 각 측면까지 30도로 연장한다.

운전보조장치(100)는 또한 차속센서(140)를 포함한다. 차속센서(140)는, 차륜의 회전수나 변속기의 출력측의 회전수를 계측하는 것에 의해 차량의 차속을 검출한다. 차속센서(140)는 검출한 차속을 컨트롤러(150)에 출력한다.

운전보조장치(100)는 또한 운전의도 추정장치(1)를 포함한다. 운전의도 추정장치(100)는, 도 1 내지 도 10으로 도시되며 추정된 실제 운전자의 의도(λrd)와 임계치(T)가 컨트롤러(150)로 입력된다.

운전보조장치(100) 내에 정보 처리하는 컨트롤러(150)는, CPU, ROM, 및 RAM 등의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러(150)는, 예컨대 리스크 포텐셜(RP) 계산부(151), 가속페달 반력 지령치(FA) 계산부(152), 및 가속페달 반력 지령치(FA) 보정부(153)를 구성한다.

RP 계산부(151)는, 레이저 레이더(110), 차속센서(140), 이미지처리장치(130)로부터 출력신호로 입력되는 차량의 차속(V1), 선행차량과의 거리(D) 및 선행 차량과의 상대속도(Vr)를 기초로 차량주위환경과 관련된 실제 운전자에 의해 인식될 수 있는 리스크 포텐셜(RP)을 산출한다. RP 계산부(151)는 리스크 포텐셜(RP)을 출력으로서 가속페달 반력 지령치(FA) 계산부(152)에 제공한다.

가속페달 반력 지령치(FA) 계산부(152)는 리스크 포텐셜(RP)을 기초로 가속페달 반력 지령치(FA)를 계산한다. 가속페달 반력 지령치(FA) 계산부(152)는 가속페달 반력 지령치(FA)를 가속페달 지령치(FA) 보정부(153)에 제공한다.

지령치(FA) 보정부(153)는 운전의도 추정장치(1)로부터 입력되는 운전의도 추정결과(λrd) 및 임계치(T)를 기초로 가속페달 반력 지령치(FA)를 보정하여, 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)를 제공한다. 가속페달 반력 지령치(FA) 보정부(153)는 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)를, 가속페달 반력 제어장치(170)로 출력된다.

보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)에 따라서, 가속페달 반력 제어장치(170)는 가속페달(160)의 서보모터(180)를 조절한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 서보모터(180)는 가속페달(160)의 링크기구를 포함한다. 이 링크기구는 또한 가속페달 스트로크 센서(181)를 포함한다. 서보모터(180)는 가속페달 반력 제어장치(170)로부터의 지령에 따라 소망하는 임의의 토크와 각도 위치를 제공할 수 있다. 가속페달 스트로크센서(181)는 서보모터(180)의 각도를 측정함으로써 가속페달(160)의 가속페달 스트로크 또는 위치(S)를 검출한다. 서보모터(180)와 가속페달(160)이 링크기구에 의해 상호 접속되기 때문에 서보모터(180)의 각도는 가속페달 스트로크(S)에 대응한다.

상술한 종류의 가속페달의 용이한 이해를 위하여, 미국 공개 특허출원번호 2003/0236608 A1(2003년 12월 25일 발간) 및 US 2003/0233902 A1(2003년 12월 25일 발간)를 참조하고, 그 개시내용은 본원에 참고로 인용되고 있다.

가속페달 반력 제어장치(170)가 반력을 변경하지 않는 경우, 가속페달 스트로크(S)가 커질수록 가속페달 반력은 선형으로 커진다. 통상의 가속페달 반력 변화 특성은, 가속페달(160)의 회전중심에 배치된 토크 스프링에 의한 스프링력에 의 해서 실현할 수가 있다.

이어서, 제6 실시형태에 의한 차량용 운전조작보조장치(100)의 동작을 설명한다.

컨트롤러(150)는, 차량주위의 리스크 포텐셜(RP), 즉 선행 차량에서 유도된 리스크 포텐셜에 따라서 가속페달(160)을 통해 운전자에게 가속페달 반력을 조정한다. 추정된 차선 변경 의도에 대응하는 가속페달 반력은 차선 유지 의도에 대응하는 가속페달 반력보다 낮게 설정된다. 구체적으로, 가속페달 반력은 추정된 차선 변경 의도의 질, 즉 차선 변경 의도를 추정하는데 사용되는 임계치(T)에 기초로 조정된다.

가속페달 반력은 임계치(T)를 소정치(P)(예컨대, 0.5)와 비교한 결과에 기초로 조정된다. 임계치(T)가 소정치(P) 이상일 때, 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도는 저하한다. 그러나, 정밀도는 높게 되지만 차선 변경 의도의 추정 속도가 느려진다. 임계치(T)가 소정치(P) 이하일 때, 차선 변경 의도의 추정 타이밍이 빨라지지만 차선 변경 의도라고 잘못 추정하는 빈도가 증가한다. 도 14에 도시한 표는 임계치(T)와 소정치(P)를 비교한 결과를 표로 나타낸다.

가속페달 반력은, 운전자의 의도로서 차선 변경의도의 추정을 기초로 임계치(T)가 클 때에는 추정 타이밍의 지연을 보상하도록, 조정된다.

이하에, 차량용 운전조작보조장치(100)의 동작을, 도 15를 이용하여 상세히 설명한다. 도 15의 플로우챠트는, 컨트롤러(150)에 저장된 운전조작보조제어 프로그램의 처리순서를 도시한다. 본 제어 루틴의 실행은, 일정 간격, 예컨대 50 msec 마다 반복된다.

도 15에서, 단계 S401에, 컨트롤러(150)는 차량 주위의 환경을 인식한다. 특히, 컨트롤러(150)는 차량상태와 차량주위환경에 관한 데이터를 얻기 위한 읽기 조작에 의해 레이저 레이더(110), 전방 카메라(120) 및 차속센서(140)의 신호를 입력으로 수신한다. 선행차량을 추종하는 교통 상황에서, 얻어진 데이터는 선행차량과의 차간거리(D), 차속(V1) 및 선행 차량의 속도(V2)를 포함할 수 있다.

단계 S402에서, 단계 S401에서 얻어진 데이터에 따라서 차량 주위 환경의 리스크 포텐셜(RP)을 계산한다. 이 실시예에서, 차량 주위 환경에 기초로 리스크 포텐셜(RP)을 계산하기 위해서, 선행 차량에 대한 충돌시간(TTC)과 선행 차량과의 차간시간(THW)을 계산한다.

충돌시간(TTC)은, 선행 차량에 대한 상대속도(Vr(Vr= V2-V1))가 일정한 경우에 현재 지점의 시간에서 미래 지점의 시간까지 거리(D)가 제로일 때의 시간의 물리량이다. 충돌시간(TTC)은 이하와 같이 표현된다.

TTC = -D/Vr ·· (식 12)

충돌시간(TTC)이 작을수록, 선행 차량과의 충돌이 긴박하고, 선행 차량의 접근도가 큰 것을 의미하고 있다. 선행 차량에 접근하는 교통 상황에서, 충돌시간 (TTC)이 4초 이하가 되기 전에 대부분의 운전자는 고위험도를 인식하고 충돌을 피하기 위해 감속을 시작한다.

차간시간(THW)은, 선행 차량의 차속 변화의 예측하지 못한 저하에 의해 TTC의 영향 정도를 의미한다. THW는 선행 차량이 도로의 일 지점에 도달할 때 카운트 하도록 설정되고 동일 지점에 도달할 때 다시 설정되는 타이머의 물리량이다. 차간 시간(THW)은 이하와 같이 표현된다.

THW= D/V1 ··· (식 13)

차량이 선행차량을 추종하는 경우, 선행차량의 차속(V2)은 전술한 식 13의 차속(V1) 대신에 사용될 수 있다.

두 개념(TTC 및 THW) 사이의 관계는, THW가 큰 경우 선행 차량의 차속(V2)이 TTC의 작은 변화를 유발하고 THW가 작은 경우 선행 차량의 차속(V2)은 큰 변화를 유발한다.

이 실시형태에서, 충돌시간(TTC)과 차간시간(THW)을 이용하여 단계 S402에서 리스크 포텐셜(RP)을 계산하였다. 리스크 포텐셜(RP)은, 이하의 식으로 표현할 수가 있다.

RP = a/THW+ b/TTC ··· (식 14)

여기서, b 및 a(b > a)는 각각 1/TTC 및 1/THW의 가중계수이고, 1/THW는 1/TTC보다 작게 가중된다. b와 a의 값은 선행 차량을 추종하는 차량을 포함하는 교통 상황에 수집된 THW 및 TTC의 통계치를 고려한 후에 최적화된다. 이 실시형태에서, b=8 및 a=1로 설정한다.

단계 S403에서, 컨트롤러(150)는 가속페달 스트로크센서(181)의 출력의 읽기 조작에 의해 가속페달 스트로크(S)을 수신한다.

단계 S404에서, 컨트롤러(150)는 가속페달 지령치(FA)를 계산한다. 우선, 컨트롤러(150)는, 예컨대 도 16에 도시한 특성곡선을 참조하여 리스크 포텐셜(RP) 에 따라 반력 증가량(△F)을 계산한다.

도 16의 특성곡선은, 리스크 포텐셜(RP)의 다른 값에 관한 반력증가량(△F)과의 관계를 도시한다. 리스크 포텐셜(RP)이 최소치(RPmin) 이하의 경우는, 반력증가량(△F)을 0으로 설정하여 불필요한 정보가 운전자에게 전달되는 것을 방지한다. 최소치(RPmin)로서 적절한 값을 미리 설정한다.

리스크 포텐셜(RP)이 최소치(RPmin)를 초과하는 영역에서는, 리스크 포텐셜(RP)이 증가할수록 반력증가량(△F)이 지수함수적으로 증가한다. 이 영역에서 반력증가량(△F)은 이하와 같이 표현된다.

△F= k·RPⁿ ··· (식 15)

여기서, 정수 k, n은 운전 시뮬레이터나 현장 운전에 의해서 취득되는 결과에 따라서, 리스크 포텐셜(RP)을 반력증가량(△F)으로 매끄럽게 변환할 수 있도록 적절하게 설정한 정수이다.

컨트롤러(150)는 반력증가량(△F)과 통상의 반력 특성을 가산하여 가속페달 반력 지령치(FA)를 계산한다.

단계 S405에서, 컨트롤러(150)는 추정된 운전자의 의도(λrd)가 차선 변경의도를 지시하는지 여부를 결정한다. 이 경우, 프로그램은 단계 S406로 진행한다.

단계 S406에서, 컨트롤러(150)는 임계치(T)의 읽기 동작을 실행함으로써 차선 변경 의도의 처음 추정시 임계치(T)를 Tlcs로 설정한다. 현재 사이클 이전에 차선 변경 의도가 바로 추정되면, 컨트롤러(150)는 운전의도 추정장치(1)에 의해 제공된 임계치(T)를 읽고 이 임계치를 Tlcs로 설정한다. 이전 사이클 이전에 이용가능한 차선 변경 의도를 추정하면, 컨트롤러(150)는 임계치(Tlcs)를 읽는다.

다음 단계 S407에서, 컨트롤러(150)는 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)를 부여하기 위해 단계 S406에서 설정한 임계치(Tlcs)를 기초로 단계 S404에서 계산한 가속페달 반력 지령치(FA)를 보정한다. 이 실시형태에서, 가속페달 반력 지령치(FA)는 로우패스 필터(low-pass filter)로 처리하여 감쇠된다.

보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)는 이하와 같이 표현될 수 있다.

FAc= gf(FA) = kf ·{1/(1+ af·Tsf)} ·FA ···(식 16)

식 16에서, kf는 적절하게 결정된 정수, af는 계수이고 Tsf는 가속페달 반력 지령치(FA)를 감쇠시킬 때의 시정수(time constant)이다. 시정수(Tsf)가 곱해진 계수(af)는 도 17의 도시를 참조한 후 단계 S405에서 임계치(Tlcs)를 이용하여 설정된다.

도 17은 임계치(Tlcs)의 다른 값에 대한 계수(af)의 값을 도시한다. 임계치(Tlcs)가 소정치(P)보다도 작은 경우에는, 차선 변경 의도의 추정 속도가 빠르기 때문에 계수(af)는 1로 설정된다. 임계치(Tlcs)가 소정치(P)보다 크면, 임계치(Tlcs)가 증가할수록 차선 변경 의도의 추정 속도가 느리기 때문에 계수(af)는 작아진다. 임계치(Tlcs)가 증가할수록, 시정수 항(af·Tsf)은 작아져, 가속페달 반력을 신속하게 감쇠시킬 수 있다. 임계치(Tlsc)는 시정수(Tsf)만에 따라 직접적으로 설정될 수 있다.

단계 S405에서, 컨트롤러(150)는, 추정된 운전자의 의도(λrd)가 차선 유지 의도를 나타내는지를 결정하고, 프로그램은 단계 S408로 진행한다.

단계 S408에서, 컨트롤러(150)는 가속페달 반력 지령치(FA)를 이하의 제어에 사용되는 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)로 설정한다.

다음 단계 S409에서, 컨트롤러(150)는 단계 S407 또는 S408에서 결정한 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)를, 가속페달 반력 제어장치(170)로 출력한다. 가속페달 반력 제어장치(170)는, 보정된 가속페달 반력 지령치(FAc)에 따라 서보모터(180)를 제어한다. 본 사이클은 단계 S409에서 종료한다.

제6 실시형태는, 전술한 제1 내지 제5 실시형태에 의한 효과에 추가하여 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 컨트롤러(150)는, 차량 주위의 장해물(들) 상태를 기초로 리스크 포텐셜(RP)을 계산하고, 계산된 리스크 포텐셜(RP)에 기초로 가속페달(160)과 같은 운전자 제어식 입력장치에 연관된 반력을 조정한다. 이 경우, 가속페달(160)에 인가된 반력은 운전의도 추정장치(1)에 의한 운전자의 의도 추정 결과, 및 차선 변경 추정 임계치(T)를 기초로 보정된다. 이 접근은 운전자의 의도에 능동하는 반력의 조절과 리스크 포텐셜(RP)을 운전자에게 전달한다. 차선 변경 추정 임계치(T)를 반력 조절에 입력하여, 차선 변경 의도를 운전의도 추정장치(1)에 의해 추정할 때, 운전보조장치의 성능은 운전자의 추정된 의도의 변화를 보상한다.

(2) 컨트롤러(150)는, 운전자의 의도 추정 결과 및 차선 변경 추정 임계치(T)를 기초로 리스크 포텐셜(RP)과 반력, 즉 가속페달 반력 지령치(FA)의 관계를 보정한다. 일 실시형태에서, 가속페달 반력 지령치(FA)는 운전의도 추정장치(1)에 의해 차선 변경이라고 추정되면 낮은 값으로, 운전의도 추정장치(1)에 의해 차선 변경 이외라고 추정되면 가속페달 반력 지령치(FA)를 큰 값으로 설정한다. 가속페달 반력 지령치(FA)는, 임계치(T)가 큰 경우 낮은 값으로 임계치(T)가 작은 경우 큰 값으로 설정된다. 추정된 운전자의 의도가 차선 변경인 경우, 가속페달(160)에 대한 운전자의 조작은 가속페달 반력을 저하하여 방해되지 않는다. 임계치(T)가 큰 경우, 추정 정밀도가 높게 되지만, 계산 속도는 느려진다. 도 17을 참조하여, 임계치(T)가 큰 경우, 시정수(Tsf)에 인가된 계수(af)를 작게 설정하여, 가속페달 반력의 감쇠를 신속하게 한다.

(제7 실시형태)

도 18을 참조하여, 본 발명의 제7 실시형태에 의한 운전조작보조장치(200)에 관해서 설명한다. 운전조작보조장치(200)는 제6 실시형태의 운전조작보조장치(100)와 거의 동일하다. 따라서, 도 12 및 도 18에 동일한 부품에 동일의 부호를 부여하고 있다. 그러나, 운전조작보조장치(200)는 하기의 점에서 운전조작보조장치(100)와 상이하다.

운전조작보조장치(200)는 추정된 운전자의 의도(λrd)가 차선 변경 의도를 나타내는지 여부를 결정한 경우에 리스크 포텐셜(RP)을 보정한다. 운전조작보조장치(200)는 컨트롤러(150A)를 포함한다. 컨트롤러(150A)는, 리스크 포텐셜(RP) 계산부(151), 리스크 포텐셜(RP) 보정부(154), 및 가속페달 반력 지령치(FA) 계산부(155)의 소프트웨어 장치를 구비하고 있다.

운전조작보조장치(200)의 동작은 도 19의 플로우챠트를 이용하여 상세히 설명한다. 도 19의 플로우챠트는, 컨트롤러(150A)에 저장된 운전조작보조 제어프로그램의 제어 루틴을 도시한다. 이 제어 루틴의 실행은, 일정 간격, 예컨대 50msec 마다 연속적으로 반복된다. 도 19에 도시한 플로우챠트는 도 15에 도시한 플로우챠트의 단계 S401 및 단계 S402에 대응하는 단계 S501 및 S502를 도시한다. 이처럼, 컨트롤러(150A)는 단계 S502까지 동일 단계를 실행한다.

단계 S503에서, 컨트롤러(150A)는 추정된 운전자의 의도(λrd)가 차선 변경의도를 나타내는지 여부를 결정한다. 이 경우, 프로그램은 단계 S504로 진행한다.

단계 S504에서, 컨트롤러(150A)는 임계치(T)의 읽기 동작을 실행하여 차선 변경 의도의 처음 추정시 임계치(T)를 Tlcs로 설정한다. 현재 사이클 이전에 차선 변경 의도가 바로 추정되면, 컨트롤러(150)는 운전의도 추정장치(1)에 의해 제공된 임계치(T)를 읽고 이 임계치를 Tlcs로 설정한다. 이전 사이클 이전에 이용가능한 차선 변경 의도가 추정되며, 컨트롤러(150a)는 임계치(Tlcs)를 읽는다.

단계 S505에서, 컨트롤러(150A)는 보정된 리스크 포텐셜(RPc)을 제공하기 위해 단계 S504에서 설정된 임계치(Tlcs)에 기초로 단계 S502에서 계산한 리스크 포텐셜(RP)을 보정한다. 이 실시예에서, 리스크 포텐셜(RP)은 로우 패스 필터에 의해 처리되고 감쇠시킨다. 보정된 리스크 포텐셜(RPc)은 이하와 같이 표현될 수 있다.

RPc = gr (RP)

= kr·{1/(1 + ar·Tsr)}·RP ···(식 17)

식 17에서, kr은 적절하게 결정된 정수이고, ar은 계수이고 Tsr은 리스크 포텐셜(RP)을 감쇠시킬 때의 시정수이다. 시정수(Tsr)를 곱한 계수(ar)는 도 20을 참조한 후 S504에서 설정한 임계치(Tlcs)를 이용하여 설정된다.

도 20은 임계치(Tlcs)의 다른 값에 대한 계수(ar)의 값을 도시한다. 임계치(Tlcs)가 소정치(P)보다 작은 경우, 차선 변경 의도의 추정 속도가 빠르기 때문에 시정수(Tsr)에 따른 계수(ar)는 1로 설정한다. 임계치(Tlcs)가 소정치(P)보다도 큰 경우는, 차선 변경 의도의 추정 속도가 느리게 되기 때문에, 임계치(Tlcs)가 크게 되는 만큼 계수(ar)를 작게 한다. 임계치(Tlcs)가 크게 되는 만큼 시정수 항(ar·Tsr)이 작게 되어, 리스크 포텐셜(RP)이 빠르게 감쇠한다. 일 실시형태에서, 임계치(Tlcs)는 시정수(Tsr)만을 직접적으로 설정할 수 있다.

한편, 단계 S503에서, 컨트롤러(150A)는 추정된 운전자의 의도(λrd)가 차선 유지를 나타내는 경우에, 프로그램은 단계 S506으로 진행한다.

단계 S506에서, 컨트롤러(150A)는 리스크 포텐셜(RP)을 보정된 리스크 포텐셜(RPc)로 설정한다.

다음 단계 S507에서, 컨트롤러(150A)는 가속페달 스트로크 센서(181)의 출력에 의해 검출되는 가속페달 스트로크(S)를 수신한다.

단계 S508에서, 컨트롤러(150A)는 가속페달 반력 지령치(FA)를 산출한다. 먼저, 컨트롤러(150A)는, 예컨대 도 16에 도시한 특성곡선을 참조하여, 보정된 리스크 포텐셜(RPc)에 따라 반력 증가량(△F)을 계산한다. 이에 의해, 컨트롤러(150A)는 반력 증가량(△F)과 통상의 반력 특성을 가산하여 가속페달 반력 지령치 (FA)를 계산한다.

다음 단계 S509에서, 컨트롤러(150A)는 가속페달 반력 지령치(FA)를 가속페달 반력 제어장치(170)로 출력한다.

가속페달 반력 제어장치(170)는 가속페달 반력 지령치(FA)에 따라 서보모터(180)를 제어한다.

제7 실시형태는, 제6 실시형태에 의한 효과에 추가하여 이하와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

컨트롤러(150A)는, 운전의도 추정장치(1)에 의한 운전자의 의도 추정 결과 및 차선 변경의도 추정 임계치(T)를 기초로 리스크 포텐셜(RP)과 반력, 즉 가속페달 반력 지령치(FA)와의 관계를 보정한다. 즉, 리스크 포텐셜(RP)은 운전의도 추정장치(1)에 의해 운전자의 운전 의도가 차선 변경이라고 추정되면 낮은 값으로 설정되며, 운전의도 추정장치(1)가 차선 변경 이외라고 추정되면 높은 값으로 설정된다. 리스크 포텐셜(RP)은, 임계치(T)가 큰 경우 낮은 값으로, 임계치(T)가 작은 경우 큰 값으로 설정된다. 추정된 운전자의 의도가 차선 변경인 경우, 가속페달(160)에 대한 운전자의 조작은 가속페달 반력을 저하하여 방해되지 않는다. 임계치(T)가 큰 경우, 추정 정밀도가 높지만, 계산 속도는 느려진다. 도 20을 참조하여, 임계치(T)가 큰 경우, 시정수(Tsf)에 곱해진 계수(af)를 작은 값으로 설정하여, 가속페달 반력의 감쇠를 신속하게 한다. 그 결과, 차선 변경 의도의 잘못 추정의 저감과, 리스크 포텐셜에 따른 가속페달 반력 조정의 성능이 달성된다.

상술한 제1 내지 제5 실시형태에 있어서는, (식 9)를 이용하여 계산한 차선 변경 유사도의 스코어(Sc)를 계산하고, 스코어(Sc)가 임계치(T)보다 큰 경우에 차선 변경 의도라고 추정한다. 본 개시내용은 이 실시예에 한정되지 않는다. 다른 실시예는 차선 변경 의도 유사도(Pr(LC))와 차선 유지 의도 유사도(Pr(LK))로부터의 차선 유지 의도 유사도의 스코어를 계산하고, 이 스코어를 임계치와 비교한 후 차선 유지 의도를 추정한다.

상술한 제6 및 제7 실시형태에 있어서는, 차량과 선행 차량의 충돌시간( TTC) 및 차간시간(THW)을 이용하여 리스크 포텐셜(RP)을 산출하였다. 본 개시 내용은 이 실시예에 한정되지 않는다. 다른 실시예는 충돌시간(TT)의 역수를 리스크 포텐셜로 이용하는 것도 가능하다.

이상 설명한 제1 내지 제7 실시형태에 있어서는, 차량상태검지수단으로서 차량상태검출부(20)를 이용하고, 차량주위상태검출수단으로서 차량주위상태검출부(10)를 이용하고, 실제 운전자의 조작 검출수단으로서 운전조작량검출부(30)를 이용하고, 차량을 조작하는 복수의 의도의 근사도를 계산하는 수단으로서 운전의도근사도(유사도)계산부(40)를 이용하고, 계산된 근사치에 기초로 운전자의 운전의도와 운전자의 의도 추정기준(T)을 추정하는 수단으로서 운전자의 의도 추정부(60)를 이용한다. 가변 임계 생성부 또는 가변 운전자의 의도 추정 기준 설정부(50)는 운전자의 의도 추정 기준을 변경하는 수단으로 이용하였다.

장해물검출장치 또는 수단으로서 레이저 레이더(110), 전방 카메라(120) 및 차속센서(140)를 이용한다. 리스크 포텐셜(RP) 계산수단으로서 리스크 포텐셜 계산부(151)를 사용하고, 반력 지령치(FA)를 계산하는 수단으로서 가속페달 반력 지 령치(FA) 계산부(152 또는 155)를 이용하고, 가속페달(160)에 연관된 반력을 조정하는 수단으로서 가속페달 반력 제어장치(170)를 이용하였다. 리스크 포텐셜과 반력 사이의 관계를 보정하는 수단으로서 가속페달 반력 지령치 보정부(153) 또는 리스크 포텐셜 보정부(154)를 이용하였다. 본 개시내용은 상기 열거된 요소에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 형태의 밀리미터 파 레이더가 차량 주위 환경 내 장해물(들)의 상태를 검출하는 수단으로 이용될 수 있다. 가속페달에 연관된 반력의 조정 뿐만 아니라 조향장치에 연관된 반력이 조정될 수 있다.

본 개시 내용을 실행하기 위한 최상 형태가 상세히 기술되지만, 본 개시내용에 관한 기술에 익숙한 자라면 이하의 특허청구범위에 한정된 개시내용을 실행하는 각종 변형적인 구성 및 실시형태를 인식할 것이다.

Claims

차량주위상태와, 운전자에 의해 실행된 조작 중 적어도 어느 하나를 검출하도록 구성된 검출부와,

운전자에 의해 실행된 검출 조작과 조정가능한 기준을 기초로 운전자의 추정된 의도를 생성하도록 구성된 의도 추정장치를 구비하는, 차량의 운전의도 추정장치.
제1항에 있어서, 상기 기준은 차량주위상태와 조작 상태 중 적어도 어느 하나에 기초로 선택적으로 조정가능한, 차량의 운전의도 추정장치.
제1항에 있어서, 상기 의도 추정장치는,

각기 복수의 가상적 의도는 차량의 가상적 조작에 연관되며, 차량을 조작하기 위해 운전자의 상기 복수의 가상적 의도에 관한 데이터를 생성하는 단계와,

운전자에 의해 실행된 검출 조작과, 각기 복수의 가상적 의도에 연관된 가상적 조작과, 조정가능한 기준을 기초로 운전자의 추정된 의도로서 복수의 가상적 의도 중 하나를 선택하는 기계 구현 단계를 실행함으로써 운전자의 추정된 의도를 생성하는, 차량의 운전의도 추정장치.
제1항에 있어서, 상기 추정된 의도는 차선 변경 의도 또는 동일 차선 유지 의도인, 차량의 운전의도 추정장치.
제2항에 있어서, 상기 의도 추정장치는,

각각의 가상적 의도는 차량의 가상적 조작에 연관되며, 차량을 조작하기 위해 운전자의 상기 복수의 가상적 의도에 관한 데이터를 생성하는 단계와,

운전자에 의한 검출 조작과 상기 복수의 가상적 의도에 각각 연관된 가상적 조작에 기초로, 상기 복수의 운전자의 가상적 의도에 각각 연관된 근사치를 계산하는 단계와,

상기 복수의 가상적 의도의 각각의 근사치와 기준을 기초로, 운전자의 추정된 의도로서 복수의 가상적 의도 중 하나를 선택하는 단계로 이루어지는 기계 구현 단계를 실행함으로써 운전자의 추정된 의도를 생성하는, 차량의 운전의도 추정장치.
제5항에 있어서, 상기 기준은 차량주위상태와 조작상태 중 적어도 어느 하나에 기초로 선택적으로 조정가능한 임계치와의 비교를 포함하는, 차량의 운전의도 추정장치.
제2항에 있어서, 상기 주위환경상태는 차량이 주행시 도로의 곡률을 포함하며, 상기 기준은 검출된 도로 곡률을 기초로 조정되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제2항에 있어서, 상기 주위환경상태는 차량 전방의 선행차량의 주행상태를 포함하며, 상기 기준은 차량의 조작상태와 선행차량의 주행상태에 기초로 조정되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제1항에 있어서, 상기 차량의 주행상태는 차량의 횡방향속도, 차량의 횡방향 가속도, 및 차량의 요 레이트 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 기준은 횡방향 속도, 횡방향 가속도 및 요 레이트 중 검출된 적어도 어느 하나에 기초로 조정되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제1항에 있어서, 상기 기준은 차량이 주행시 차선 내 차량의 위치를 기초로 조정되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제10항에 있어서, 상기 차량이 주행하는 영역은 중앙 영역과 두 경계 영역으로 분할되며, 상기 기준은 차량이 중앙영역과 경계영역 중 하나에 있을 때 다르게 조정되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제2항에 있어서, 차량상태, 차량주위상태, 운전자에 의해 실행된 조작 중 적어도 어느 하나에 기초로 차량에 연관된 리스크 포텐셜을 계산하도록 구성된 리스크 포텐셜 계산부와,

상기 계산된 리스크 포텐셜과 운전자의 추정된 의도를 기초로 차량의 운전자 구동식 입력장치에 입력된 반력을 조정하도록 구성된 제어장치를 또한 구비하며,

상기 운전자 구동식 입력장치는 운전자에게 차량 조작을 위해 설치되는, 차량의 운전의도 추정장치.
제12항에 있어서, 상기 입력장치는 가속페달인, 차량의 운전의도 추정장치.
차량의 조작 상태, 차량주위상태, 및 차량의 운전자에 의해 실행된 조작을 검출하도록 구성된 검출부와,

운전자에 의해 실행된 검출 조작과 조정가능한 기준을 기초로 운전자의 추정된 의도를 생성하도록 구성된 의도 추정장치를 구비하는 차량.
제14항에 있어서, 상기 기준은 차량의 주위 상태와 조작 상태 중 적어도 어느 하나에 기초로 선택적으로 조정가능한 차량.
기계의 조작상태, 기계의 주위상태, 및 기계 조작자에 의해 실행된 조작을 검출하는 검출수단과,

조작자에 의해 실행된 검출 조작과, 기계의 주위상태와 조작상태 중 적어도 어느 하나를 기초로 선택적으로 조정할 수 있는 조정가능한 기준을 기초로 조작자의 추정된 의도를 생성하는 수단을 구비하는 기계.
제16항에 있어서, 상기 기준은 차량의 주위 상태와 조작 상태 중 적어도 어느 하나에 기초로 선택적으로 조정가능한 기계.
기계 조작자의 의도를 추정하는 방법으로서,

기계의 조작상태, 기계의 주위상태, 및 기계 조작자에 의해 실행된 조작을 검출하는 단계와,

조작자에 의해 실행된 검출 조작과 조정가능한 기준을 기초로 조작자의 추정된 의도를 생성하는 단계로 이루어지는 기계 구현 단계를 구비하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 기준은 차량의 주위 상태와 조작 상태 중 적어도 어느 하나에 기초로 선택적으로 조정가능한 방법.