KR20160058540A - 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법 - Google Patents

차량 제어 장치 및 차량 제어 방법 Download PDF

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KR20160058540A
KR20160058540A KR1020140160175A KR20140160175A KR20160058540A KR 20160058540 A KR20160058540 A KR 20160058540A KR 1020140160175 A KR1020140160175 A KR 1020140160175A KR 20140160175 A KR20140160175 A KR 20140160175A KR 20160058540 A KR20160058540 A KR 20160058540A
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Abstract

본 발명은 자 차량 일방 물체를 감지하는 일방물체감지부, 상기 자 차량과 상기 일방 물체 간의 충돌 위험을 감지하는 충돌판단부, 상기 충돌 위험 감지 여부에 따라 상기 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하는 운전자의도판단부 및 상기 충돌 위험 감지 여부, 상기 자 차량 운전자의 조향 의도, 상기 자 차량의 요레이트값 및 상기 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 조향휠제어부를 포함하는 차량 제어 장치에 관한 것이다.

Description

차량 제어 장치 및 차량 제어 방법{Method and apparatus for vehicle control}
본 발명은 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자 차량 일방의 물체를 감지하면 충돌 위험 존재 여부를 판단하고 운전자의 조향 의도가 있는지를 판단하여 차량의 속도값이 설정된 값 이상이면 자 차량의 횡 방향 변화값을 고려하여 자 차량의 조향 휠을 제어하는 요레이트값을 출력하여 자 차량과 물체가 충돌을 회피하도록 하는 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법에 관한 것이다.
최근 차량의 증가로 자(自) 차량 주행 시 차량 일방에 존재하는 다른 물체 즉 다른 차량이 있음에도 운전자의 부주의함으로 인해 충돌하는 사고가 빈번하게 발생한다. 차량 일방에 존재하는 물체를 감지하면 차량의 방향을 바꾸도록 조향 휠을 제어하거나 차량의 속도값을 감소시켜 충돌을 방지하는 기술이 발명되고 있다.
그런데 차량 주행의 횡적인 요소를 감안하지 않아 차량이 주행 도로를 변경할 때 너무 과도하게 조향 휠이 전자적으로 제어되는 경우가 있어 운전자들의 안전이 위협받고 있다.
이에 최근에는 자 차량 주행 시 횡적인 요소를 감안하여 조향 휠이 전자적으로 제어되도록 하는 기술이 연구 중에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자 차량 일방의 물체를 감지하면 충돌 위험 존재 여부를 판단하고 운전자의 조향 의도가 있는지를 판단하여 차량의 속도값이 설정된 값 이상이면 자 차량의 횡 방향 변화값을 고려하여 자 차량의 조향 휠을 제어하는 요레이트값을 출력하여 자 차량과 물체가 충돌을 회피하도록 하는 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시례에 따른 차량 제어 장치는, 자 차량 일방 물체를 감지하는 일방물체감지부, 상기 자 차량과 상기 일방 물체 간의 충돌 위험을 감지하는 충돌판단부, 상기 충돌 위험 감지 여부에 따라 상기 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하는 운전자의도판단부 및 상기 충돌 위험 감지 여부, 상기 자 차량 운전자의 조향 의도, 상기 자 차량의 요레이트값 및 상기 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 조향휠제어부를 포함한다.
상기 조향휠제어부는 상기 자 차량의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
상기 조향휠제어부는 상기 자 차량의 주행 차선 및 상기 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량의 횡 방향 변위값 변화 중 적어도 어느 하나를 고려하여 상기 자 차량의 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시례에 따른 차량 제어 방법은, 자 차량 일방 물체를 감지하는 단계, 상기 자 차량과 상기 일방 물체 간의 충돌 위험을 감지하는 단계, 상기 충돌 위험 감지 여부에 따라 상기 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하는 단계 및 상기 충돌 위험 감지 여부, 상기 자 차량 운전자의 조향 의도, 상기 자 차량의 요레이트값 및 상기 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
상기 조향 휠 제어 신호 출력 단계는 상기 자 차량의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
상기 조향 휠 제어 신호 출력 단계는 상기 자 차량의 주행 차선 및 상기 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량의 횡 방향 변위값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 상기 자 차량의 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
기타 실시례들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 차량 제어 장치 및 차량 제어 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　충돌 위험 감지 여부에 따라 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하여 자 차량의 횡 방향 변화값 변화를 고려한 요레이트값을 출력하는 장점이 있다.
둘째,　충돌 위험 감지 여부, 자 차량 운전자의 조향 의도, 자 차량의 요레이트값 및 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려함으로써 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 차량 제어 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 구성에 의한 차량 제어 방법의 제어 흐름을 도시한 차량 제어 흐름도이다.
도 3은 도 1의 조향휠제어부가 목표 요레이트값을 출력하는 것을 설명하기 위한 자 차량 및 일방 물체를 도시한 차량 주행도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시례들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시례들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시례들에 의하여 차량 제어 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 차량 제어 장치의 구성을 도시한 구성도이다. 본 발명의 일실시례에 따른 차량 제어 장치는 카메라부(100), 차선감지부(200), 일방물체감지부(300), 충돌판단부(400), 요레이트센서부(500), 운전자의도판단부(600), 조향휠제어부(700) 및 제동부(800)를 포함한다.
카메라부(100)는 주행 중인 자 차량 일방 영상을 출력한다. 일실시례에 따른 카메라부(100)는 차량 어느 부분에 있어서 차량 전방을 방해 없이 촬영할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.
차선감지부(200)는 자 차량 일방 영상에서 차선을 감지하여 출력한다.
일방물체감지부(300)는 자 차량 일방 영상에서 자 차량 일방 물체(OV)를 감지한다. 일방물체감지부(300)는 레이더를 이용하여 전파를 방사하고 돌아오는 전파 신호를 수신하여 자 차량 일방 물체(OV)를 감지할 수도 있다.
충돌판단부(400)는 자 차량(SV)과 일방 물체(OV) 간의 충돌 위험을 감지한다. 일실시례에 따른 충돌판단부(400)는 자 차량(SV)의 측방 및 후방에 존재하는 물체와의 상대거리 및 상대속도를 고려하여 자 차량(SV)과 일방 물체(OV) 간의 충돌 위험을 감지할 수 있다. 충돌판단부(400)는 일방 물체와의 충돌 시간이 소정의 임계값 이하이면 충돌 위험이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 충돌판단부(400)는 자 차량(SV)과 측방 및 후방에 존재하는 물체와의 상대거리를 상대속도로 나누어 일방 물체와의 충돌 시간을 산출할 수 있다.
요레이트센서부(500)는 자 차량(SV)의 요레이트값을 실시간으로 충돌판단부(400) 및 조향휠제어부(700) 중 적어도 어느 하나에 출력한다.
운전자의도판단부(600)는 충돌 위험 감지 여부를 고려하여 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도 유무를 판단한다. 운전자의도판단부(600)는 자 차량(SV)의 차선 이탈 시간을 고려하여 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도 유무를 판단한다. 일실시례에 따른 운전자의도판단부(600)는 자 차량(SV)의 차선 이탈 시간이 소정의 임계값 이하이면 운전자의 차선 변경 의도가 있는 것으로 판단할 수 있다.
조향휠제어부(700)는 충돌 위험 감지 여부, 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도, 자 차량(SV)의 요레이트값 및 자 차량(SV)의 속도값(Vx) 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력한다. 조향휠제어부(700)는 (수학식 1)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려한 요레이트값(Y1)를 출력할 수 있다.
Figure pat00001
Vx : 자 차량(SV)의 종 방향 속도값
E : 소정의 설정된 초기 횡방향 이탈거리 초기 조건값
d : 자 차량(SV)과 자 차량 일방 물체(OV) 간의 거리값
d1 : 자 차량(SV)과 목표 주행 위치 간의 거리값
t : 자 차량(SV)과 자 차량 일방 물체(OV) 사이의 각도값
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이상이 아니면 (수학식 2)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려하는 것을 배제한 요레이트값(Y2)을 출력하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력할 수도 있다.
Figure pat00002
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 주행 차선 및 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy) 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량(SV)의 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
조향휠제어부(700)는 차선감지부(200)가 감지한 차선 사이 즉 주행 도로의 중앙을 자 차량(SV)이 주행하도록 조향 휠을 제어한다.
조향휠제어부(700)는 전자적으로 제어되는 조향 휠 장치를 포함한다.
제동부(800)는 브레이크를 작동하여 자 차량(SV)의 속도값(Vx)을 감소시킨다. 제동부(800)는 충돌 위험이 존재함에도 운전자의 조향 의도가 없는 것으로 판단될 때 최대 제동력을 부여하여 자 차량(SV)이 감속되도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량 제어 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시한 구성에 의한 차량 제어 방법의 제어 흐름을 도시한 차량 제어 흐름도이다.
카메라부(100)는 주행 중인 자 차량 일방 영상을 출력한다(S100). 카메라부(100)는 차량 어느 부분에 있어서 차량 전방을 방해 없이 촬영할 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 차선감지부(200)는 자 차량 일방 영상에서 차선을 감지하여 출력한다.
일방물체감지부(300)는 자 차량 일방 물체(OV)를 감지한다. 일방물체감지부(300)는 레이더를 이용하여 전파를 방사하고 돌아오는 전파 신호를 수신하여 자 차량 일방 물체(OV)를 감지할 수도 있다.
충돌판단부(400)는 자 차량(SV)과 일방 물체(OV) 간의 충돌 위험을 감지한다(S110). 일실시례에 따른 충돌판단부(400)는 자 차량(SV)의 측방 및 후방에 존재하는 물체와의 상대거리 및 상대속도를 고려하여 자 차량(SV)과 일방 물체(OV) 간의 충돌 위험을 감지할 수 있다. 충돌판단부(400)는 일방 물체와의 충돌 시간이 소정의 임계값 이하이면 충돌 위험이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 충돌판단부(400)는 측방 및 후방에 존재하는 물체와의 상대거리를 상대속도로 나누어 일방 물체(OV)와의 충돌 시간을 산출할 수 있다.
운전자의도판단부(600)는 충돌 위험 감지 여부를 고려하여 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도 유무를 판단한다(S120). 운전자의도판단부(600)는 자 차량(SV)의 차선 이탈 시간을 고려하여 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도 유무를 판단한다. 일실시례에 따른 운전자의도판단부(600)는 자 차량(SV)의 차선 이탈 시간이 소정의 임계값 이하이면 운전자의 차선 변경 의도가 있는 것으로 판단할 수 있다.
자 차량(SV) 운전자의 조향 의도가 없으면 제동부(800)는 브레이크를 작동하여 자 차량(SV)의 속도값(Vx)을 감소시킨다(S130). 제동부(800)는 충돌 위험이 존재함에도 운전자의 조향 의도가 없는 것으로 판단될 때 최대 제동력을 부여하여 자 차량(SV)이 감속되도록 한다.
자 차량(SV) 운전자의 조향 의도가 있으면 조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이내인지 판단한다(S140)
자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이내이면 조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 목표 요레이트값(Y2)을 출력한다(S150). 조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이상이 아니면 위의 (수학식 2)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화를 고려하는 것을 배제한 요레이트값(Y2)을 출력하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력할 수도 있다. 요레이트센서부(500)는 자 차량(SV)의 요레이트값을 실시간으로 충돌판단부(400) 및 조향휠제어부(700) 중 적어도 어느 하나에 출력한다.
조향휠제어부(700)는 충돌 위험 감지 여부, 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도, 자 차량(SV)의 요레이트값 및 자 차량(SV)의 속도값(Vx) 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력한다.
자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이내가 아니면 조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값(Y1)을 출력한다(S160). 조향휠제어부(700)는 위의 (수학식 1)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려한 요레이트값(Y1)를 출력할 수 있다.
조향휠제어부(700)는 충돌 위험 감지 여부, 자 차량(SV) 운전자의 조향 의도, 자차량의 요레이트값 및 자 차량(SV)의 속도값(Vx) 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력한다(S170).
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 주행 차선 및 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량(SV)의 조향 휠 제어 신호를 출력한다(S170).
도 3은 도 1의 조향휠제어부(700)가 목표 요레이트값을 출력하는 것을 설명하기 위한 자 차량(SV) 및 일방 물체(OV)를 도시한 차량 주행도이다.
도 3에 도시된 자 차량(SV)은 운전자의도판단부(600)가 차선 이탈 시간을 고려하여 운전자의 조향 의도가 있는 것으로 판단한다. 일방물체감지부(300)는 자 차량 일방 영상에서 자 차량 일방 물체(OV)를 감지한다. 일방물체감지부(300)는 레이더를 이용하여 전파를 방사하고 돌아오는 전파 신호를 수신하여 자 차량 일방 물체(OV)를 감지할 수도 있다. 충돌판단부(400)는 자 차량(SV)과 일방 물체(OV) 간의 충돌 시간이 소정의 임계 시간 이하이면 충돌 위험이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 충돌판단부(400)는 자 차량(SV)과 측방 및 후방에 존재하는 물체와의 상대거리를 상대속도로 나누어 일방 물체와의 충돌 시간을 산출할 수 있다.
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력한다. 조향휠제어부(700)는 위의 (수학식 1)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값(Y1)를 출력할 수 있다.
조향휠제어부(700)는 자 차량(SV)의 속도값(Vx)이 설정 범위 이상이 아니면 위의 (수학식 2)에서 자 차량(SV)의 횡 방향 변위값 변화(Vy)를 고려하는 것을 배제한 요레이트값(Y2)을 출력하여 자 차량(SV)의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력할 수도 있다.
조향휠제어부(700)는 차선감지부(200)가 감지한 차선 사이 즉 주행 도로의 중앙을 자 차량(SV)이 주행하도록 조향 휠을 제어한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시례에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시례에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 카메라부
200 : 차선감지부
300 : 일방물체감지부
400 : 충돌판단부
500 : 요레이트센서부
600 : 운전자의도판단부
700 : 조향휠제어부
800 : 제동부

Claims (6)

  1. 자 차량 일방 물체를 감지하는 일방물체감지부;
    상기 자 차량과 상기 일방 물체 간의 충돌 위험을 감지하는 충돌판단부;
    상기 충돌 위험 감지 여부에 따라 상기 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하는 운전자의도판단부; 및
    상기 충돌 위험 감지 여부, 상기 자 차량 운전자의 조향 의도, 상기 자 차량의 요레이트값 및 상기 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 조향휠제어부; 를 포함하는 차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 조향휠제어부는 상기 자 차량의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력하는 차량 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 조향휠제어부는 상기 자 차량의 주행 차선 및 상기 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량의 횡 방향 변위값 변화 중 적어도 어느 하나를 고려하여 상기 자 차량의 조향 휠 제어 신호를 출력하는 차량 제어 장치.
  4. 자 차량 일방 물체를 감지하는 단계;
    상기 자 차량과 상기 일방 물체 간의 충돌 위험을 감지하는 단계;
    상기 충돌 위험 감지 여부에 따라 상기 자 차량 운전자의 조향 의도 유무를 판단하는 단계; 및
    상기 충돌 위험 감지 여부, 상기 자 차량 운전자의 조향 의도, 상기 자 차량의 요레이트값 및 상기 자 차량의 속도값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 자 차량의 진행 방향을 전환시키는 조향 휠 제어 신호를 출력하는 단계; 를 포함하는 차량 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서
    상기 조향 휠 제어 신호 출력 단계는 상기 자 차량의 횡 방향 변위값 변화를 고려한 요레이트값을 출력하여 조향 휠 제어 신호를 출력하는 차량 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서
    상기 조향 휠 제어 신호 출력 단계는 상기 자 차량의 주행 차선 및 상기 조향 휠 제어 신호 출력에 따른 자 차량의 횡 방향 변위값 중 적어도 어느 하나를 고려하여 상기 자 차량의 조향 휠 제어 신호를 출력하는 차량 제어 방법.
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