KR20170133943A - 무인 차량 운송 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20170133943A KR1020160065429A KR20160065429A KR20170133943A KR 20170133943 A KR20170133943 A KR 20170133943A KR 1020160065429 A KR1020160065429 A KR 1020160065429A KR 20160065429 A KR20160065429 A KR 20160065429A KR 20170133943 A KR20170133943 A KR 20170133943A
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Abstract

본 발명은 무인 차량 운송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 첫 번째 선행 차량만 운전자가 운전하고, 첫 번째 선행차량의 후방에 일렬로 배열된 복수의 차량들은 상기 첫 번째 선행차량을 따라 무인 자율 운행을 하는 무인 차량 운송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

무인 차량 운송 시스템 및 방법{Unmanned vehicle transport system and method}
본 발명은 무인 차량 운송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 첫 번째 선행 차량만 운전자가 운전하고, 첫 번째 선행차량의 후방에 일렬로 배열된 복수의 차량들은 상기 첫 번째 선행차량을 따라 무인 자율 운행을 하는 무인 차량 운송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 사용자의 편리성, 특정 업무에 수행에 대한 편리성 및 인건비 절약 등을 이유로 다양한 분야에서 차량 무인 자율 주행 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
일반적으로 차량 무인 자율 주행 시스템은 운전자 없이 스스로 도로를 주행하는 시스템이다.
이러한 차량 무인 자율 주행 시스템은 통상 산업분야, 군사분야, 위험작업분야 등에 주로 적용되었으며, 최근에는 일반 개인 승용차에까지 확산 적용되고 있다.
개인 승용차에 적용되는 경우를 설명하면, 운전자가 운전 중에 차량 자율 주행 모드를 설정하면 차선을 인식하고, 앞 및 주변에 차량이 있는 경우 앞 및 주변 차량과의 거리를 일정하게 유지하면서 운전자가 운전하지 않고 자율 주행을 수행하는 차량들이 개발되어 차량에 적용되고 있다.
그러나 이러한 차선인식 및 주변 물체 인식에 의핸 자율 주행은 비교적 짧은 거리에서만 유용할 뿐 먼 거리에는 적용하기 어려운 문제점이 있으며, 다른 분야에는 적용하기 힘든 문제점이 있었다.
그리고 산업분야, 군사분야, 위험작업분야에 적용되는 차량 무인 자율 주행 시스템은 정해진 경로를 주행하거나 원격지에서 무선으로 차량을 조정하는 방식이 적용되고 있다.
전자의 경우, GPS를 이용하거나 무인 차량용으로 개발된 전용 도로 또는 철로를 이용하여 정해진 경로만을 주행할 수 있다.
그러나 전자의 경우 정해진 전용의 도로 또는 철로를 이용하여야 하므로 그 개발 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 다양한 분야에 적용될 수 없는 문제점이 있었다.
그리고 후자는 무인이기는 실질적으로 각 차량마다 조종사가 배치되어야 하므로 조종하고자 하는 차량 수만큼 조종사를 필요로 한다. 따라서 원격지에서 화면에 표시되는 영상만으로 운전하는 조종사는 운전에 어려움이 있으므로 숙련된 조종사만이 조종을 할 수 있으므로 인건비 등이 증가하는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 등록특허 제10-0783422호
따라서 본 발명의 목적은 무인 차량 운송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 첫 번째 선행 차량만 운전자가 운전하고, 첫 번째 선행차량의 후방에 일렬로 배열된 복수의 차량들은 상기 첫 번째 선행차량을 따라 무인 자율 운행을 하는 무인 차량 운송 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템은: 차량의 전방을 촬영하는 전방 카메라를 포함하여 전방영상을 출력하는 영상처리부; 상기 차량의 전방에 있는 물체와의 거리를 측정하는 전방 거리센서를 포함하여 측정된 전방 물체 거리정보를 출력하는 거리측정부; 상기 차량의 주행 상태를 측정하여 출력하는 차량상태측정부: 무선통신을 수행하는 무선통신부: 차량의 시동을 온 또는 오프하고, 차량의 속도 조절 및 방향 전환을 조종하는 자율 주행부; 및운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량, 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하고, 상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 인솔차량으로 설정된 타 차량의 무선통신부로 전송하고, 추종차량으로 설정 시 상기 영상처리부를 통해 전방의 차량을 인식하여 자신의 인솔차량 및 전방차량 중 하나로 설정된 차량인지를 판단하고, 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상처리부는, 차량의 후방을 촬영하는 후방 카메라를 더 포함하여 촬영된 후방영상을 더 출력하며, 상기 제어부는, 인솔차량 및 추종차량 중 하나로 설정 시 상기 후방영상을 통해 후방차량을 인식하여 미리 설정된 후방차량인지를 판단하여 후방차량이 자신을 잘 추종하고 있는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상처리부는, 차량의 후방을 촬영하는 후방 카메라를 더 포함하여 촬영된 후방영상을 더 출력하며, 상기 거리측정부는, 상기 차량의 물체와의 거리를 측정하는 후방 거리센서를 더 포함하여 후방 물체 거리정보를 더 출력하며, 상기 제어부는, 운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하는 인솔차량 설정부; 상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 송신하는 차량 주행 상태정보 제공부; 상기 영상처리부를 통해 전방 및 후방의 차량을 촬영한 전방영상 및 후방영상을 획득하고, 상기 전방영상 및 후방영상 중 하나 이상으로부터 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상을 획득하고, 상기 전방차량 및 후방차량이 미리 설정된 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상인지를 판단하는 전후방차량 인식부; 추종차량 설정 시 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보를 수신하여 획득하는 전후방차량 주행 상태정보 획득부; 상기 거리측정부를 통해 상기 전방차량과의 거리를 판단하는 전후방차량 거리 인식부; 및 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 운행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량상태측정부는, 차량의 회전방향 및 회전각을 측정하여 출력하는 차량 회전 검출부; 및 적어도 셋 이상의 GPS위성들로부터 각각의 위치데이터를 입력받아 자신의 현재 위치를 계산하여 출력하는 GPS 모듈을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량 회전 검출부를 통해 회전 검출 시 상기 거리측정부를 통해 측정된 전방차량과의 거리 차이를 이동 후 상기 차량 회전 검출부를 통해 측정된 회전방향 및 회전각도로 회전하도록 상기 자율 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 영상처리부로부터 입력되는 전방영상을 통해 신호등을 검출하고, 신호등이 황색등 및 적색등 중 하나인지, 청색인지를 판단하고, 황색등 및 적색등 중 하나이면 상기 자율 주행부를 제어하여 차량을 정차시키고 상기 청색등으로 변경 시 상기 자율 주행부를 제어하여 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 신호등에 의한 정차 시 차량의 정차상태 및 상기 GPS 모듈을 통한 자신의 위치정보를 전방차량 및 인솔차량 중 적어도 하나 이상으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템은: 제어부가 운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량, 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하는 인솔차량 설정 과정; 및 상기 제어부가 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 무선통신부를 통해 인솔차량으로 설정된 타 차량의 무선통신부로 전송하고, 추종차량으로 설정 시 영상처리부를 통해 전방의 차량을 인식하여 자신의 인솔차량 및 전방차량 중 하나로 설정된 차량인지를 판단하고, 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 인솔과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인솔차량 설정 과정은, 메인차량인 인솔차량과, 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하는 추종차량 중 하나를 선택하는 인솔 및 추종차량 선택 단계; 후방에서 자신을 추종할 추종차량의 차량식별정보를 입력받아 설정하는 추종차량 설정 단계; 및 상기 차량 식별정보의 설정 후 인솔차량은 인솔차량 모드를 설정하고, 추종모드인 무인운전모드를 설정하는 모드 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
차량 인솔과정은, 상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 송신하는 차량 주행 상태정보 제공 단계; 상기 영상처리부를 통해 전방 및 후방의 차량을 촬영한 전방영상 및 후방영상을 획득하고, 상기 전방영상 및 후방영상 중 하나 이상으로부터 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상을 획득하고, 상기 전방차량 및 후방차량이 미리 설정된 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상인지를 판단하는 전후방차량 인식 단계; 추종차량 설정 시 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보를 수신하여 획득하는 전후방차량 주행 상태정보 획득 단계; 상기 거리측정부를 통해 상기 전방차량과의 거리를 판단하는 전후방차량 거리 인식 단계; 및 상기 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 운행 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
차량 주행 상태정보 제공 단계는, 차량 회전 검출부를 통해 차량의 회전방향 및 회전각을 포함하는 차량회전정보를 획득하는 차량 회전 검출 단계; 및 GPS 모듈을 통해 적어도 셋 이상의 GPS위성들로부터 각각의 위치데이터를 입력받아 자신의 현재 위치를 계산하여 획득하는 위치 획득 단계; 및 상기 차량회전정보 및 위치정보를 포함하는 차량 주행 상태정보를 생성하는 차량 주행 상태정보 생성 단계를 포함하고, 상기 차량운행단계는, 상기 차량 회전 검출부를 통해 회전 검출 시 상기 거리측정부를 통해 측정된 전방차량과의 거리 차이를 이동 후 상기 차량 회전 검출부를 통해 측정된 회전방향 및 회전각도로 회전하도록 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 인솔과정은, 상기 영상처리부로부터 입력되는 전방영상을 통해 신호등을 검출하고, 신호등이 황색등 및 적색등 중 하나인지, 청색인지를 판단하는 신호등 검출 및 색 판단 단계를 더 포함하고, 차량 운행단계에서 황색등 및 적색등 중 하나이면 상기 자율 주행부를 제어하여 차량을 정차시키고 상기 청색등으로 변경 시 상기 자율 주행부를 제어하여 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 첫 번째 차량에는 운전자가 탑승하므로 차량을 시스템에만 의존하지 않음으로써 보다 신뢰성 있고, 안전하게 후속하는 차량들을 인솔할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 한 명의 운전자만으로 다수의 차량을 운전할 수 있으므로, 자동차 산업분야의 차량출고에 따른 차량 운송, 다수의 차량을 이용한 물품 운송 등에 드는 인건비를 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 한 명의 운전자가 운전을 수행하므로 정해진 경로가 아닌 다양한 어떠한 경로도 다수의 무인 차량들을 운송할 수 있으므로 보다 다양한 분야에서 효율적으로 적용할 수 있는 효과를 가지며, 신호등 인식에 의한 안전 주행 및 GPS를 이용한 경로 안내를 접목하여 보다 안전하고 안정적으로 후속 무인 차량을 인솔할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템이 적용된 차량들을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 무인 차량 운송 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 무인 인솔차량 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 메인 차량에서의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 추종차량에서의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 무인 차량 운송 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템이 적용된 차량들을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 무인 차량 운송 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템(100)은 도 1과 같이 적어도 둘 이상의 차량에 적용되는 것이 바람직할 것이다.
무인 차량 운송 시스템(100)은 도 1에서와 같이 차량 전방을 촬영하는 카메라(51)를 포함하고, 앞차와의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함하는 거리측정부(61)를 포함하며, 선택적으로 차량 후방을 촬영하는 카메라(52)를 포함할 수 있을 것이다.
최전방의 차량은 전체 차량을 인솔하는 메인차량(이하 "인솔차량"이라 함)은 운전자가 운전을 하고, 인솔차량 후방의 차량들을 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하는 차량(이하 "추종차량"이라 함)으로 인솔차량 및 전방차량을 따라 자율주행을 수행한다.
추종차량들은 거리측정부(61)를 통해 전방차량과 일정 거리를 유지하도록 자율주행을 수행하며, 전방차량의 회전방향 및 회전각을 포함하는 회전정보를 입력받고, 상기 일정 거리 차만큼 이동 후 회전정보에 따른 회전을 수행하도록 구성될 수 있을 것이다.
무인차량 운송 시스템(100)은 도 2에서 나타낸 바와 같이 저장부(10), 디스플레이부(20), 입력부(30), 무선통신부(40), 영상처리부(50), 거리측정부(60), 차량상태측정부(70), 자율 주행부(80) 및 제어부(90)를 포함한다.
저장부(10)는 본 발명에 따른 무인차량 운송 시스템(100)의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 본 발명에 따른 획득되는 전방영상, 후방영상 등의 데이터를 저장하는 데이터 영역을 포함한다.
디스플레이부(20)는 본 발명에 따른 무인 차량 운송을 위한 무인 인솔차량 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단, 전방영상, 후방영상 등의 다양한 정보를 표시한다.
입력부(30)는 문자 및 숫자를 입력할 수 있는 다수의 키들을 구비하는 키입력장치 및 상기 디스플레이부(20)의 화면과 일체로 구성되어 터치되는 위치에 대한 터치 위치데이터를 출력하는 터치패드 등의 장치가 될 수 있으며, 본 발명에 따른 인솔차량 및 추종차량의 선택, 전방 및 후방차량의 차량식별정보 등과 같은 다양한 정보들을 입력받아 출력한다.
무선통신부(40)는 코드분할다중접속(CDMA) 무선통신 프로토콜 등의 이동통신 프로토콜에 따라 무선통신을 수행하는 장치로, 무인차량 운송을 위해 설정된 차량(1)들에 설치된 무인차량 운송 시스템(100)들 간의 무선통신을 수행할 수 있도록 한다. 상기 무선통신부(40)는 1Km 내에서 무선통신을 할 수 있는 와이파이(WiFi) 무선통신 프로토콜 및 무선주파수(Radio Frequency: RF) 통신 프로토콜 등이 적용될 수도 있을 것이다.
영상처리부(50)는 차량(1)의 전방을 촬영하는 전방카메라(51)를 포함하여 전방카메라(51)로부터 입력되는 전방영상신호를 영상처리하여 제어부(90)로 출력한다. 영상처리부(50)는 선택적으로 차량(1)의 후방을 촬영하는 후방카메라(52)를 더 포함할 수 있으며, 상기 후방카메라(52)로부터 입력되는 후방영상신호를 영상처리하여 제어부(90)로 출력한다.
상기 전방카메라(51)는 전방차량의 전체가 촬영될 수 있도록 장착되며, 줌인 기능을 통해 자동적으로 전방차량 전체가 촬영되도록 구성될 수도 있을 것이다. 또한, 전방카메라(51)는 본 발명의 실시예에 따라 주행 중에 신호등이 촬영될 수 있는 화각을 가지도록 구성될 수도 있을 것이다.
거리측정부(60)는 차량(1)의 전방에 설치되어 앞 물체까지의 거리에 따른 거리측정신호를 출력하는 거리측정센서(61)를 포함하여 앞 물체까지의 거리를 측정하여 제어부(90)로 출력한다.
차량상태측정부(70)는 차량(1)의 스티어링 휠, 스티어링 기어 등에 설치되어 차량의 회전 방향 및 회전각을 포함하는 회전정보를 출력하는 차량 회전 검출부(71), 다수의 위성위치확인시스템(Global Positioning System: GPS) 위성들로부터 각각의 위치데이터를 수신받아 자신의 현재 위치를 계산하여 출력하는 GPS 모듈(72) 및 차량의 주행 여부 및 속도를 검출하여 주행정보를 출력하는 차량 주행 검출부(73)를 포함하여, 상기 회전정보 및 위치정보를 포함하는 차량상태정보를 제어부(90)로 출력한다.
자율주행부(80)는 차량의 시동부(미도시)와 연결되어 차량의 시동을 온 또는 오프하고, 차량의 변속제어기(미도시) 및 차체제어모듈(Body Control Module: BCM) 중 적어도 하나 이상에 연결되어 차량의 속도 및 주행을 제어하며, 스티어링 휠을 양방향으로 회전시키는 스티어링 휠 회전부(미도시)를 포함하여 차량의 회전방향 및 회전각을 제어한다.
제어부(90)는 인솔차량 설정부(91), 차량 주행상태정보 제공부(92), 전후방차량 인식부(93), 전후방차량 주행상태정보 획득부(94), 전후방차량 거리 인식부(95) 및 차량 운행부(96)를 포함하여 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 인솔차량 설정부(91)는 디스플레이부(20)를 통해 인솔차량 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 제공하고, 인솔차량 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 통해 인솔차량인지 추종차량인지를 선택받고, 인솔차량 선택 시 후방차량의 차량식별정보를 입력받아 무인차량 인솔 모드를 설정하고, 추종차량 선택 시 전방차량 및 후방차량의 차량식별정보를 입력받아 무인 운전모드를 설정한다.
인솔차량 설정부(91)는 인솔차량 선택 시 인솔할 추종차량들 모두에 대한 차량 식별정보를 입력받을 수도 있으며, 추종차량들 모두에 설치된 무인 차량 운송 시스템(100)의 고유 식별정보를 입력받아 설정하고 있는 것이 바람직할 것이다.
차량 주행 상태정보 제공부(92)는 차량상태측정부(70)를 통해 차량상태정보를 수집하여 무선통신부(40)를 통해 후방의 추종차량의 무인 차량 운송 시스템(100)으로 전송한다. 이때 인솔차량의 차량 주행 상태정보 제공부(92)는 바로 뒤에 있는 차량의 무인 차량 운송 시스템(100)으로만 전송하는 것이 바람직하며, 추종차량의 차량 주행 상태정보 제공부(92)는 바로 뒤의 후방차량의 무인 차량 운송 시스템(100)으로 차량상태정보를 전송하고, 바로 앞의 전방차량 및 인솔차량의 무인 차량 운송 시스템(100)으로는 선택적으로 보낼 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.
전후방차량 인식부(93)는 영상처리부(50)를 통해 입력되는 전방영상 및 후방영상으로부터 전방차량 및 후방차량의 차량식별정보를 인식하여 미리 등록된 전방차량 및 후방차량의 차량식별정보와 비교하여 일치하는지를 판단하여 설정된 차량을 정상적으로 추종하고 있고, 설정된 차량이 자신을 정상적으로 인솔하고 있는지를 판단한다.
전후방차량 주행상태정보 획득부(94)는 무선통신부(40)를 통해 인솔차량 및 전방차량 중 하나 이상 또는 후방차량으로부터 선택적으로 차량주행상태정보를 획득하여 차량 운행부(96)로 제공한다.
전후방차량 거리 인식부(95)는 거리측정부(60)로부터 입력되는 앞 물체까지의 거리정보를 획득하여 차량 운행부(96)로 제공한다.
차량 운행부(96)는 상기 전후방차량 주행상태정보 획득부(94)로부터 전방차량의 차량주행상태정보를 획득하고 상기 전후방차량 거리 인식부(95)로부터 앞 물체, 즉 앞 차량과의 거리정보를 입력받아 자율주행부(80)를 제어하여 차량이 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 주행할 수 있도록 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 시스템의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법은 제어부가 운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량, 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하는 인솔차량 설정 과정(S111) 및 상기 제어부가 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 무선통신부(40)를 통해 인솔차량으로 설정된 타 차량의 무선통신부로 전송하고, 추종차량으로 설정 시 영상처리부를 통해 전방의 차량을 인식하여 자신의 인솔차량 및 전방차량 중 하나로 설정된 차량인지를 판단하고, 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 인솔과정(S113)를 포함한다.
인솔차량 설정 과정은 하기 도 4를 참조하여 상세히 설명하고, 차량 인솔과정은 하기 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 무인 인솔차량 설정 방법을 나타낸 흐름도로서, 각 차량의 무인 차량 운송 시스템을 통해 설정되는 경우를 나타낸 흐름도이다.
우선, 제어부(90)의 인솔차량 설정부(91)는 무인 차량 인솔 설정 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S211). 상기 무인 차량 인솔 설정 이벤트는 입력부(30)를 통해 발생될 수도 있을 것이다.
무인 차량 인솔 설정 이벤트가 발생되면 인솔차량 설정부(91)는 무인 차량 운송 시스템(100)이 설치된 차량이 인솔차량인지 추종차량인지를 선택할 것을 요청하는 메시지를 디스플레이부(20)를 통해 표시하고(S213), 인솔차량 및 추종차량 중 어느 것이 선택되는지를 판단한다(S215).
메인차량인 인솔차량이 선택되면 인솔차량 설정부(91)는 추방 추종차량 식별정보를 입력할 것을 요청하는 메시지를 디스플레이부(20)를 통해 표시하고(S217), 추종차량의 차량 식별정보가 입력되는지를 검사한다(S219).
후방 추종차량의 차량 식별정보가 입력되면 인솔차량 설정부(91)는 상기 입력된 후방차량의 차량 식별정보를 포함하는 메인 차량 설정정보를 저장부(10)에 저장한(S221) 후 무인 차량 인솔 모드를 설정한다(S223).
반면, 상기 인솔차량 또는 추종차량 선택에서 추종차량이 선택되면 인솔차량 설정부(91)는 인솔차량 및 전방차량 중 하나의 차량식별정보와, 후방차량의 차량식별정보를 입력받는다(S225, S227, S229, S231).
전방 및 후방의 차량에 대한 차량식별정보가 획득되면 인솔차량 설정부(91)는 전방 및 후방차량에 대한 차량식별정보를 포함하는 무인 추종 설정 정보를 생성하여 저장부(10)에 저장한(S233) 후, 무인운전모드를 설정한다(S235).
상기 도4에서는 각 차량의 무인 차량 운송 시스템(100)에서 무인 차량 인솔 설정을 수행하는 경우를 나타내었으나, 인솔차량으로 선택된 무인 차량 운송 시스템(100)에서 추종차량들에 대한 설정을 동시에 수행할 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우, 인솔차량 설정부(91)는 상기 도 4에서와 같이 인솔차량이 선택된 후 인솔차량을 추종할 추종차량 수, 차량 배치 순서, 차량 배치 순서에 따른 차량 식별정보 및 해당 차량에 설치된 무인 차량 운송 시스템(100)의 시스템 식별정보를 입력받아 설정한 후, 각 추종차량의 전방 및 후방의 차량에 대한 차량식별정보를 포함하는 무인추종설정정보를 무선통신부(40)를 통해 해당 차량의 무인 차량 수송 시스템(100)으로 전송하도록 구성되고, 상기 무인추종설정정보를 무선통신부(40)를 통해 수신한 추종차량의 무인 차량 운송 시스템(100)의 제어부(90)는 상기 무인추종설정정보를 저장부(10)에 저장하도록 구성되어야 할 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 메인 차량에서의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 제어부(90)는 무인차량 인솔 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S311). 상기 무인차량 인솔 이벤트는 무인차량 인솔 모드의 설정 후 시동이 걸리는 경우 발생될 수 있을 것이다.
무인차량 인솔 이벤트가 발생되면 제어부(90)는 저장부(10)에 저장되어 있는 메인차량 설정정보를 로드한다(S313).
메인차량 설정정보가 로드되면 제어부(90)는 메인차량 설정정보로부터 추종차량의 차량 식별정보를 검출하고(S319), 전후방차량 인식부(95)를 통해 영상처리부(50)로부터 입력된 후방영상으로부터 후방차량 식별정보를 획득하기 시작한(S317) 후, 저장되어 있는 후방 추종차량의 차량 식별정보와 상기 후방영상으로부터 획득된 후방차량 식별정보를 비교하여 일치 여부를 판단한다(S319).
저장된 차량 식별정보와 검출된 차량 식별정보가 일치하지 않으면 제어부(90)는 추종차량의 차량 식별정보를 수정하거나 차량의 위치를 조종할 것을 요청하는 메시지를 디스플레이부(20)에 표시한다(S320).
반면, 저장된 차량 식별정보와 검출된 차량 식별정보가 일치하면 제어부(90)는 무인차량 인솔 모드를 실행하고(S321), 차량상태측정부(70)의 차량 주행 검출부(73)를 통해 차량이 주행을 개시하는지를 검사한다(S322).
차량의 주행 개시 검출 시 제어부(90)는 차량 주행 상태정보 제공부(92)를 통해 차량상태측정부(70)로부터 주행상태정보를 수집하기 시작하고(S323), 수집되기 시작하는 주행상태정보를 무선통신부(40)를 통해 일정 주기로 송신하기 시작한다(S325).
제어부(90)는 전후방차량 주행상태정보 획득부(94)를 통해 무선통신부(40)로부터 추종차량의 차량 주행상태정보를 획득하기 시작하고(S327), 획득되는 추종차량의 차량상태정보를 분석하여 정상적으로 추종하고 있는지를 판단한다(S329).
정상적으로 추종하고 있지 않으면 제어부(90)는 디스플레이부(20) 또는 오디오 처리부(미도시)를 통한 스피커를 통해 추종차량이 정상적으로 추종하고 있지 못함을 경보한다(S331).
상기 경보 발생 후, 상기 경보가 신호등에 의한 후방차량 정차인지를 판단하고(S333). 신호등에 의한 후방 정차가 아니면 운전자에 의해 차량의 운행을 자동 운행할 것을 요청하여 정차가 조정될 수 있도록 하고, 신호등에 의한 추종차량 정차이면 차량을 정차시킬 것을 요청하는 메시지를 디스플레이부(20)에 표시한다(S335).
정차 후, 제어부(90)는 차량 주행 검출부(73)를 통해 차량이 다시 주행을 개시하는지를 검사하고(S337), 주행 개시 시 상술한 S327 이후 과정을 반복 수행한다.
추종차량이 정상적으로 추종하고 있으면 제어부(90)는 무인 차량 인솔 종료 이벤트가 발생되는지를 검사하고(S339), 무인 차량 인솔 종료 이벤트가 발생될 때까지 상술한 과정을 반복 수행한다. 상기 무인 차량 인솔 종료 이벤트는 차량의 시동 오프 검출 시 발생될 수도 있고, 입력부(30)를 통해 무인 차량 인솔 종료 명령의 입력 시 발생될 수도 있을 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 무인 차량 운송 방법의 추종차량에서의 무인 차량 운송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 제어부(90)는 무인차량 추종 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S411).
무인차량 추종 이벤트가 발생되면 제어부(90)는 저장부(10)로부터 차량설정정보인 무인추종 설정정보를 로드한다(S413).
무인추종 설정정보가 로드되면 제어부(90)는 로드된 무인추종 설정정보로부터 전방차량 및 추종차량의 차량 식별정보를 검출하고(S415), 영상처리부(50)로부터 입력되는 전방영상 및 후방영상으로부터 전방차량의 차량 식별정보 및 후방차량의 차량 식별정보를 검출하며, 저장부로부터 로드된 전방차량의 차량 식별정보 및 검출된 전방차량의 차량 식별정보를 비교하여 일치하는지를 검사하고 로드된 후방차량의 차량 식별정보 및 검출된 후방차량의 차량 식별정보를 비교하여 일치하는지를 검사한다(S419).
전방차량과 후방차량이 설정된 전방차량 및 후방차량인 것으로 판단되면 제어부(90)는 무인주행 모드로 전환하고(S421) 전후방차량 주행상태정보 획득부(94)를 통해 전방차량이 차량상태정보를 획득 및 분석하기 시작한다(S423).
제어부(90)는 상기 차량상태정보를 분석하여 전방차량이 주행을 개시하는지를 검사하고(S425), 주행을 개시하면 영상처리부(50)를 통한 신호등 정보 및 상기 무선통신부(40)를 통해 수신되는 전방차량의 차량상태정보를 수집하기 시작한다(S427).
신호등 정보 및 차량상태정보가 수집되기 시작하면 제어부(90)는 차량상태측정부(70)를 통해 수집된 자신의 차량상태정보를 무선통신부(40)를 통해 송신하기 시작한다(S429).
그런 후 제어부(90)는 차량 운행부(96)를 통해 거리측정부(60)로부터 입력되는 전방차량과의 거리정보에 의해 전방차량과 일정 거리가 유지되도록 자율 주행부(80)를 제어하여 자율 주행을 개시한다(S431).
상기 자율주행 개시 후, 제어부(90)는 영상처리부(50)로부터 입력되는 전방영상으로부터 검출된 신호등 정보를 분석하여 신호등이 황색 및 적색 중 하나인지 청색인지를 판단한다(S433).
판단결과 청색이면 제어부(90)의 차량 운행부(96)는 전방차량의 차량상태정보를 분석하여 차량이 회전하는지를 검사하고(S435), 차량이 회전하면 전방차량과의 상기 거리정보에 대응하는 거리만큼 이동한 후 상기 차량상태정보에 포함된 회전정보에 대응하도록 자율주행부(80)를 제어하여 차량을 회전시킨다(S437).
반면, 회전하지 않으면 제어부(90)는 영상처리부(50)로부터 입력되는 후방차량의 차량상태정보를 획득 및 분석한(S439) 후, 정상적으로 자신을 추종하고 있는지를 판단한다(S341).
정상적으로 추종하고 있지 않으면 제어부(90)는 디스플레이부(20) 또는 오디오 처리부(미도시)를 통한 스피커를 통해 추종차량이 정상적으로 추종하고 있지 못함을 경보한다(S443).
상기 경보 발생 후, 차량 운행부(96)는 상기 경보가 신호등에 의한 후방차량 정차인지를 판단하고(S435). 신호등에 의한 후방 정차가 아니면 운전자에 의해 차량의 운행을 자동 운행할 것을 요청하여 정차가 조정될 수 있도록 하고, 신호등에 의한 추종차량 정차이면 자율주행부(80)를 제어하여 차량을 정차시킨다(S447).
반면, 상기 검출된 신호등이 황색 또는 적색이면 차량 운행부(96)는 자율주행부(80)를 제어하여 차량을 정차시키고 인솔차량의 무인 차량 운송 시스템(100)에 신호등으로 인한 정차정보를 전송한다(S449). 이때 차량 운행부(96)는 상기 신호등으로 인한 정차정보를 전방차량의 무인 차량 운송 시스템(100)으로 전송하도록 구성될 수도 있을 것이다.
상기 신호등으로 인한 정차정보를 전송한 후, 차량 운행부(96)는 GPS를 이용한 선행 차량 자율 추종 주행 모드로 전환한(S451) 후, 전방차량으로부터 수신한 차량상태정보로부터 위치정보를 획득한다(S453).
차량 운행부(96)는 상기 황색 또는 적색 신호등의 검출 후 신호등이 청색으로 변경되는지를 지속적으로 모니터링하고(S455), 청색 신호등 검출 시 자율 주행부(80)를 제어하여 상기 획득된 위치정보에 의해 전방차량의 정차 위치로 자율주행을 수행한다(S457).
차량 운행부(96)는 상기 위치정보를 이용한 자율주행에 의해 전방차량이 일정 거리(d) 이내로 진입했는지를 검사하고(S459), 일정 거리 내로 진입한 경우 상술한 S427 이후의 과정을 반복 수행한다.
상술한 과정은 무인 차량 추종 종료 이벤트가 발생될 때까지 반복해서 수행될 것이다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 차량 10: 저장부
20: 디스플레이부 30: 입력부
40: 무선통신부 50: 영상처리부
60: 거리측정부 70:차량상태 검출부
80: 자율 주행부 90: 제어부
91: 인솔차량 설정부 92: 차량 주행 상태정보 제공부
93: 전후방차량 인식부 94:전후방차량 주행상태정보 획득부
95: 전후방차량 거리 인식부 96:차량 자동 운행부

Claims (11)

  1. 차량의 전방을 촬영하는 전방 카메라를 포함하여 전방영상을 출력하는 영상처리부;
    상기 차량의 전방에 있는 물체와의 거리를 측정하는 전방 거리센서를 포함하여 측정된 전방 물체 거리정보를 출력하는 거리측정부;
    상기 차량의 주행 상태를 측정하여 출력하는 차량상태측정부:
    무선통신을 수행하는 무선통신부:
    차량의 시동을 온 또는 오프하고, 차량의 속도 조절 및 방향 전환을 조종하는 자율 주행부; 및
    운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량, 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하고, 상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 인솔차량으로 설정된 타 차량의 무선통신부로 전송하고, 추종차량으로 설정 시 상기 영상처리부를 통해 전방의 차량을 인식하여 자신의 인솔차량 및 전방차량 중 하나로 설정된 차량인지를 판단하고, 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    차량의 후방을 촬영하는 후방 카메라를 더 포함하여 촬영된 후방영상을 더 출력하며,
    상기 제어부는,
    인솔차량 및 추종차량 중 하나로 설정 시 상기 후방영상을 통해 후방차량을 인식하여 미리 설정된 후방차량인지를 판단하여 후방차량이 자신을 잘 추종하고 있는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    차량의 후방을 촬영하는 후방 카메라를 더 포함하여 촬영된 후방영상을 더 출력하며,
    상기 거리측정부는,
    상기 차량의 물체와의 거리를 측정하는 후방 거리센서를 더 포함하여 후방 물체 거리정보를 더 출력하며,
    상기 제어부는,
    운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하는 인솔차량 설정부;
    상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 송신하는 차량 주행 상태정보 제공부;
    상기 영상처리부를 통해 전방 및 후방의 차량을 촬영한 전방영상 및 후방영상을 획득하고, 상기 전방영상 및 후방영상 중 하나 이상으로부터 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상을 획득하고, 상기 전방차량 및 후방차량이 미리 설정된 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상인지를 판단하는 전후방차량 인식부;
    추종차량 설정 시 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보를 수신하여 획득하는 전후방차량 주행 상태정보 획득부;
    상기 거리측정부를 통해 상기 전방차량과의 거리를 판단하는 전후방차량 거리 인식부; 및
    거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 운행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 차량상태측정부는,
    차량의 회전방향 및 회전각을 측정하여 출력하는 차량 회전 검출부; 및
    적어도 셋 이상의 GPS위성들로부터 각각의 위치데이터를 입력받아 자신의 현재 위치를 계산하여 출력하는 GPS 모듈을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량 회전 검출부를 통해 회전 검출 시 상기 거리측정부를 통해 측정된 전방차량과의 거리 차이를 이동 후 상기 차량 회전 검출부를 통해 측정된 회전방향 및 회전각도로 회전하도록 상기 자율 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 영상처리부로부터 입력되는 전방영상을 통해 신호등을 검출하고, 신호등이 황색등 및 적색등 중 하나인지, 청색인지를 판단하고,
    황색등 및 적색등 중 하나이면 상기 자율 주행부를 제어하여 차량을 정차시키고 상기 청색등으로 변경 시 상기 자율 주행부를 제어하여 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 신호등에 의한 정차 시 차량의 정차상태 및 상기 GPS 모듈을 통한 자신의 위치정보를 전방차량 및 인솔차량 중 적어도 하나 이상으로 송신하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 시스템.
  7. 제어부가 운전자가 운전하는 메인 차량인 인솔차량, 및 상기 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하여 운행하는 추종차량 중 하나를 설정하는 인솔차량 설정 과정; 및
    상기 제어부가 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 무선통신부를 통해 인솔차량으로 설정된 타 차량의 무선통신부로 전송하고, 추종차량으로 설정 시 영상처리부를 통해 전방의 차량을 인식하여 자신의 인솔차량 및 전방차량 중 하나로 설정된 차량인지를 판단하고, 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 인솔과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인솔차량 설정 과정은,
    메인차량인 인솔차량과, 인솔차량 및 전방차량 중 하나를 추종하는 추종차량 중 하나를 선택하는 인솔 및 추종차량 선택 단계;
    후방에서 자신을 추종할 추종차량의 차량식별정보를 입력받아 설정하는 추종차량 설정 단계; 및
    상기 차량 식별정보의 설정 후 인솔차량은 인솔차량 모드를 설정하고, 추종모드인 무인운전모드를 설정하는 모드 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    차량 인솔과정은,
    상기 차량상태측정부를 통해 차량상태정보를 획득하여 상기 무선통신부를 통해 송신하는 차량 주행 상태정보 제공 단계;
    상기 영상처리부를 통해 전방 및 후방의 차량을 촬영한 전방영상 및 후방영상을 획득하고, 상기 전방영상 및 후방영상 중 하나 이상으로부터 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상을 획득하고, 상기 전방차량 및 후방차량이 미리 설정된 전방차량 및 후방차량 중 하나 이상인지를 판단하는 전후방차량 인식 단계;
    추종차량 설정 시 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보를 수신하여 획득하는 전후방차량 주행 상태정보 획득 단계;
    상기 거리측정부를 통해 상기 전방차량과의 거리를 판단하는 전후방차량 거리 인식 단계; 및
    상기 거리측정부로부터 출력되는 전방물체 거리정보에 의해 상기 전방차량과 일정 거리를 유지하며, 전방차량으로부터 송신된 차량상태정보에 따라 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 차량 운행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    차량 주행 상태정보 제공 단계는,
    차량 회전 검출부를 통해 차량의 회전방향 및 회전각을 포함하는 차량회전정보를 획득하는 차량 회전 검출 단계; 및
    GPS 모듈을 통해 적어도 셋 이상의 GPS위성들로부터 각각의 위치데이터를 입력받아 자신의 현재 위치를 계산하여 획득하는 위치 획득 단계; 및
    상기 차량회전정보 및 위치정보를 포함하는 차량 주행 상태정보를 생성하는 차량 주행 상태정보 생성 단계를 포함하고,
    상기 차량운행단계는,
    상기 차량 회전 검출부를 통해 회전 검출 시 상기 거리측정부를 통해 측정된 전방차량과의 거리 차이를 이동 후 상기 차량 회전 검출부를 통해 측정된 회전방향 및 회전각도로 회전하도록 상기 자율 주행부를 제어하여 자율 주행을 수행하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 차량 인솔과정은,
    상기 영상처리부로부터 입력되는 전방영상을 통해 신호등을 검출하고, 신호등이 황색등 및 적색등 중 하나인지, 청색인지를 판단하는 신호등 검출 및 색 판단 단계를 더 포함하고,
    차량 운행단계에서 황색등 및 적색등 중 하나이면 상기 자율 주행부를 제어하여 차량을 정차시키고 상기 청색등으로 변경 시 상기 자율 주행부를 제어하여 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 차량 운송 방법.
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