KR20180099288A - 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교차로 진입 및 통과 시 자차량이 진행하고자 하는 방향의 공간 폭을 산출하여 자차량의 통과 가능 여부를 판단하고, 통과가 불가능하 경우 경고 및 차량 제어를 수행하여 충돌을 방지할 수 있는 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 교차로 충돌 방지 시스템은, 자차량의 전방을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라 센서와, 상기 자차량의 주변을 센싱하여 레이더 센싱 데이터를 생성하는 레이더 센서와, 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 센싱 데이터에 기초하여 상기 자차량의 반대 방향에 위치한 차량과 상기 자차량과 동일 방향의 선행 차량 사이의 제1 간격을 산출하고, 상기 제1 간격과 기 설정된 제2 간격을 비교하여 충돌위험을 판단하는 충돌위험 판단부와, 충돌위험이 판단되면 충돌위험 경고 시점이 기준 값보다 앞당겨지도록 위험경고 장치를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

교차로 충돌 방지 시스템 및 방법{System and Method for Intersection Collision prevention}
본 발명은 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 교차로 진입 및 통과 시 자차량이 진행하고자 하는 방향의 공간 폭을 산출하여 자차량의 통과 가능 여부를 판단하고, 통과가 불가능한 경우 경고 및 차량 제어를 수행하여 충돌을 방지할 수 있는 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
교차로에서는 차량들이 직진 유턴 또는 좌/우회전을 수행하여 주행할 수 있어 차량 간에 출동사고가 빈번이 발생하고 있다. 특히, 자차량이 교차로에 진입 및 교차로를 통과 시 반대 방향의 차량과 주행 방향의 선행 차량 사이의 간격이 좁은 경우에 충돌이 발생할 수 있다.
그러나 종래 기술에 따른 교차로 충돌 방지(CTA: Cross Traffic Assistance) 시스템은 선행 차량과 자차량과의 충돌위험에 대해서 제동 제어만을 수행함으로, 반대 방향의 차량과 주행 방향의 선행 차량 사이의 간격이 좁은 경우의 충돌위험을 방지할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허: 특2002-0015135(2002. 02. 27)
본 발명은 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 반대 방향의 차량과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있는 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 동일 주행 방향의 선행 차량과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있는 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 교차로 충돌 방지 시스템은, 자차량의 전방을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라 센서와, 상기 자차량의 주변을 센싱하여 레이더 센싱 데이터를 생성하는 레이더 센서와, 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 센싱 데이터에 기초하여 상기 자차량의 반대 방향에 위치한 차량과 상기 자차량과 동일 방향의 선행 차량 사이의 제1 간격을 산출하고, 상기 제1 간격과 기 설정된 제2 간격을 비교하여 충돌위험을 판단하는 충돌위험 판단부와, 충돌위험이 판단되면 충돌위험 경고 시점이 기준 값보다 앞당겨지도록 위험경고 장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 충돌위험이 판단되면 감속량이 평균 감속량보다 크게 생성되도록 제동제어 장치를 제어한다.
또한, 충돌위험 판단부는, 상기 영상 데이터 및 상기 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 상기 자차량 폭의 센터와 상기 선행 차량 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출한다. 그리고 상기 자차량 폭의 센터와 상기 반대 방향의 차량 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출한다. 그리고 상기 선행 차량의 폭으로 제3 거리(B3)를 산출한다. 그리고 상기 반대 방향의 차량의 폭으로 제4 거리(B4)를 산출한다. (수학식 1) A = (B1 - B3/2) + (B2 - B4/2), 상기 수학식 1을 적용하여 상기 제1 간격(A)을 산출한다.
또한, 상기 충돌위험 판단부는, 상기 제1 간격(A)이 상기 제2 간격보다 작은 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단한다.
또한, 상기 충돌위험 판단부는, 상기 자차량의 폭에 10cm ~ 100cm의 일정 마진을 더하여 상기 제2 간격을 설정한다.
본 발명의 교차로 충돌 방지 방법은, 자차량에 배치된 카메라 센서와 레이더 센서를 이용하여 반대 방향의 차량 및 동일 방향의 선행 차량을 검출하는 단계와, 상기 반대 방향의 차량과 상기 동일 주행 방향의 선행 차량 사이의 제1 간격(A)을 산출하는 단계와, 상기 제1 간격(A)과 기 설정된 제2 간격을 비교하여 충돌위험을 판단하는 단계와, 충돌위험이 판단되면 충돌위험 경고 시점을 기준 값보다 앞당겨 충돌위험을 경고하는 단계를 포함한다.
또한, 충돌위험이 판단되면 감속량이 평균 감속량보다 크게 생성되도록 제동력을 생성하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제1 간격(A)을 산출하는 단계에 있어서, 상기 자차량 폭의 센터와 상기 선행 차량 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출한다. 상기 자차량 폭의 센터와 상기 반대 방향의 차량 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출한다. 상기 선행 차량의 폭으로 제3 거리(B3)를 산출한다. 상기 반대 방향의 차량의 폭으로 제4 거리(B4)를 산출한다. (수학식 1) A = (B1 - B3/2) + (B2 - B4/2), 상기 수학식 1을 적용하여 상기 제1 간격(A)을 산출한다.
또한, 상기 제1 간격(A)이 상기 제2 간격보다 작은 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단한다.
또한, 상기 자차량의 폭에 10cm ~ 100cm의 일정 마진을 더하여 상기 제2 간격을 설정한다.
본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법은, 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 반대 방향의 차량과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템 및 방법은, 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 동일 주행 방향의 선행 차량과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 충돌위험을 판단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 반대 방향의 차량과 동일 주행 방향의 선행 차량 사이의 간격을 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템(100)은 카메라 센서(110), 레이더 센서(120), 충돌 판단부(130), 제어부(140), 위험경고 장치(150), 제동제어 장치(160) 및 조향제어 장치(170)를 포함한다.
카메라 센서(110)는 렌즈, 렌즈 홀더, 이미지 센서, 이미지 프로세서 및 카메라 MCU(micro controller unit)을 포함하며, 이미지 프로세서는 이미지 센서로부터 이미지 데이터를 수신하며 이를 위해 이미지 프로세서와 이미지 센서는 커넥터를 통해 연결될 수 있다. 카메라 MCU는 이미지 프로세서가 프로세싱 한 영상 데이터를 수신하며, 그 영상 데이터를 충돌 판단부(130)로 전송한다. 여기서, 카메라 센서(110)는 모노 카메라, 스테레오 카메라 또는 서라운드 비전(surround vision) 카메라를 포함할 수 있으며, 자차량의 전방, 후방 및 좌/우 측방을 촬영하여 영상 데이터를 생성한다.
레이더 센서(120)는 레이더 모듈 및 레이더 MCU를 포함하여, 레이더 모듈과 레이더 MCU는 상호 연결되어 데이터를 송수신한다. 레이더 센서(120)는 물체의 거리나 속도, 각도를 측정하기 위해 전자기파를 사용하는 센서 장치이다. 레이더 센서(120)는 주파수 변조 반송파(FMCW, Frequency Modulation Carrier Wave) 또는 펄스 반송파(Pulse Carrier) 방식을 이용하여 수평각도 30도 범위에서 150m 전방까지의 물체를 감지할 수 있다. 레이더 MCU는 레이더 모듈에 연결된 자차량의 다른 장치(예를 들면, 레이더 센싱 출력을 프로세싱하는 레이더 프로세서)를 제어할 수 있다. 이러한 제어는 예를 들면 전원 공급 제어, 리셋 제어, 클럭(CLK) 제어, 데이터 통신 제어, 메모리 제어 등을 포함한다. 레이더 센서(120)는 대표적으로 77GHz 대역 레이더 또는 적합한 다른 대역을 사용하며, 자동차의 전방, 후방, 좌/우 측방 영역을 센싱하고, 레이더 센싱 데이터를 생성한다. 레이더 센서(120)의 레이더 센싱 데이터는 충돌 판단부(130)으로 전송된다. 한편, 레이더 프로세서는 레이더 센서(120)에서 출력한 센싱 데이터를 프로세싱할 수 있고, 이러한 프로세싱은 센싱한 전방의 물체를 확대하거나 전체 시야 영역 중에서 물체의 영역에 포커스를 맞추는 것을 포함한다.
도 2는 자차량의 교차로 진입 및 통과 시 충돌위험을 판단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 충돌 판단부(130)는 자차량(10)이 교차로에 진입 및 교차로를 통과 시, 동일 주행 방향의 선행 차량(20)과 자차량의 충돌위험을 판단한다. 또한, 충돌 판단부(130)는 자차량(10)이 교차로에 진입 및 교차로를 통과 시, 반대 방향의 차량(30, 주행 중인 차량 및 정지된 차량을 모두 포함)과 자차량의 충돌위험을 판단한다. 여기서, 카메라로부터 수신된 정보 이용하여(차선 끊김, 직진/좌회전 표시 등) 교차로의 진입을 판단할 수 있다.
자차량이 교차로에 진입 및 교차로를 통과 시 반대 방향의 차량과 주행 방향의 선행 차량 사이의 간격이 좁은 경우에 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 충돌위험을 방지하기 위해서, 충돌 판단부(130)는 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출한다. 여기서, 중앙선 감지하여 반대 차선에 위치하는 반대 차량(30)을 판단할 수 있다.
도 3은 반대 방향의 차량과 동일 주행 방향의 선행 차량 사이의 간격을 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하 도 3을 참조하여, 충돌 판단부(130)에서 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출하고, 제1 간격(A)과 기준 값(제2 간격)을 비교하여 충돌위험을 판단하는 일 예를 설명한다. 여기서, 기준 값은 자차량의 속도 별 TTC map으로부터 경고 시점 산출할 수 있다.
충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 자차량(10) 폭의 센터와 선행 차량(20) 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 자차량(10) 폭의 센터와 반대 방향의 차량(30) 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 선행 차량(20)의 폭인 제3 거리(B3)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 반대 방향의 차량(30)의 폭인 제4 거리(B4)를 산출한다.
이어서, 충돌 판단부(130)는 수학식 1을 이용하여 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출한다.
[수학식 1]
A = (B1 - B3/2) + (B2 - B4/2)
상기 수학식 1과 같이, 제3 폭(B3)을 2로 나눈 값을 제1 폭(B1)에서 차감하여 제1 값을 산출한다. 그리고, 제4 폭(B4)를 2로 나눈 값을 제2 폭(B2)에서 차감하여 제2 값을 산출한다. 이후, 제1 값과 제2 값의 합하여 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출할 수 있다.
충돌 판단부(130)는 제1 간격(A)과 기준 값(제2 간격)을 비교하여 제1 간격(A)이 기준 값(제2 간격) 미만인 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단한다. 반대로, 충돌 판단부(130)는 제1 간격(A)과 기준 값(제2 간격)을 비교하여 제1 간격(A)이 기준 값(제2 간격) 이상인 경우에 충돌위험이 없는 것으로 판단한다.
제1 간격(A)이 자차량의 폭보다 큰 경우에 충돌 없이 통과가 가능할 수 있지만, 실제 차량 주행 시 안전을 위해서는 자차량의 폭보다는 더 넓은 폭이 필요하다. 따라서, 기준 값은 자차량의 폭보다 큰 값으로 설정되며, 자차량의 폭에 일정 마진(α)을 더한 값을 가지도록 기준 값(제2 간격)을 설정하였다. 이때, 일정 마진(α)은 10cm ~ 100cm로 설정할 수 있다.
충돌 판단부(130)는 충돌위험의 판단 결과로서, 충돌 판단 데이터를 생성하고, 생성된 충돌 판단 데이터를 제어부(140)에 제공한다.
제어부(140)는 수신된 충돌 판단 데이터에 기초하여 위험경고 장치(150), 제동제어 장치(160) 및 조향제어 장치(170)의 구동을 제어한다.
예로서, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 좁아 충돌위험이 판단되는 경우, 위험경고 장치(150)를 제어하여 충돌위험 경고 시점을 기본 값보다 앞당긴다.여기서, 자차량의 속도 별 TTC map으로부터 경고 시점 산출할 수 있다.
반대로, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우, 위험경고 장치(150)를 제어하여 충돌위험 경고 시점을 기본 값으로 유지시킨다.
위험경고 장치(150)는 제어부에서 입력된 제어신호에 기초하여 충돌위험을 표시한다. 이때, 충돌위험이 판단되는 경우에는 충돌위험 경고 시점을 기본 값보다 앞당겨지고, 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우에는 충돌위험 경고 시점이 기본 값으로 유지된다.
위험경고 장치(150)는 운전자에게 특정한 위험 상황을 경고하기 위해 오디오 방식, 비디오 방식 또는 햅틱 방식의 경고 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 경고음을 출력하기 위해 위험경고 장치(150)는 자동차의 사운드 시스템을 이용해 경고음을 출력할 수 있다. 또는, 경고 메시지를 디스플레이 하기 위해 위험경고 장치(150)는 HUD 디스플레이 또는 사이드 미러 디스플레이를 통해 경고 메시지를 출력할 수 있다. 또는, 경고 진동을 발생시키기 위해 위험경고 장치(150)는 핸들에 장착된 진동모터를 동작시킬 수 있다.
또한, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 좁아 충돌위험이 판단되는 경우, 제동제어 장치(160)를 제어하여 자차량의 속도를 감속 시킨다. 이때, 충돌을 회피하기 위해서는 감속량이 커야 함으로, 감속량이 평균 감속량보다 크게 생성되도록 제동제어 장치(160)를 제어한다. 여기서, 평균 감속량은 두 개의 차량 폭 또는 중앙차선과 선행차량 간의 폭에 기초하여 산출할 수 있고, 평균 감속량에 따라서 감속을 수행할 수 있다. 다른 예로서, 평균 감속량은 충돌을 회피하기 위해 필요한 제동력의 평균 값을 의미하며, 충돌의 회피에 필요한 최소 제동량부터 최대 제동량까지의 평균값에 기초하여 평균 감속량을 산출할 수 있다.
다른 예로서, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 좁아 충돌위험이 판단되는 경우, 제동제어 장치(160)를 제어하여 자차량의 속도를 감속 시킨다. 이때, 충돌을 회피하기 위해서는 감속량이 커야 함으로, 최대 감속량이 생성되도록 제동제어 장치(160)를 제어한다.
반대로, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓어 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우, 제동제어 장치(160)를 제어하여 차량의 속도를 감속시킨다. 이때, 충돌 위험이 낮음으로 평균 감속량 또는 평균 이하의 감속량이 생성되도록 제동제어 장치(160)를 제어한다.
제동제어 장치(160)는 자동차의 브레이크의 동작 여부를 제어하고 브레이크의 압력을 제어한다. 예를 들어, 전방 충돌이 예상되는 경우에 운전자가 브레이크를 동작시켰는지 여부와 무관하게 제동제어 장치(160)는 제어부(140)의 제어 신호에 기초하여 자동적으로 긴급 브레이크를 작동시키도록 제어한다.
자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓은 경우에도 자차량의 위치가 한쪽으로 치우쳐 있다면 충돌위험이 증가할 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 충돌위험을 줄이기 위해서, 자차량이 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)의 센터를 통과하도록 조향제어 장치(170)를 제어한다.
조향제어 장치(170)는 스티어링 휠을 구동시키는 전동식 파워스티어링 시스템(MPDS)에 대한 제어를 수행한다. 예를 들어, 자동차가 충돌이 예상되는 경우에 조향제어 장치(170)는 충돌을 회피하거나 피해를 최소화할 수 있는 방향으로 자동차의 조향을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템(100)은 자차량(10)의 교차로 진입 및 통과 시, 반대 방향의 차량(30)과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템(100)은 자차량(10)의 교차로 진입 및 통과 시, 동일 주행 방향의 선행 차량(20)과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 예로서, 자차량(10)과 주행 방향의 선행 차량(20)과의 충돌위험 예측 시, 상기 수학식 1에 기초한 제1 값 및 제2 값을 산출하지 않고 자차량(10)과 주행 방향의 선행 차량(20)과의 거리가 일정 값 이하인 경우에 충돌위험을 감지하고, 조향 제어 및 AEB를 동작시킬 수 있다. 또한, 자차량(10)과 반대 방향의 차량(30)과의 충돌위험 예측 시, 상기 수학식 1에 기초한 제1 값 및 제2 값을 산출하지 않고 자차량(10)의 차체와 반대 방향의 차량(30)의 차체가 일부분이라도 겹치는 경우에 충돌위험을 감지하고, 조향 제어 및 AEB를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 시스템(100)은 자차량(10)과 선행 차량(20)과의 충돌위험의 경고 및 제동 제어의 수행 시, 교차로의 진입 여부가 필수 사항은 아니며 교차로에서 충돌 사고의 위험이 높음으로 교차로의 진입 사항을 일 예로 설명한 것이다. 여기서, 교차로의 진입의 확인은 GPS 신호 또는 차량에 배치된 네비게이션의 도로맵 정보를 이용할 수 있다. 또한, 자차량(10)과 선행 차량(20)과의 충돌 예측뿐만 아니라, 자차량(10)과 반대 방향의 차량(30)과의 충돌위험 예측에도 도 3을 참조한 충돌예측 방법을 동일하게 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 방법을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 카메라 센서(110) 및 레이더 센서(120)를 이용하여 반대 방향의 차량 및 동일 방향의 선행 차량을 검출한다(S10).
이어서, 충돌 판단부(130)에서 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출한다(S20).
구체적으로, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 자차량(10) 폭의 센터와 선행 차량(20) 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 자차량(10) 폭의 센터와 반대 방향의 차량(30) 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 선행 차량(20)의 폭인 제3 거리(B3)를 산출한다.
또한, 충돌 판단부(130)는 카메라 센서(110)에서 수신된 영상 데이터 및 레이더 센서(120)에서 수신된 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 반대 방향의 차량(30)의 폭인 제4 거리(B4)를 산출한다.
이어서, 충돌 판단부(130)는 상기 수학식 1을 이용하여 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출한다.
상기 수학식 1과 같이, 제3 폭(B3)을 2로 나눈 값을 제1 폭(B1)에서 차감하여 제1 값을 산출한다. 그리고 제4 폭(B4)를 2로 나눈 값을 제2 폭(B2)에서 차감하여 제2 값을 산출한다. 이후, 제1 값과 제2 값의 합하여 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)을 산출할 수 있다.
이어서, 충돌 판단부(130)는 제1 간격(A)과 기준 값(제2 간격)을 비교한다(S30).
S30의 비교 결과, 하여 제1 간격(A)이 기준 값(제2 간격) 미만인 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단한다. 반대로, 충돌 판단부(130)는 제1 간격(A)과 기준 값(제2 간격)을 비교하여 제1 간격(A)이 기준 값(제2 간격) 이상인 경우에 충돌위험이 없는 것으로 판단한다.
여기서, 제1 간격(A)이 자차량의 폭보다 큰 경우에 충돌 없이 통과가 가능할 수 있지만, 실제 차량 주행 시 안전을 위해서는 자차량의 폭보다는 더 넓은 폭이 필요하다. 따라서, 기준 값은 자차량의 폭보다 큰 값으로 설정되며, 자차량의 폭에 일정 마진(α)을 더한 값을 가지도록 기준 값을 설정하였다. 이때, 일정 마진(α)은 10cm ~ 100cm로 설정할 수 있다.
이어서, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 좁아 충돌위험이 판단되는 경우, 위험경고 장치(150)를 제어하여 충돌위험 경고 시점을 기본 값보다 앞당긴다. 또한, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 좁아 충돌위험이 판단되는 경우, 제동제어 장치(160)를 제어하여 자차량의 속도를 감속 시킨다. 이때, 충돌을 회피하기 위해서는 감속량이 커야 함으로, 최대 감속량이 생성되도록 제동제어 장치(160)를 제어한다(S40).
반대로, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우, 위험경고 장치(150)를 제어하여 충돌위험 경고 시점을 기본 값으로 유지시킨다. 위험경고 장치(150)는 제어부에서 입력된 제어신호에 기초하여 충돌위험을 표시한다. 이때, 충돌위험이 판단되는 경우에는 충돌위험 경고 시점을 기본 값보다 앞당겨지고, 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우에는 충돌위험 경고 시점이 기본 값으로 유지된다. 또한, 제어부(140)는 자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓어 충돌위험이 없거나 낮은 것으로 판단되는 경우, 제동제어 장치(160)를 제어하여 차량의 속도를 감속 시킨다. 이때, 충돌 위험이 낮음으로 평균 감속량 또는 평균 이하의 감속량이 생성되도록 제동제어 장치(160)를 제어한다(S50).
자차량이 통과하고자 하는 경로의 폭이 넓은 경우에도 자차량의 위치가 한쪽으로 치우쳐 있다면 충돌위험이 증가할 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 충돌위험을 줄이기 위해서, 자차량이 반대 방향의 차량(30)과 동일 주행 방향의 선행 차량(20) 사이의 제1 간격(A)의 센터를 통과하도록 조향제어 장치(170)를 제어한다.
조향제어 장치(170)는 스티어링 휠을 구동시키는 전동식 파워스티어링 시스템(MPDS)에 대한 제어를 수행한다. 예를 들어, 자동차가 충돌이 예상되는 경우에 조향제어 장치(170)는 충돌을 회피하거나 피해를 최소화할 수 있는 방향으로 자동차의 조향을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 방법은 자차량(10)의 교차로 진입 및 통과 시, 반대 방향의 차량(30)과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 교차로 충돌 방지 방법은 자차량(10)의 교차로 진입 및 통과 시, 동일 주행 방향의 선행 차량(20)과의 충돌위험을 사전에 경고하고, 제동 제어를 수행할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 실시예에서, 설명한 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 이 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장 또는 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 한정이 아닌 예시로, 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM이나 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 명령이나 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램코드를 전달 또는 저장하는데 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독 가능 매체로 적절히 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술들이 매체의 정의에 포함된다. 여기서 사용된 것과 같은 디스크(disk 및 disc)는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저에 의해 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들 또한 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
실시예들이 프로그램 코드나 코드 세그먼트들로 구현될 때, 코드 세그먼트는 프로시저, 함수, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령들, 데이터 구조들, 또는 프로그램 명령문들의 임의의 조합을 나타낼 수 있는 것으로 인식해야 한다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수(argument), 파라미터 또는 메모리 콘텐츠를 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 연결될 수 있다. 정보, 인수, 파라미터, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 송신 등을 포함하는 임의의 적당한 수단을 이용하여 전달, 발송 또는 전송될 수 있다. 추가로, 어떤 측면들에서 방법 또는 알고리즘의 단계들 및/또는 동작들은 컴퓨터 프로그램 물건으로 통합될 수 있는 기계 판독 가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 코드들 및/또는 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합이나 세트로서 상주할 수 있다.
소프트웨어에서 구현에서, 여기서 설명한 기술들은 여기서 설명한 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 프로시저, 함수 등)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛들에 저장될 수 있으며 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에 구현될 수도 있고 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 이 경우 메모리 유닛은 공지된 바와 같이 다양한 수단에 의해 프로세서에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
하드웨어 구현에서, 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 디바이스(DSPD), 프로그래밍 가능 로직 디바이스(PLD), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 여기서 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 조합 내에 구현될 수 있다.
상술한 것은 하나 이상의 실시예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당업자들은 다양한 실시예의 많은 추가 조합 및 치환이 가능함을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다. 더욱이, 상세한 설명 또는 청구범위에서 "포함한다"라는 용어가 사용되는 범위에 대해, 이러한 용어는 "구성되는"이라는 용어가 청구범위에서 과도적인 단어로 사용될 때 해석되는 것과 같이 "구성되는"과 비슷한 식으로 포함되는 것이다.
여기서 사용된 바와 같이, "추론하다" 또는 "추론"이라는 용어는 일반적으로 이벤트 및/또는 데이터에 의해 포착되는 한 세트의 관측으로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 상태에 관해 판단하거나 추론하는 프로세스를 말한다. 추론은 특정 상황이나 동작을 식별하는데 이용될 수 있고, 또는 예를 들어 상태들에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적일 수 있는데, 즉 데이터 및 이벤트들의 고찰에 기초한 해당 상태들에 대한 확률 분포의 계산일 수 있다. 추론은 또한 한 세트의 이벤트들 및/또는 데이터로부터 상위 레벨 이벤트들을 구성하는데 이용되는 기술들을 말할 수도 있다. 이러한 추론은 한 세트의 관측된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터의 새로운 이벤트들 또는 동작들, 이벤트들이 시간상 밀접하게 상관되는지 여부, 그리고 이벤트들과 데이터가 하나 또는 여러 이벤트 및 데이터 소스들로부터 나오는지를 추정하게 한다.
더욱이, 본 출원에서 사용된 바와 같이, "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등의 용어는 이에 한정되는 것은 아니지만, 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어와 같은 컴퓨터 관련 엔티티를 포함하는 것이다. 예를 들어, 컴포넌트는 이에 한정되는 것은 아니지만, 프로세서상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능한 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수도 있다. 예시로, 연산 디바이스 상에서 구동하는 애플리케이션과 연산 디바이스 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있으며, 컴포넌트가 하나의 컴퓨터에 집중될 수도 있고 그리고/또는 2개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 각종 데이터 구조를 저장한 각종 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템의 다른 컴포넌트와 그리고/또는 신호에 의해 다른 시스템들과 인터넷과 같은 네트워크를 거쳐 상호 작용하는 어떤 컴포넌트로부터의 데이터)을 갖는 신호에 따르는 등 로컬 및/또는 원격 프로세스에 의해 통신할 수 있다.
100: 교차로 충돌 방지 시스템
110: 카메라 센서
120: 레이더 센서
130: 충돌 판단부
140: 제어부
150: 위험경고 장치
160: 제동제어 장치
170: 조향제어 장치

Claims (10)

  1. 자차량의 전방을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라 센서;
    상기 자차량의 주변을 센싱하여 레이더 센싱 데이터를 생성하는 레이더 센서;
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 센싱 데이터에 기초하여 상기 자차량의 반대 방향에 위치한 차량과 상기 자차량과 동일 방향의 선행 차량 사이의 제1 간격을 산출하고, 상기 제1 간격과 기 설정된 제2 간격을 비교하여 충돌위험을 판단하는 충돌위험 판단부;
    충돌위험이 판단되면 충돌위험 경고 시점이 기준 값보다 앞당겨지도록 위험경고 장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 교차로 충돌 방지 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    충돌위험이 판단되면 감속량이 평균 감속량보다 크게 생성되도록 제동제어 장치를 제어하는 교차로 충돌 방지 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 충돌위험 판단부는,
    상기 영상 데이터 및 상기 레이더 센싱 데이터에 기초하여, 상기 자차량 폭의 센터와 상기 선행 차량 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출하고,
    상기 자차량 폭의 센터와 상기 반대 방향의 차량 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출하고,
    상기 선행 차량의 폭으로 제3 거리(B3)를 산출하고,
    상기 반대 방향의 차량의 폭으로 제4 거리(B4)를 산출하고,
    (수학식 1) A = (B1 - B3/2) + (B2 - B4/2)
    상기 수학식 1을 적용하여 상기 제1 간격(A)을 산출하는 교차로 충돌 방지 시스템.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 충돌위험 판단부는,
    상기 제1 간격(A)이 상기 제2 간격보다 작은 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단하는 교차로 충돌 방지 시스템.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 충돌위험 판단부는,
    상기 자차량의 폭에 10cm ~ 100cm의 일정 마진을 더하여 상기 제2 간격을 설정한 교차로 충돌 방지 시스템.
  6. 자차량에 배치된 카메라 센서와 레이더 센서를 이용하여 반대 방향의 차량 및 동일 방향의 선행 차량을 검출하는 단계;
    상기 반대 방향의 차량과 상기 동일 주행 방향의 선행 차량 사이의 제1 간격(A)을 산출하는 단계;
    상기 제1 간격(A)과 기 설정된 제2 간격을 비교하여 충돌위험을 판단하는 단계; 및
    충돌위험이 판단되면 충돌위험 경고 시점을 기준 값보다 앞당겨 충돌위험을 경고하는 단계;를 포함하는 교차로 충돌 방지 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    충돌위험이 판단되면 감속량이 평균 감속량보다 크게 생성되도록 제동력을 생성하는 단계를 더 포함하는 교차로 충돌 방지 방법.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 제1 간격(A)을 산출하는 단계에 있어서,
    상기 자차량 폭의 센터와 상기 선행 차량 폭의 센터 사이의 제1 거리(B1)를 산출하고,
    상기 자차량 폭의 센터와 상기 반대 방향의 차량 폭의 센터 사이의 제2 거리(B2)를 산출하고,
    상기 선행 차량의 폭으로 제3 거리(B3)를 산출하고,
    상기 반대 방향의 차량의 폭으로 제4 거리(B4)를 산출하고,
    (수학식 1) A = (B1 - B3/2) + (B2 - B4/2)
    상기 수학식 1을 적용하여 상기 제1 간격(A)을 산출하는 교차로 충돌 방지 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 간격(A)이 상기 제2 간격보다 작은 경우에 충돌위험이 있는 것으로 판단하는 교차로 충돌 방지 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 자차량의 폭에 10cm ~ 100cm의 일정 마진을 더하여 상기 제2 간격을 설정하는 교차로 충돌 방지 방법.
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