KR20190129419A - 차량의 충돌 방지 제어장치 및 방법 - Google Patents

차량의 충돌 방지 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량의 충돌 방지 제어 장치는 자차량의 위치 및 속도, 상기 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 센서부 및 상기 센서부로부터 감지된 상기 타차량 및 상기 자차량의 정보를 기반으로 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하면, 상기 자차량의 속도를 감속 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 충돌 방지 제어장치 및 방법{APPARTUS AND METHOD FOR CONTROLLING COLLISION AVOIDANCE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 충돌 방지 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 측방에서 끼어드는 차량과의 충돌을 방지할 수 있는 차량의 충돌 방지 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 상용화된 충돌방지기능은 전방 차량과의 충돌 방지를 목적으로 개발되었다. 그러나, 현재의 충돌방지기능만으로는 전방 차량과의 충돌을 방지하기 어려운 한계가 있다. 일 예로, 자차량의 센서와 카메라가 자차량의 전방 물체만을 감지하는 경우, 갑자기 측방의 선행차량이 자차량의 주행차선으로 진입한다면, 센서와 카메라로 갑자기 주행차선으로 진입하는 차량을 즉시 감지하기 어렵다. 또한, 선행차량이 자차량의 센서 및 카메라의 감지 위치에 도달할 때까지는 소정시간이 소요될 수 있으며, 선행차량이 자차량의 주행차선으로 진입하는데 소요되는 소정시간 동안 자차량도 주행방향으로 진행하기 때문에 자차량이 제동하기 위해 요구되는 최소 제동거리가 확보되기 어려울 수 있다.
이에, 최근에는 보다 넓은 범위에서 차량의 안전을 확보하기 위하여 차량의 전방만을 감지하는 것이 아닌 측방 또는 후방을 감지할 수 있는 사각지역 감시장치(BSD, Blind Spot Detection)가 제안되었다.
그러나, 사각지역 감시장치는 자차량의 좌/우측 사이드 미러의 사각지역에 타차량이 진입하면 자차와의 충돌가능성을 판단하지 않고, 무조건 운전자에게 경보하기 때문에 충돌가능성과 관계없이 경보가 계속 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 한계점을 극복하기 위한 것으로, 타차량의 차선 변경 가능성을 예측하고 자차량의 충돌가능성을 예측함에 따라, 충돌가능성이 있는 경우 자차량을 긴급 제동함으로써 차량의 충돌을 방지하는 차량의 충돌방지 제어장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 차량의 충돌 방지 제어장치는 자차량의 위치 및 속도, 상기 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 센서부 및 상기 센서부로부터 감지된 상기 타차량의 위치 및 속도와 및 상기 자차량의 위치 및 속도를 기반으로 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단되면, 상기 자차량의 속도를 감속 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 센서부가 레이더 또는 라이더로 구현되는 경우, 상기 센서부로부터 전달된 상기 타차량과의 거리를 기반으로 상기 타차량의 모서리 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 모서리 좌표를 상기 타차량의 전면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 전면과 평행하게 연장된 제1라인, 타차량의 좌측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 좌측면과 평행하게 연장된 제2라인, 타차량의 우측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 우측면과 평행하게 연장된 제3라인 및 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인이 교차하는 점들의 좌표를 상기 타차량의 모서리 좌표로 산출하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 라인 및 상기 자차량의 후면과 평행한 라인이 이루는 각도를 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도로 연산하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 타차량과 상기 자차량이 이루는 각도가 90도 미만인 것으로 판단하면, 상기 센서부로부터 전달된 상기 타차량의 위치, 상기 타차량의 속도 및 상기 타차량의 가속도를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량이 주행하는 차선으로 도달하는데 소요되는 시간, 상기 시간이 소요된 후 상기 타차량이 도달하는 위치 및 상기 시간이 소요된 후 상기 자차량이 도달하는 위치를 연산하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작은 경우, 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 안전거리는 상기 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 센서부가 초음파센서로 구현되는 경우, 상기 센서부로부터 전달된 상기 자차량과 상기 타차량과의 거리가 감소하면, 상기 타차량의 가속도를 기반으로 충돌 잔여 시간을 연산하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 충돌 잔여 시간이 상기 긴급 제동 동작 주기와 문턱값을 곱한 값보다 작은 경우, 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량의 충돌 방지 제어 방법은 자차량의 위치 및 속도, 상기 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 상기 타차량 및 상기 자차량의 정보를 기반으로 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성을 판단하는 단계 및 상기 충돌가능성이 있는 것으로 판단하면, 상기 자차량의 속도를 감속 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위치 및 상기 속도를 감지하는 단계는 레이더 또는 라이더로 감지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 타차량의 충돌 가능성을 판단하는 단계는 상기 타차량과의 거리를 기반으로 상기 타차량의 모서리 좌표를 산출하는 단계와, 상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도를 연산하는 단계와, 상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도가 90도 미만인지 판단하는 단계와, 상기 타차량과 상기 자차량이 이루는 각도가 90도 미만인 것으로 판단하면, 상기 타차량이 상기 자차량이 주행하는 차선으로 도달하는데 소요되는 시간, 상기 시간이 소요된 후 상기 타차량이 도달하는 위치 및 상기 시간이 소요된 후 상기 자차량이 도달하는 위치를 연산하는 단계 및 상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작은지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작으면, 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 안전거리는 상기 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위치 및 상기 속도를 감지하는 단계는 초음파센서로 감지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 타차량의 충돌 가능성을 판단하는 단계는 상기 자차량과 상기 타차량의 사이 거리가 측정하는 단계와, 상기 자차량과 상기 타차량과의 사이 거리가 시간 경과에 따라 감소하는지 판단하는 단계와, 상기 시간 경과에 따라 상기 자차량과 상기 타차량과의 사이 거리가 감소하면 상기 타차량의 가속도를 연산하는 단계와, 상기 타차량의 가속도를 기반으로 충돌 잔여 시간을 연산하는 단계 및 상기 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값의 곱보다 작은지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 충돌 잔여 시간이 상기 긴급 제동 동작 주기와 문턱값을 곱한 값보다 작은 경우, 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 자차량의 주변에 위치하는 타차량의 움직임을 지속적으로 측정하고, 타차량이 끼어들기를 시도하는 경우 타차량과의 충돌가능성을 예측하고 충돌가능성이 높은 경우 자차량을 긴급 제동함으로써, 자차량의 안정성을 확보하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 차량의 충돌 방지 제어장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 차량의 충돌 방지 제어장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량의 충돌 방지 제어장치는 센서부(10), 통신부(20), 브레이크 구동부(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.
센서부(10)는 본 발명의 실시예에 따르면 자차량의 전방, 측방, 후방을 감지하기 위하여 자차량의 전면, 측면, 후면에 구비될 수 있으며, 보다 구체적으로 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지할 수 있다. 여기서, 자차량의 측방은 자차량의 측면 뿐만 아니라, 자차량의 좌우측 전방 및 자차량의 좌우측 후방을 포함할 수 있다. 아울러, 센서부(10)는 자차량의 위치 및 속도 또한 감지할 수 있다.
이를 위하여 센서부(10)는 레이더(RADAR) 센서, 라이더(LiDAR) 센서 및 초음파 센서 중 적어도 어느 하나로 구현될 수 있다.
레이더 센서는 전파를 이용하여 자차량의 주변에서 주행하는 타차량과의 거리를 감지하는 것으로, 실시예에 따르면 자차량의 측방으로 출력된 전파가 타차량에 부딪혀 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 자차량과 타차량과의 상대거리 및 타차량의 속도를 감지할 수 있다.
라이다 센서는 레이저를 발사하여 거리를 직접 측정하는 센서로서, 타차량에서 반사된 레이저를 스캐너로 감지한 후 되돌아오는 시간을 측정하여 자차량과 타차량과의 거리를 계산할 수 있다. 라이다 센서는 레이저를 이용하기 때문에 정확한 거리를 빠른 속도로 얻을 수 있어, 타차량의 위치를 인식하는데 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 라이다 센서는 각도를 달리하여 빛을 쏘아 한 번의 스캔에 여러 개의 거리 데이터(3차원으로 인지할 수 있음)를 얻을 수 있다.
초음파 센서는 초음파 진동을 통해 타차량과의 상대거리 및 타차량의 속도를 감지할 수 있다.
통신부(20)는 센서부(10)에서 감지한 정보 즉, 타차량의 위치 및 타차량의 속도를 차량 내 네트워크를 통하여 제어부(40)로 전달할 수 있다. 차량 내 네트워크는 CAN(Controller Area Network), 차량 내 이더넷 통신망, Flexlay, MOST(Media Oriented Systems Transport), LIN(Local Interconnect Network) 등을 포함할 수 있다.
브레이크 구동부(30)는 제어부(40)의 명령에 따라 동작이 제어될 수 있으며, 차량이 긴급 제동하도록 할 수 있다.
제어부(40)는 센서부(10)로부터 감지된 타차량 및 자차량의 정보를 기반으로 자차량과 타차량의 충돌가능성을 판단할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 센서부(10)가 레이더 또는 라이더로 구현되는 경우와, 센서부(10)가 초음파센서로 구현되는 경우로 나뉘어 타차량과의 충돌가능성을 판단할 수 있다.
먼저, 센서부(10)가 레이더 또는 라이더로 구현되는 경우, 제어부(40)는 센서부(10)로부터 전달된 자차량과 타차량과의 거리를 기반으로 타차량의 모서리 좌표를 산출할 수 있고, 산출된 모서리 좌표를 기반으로 타차량이 자차량과 이루는 각도(α)를 연산할 수 있다. 보다 자세하게는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어장치의 동작을 나타낸 개략도이다. 도 2에서는 편의상 자차량을 'A'로 표기하고, 타차량을 'B'로 표기한다.
모서리 좌표는 도 2에 도시된 바와 같이, 타차량의 전면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 전면과 평행하게 연장된 제1라인(L1), 타차량의 좌측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 좌측면과 평행하게 연장된 제2라인(L2), 타차량의 우측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 우측면과 평행하게 연장된 제3라인(L3) 및 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인(L4)이 교차하는 점들의 좌표를 의미할 수 있다. 여기서, 제1라인 및 제4라인은 서로 평행하고, 제2라인 및 제3라인이 평행할 수 있다. 또한, 제1라인 및 제2라인은 서로 수직하고, 제1라인 및 제3라인은 서로 수직할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 산출된 모서리 좌표를 기반으로 타차량이 자차량과 이루는 각도(α)를 연산할 수 있다. 여기서 타차량이 자차량과 이루는 각도는 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인(L4)과 자차량의 후면과 평행한 라인(L5)이 이루는 각도(α)를 의미할 수 있으며, 제어부(40)는 연산된 타차량(B)의 각도(α)를 기반으로 타차량이 자차량이 주행하는 차선으로 진입하려는지 여부를 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 자차량과 타차량이 이루는 각도가 90도 미만인 것으로 판단하면, 타차량은 자차량이 주행하는 차선으로 진입하는 것으로 판단할 수 있다.
아울러 제어부(40)는 센서부(10)로부터 전달된 타차량의 속도를 기반으로 타차량의 가속도 정보를 연산할 수 있다.
제어부(40)는 타차량이 자차량과 이루는 각도가 90도 미만으로 연산되면, 센서부(10)에서 측정된 타차량의 현재 속도 및 가속도 정보를 기반으로 타차량이 자차량이 주행중인 차선으로 도달하는데 소요되는 시간(t1) 및 시간(t1)이 소요된 후 타차량이 도달하는 위치(Sb)를 연산할 수 있다. 아울러, 제어부(40)는 자차량의 속도를 기반으로 시간(t1)이 경과한 후 자차량이 도달하는 위치(Sa)를 연산할 수 있다.
제어부(40)는 타차량이 도달하는 위치(Sb)와 자차량이 도달하는 위치(Sa) 사이의 거리가 안전거리(d)보다 작은 경우, 충돌가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(40)는 안전거리(d)를 유지할 수 있는 속도를 연산하고 경고출력과 함께 자차량의 속도를 자동으로 감속하도록 자차량의 브레이크 구동부(30)를 동작하여 자차량이 타차량과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 여기서 안전거리(d)는 긴급제동 기능(FCA, Forward Collision- avoidance Assist)장치에서 설정된 것으로, 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리일 수 있다.
한편, 제어부(40)는 센서부(10)가 초음파센서로 구현되는 경우, 보다 자세하게는 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어장치의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 3을 참조하면, 초음파센서를 통해 감지된 타차량과 자차량 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리의 변화를 연산하여 충돌가능성을 예측할 수 있다.
제어부(40)는 센서부(10)가 소정시간을 주기로 타차량과 자차량 사이의 거리를 감지하는 경우, 시간이 경과함에 따라 감지된 거리가 변화하는지 판단할 수 있다. 실시예에 따르면 제어부(40)가 센서부(10)로부터 타차랑과 자차량 사이의 거리가 시간이 경과함에 따라 감소하는 경우, 충돌가능성이 있는 것으로 판단하고 충돌가능성을 분석할 수 있다.
제어부(40)는 소정시간동안 자차량과 타차량 사이의 거리 변화량을 기반으로 타차량의 가속도를 연산할 수 있다. 타차량의 가속도를 연산하기 위하여 센서부(10)가 소정시간을 주기로 측정한 자차량과 타차량 사이의 거리를 기반으로 타차량이 자차량이 주행하는 차선으로 다가오는 속도를 연산할 수 있다.
예를들어, 센서부(10)가 10ms를 주기로 타차량과 자차량 사이의 거리를 감지하고, 센서부(10)가 첫번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 100cm이고, 두번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 99.5cm이고, 세번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 98.8cm라고 한다.
제어부(40)는 센서부(10)가 첫번째로 감지한 위치에서 두번째 감지한 위치 사이의 구간에서 타차량이 자차량이 주행하는 차선으로 다가오는 속도를 50cm/sec(=0.5cm/10ms)로 연산하고, 두번째 감지한 위치에서 세번째 감지한 위치 사이의 구간에서 타차량이 자차량이 주행하는 차선으로 다가오는 속도를 70cm/sec(=0.7cm/10ms)로 연산할 수 있다.
제어부(40)는 각 구간에서 연산된 속도를 기반으로 타차량의 가속도를 20cm/sec2로 연산할 수 있으며, 이를 통하여 자차량과 타차량이 충돌하는 데까지의 충돌 잔여 시간을 연산할 수 있다.
제어부(40)는 충돌 잔여 시간을 아래의 수학식 1로 연산할 수 있다.
Figure pat00001
(여기서, S= 98.8, Vo= 50cm/sec, a= 20cm/sec2)
제어부(40)는 수학식 1을 기반으로 충돌 잔여 시간을 1.516sec로 연산할 수 있으며, 충돌 잔여 시간을 기반으로 브레이크의 구동 시점을 산출할 수 있다.
제어부(40)는 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값(threshold)을 곱한 값보다 작다고 판단하면, 브레이크 구동부(30)를 제어하여 차량이 긴급 제동하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 문턱값은 최소 2 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를들어, 제어부(40)는 긴급 제동 동작 주기가 10ms로 가정되었을 때, 충돌 잔여 시간이 20ms보다 작은 것으로 판단되면, 제어부(40)는 브레이크 구동부(30)를 동작하도록 제어하여 자동으로 자차량의 속도가 감소되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도 4를 참조하면, 자차량의 주변에 타차량이 감지된 경우, 본 발명의 차량의 충돌 방지 제어방법이 수행될 수 있다. 바람직하게는 타차량이 자차량의 측방에 위치하고, 센서부(10)가 레이더 또는 라이다로 구현되는 경우 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어 방법이 수행될 수 있다.
먼저, 제어부(40)는 센서부(10)로부터 전달된 타차량과의 거리를 기반으로 타차량의 모서리 좌표를 산출할 수 있고, 센서부(10)부터 전달된 타차량의 속도를 확인한다(S100).
S100에서 모서리 좌표는 도 2에 도시된 바와 같이, 타차량의 전면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 전면과 평행하게 연장된 제1라인(L1), 타차량의 좌측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 좌측면과 평행하게 연장된 제2라인(L2), 타차량의 우측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 우측면과 평행하게 연장된 제3라인(L3) 및 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인(L4)이 교차하는 점들의 좌표를 의미할 수 있다. 여기서, 제1라인 및 제4라인은 서로 평행하고, 제2라인 및 제3라인이 평행할 수 있다. 또한, 제1라인 및 제2라인은 서로 수직하고, 제1라인 및 제3라인은 서로 수직할 수 있다.
제어부(40)는 S100에서 산출된 타차량의 모서리 좌표를 기반으로 타차량이 자차량과 이루는 각도를 연산하고, S100에서 인식된 속도의 변화량을 산출한다(S110).
S110에서 타차량이 자차량과 이루는 각도는 도 2에 도시된 바와 같이, 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인(L4)과 자차량의 후면과 평행한 라인(L5)이 이루는 각도(α)를 의미할 수 있다.
제어부(40)는 연산된 타차량이 자차량과 이루는 각도(α)가 90도 미만인지 판단한다(S120). S120에서 제어부(40)가 타차량이 자차량과 이루는 각도(α)가 90도 미만인 것으로 판단하면, 타차량은 자차량이 주행하는 차선으로 진입하는 것으로 판단하고 S130을 수행한다. 한편, 타차량이 자차량과 이루는 각도(α)가 90도 미만이 아닌 것(N)으로 판단하면, S100을 수행한다.
제어부(40)는 타차량이 주행차로로 도달하는데 소요되는 시간 및 위치를 연산한다(S130).
S130에서 제어부(40)는 센서부(10)에서 측정된 타차량의 현재 속도 및 가속도 정보를 기반으로 타차량이 자차량이 주행중인 차선으로 도달하는데 소요되는 시간(t1) 및 시간(t1)이 소요된 후 타차량이 도달하는 위치(Sb)를 연산할 수 있다.
제어부(40)는 자차량의 속도를 기반으로 시간(t1)이 경과한 후 자차량이 도달하는 위치(Sa)를 연산한다(S140).
제어부(40)는 시간(t1)이 경과한 후, 타차량이 도달하는 위치(Sb)와 자차량이 도달하는 위치(Sa) 사이의 거리가 안전거리(d)보다 작은지 판단한다(S150). S150에서 타차량이 도달하는 위치(Sb)와 자차량이 도달하는 위치(Sa) 사이의 거리가 안전거리(d)보다 작은 것으로 판단하면(Y), 충돌가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다. S150에서 타차량이 도달하는 위치(Sb)와 자차량이 도달하는 위치(Sa) 사이의 거리가 안전거리(d)보다 큰 것으로 판단하면(Y), 충돌가능성이 낮은 것으로 판단할 수 있다. 여기서 안전거리(d)는 긴급제동 기능(FCA, Forward Collision- avoidance Assist)장치에서 설정된 것으로, 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리일 수 있다.
제어부(40)는 충돌가능성이 있는 것으로 판단하면, 안전거리(d)를 유지할 수 있는 속도를 연산한다(S160).
제어부(40)는 안전거리(d)를 유지할 수 있는 속도로 자차량의 브레이크 구동부(30)를 작동하여 자차량의 속도를 자동으로 감속한다(S170). S170에서 제어부(40)는 브레이크 구동부(30)의 작동과 동시에 경고를 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하면, 자차량의 주변에 타차량이 감지된 경우, 본 발명의 차량의 충돌 방지 제어방법이 수행될 수 있다. 바람직하게는 타차량이 자차량의 측방에 위치하고, 센서부(10)가 초음파 센서로 구현되는 경우 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 충돌 방지 제어 방법이 수행될 수 있다.
먼저, 센서부(10)는 자차량과 타차량 사이의 거리를 측정한다(S200). S200에서 센서부(10)는 소정시간을 주기로 자차량과 타차량 사이의 거리를 측정할 수 있다. 예를들어 소정시간은 10ms 일 수 있다.
제어부(40)는 센서부(10)가 자차량과 타차량 사이의 거리가 시간이 경과함에 따라 감소하는지 판단한다(S210). S210에서 시간이 경과함에 따라 자차량과 타차량 사이의 거리가 감소하는 것으로 판단하면(Y) 제어부(40)는 자차량과 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하고 충돌가능성을 분석하기 위하여 S220을 수행한다. 한편, S210에서 시간이 경과함에 따라 자차량과 타차량 사이의 거리가 감소하지 않는 것으로 판단하면(N) 제어부(40)는 S200을 수행할 수 있다.
제어부(40)는 센서부(10)로부터 측정된 자차량과 타차량 사이의 거리를 기반으로 타차량의 가속도를 연산한다(S220). S220에서 타차량의 가속도를 연산하기 위하여 센서부(10)가 소정시간을 주기로 측정한 자차량과 타차량 사이의 거리를 기반으로 타차량이 자차량이 주행하는 차선으로 다가오는 속도를 연산할 수 있다.
예를들어 센서부(10)가 10ms를 주기로 자차량과 타차량 사이의 거리를 감지하고, 센서부(10)가 첫번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 100cm이고, 두번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 99.5cm이고, 세번째로 자차량을 기준으로 타차량까지의 거리를 감지한 거리가 98.8cm라고 한다. 제어부(40)는 센서부(10)가 첫번째로 감지한 위치에서 두번째 감지한 위치 사이의 구간에서 타차량이 자차량이 주행하는 방향으로 다가오는 속도를 50cm/sec(=0.5cm/10ms)로 연산하고, 두번째 감지한 위치에서 세번째 감지한 위치 사이의 구간에서 타차량이 자차량이 주행하는 방향으로 다가오는 속도를 70cm/sec(=0.7cm/10ms)로 연산할 수 있다. 이 경우, 제어부(40)는 각 구간에서 연산된 속도를 기반으로 타차량의 가속도를 20cm/sec2로 연산할 수 있다.
제어부(40)는 S220에서 연산된 타차량의 가속도를 기반으로 자차량과 타차량이 충돌하는 데까지의 충돌 잔여 시간을 계산한다(S230).
S230에서 제어부(40)는 충돌 잔여 시간을 상술한 수학식 1로 연산할 수 있다. S230에서 제어부(40)는 수학식 1을 기반으로 충돌 잔여 시간을 1.516sec로 연산할 수 있으며, 충돌 잔여 시간을 기반으로 브레이크의 구동 시점을 산출할 수 있다.
제어부(40)는 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값(threshold)을 곱한 값보다 작은지 판단한다(S240). S240에서 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값(threshold)을 곱한 값보다 작다고 판단되면 S250을 수행한다. S240에서 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값(threshold)을 곱한 값보다 크다고 판단되면 S200을 수행한다. 여기서, 문턱값은 적어도 2 이상인 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
S240에서 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값(threshold)을 곱한 값보다 작다고 판단되면 제어부(40)는 브레이크 구동부(30)를 동작하도록 제어하여 자동으로 자차량의 속도가 감소되도록 한다(S250).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
센서부 10
통신부 20
브레이크 구동부 30
제어부 40

Claims (18)

  1. 자차량의 위치 및 속도, 상기 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 감지된 상기 타차량의 위치 및 속도와 및 상기 자차량의 위치 및 속도를 기반으로 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단되면, 상기 자차량의 속도를 감속 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 센서부가 레이더 또는 라이더로 구현되는 경우, 상기 센서부로부터 전달된 상기 타차량과의 거리를 기반으로 상기 타차량의 모서리 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모서리 좌표를 상기 타차량의 전면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 전면과 평행하게 연장된 제1라인, 타차량의 좌측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 좌측면과 평행하게 연장된 제2라인, 타차량의 우측측면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 우측면과 평행하게 연장된 제3라인 및 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 제4라인이 교차하는 점들의 좌표를 상기 타차량의 모서리 좌표로 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량의 후면에서 가장 돌출된 부분으로부터 타차량의 후면과 평행하게 연장된 라인 및 상기 자차량의 후면과 평행한 라인이 이루는 각도를 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도로 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량과 상기 자차량이 이루는 각도가 90도 미만인 것으로 판단하면, 상기 센서부로부터 전달된 상기 타차량의 위치, 상기 타차량의 속도 및 상기 타차량의 가속도를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량이 주행하는 차선으로 도달하는데 소요되는 시간, 상기 시간이 소요된 후 상기 타차량이 도달하는 위치 및 상기 시간이 소요된 후 상기 자차량이 도달하는 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작은 경우, 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 안전거리는 상기 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리인 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 센서부가 초음파센서로 구현되는 경우, 상기 센서부로부터 전달된 상기 자차량과 상기 타차량과의 거리가 감소하면, 상기 타차량의 가속도를 기반으로 충돌 잔여 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 충돌 잔여 시간이 상기 긴급 제동 동작 주기와 문턱값을 곱한 값보다 작은 경우, 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어장치.
  11. 자차량의 위치 및 속도, 상기 자차량의 측방에서 주행하는 타차량의 위치 및 속도를 감지하는 단계;
    상기 감지된 상기 타차량 및 상기 자차량의 정보를 기반으로 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성을 판단하는 단계; 및
    상기 충돌가능성이 있는 것으로 판단하면, 상기 자차량의 속도를 감속 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 및 상기 속도를 감지하는 단계는
    레이더 또는 라이더로 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 타차량의 충돌 가능성을 판단하는 단계는
    상기 타차량과의 거리를 기반으로 상기 타차량의 모서리 좌표를 산출하는 단계;
    상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도를 연산하는 단계;
    상기 모서리 좌표를 기반으로 상기 타차량이 상기 자차량과 이루는 각도가 90도 미만인지 판단하는 단계;
    상기 타차량과 상기 자차량이 이루는 각도가 90도 미만인 것으로 판단하면, 상기 타차량이 상기 자차량이 주행하는 차선으로 도달하는데 소요되는 시간, 상기 시간이 소요된 후 상기 타차량이 도달하는 위치 및 상기 시간이 소요된 후 상기 자차량이 도달하는 위치를 연산하는 단계; 및
    상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작은지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 타차량이 도달하는 위치와 상기 자차량이 도달하는 위치 사이의 거리가 안전거리보다 작으면, 상기 타차량과 상기 자차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 안전거리는 상기 자차량이 제동하는데 요구되는 최소 제동거리인 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 및 상기 속도를 감지하는 단계는
    초음파센서로 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 타차량의 충돌 가능성을 판단하는 단계는
    상기 자차량과 상기 타차량의 사이 거리가 측정하는 단계;
    상기 자차량과 상기 타차량과의 사이 거리가 시간 경과에 따라 감소하는지 판단하는 단계;
    상기 시간 경과에 따라 상기 자차량과 상기 타차량과의 사이 거리가 감소하면 상기 타차량의 가속도를 연산하는 단계;
    상기 타차량의 가속도를 기반으로 충돌 잔여 시간을 연산하는 단계; 및
    상기 충돌 잔여 시간이 긴급 제동 동작 주기와 문턱값의 곱보다 작은지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 충돌 잔여 시간이 상기 긴급 제동 동작 주기와 문턱값을 곱한 값보다 작은 경우, 상기 자차량과 상기 타차량의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 방지 제어방법.

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