KR20210035940A

KR20210035940A - 차량의 군집 주행 방법

Info

Publication number: KR20210035940A
Application number: KR1020190117328A
Authority: KR
Inventors: 박승진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-04-02
Also published as: KR20220128600A; KR102629323B1

Abstract

본 발명은 차량의 군집 주행 방법에 관한 것으로서, 리더 차량과, 리더 차량 이외의 타 군집 차량으로 형성된 주행 군집이 군집 주행 중인 상태에서, 리더 차량이, 군집 주행 중인 지역이 GPS(Global Positioning System) 음영 지역인지 여부를 판단하는 단계, 군집 주행 중인 지역이 GPS 음영 지역인 것으로 판단된 경우, 주행 군집에 속하는 각 군집 차량이, 미리 정의된 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 기반으로 군집 주행을 수행하는 단계, 추측 항법 알고리즘에 따른 측위 데이터를 기반으로 군집 주행이 수행되는 과정에서, 리더 차량이, 주행 군집에 속하지 않는 타차량이 주행 군집 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 주행 군집 내부에 타차량이 존재하는 것으로 판단된 경우, 각 군집 차량 중 타차량을 기준으로 결정되는 복수의 대상 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 타차량의 제2 측위 데이터를 이용하여 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 단계, 및 각 군집 차량이, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증한 결과에 따라, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터 및 각 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치에 따른 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 군집 주행 방법{METHOD FOR PLATOONING OF VEHICLES}

본 발명은 차량의 군집 주행 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GPS 음영 지역에서도 보다 정확한 군집 주행이 가능한 차량의 군집 주행 방법에 관한 것이다.

일반적으로 군집주행이란 하나의 그룹으로 묶인 복수의 차량들이 상호 간에 주행 정보를 공유하고 외부 환경을 고려하면서, 도로를 주행하는 것을 의미한다.

하나의 군집에는 리더 차량 및 팔로워 차량이 포함된다. 리더 차량은 군집의 가장 선두에서 군집을 이끄는 차량이고, 팔로워 차량은 리더 차량을 추종하는 차량이다.

군집의 팔로워 차량은 차량 간 통신 방식 등을 통해 전송되는 리더 차량의 주행 정보(예, GPS 좌표, 속도, 경로, 방향, 브레이크 밟는 정보)를 이용하여 리더 차량에 대한 추종을 유지할 수 있다. 이에 따라, 팔로워 차량의 운전자는 실내에서 운전 외의 다른 행동(예, 스마트폰 조작, 취침)을 자유롭게 행할 수 있다. 이러한 군집주행에 의해 운전자의 편의가 증대되고, 수송의 효율성이 높아질 수 있다.

한편, 종래의 군집 주행 제어는 GPS 수신 지역에서 이루어지는 것을 전제하고 있으나, 실제 군집 주행은 GPS 수신 지역이 아닌, 주행 지역의 구조물(빌딩, 숲, 터널 등) 등에 의해 GPS 수신이 불가능한 GPS 음영 지역에서 이루어지는 경우도 빈번하다. GPS 음영 지역에서 군집 주행이 이루어질 경우 군집 차량들 상호 간의 위치를 파악하기 힘들고, 나아가 GPS 음영 지역에서 주행 군집에 속하지 않는 타차량이 개입한 경우 군집 대열이 흐트러지게 되어 군집 주행이 해제되는 상황이 야기될 수 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0957137호(2010.05.03)의 '군집주행 제어 시스템 및 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 GPS 음영 지역에서 군집 주행이 이루어지는 경우에도 정확한 측위가 가능하도록 함으로써 안정적인 군집 주행이 이루어질 수 있도록 하고, 또한 타차량 개입으로 인해 군집 대열이 흐트러진 경우에도 주행 군집의 배열을 재구성함으로써 군집 주행의 해제가 방지될 수 있도록 하는 차량의 군집 주행 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 군집 주행 방법은 리더 차량과, 상기 리더 차량 이외의 타 군집 차량으로 형성된 주행 군집이 군집 주행 중인 상태에서, 상기 리더 차량이, 군집 주행 중인 지역이 GPS(Global Positioning System) 음영 지역인지 여부를 판단하는 단계, 상기 군집 주행 중인 지역이 상기 GPS 음영 지역인 것으로 판단된 경우, 상기 주행 군집에 속하는 각 군집 차량이, 미리 정의된 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 기반으로 군집 주행을 수행하는 단계, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 측위 데이터를 기반으로 군집 주행이 수행되는 과정에서, 상기 리더 차량이, 상기 주행 군집에 속하지 않는 타차량이 상기 주행 군집 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 주행 군집 내부에 상기 타차량이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 각 군집 차량 중 상기 타차량을 기준으로 결정되는 복수의 대상 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 상기 타차량의 제2 측위 데이터를 이용하여 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 단계, 및 상기 각 군집 차량이, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증한 결과에 따라, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터 및 상기 각 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치에 따른 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 추측 항법 알고리즘은 DR(Dead Reckoning) 알고리즘이고, 상기 센싱 장치는 카메라 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더 센서 및 라이다 센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 검증하는 단계에서, 상기 복수의 대상 군집 차량은, 상기 각 군집 차량 중 상기 타차량의 전방 및 후방에 각각 위치한 제1 대상 군집 차량 및 제2 대상 군집 차량으로 결정되고, 상기 신뢰성을 검증하는 대상이 되는 제1 측위 데이터는, 상기 추측 항법 알고리즘에 따라 획득된 상기 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리 데이터(D)이고, 상기 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 이용되는 제2 측위 데이터는, 상기 타차량 및 상기 제1 대상 군집 차량 간의 제1 거리 데이터(Od1)와, 상기 타차량 및 상기 제2 대상 군집 차량 간의 제2 거리 데이터(Od2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 검증하는 단계에서, 상기 제1 및 제2 거리 데이터(Od1, Od2)와 함께 상기 타차량의 길이 정보(L)를 이용하여 상기 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 검증하는 단계에서, 상기 제1 거리 데이터(Od1), 상기 제2 거리 데이터(Od2) 및 상기 타차량의 길이 정보(L)의 합산값과 상기 거리 데이터(D) 간의 차이가 미리 설정된 허용치 이하인 경우 상기 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 측위 데이터 및 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계에서, 상기 각 군집 차량은, 상기 검증하는 단계에서 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단된 경우, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행하고, 상기 검증하는 단계에서 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 각 센싱 장치를 통해 획득되는 제2 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 측위 데이터 및 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계 이후, 상기 리더 차량이, 상기 주행 군집에서 상기 타차량이 배제되도록 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서, 상기 리더 차량은, 상기 리더 차량으로부터의 거리에 따라 순차적인 값을 갖는 식별 코드를 상기 각 군집 차량에게 부여함으로써, 상기 각 군집 차량에 각각 부여된 식별 코드에 따른 상기 각 군집 차량의 선후 대열이 유지되는 상태로 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서, 상기 주행 군집 내에서 상기 타차량에 의해 분리되어 형성되는 복수의 주행 그룹 중 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하여 상기 주행 군집의 배열이 재구성되되, 상기 제1 군집 차량은 각각 부여된 식별 코드에 따른 선후 대열을 유지하면서 상기 제2 주행 그룹에 합류하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량의 수는, 상기 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량의 수보다 작으며, 상기 제1 군집 차량의 수와 상기 제2 군집 차량의 수가 동일한 경우, 상기 제1 주행 그룹은 상기 제2 주행 그룹의 전방을 주행하는 주행 그룹인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서, 상기 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량 중 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 상기 제1 군집 차량은 상기 확보된 공간을 통해 상기 제2 주행 그룹에 합류하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 GPS 음영 지역에서 군집 주행이 이루어지는 경우 그 측위 방식을 DR(Dead Reckoning) 방식으로 전환하여 군집 주행을 위한 측위 정밀도를 확보하되, DR 방식에 따른 측위 데이터의 신뢰성을 검증하고 그 검증 결과에 따라 군집 주행에 활용되는 측위 데이터를 변경하도록 함으로써 보다 안정적인 군집 주행이 이루어지도록 할 수 있고, 타차량에 의해 군집 대열이 흐트러진 경우 군집 대열을 정비하는 프로세스를 적용하여 군집 주행의 해제를 방지함으로써 군집 해제 시 군집을 재구성하고 재가입해야 하는 번거로움을 사전에 제거하여 군집 주행의 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 수행하기 위해 군집 차량에 탑재되는 군집 주행 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 장치의 주행 모듈의 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법에서 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법에서 주행 군집의 배열이 재구성되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 수행하기 위해 군집 차량에 탑재되는 군집 주행 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 군집 주행 장치의 주행 모듈의 블록구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 수행하기 위해 군집 차량에 탑재되는 군집 주행 장치는 통신부(100), 사용자 인터페이스부(200), 제어부(300) 및 주행 모듈(400)을 포함할 수 있다.

통신부(100)는 주행 군집에 속하는 군집 차량 간, 또는 군집 차량과 서버 간 통신망을 통해 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(100)는 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity)Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 중 적어도 하나의 통신 방식을 통해 주행 군집에 속하는 군집 차량 간, 또는 군집 차량과 서버 간 정보를 송수신할 수 있다.

또한, 통신부(100)는 주행 군집에 속하는 군집 차량 간 근거리 통신을 수행할 수도 있다. 즉, 군집 주행 중인 군집 차량은 상호 근거리를 유지하며 주행하게 되므로, 통신부(100)는 근거리 무선 통신을 통해 군집 차량 간 각종 정보가 송수신되도록 할 수 있다. 이 경우, 통신부(100)는 블루투스(Bluetooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등을 통해 군집 차량 간 각종 정보가 송수신되도록 할 수 있다.

사용자 인터페이스부(200)는 운전자에 대해 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스부(200)는 운전자로부터 정보를 입력받아 제어부(300)에 입력하거나, 동작에 따른 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(200)는 운전자로부터 목적지를 입력받거나 군집 차량에 탑재된 내비게이션(미도시)의 동작에 따른 목적지까지의 경로 등을 출력할 수 있으며, 이 경우 내비게이션에 설정된 POI(Point Of Interest) 등에 대한 정보를 제공하거나 내비게이션의 각종 메뉴를 출력할 수 있다.

주행 모듈(400)은 운전자의 조작 또는 자율 주행 기능을 토대로 군집 차량을 주행시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 주행 모듈(400)은 운전자의 조작을 입력받는 조작부(410), 군집 차량의 주행 상태와 주변 상황 등을 감지하는 센싱부(430), 및 군집 차량을 구동시키는 구동부(450)를 포함할 수 있다.

조작부(410)는 군집 차량 주행을 위한 운전자의 조작을 입력받을 수 있다. 조작부(410)에는 운전자로부터 군집 차량의 조향을 위한 조향 명령을 입력받는 스티어링 휠이나, 군집 차량의 기어 조작을 입력받는 기어 입력부, 운전자의 가속 명령을 입력받는 가속 페달, 및 운전자로부터 감속 명령을 입력받는 브레이크 페달 등이 포함될 수 있다.

센싱부(430)는 군집 차량의 주행 상태와 주변 상황을 감지할 수 있다. 군집 차량의 주행 상태를 감지하는 센싱부(430)로는 충돌 센서, 스티어링 센서, 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서, 요 센서, 자이로 센서, 포지션 모듈 센서, 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등이 포함될 수 있으며, 이들을 토대로 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도 등을 획득할 수 있도록 한다.

군집 차량의 주변 상황을 감지하는 센싱부(430)로는 카메라 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더 센서 및 라이다 센서 중 적어도 하나가 포함될 수 있으며, 이들을 토대로 주행 중인 군집 차량 주변에 위치하는 각종 오브젝트나 장애물과 관련된 주변 상황 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 주변 상황 정보에는 장애물의 위치, 장애물의 수, 장애물까지의 거리, 장애물의 크기, 장애물의 유형, 주변 차량, 주변 시설물, 교통안전 표시판 등에 관한 정보가 포함될 수 있다.

특히, 카메라 센서는 군집 차량 주변의 영상을 촬영하여 신호등, 교통 표지판, 보행자, 주변 차량 및 노면 중 적어도 하나에 대한 정보를 획득할 수 있도록 한다.

구동부(450)는 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 구동부(450)는 군집 차량을 주행시키는 엔진이나 변속기 등의 주행부, 군집 차량을 조향시키는 조향부, 군집 차량을 정지시키는 브레이크부, 군집 차량의 주행 상태나 주행 방향을 안내하는 램프 구동부 등이 포함될 수 있다.

한편, 상기한 주행 모듈(400)은 예시적으로 제시한 것으로써, 주행 모듈(400)에는 상기한 조작부(410), 센싱부(430), 및 구동부(450) 이외에도 군집 차량의 주행과 관련된 것이라면 다양한 시스템 및 장치가 더 포함될 수 있다.

제어부(300)는 통신부(100)로부터 입력받은 군집 주행 정보와, 사용자 인터페이스부(200)로부터 입력받은 사용자 입력 정보에 따라 주행 모듈(400)을 제어하여 군집 차량의 군집 주행을 수행할 수 있다. 이하에서 설명하는 군집 차량의 이동 및 제어는 각 군집 차량에 각각 탑재된 제어부(300)가 각 군집 차량의 주행 모듈(400)을 제어함으로써 수행되며, 즉 이하에서 설명하는 군집 주행 방법의 제어 로직은 각 군집 차량에 각각 탑재된 제어부(300)에 적용되어 있음을 전제한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법에서 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 과정을 설명하기 위한 예시도이며, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 군집 주행 방법에서 주행 군집의 배열이 재구성되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행 군집 방법을 설명하면, 먼저 리더 차량과, 리더 차량 이외의 타 군집 차량으로 형성된 주행 군집이 군집 주행 중인 상태에서, 리더 차량은 군집 주행 중인 지역이 GPS(Global Positioning System) 음영 지역인지 여부를 판단한다(S100). S100 단계에서 리더 차량은 리더 차량의 센싱부(430)를 통해 GPS 위성 신호가 수신되지 않는 경우 현재 주행 군집이 GPS 음영 지역을 주행하고 있는 것으로 판단할 수 있다. S100 단계에서 군집 주행 중인 지역이 GPS 수신 지역인 것으로 판단된 경우 각 군집 차량은 통상적인 방식에 따라 GPS 기반으로 군집 주행을 수행한다(S700).

S100 단계에서 군집 주행 중인 지역이 GPS 음영 지역인 것으로 판단된 경우, 주행 군집에 속하는 각 군집 차량은 미리 정의된 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 기반으로 군집 주행을 수행한다(S200). 여기서, 추측 항법 알고리즘은 DR(Dead Reckoning) 알고리즘일 수 있다.

즉, 통상적으로 군집 주행이 수행될 때 각 군집 차량의 주행은 GPS 신호를 토대로 측위되는 각 군집 차량의 위치 정보를 기반으로 제어되며, GPS 음영 지역에서 군집 주행이 이루어질 경우 군집 차량들 상호 간의 위치를 파악하기 어렵기 때문에, 본 실시예에서 각 군집 차량은 GPS 음영 지역을 주행하는 경우 DR 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터(즉, DR 데이터)를 기반으로 군집 주행을 수행할 수 있다.

S200 단계를 통해 추측 항법 알고리즘에 따른 측위 데이터를 기반으로 군집 주행이 수행되는 과정에서, 리더 차량은 주행 군집에 속하지 않는 타차량이 주행 군집 내부에 존재하는지 여부를 판단한다(S300). S300 단계에서, 리더 차량은 탑재된 센싱부(430)를 통해 주행 군집 내부를 주행중인 차량을 센싱하고, 리더 차량의 승인이 없는(즉, 주행 군집에 가입되지 않은) 타차량이 주행 군집 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 방식으로 타차량의 존재 여부를 판단할 수 있다.

S300 단계에서 주행 군집 내부에 타차량이 존재하는 것으로 판단된 경우, 각 군집 차량 중 타차량을 기준으로 결정되는 복수의 대상 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 타차량의 제2 측위 데이터를 이용하여 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증한다(S400). 상기의 센싱 장치는 전술한 센싱부(430)를 의미할 수 있으며, 이에 따라 상기의 센싱 장치는 카메라 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더 센서 및 라이다 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

주지된 것과 같이 DR 알고리즘은 자이로센서 등과 같은 방위센서로부터 출력되는 방위 데이터와, 차속센서 등과 같은 속도센서로부터 출력되는 속도 데이터를 토대로 이동 변위를 추정하도록 동작하기 때문에 추정된 이동 변위 상에 소정의 오차가 내재되어 있으며, 따라서 추측 항법 알고리즘(즉, DR 알고리즘)에 따른 측위 데이터(즉, 제1 측위 데이터)를 군집 주행 제어에 활용하기 전 그 신뢰도를 검증할 필요가 있으므로, 본 실시예에서는 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를, 상기의 대상 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 타차량의 제2 측위 데이터를 이용하여 검증하는 구성을 채용한다(보다 명확히는, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터에 포함되는, 후술하는 거리 데이터(D)의 신뢰성을 검증하는 방식으로 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 일반적인 신뢰성을 검증한다. 이를 위해 '신뢰성을 검증하는 대상이 되는 제1 측위 데이터'는 추측 항법 알고리즘에 따라 획득된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리 데이터(D)를 의미하는 것으로 명확히 기술하였다). 한편, 본 실시예에서 타차량은, S400 단계에서는 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 활용되는 기준 차량으로 기능하며, 후술하는 S600 단계에서는 주행 군집의 배열이 재구성되기 위해 주행 군집에서 배제되어야 하는 배제 차량으로 기능한다.

S400 단계를 보다 구체적으로 설명하면, 타차량을 기준으로 결정되는 복수의 대상 군집 차량은 각 군집 차량 중 타차량의 전방 및 후방에 각각 위치한 제1 대상 군집 차량 및 제2 대상 군집 차량일 수 있다. 또한, S400 단계를 통해 신뢰성이 검증되는 대상이 되는 제1 측위 데이터는 추측 항법 알고리즘에 따라 획득된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리 데이터(D)일 수 있다(거리 데이터(D)는 GPS 음영 지역으로 진입하기 직전의 제1 및 제2 대상 군집 차량의 GPS 위치 데이터와, GPS 음영 지역에서 추정된 제1 및 제2 대상 군집 차량의 각 DR 데이터를 통해 결정될 수 있다). 또한, 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 이용되는 제2 측위 데이터는, 타차량 및 제1 대상 군집 차량 간의 제1 거리 데이터(Od1)(제1 대상 군집 차량에 장착된 센싱부(430)(예: 후방 초음파 센서)를 통해 획득될 수 있다)와, 타차량 및 제2 대상 군집 차량 간의 제2 거리 데이터(Od2)(제2 대상 군집 차량에 장착된 센싱부(430)(예: 전방 초음파 센서)를 통해 획득될 수 있다)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해, 전술한 제1 및 제2 거리 데이터(Od1, Od2)뿐만 아니라 타차량의 길이 정보(L)도 함께 고려될 수 있다. 통상적인 차량은 그 모델에 따라 폭 및 길이 간 비율과 같은 제원 정보가 공지되어 있는 점을 고려할 때, 타차량의 길이 정보(L)는 제2 대상 군집 차량에 장착된 센싱부(430)(예: 전방 카메라 센서)를 통해 획득되는 타차량의 폭 정보로부터 도출될 수 있다.

이에 따라, S400 단계에서 제1 거리 데이터(Od1), 제2 거리 데이터(Od2) 및 타차량의 길이 정보(L)의 합산값과 거리 데이터(D) 간의 차이가 미리 설정된 허용치 이하인 경우 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단할 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 하기 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

α= |D - (Od1 + Od2 + L)| ≤ Tolerance Error : 제1 측위데이터(D) 검증

α= |D - (Od1 + Od2 + L)| > Tolerance Error : 제1 측위데이터(D) 미검증

수학식 1에서 Tolerance Error는 제1 측위 데이터의 신뢰성 검증을 위해 설계자의 의도 및 차량의 사양에 따라 선택되어 미리 설정되는 허용치를 의미한다.

즉, 도 4의 ①의 경우와 같이 α값이 허용치 이하인 경우, DR 알고리즘에 따라 추정된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리(즉, 제1 측위 데이터)가, 제1 및 제2 대상 군집 차량의 각 센싱 장치를 통해 실측된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리와 큰 차이가 없는 것을 의미하므로, 제1 측위 데이터를 신뢰할 수 있는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 도 4의 ②의 경우와 같이 α값이 허용치를 초과하는 경우, DR 알고리즘에 따라 추정된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리(즉, 제1 측위 데이터)가, 제1 및 제2 대상 군집 차량의 각 센싱 장치를 통해 실측된 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리와 차이가 큰 것을 의미하므로, 제1 측위 데이터를 신뢰할 수 없는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제1 측위 데이터는 군집 주행에 활용되지 않으며, 제2 측위 데이터는 도 5에 도시된 것과 같이 센싱 장치에 따라 구성되는 로컬 맵에서 제2 대상 군집 차량 및 그 후속 차량(즉, 후방 군집)의 위치를 보정하는데 활용될 수 있다.

한편, S400 단계의 수행 주체는 리더 차량일 수 있으며, 예를 들어 리더 차량은 GPS 음영 지역으로 진입하기 직전의 제1 및 제2 대상 군집 차량의 GPS 위치 데이터와, GPS 음영 지역에서 추정된 제1 및 제2 대상 군집 차량의 각 DR 데이터를 제1 및 제2 대상 군집 차량으로부터 전달받아 거리 데이터(D)를 결정하고, 제1 대상 군집 차량으로부터 제1 거리 데이터(Od1)를 전달받으며, 제2 대상 군집 차량으로부터 제2 거리 데이터(Od2) 및 타차량의 길이 정보(L)를 전달받은 후, 전달받은 각 데이터에 상기의 수학식 1을 적용하는 방식으로 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증할 수 있다.

S400 단계 이후, 각 군집 차량은 S400 단계에서 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증한 결과에 따라, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터 및 각 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치에 따른 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행한다(S500).

구체적으로, S500 단계에서 각 군집 차량은, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단된 경우, 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행하는 S200 단계를 유지하고, 신뢰성이 검증되지 않은 것으로 판단된 경우, 각 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 제2 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행한다. 즉, GPS 음영 지역에서는 S200 단계를 통해 DR 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 기반으로 군집 주행이 수행되되, S400 단계를 통해 제1 측위 데이터를 신뢰할 수 없는 것으로 판단된 경우에는, S500 단계에서 군집 주행에 활용되는 측위 데이터가 각 군집 차량의 각 센싱 장치를 통해 획득되는 제2 측위 데이터로 대체됨으로써, 보다 정확하고 안정적인 군집 주행이 수행될 수 있다.

S500 단계 이후, 리더 차량은 주행 군집에서 타차량이 배제되도록 주행 군집의 배열이 재구성되도록 한다(S600). S600 단계에서, 리더 차량은 도 6에 도시된 것과 같이 리더 차량으로부터의 거리에 따라 순차적인 값을 갖는 식별 코드를 각 군집 차량(리더 차량 포함)에게 부여함으로써, 각 군집 차량에 각각 부여된 식별 코드에 따른 각 군집 차량의 선후 대열이 유지되는 상태로 주행 군집의 배열이 재구성되도록 할 수 있다. 즉, 군집 차량에 부여된 식별 코드는 군집 차량이 이동 시 그 선후 대열을 유지하는 기준이 되는 정보로서 기능하며, 이에 따라 대열 정비 시의 군집 차량 이동으로 인한 대열 해제를 방지할 수 있다.

S600 단계를 통해 주행 군집의 배열이 재구성되는 과정을 구체적으로 설명하면, S600 단계에서 주행 군집 내에서 타차량에 의해 분리되어 형성되는 복수의 주행 그룹 중 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하여 주행 군집의 배열이 재구성될 수 있다. 전술한 것과 같이 제1 군집 차량은 각각 부여된 식별 코드에 따른 선후 대열을 유지하면서 제2 주행 그룹에 합류할 수 있다.

여기서, 제1 주행 그룹 및 제2 주행 그룹은 각 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량의 수는, 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량의 수보다 작도록 제1 주행 그룹 및 제2 주행 그룹이 결정된다. 만약, 제1 군집 차량의 수와 제2 군집 차량의 수가 동일한 경우, 제1 주행 그룹은 제2 주행 그룹의 전방을 주행하는 주행 그룹으로 결정된다(즉, 각 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수가 동일하면 전방의 주행 그룹이 제1 주행 그룹으로 결정되고 후방의 주행 그룹이 제2 주행 그룹으로 결정된다).

또한, S600 단계에서 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량 중 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 제1 군집 차량은 확보된 공간을 통해 제2 주행 그룹에 합류할 수 있다.

S600 단계를 도 7 내지 도 10에 도시된 예시로서 구체적으로 설명한다.

도 7을 참조하면, 타차량에 의해 주행 군집은 두 개의 주행 그룹으로 분리되어 형성된다. 전방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 1대이고, 후방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 2대이므로, 전방의 주행 그룹이 제1 주행 그룹이 되고 후방의 주행 그룹이 제2 주행 그룹이 되며, 대열 정비의 효율성을 위해 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하게 된다. 이때, 제2 군집 차량의 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 제1 군집 차량은 확보된 공간을 통해 제2 주행 그룹에 합류한다.

도 8을 참조하면, 타차량에 의해 주행 군집은 두 개의 주행 그룹으로 분리되어 형성된다. 전방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 2대이고, 후방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 1대이므로, 후방의 주행 그룹이 제1 주행 그룹이 되고 전방의 주행 그룹이 제2 주행 그룹이 되며, 대열 정비의 효율성을 위해 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하게 된다. 이때, 제2 군집 차량의 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 제1 군집 차량은 확보된 공간을 통해 제2 주행 그룹에 합류한다.

도 9를 참조하면, 타차량에 의해 주행 군집은 두 개의 주행 그룹으로 분리되어 형성된다. 전방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 3대이고, 후방의 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 2대이므로, 후방의 주행 그룹이 제1 주행 그룹이 되고 전방의 주행 그룹이 제2 주행 그룹이 되며, 대열 정비의 효율성을 위해 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하게 된다. 이때, 제2 군집 차량의 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 제1 군집 차량은 확보된 공간을 통해 제2 주행 그룹에 합류한다.

도 10을 참조하면, 타차량에 의해 주행 군집은 두 개의 주행 그룹으로 분리되어 형성된다. 전방 및 후방의 각 주행 그룹에 속하는 군집 차량의 수는 1대로 동일하므로, 전방의 주행 그룹이 제1 주행 그룹이 되고 후방의 주행 그룹이 제2 주행 그룹이 된다. 타 차량의 주행을 방해하지 않기 위해 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹으로 합류하게 된다. 이때, 제2 군집 차량의 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 제1 군집 차량은 확보된 공간을 통해 제2 주행 그룹에 합류한다.

상기한 S600 단계에서 주행 군집의 배열이 재구성되는 과정에서 이루어지는 각 군집 차량의 이동은, S500 단계에서의 판단 결과에 따라 제1 측위 데이터 또는 제2 측위 데이터를 기반으로 이루어지며, 이를테면 S500 단계에서 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증되지 않은 것으로 판단된 경우, S600 단계에서 제2 군집 차량의 최후속 군집 차량의 감속에 따라 확보되는 공간은 제2 군집 차량의 센싱 장치(예: 전방 초음파 센서)에 의해 획득되는 제2 측위 데이터를 기반으로 파악될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는 GPS 음영 지역에서 군집 주행이 이루어지는 경우 그 측위 방식을 DR(Dead Reckoning) 방식으로 전환하여 군집 주행을 위한 측위 정밀도를 확보하되, DR 방식에 따른 측위 데이터의 신뢰성을 검증하고 그 검증 결과에 따라 군집 주행에 활용되는 측위 데이터를 변경하도록 함으로써 보다 안정적인 군집 주행이 이루어지도록 할 수 있고, 타차량에 의해 군집 대열이 흐트러진 경우 군집 대열을 정비하는 프로세스를 적용하여 군집 주행의 해제를 방지함으로써 군집 해제 시 군집을 재구성하고 재가입해야 하는 번거로움을 사전에 제거하여 군집 주행의 효율성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

100: 통신부
200: 사용자 인터페이스부
300: 제어부
400: 주행 모듈
410: 조작부
430: 센싱부
450: 구동부

Claims

리더 차량과, 상기 리더 차량 이외의 타 군집 차량으로 형성된 주행 군집이 군집 주행 중인 상태에서, 상기 리더 차량이, 군집 주행 중인 지역이 GPS(Global Positioning System) 음영 지역인지 여부를 판단하는 단계;
상기 군집 주행 중인 지역이 상기 GPS 음영 지역인 것으로 판단된 경우, 상기 주행 군집에 속하는 각 군집 차량이, 미리 정의된 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 기반으로 군집 주행을 수행하는 단계;
상기 추측 항법 알고리즘에 따른 측위 데이터를 기반으로 군집 주행이 수행되는 과정에서, 상기 리더 차량이, 상기 주행 군집에 속하지 않는 타차량이 상기 주행 군집 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 주행 군집 내부에 상기 타차량이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 각 군집 차량 중 상기 타차량을 기준으로 결정되는 복수의 대상 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치를 통해 획득되는 상기 타차량의 제2 측위 데이터를 이용하여 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 단계; 및
상기 각 군집 차량이, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증한 결과에 따라, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터 및 상기 각 군집 차량에 적용된 각 센싱 장치에 따른 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제1항에 있어서,
상기 추측 항법 알고리즘은 DR(Dead Reckoning) 알고리즘이고, 상기 센싱 장치는 카메라 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이더 센서 및 라이다 센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제2항에 있어서,
상기 검증하는 단계에서,
상기 복수의 대상 군집 차량은, 상기 각 군집 차량 중 상기 타차량의 전방 및 후방에 각각 위치한 제1 대상 군집 차량 및 제2 대상 군집 차량으로 결정되고,
상기 신뢰성을 검증하는 대상이 되는 제1 측위 데이터는, 상기 추측 항법 알고리즘에 따라 획득된 상기 제1 및 제2 대상 군집 차량 간의 거리 데이터(D)이고,
상기 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 이용되는 제2 측위 데이터는, 상기 타차량 및 상기 제1 대상 군집 차량 간의 제1 거리 데이터(Od1)와, 상기 타차량 및 상기 제2 대상 군집 차량 간의 제2 거리 데이터(Od2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제3항에 있어서,
상기 검증하는 단계에서,
상기 제1 및 제2 거리 데이터(Od1, Od2)와 함께 상기 타차량의 길이 정보(L)를 이용하여 상기 제1 측위 데이터의 신뢰성을 검증하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제4항에 있어서,
상기 검증하는 단계에서,
상기 제1 거리 데이터(Od1), 상기 제2 거리 데이터(Od2) 및 상기 타차량의 길이 정보(L)의 합산값과 상기 거리 데이터(D) 간의 차이가 미리 설정된 허용치 이하인 경우 상기 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 측위 데이터 및 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계에서, 상기 각 군집 차량은,
상기 검증하는 단계에서 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증된 것으로 판단된 경우, 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행하고,
상기 검증하는 단계에서 상기 추측 항법 알고리즘에 따른 제1 측위 데이터의 신뢰성이 검증되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 각 센싱 장치를 통해 획득되는 제2 측위 데이터를 이용하여 군집 주행을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 측위 데이터 및 제2 측위 데이터 중 어느 하나를 이용하여 군집 주행을 수행하는 단계 이후, 상기 리더 차량이, 상기 주행 군집에서 상기 타차량이 배제되도록 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제7항에 있어서,
상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서, 상기 리더 차량은,
상기 리더 차량으로부터의 거리에 따라 순차적인 값을 갖는 식별 코드를 상기 각 군집 차량에게 부여함으로써, 상기 각 군집 차량에 각각 부여된 식별 코드에 따른 상기 각 군집 차량의 선후 대열이 유지되는 상태로 상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제8항에 있어서,
상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서,
상기 주행 군집 내에서 상기 타차량에 의해 분리되어 형성되는 복수의 주행 그룹 중 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량이 제2 주행 그룹에 합류하여 상기 주행 군집의 배열이 재구성되되, 상기 제1 군집 차량은 각각 부여된 식별 코드에 따른 선후 대열을 유지하면서 상기 제2 주행 그룹에 합류하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 주행 그룹에 속하는 제1 군집 차량의 수는, 상기 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량의 수보다 작으며, 상기 제1 군집 차량의 수와 상기 제2 군집 차량의 수가 동일한 경우, 상기 제1 주행 그룹은 상기 제2 주행 그룹의 전방을 주행하는 주행 그룹인 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.
제9항에 있어서,
상기 주행 군집의 배열이 재구성되도록 하는 단계에서,
상기 제2 주행 그룹에 속하는 제2 군집 차량 중 최후속 군집 차량은 감속을 수행하여 전방 차량과의 공간을 확보하고, 상기 제1 군집 차량은 상기 확보된 공간을 통해 상기 제2 주행 그룹에 합류하는 것을 특징으로 하는 차량의 군집 주행 방법.