KR20210042188A - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20210042188A
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lane
obstacle
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emergency stop
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전정훈
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

차량의 운전자가 운전 불능 상태에 빠지는 경우 차량 주변의 장애물 상황에 기초하여 차로 변경 및 제동을 수행함으로써 충돌 사고를 방지할 수 있는 차량은, 긴급 정차 명령을 입력 받는 입력부, 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 차량의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 긴급 정차 조건이 만족되었다고 판단하는 긴급 정차 조건 판단부, 차량 주변의 장애물을 감지하는 감지센서, 및 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 긴급 정차 조건이 만족되면 상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정하고, 상기 차량이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 없으면 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하고, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 또는 제동 과정을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어방법{VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
차량 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 운전자가 운전 불능 상태에 진입한 경우 차량의 충돌을 회피할 수 있는 기술에 관한 것이다.
차량은, 도로나 선로를 주행하면서 사람이나 물건을 목적지까지 운반할 수 있는 장치를 의미한다. 차량은 주로 차체에 설치된 하나 이상의 차륜을 이용하여 여러 위치로 이동할 수 있다. 이와 같은 차량으로는 삼륜 또는 사륜 자동차, 버스, 중대형 트럭이나, 모터사이클 등의 이륜 자동차나, 건설 기계, 자전거 및 선로 상에 배치된 레일 위에서 주행하는 열차 등이 있을 수 있다.
현대 사회에서 자동차는 가장 보편적인 이동 수단으로서 자동차를 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 자동차 기술의 발전으로 인해 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등의 장점도 있지만, 우리나라와 같이 인구밀도가 높은 곳에서는 도로 교통 사정이 악화되어 교통 정체가 심각해지는 문제가 자주 발생한다.
최근에는 운전자의 부담을 경감시켜주고 편의를 증진시켜주기 위하여 차량 상태, 운전자 상태, 및 주변 환경에 대한 정보를 능동적으로 제공하는 첨단 운전자 지원 시스템(Advanced Driver Assist System; ADAS)이 탑재된 차량에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
차량에 탑재되는 첨단 운전자 지원 시스템의 일 예로, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템(Smart Cruise Control System), 차선 유지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System), 차로 유지 보조 시스템(Lane Following Assist), 차선 이탈 경보 시스템(Lane Departure Warning System), 전방충돌회피 시스템(Forward Collision Avoidance; FCA), 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Brake; AEB)등이 있다. 이러한 시스템은 차량의 운전자가 운전 불능 상태에 빠진 경우 직접적인 차량의 제어를 통해 운전자 및 승객의 피해를 최소화 할 수 없다는 문제점이 있다.
차량 주행 중 운전자가 운전 불능 상태에 빠진 경우, 주변의 교통 상황을 반영하여 차로 변경 및 제동을 자동적으로 수행함으로써 교통 사고를 방지하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 차량은, 긴급 정차 명령을 입력 받는 입력부; 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 차량의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 긴급 정차 조건이 만족되었다고 판단하는 긴급 정차 조건 판단부; 상기 차량 주변의 장애물을 감지하는 감지센서; 및 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면 상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정하고, 상기 차량이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 없으면 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하고, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 또는 제동 과정을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있으면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되지 않으면 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 인접한 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 제동 거리에 기초하여 전측방 위험 영역을 결정하고, 상기 차량의 전장에 기초하여 측방 위험 영역을 결정하고, 상기 인접한 차로 내의 후방 장애물의 정지 거리에 기초하여 후측방 위험 영역을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 스티어링 휠을 조향하기 위한 제 1 조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고, 상기 제 1 조향 토크와 상기 스티어링 휠의 조향각 변화량이 대응되지 않으면, 상기 스티어링 휠을 고정시키기 위한 제 2조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고, 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 제동 거리 및 상기 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 경고 영역을 결정하고, 상기 경고 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 인접한 차로 중 상기 차량이 변경할 차로를 결정하고, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 결정된 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있고, 상기 경고 영역은 상기 차량을 기준으로 상기 위험 영역보다 먼 영역으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 인접한 차로 중 제 1 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되고 상기 인접한 차로 중 상기 제 1 인접 차로와 반대 방향으로 인접한 차로인 제 2 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 비상등을 작동시키기 위한 제어 신호 및 상기 차량의 경적을 울리기 위한 제어 신호 중 적어도 하나를 송출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 입력부는, 긴급 정차 해제 명령을 입력 받을 수 있고, 상기 제어부는, 상기 긴급 정차 해제 명령이 입력되면 상기 차량의 운전 모드를 수동 주행 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 상기 차량의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 긴급 정차 조건이 만족된 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 입력부는, 상기 차량의 운전자로부터 상기 긴급 정차 명령 및 긴급 정차 해제 명령 중 적어도 하나를 입력 받는 운전자용 버튼 또는 상기 차량의 승객으로부터 상기 긴급 정차 명령을 입력 받는 승객용 버튼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 차량의 제어방법은, 긴급 정차 명령이 입력되거나 긴급 정차 조건이 만족되는지 결정하고; 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정하고; 상기 차량이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 없으면 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하고; 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있으면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은, 상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은, 상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되지 않으면 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 인접한 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하는 것은, 상기 차량의 제동 거리에 기초하여 전측방 위험 영역을 결정하고, 상기 차량의 전장에 기초하여 측방 위험 영역을 결정하고, 상기 인접한 차로 내의 후방 장애물의 정지 거리에 기초하여 후측방 위험 영역을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 스티어링 휠을 조향하기 위한 제 1 조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고;
상기 제 1 조향 토크와 상기 스티어링 휠의 조향각 변화량이 대응되지 않으면, 상기 스티어링 휠을 고정시키기 위한 제 2조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고; 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은, 상기 차량의 제동 거리 및 상기 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 경고 영역을 결정하고; 상기 경고 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 인접한 차로 중 상기 차량이 변경할 차로를 결정하고; 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 결정된 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함할 수 있으며, 상기 경고 영역은 상기 차량을 기준으로 상기 위험 영역보다 먼 영역으로 결정되는 것일 수 있다.
또한, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은, 상기 인접한 차로 중 제 1 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되고 상기 인접한 차로 중 상기 제 1 인접 차로와 반대 방향으로 인접한 차로인 제 2 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 비상등을 작동시키기 위한 제어 신호 및 상기 차량의 경적을 울리기 위한 제어 신호 중 적어도 하나를 송출하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 긴급 정차 해제 명령이 입력되면 상기 차량의 운전 모드를 수동 주행 모드로 변경하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 긴급 정차 조건이 만족되는지 결정하는 것은, 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 상기 차량의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 긴급 정차 조건이 만족된 것으로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
차량의 운전자가 운전 불능 상태에 빠지는 경우 차량 주변의 장애물 상황에 기초하여 차로 변경 및 제동을 수행함으로써 충돌 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 제어 블록도이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 5 내지 도 8은 일 실시예에 따른 차량의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 일 실시예에 따른 입력부를 나타낸 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 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.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
또한, 본 명세서에서의 '장애물'은 차량(1)과의 충돌 가능성이 있는 모든 대상체를 의미하며, 다른 차량, 보행자, 싸이클리스트 등의 움직이는 대상체를 포함할 뿐 아니라, 나무, 가로등 등의 움직이지 않는 대상체를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 것이다.
이하 설명의 편의를 위하여, 일반적으로 차량(1)이 전진하는 방향을 전방이라고, 전방을 기준으로 좌측방 및 우측방을 구분하도록 하되, 전방이 12시 방향인 경우, 3시 방향 또는 그 주변을 우측방으로 정의하고, 9시 방향 또는 그 주변을 좌측방으로 정의하도록 한다. 전방의 반대 방향은 후방이 된다. 아울러 전방에 배치된 일 면을 전면, 후방에 배치된 일 면을 후면, 측방에 배치된 일 면을 측면이라고 한다. 측면 중 좌측방의 측면을 좌측면으로, 우측방의 측면은 우측면으로 정의한다.
도 1을 참조하면, 차량(1)에는 차량(1)의 주변에 위치하는 장애물을 감지하여 감지된 장애물의 위치 정보 및 주행 속도 정보 중 적어도 하나를 획득하는 감지센서(200)가 마련될 수 있다.
일 실시예에 따른 감지센서(200)는 차량(1)을 기준으로 차량(1) 주변에 위치하는 장애물의 위치 정보 또는 속도 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 즉, 감지센서(200)는 장애물이 이동함에 따라 변경되는 좌표 정보를 실시간으로 획득할 수 있으며, 차량(1)과 장애물 사이의 거리를 감지할 수 있다.
후술할 바와 같이, 제어부(400, 도 2 참조)는 감지센서(200)가 획득한 장애물의 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 차량(1)과 장애물간의 상대 거리 및 차량(1)과 장애물간의 상대 속도를 산출할 수 있고, 이에 기초하여 차량(1)과 장애물의 충돌 예상 시간(Time To Collision, TTC)을 산출할 수 있다.
감지센서(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전방, 측방 또는 전측방의 물체, 일례로 다른 차량(1)을 인식할 수 있는 적절한 위치에 설치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 감지센서(200)는 차량(1)의 전방과, 차량(1)의 좌측방(左側方) 및 전방 사이의 방향(이하 좌전측방), 차량(1)의 우측방(右側方) 및 전방 사이의 방향(이하 우전측방) 모두에 위치하는 물체를 인식할 수 있도록 차량(1)의 전방, 좌측 및 우측 모두에 설치되어 있을 수 있다.
예를 들어, 제 1감지센서(201a)는 라디에이터 그릴의 일부분, 일례로 내측에 설치될 수 있으며 전방에 위치하는 차량(1)을 감지할 수 있는 위치라면 차량(1)의 어느 위치에도 설치될 수 있다. 개시된 발명의 일 실시예에서는 제1감지센서(201a)가 차량(1) 전면의 중앙에 마련된 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 제 2감지센서(201b)는 차량(1) 전면의 좌측에 마련될 수 있고, 제 3감지센서(201c)는 차량(1) 전면의 우측에 마련될 수 있다.
감지센서(200)는 차량(1)의 후방, 측방, 또는 측방 및 후방 사이의 방향(이하 후측방)에 존재하거나 이 방향으로 접근하는 보행자나 다른 차량(1)을 감지하는 후측방 감지센서(202)를 포함할 수 있다. 후측방 감지센서(202)는, 도 1에 도시된 바와 같이 측방, 후방 또는 후측방의 물체, 일례로 다른 차량(1)을 인식할 수 있는 적절한 위치에 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 후방 감지센서(202)는, 차량(1)의 좌측방(左側方) 및 후방 사이의 방향(이하 좌후측방)과, 차량(1)의 우측방(右側方) 및 후방 사이의 방향(이하 우후측방) 양자 모두로부터 물체를 인식할 수 있도록 차량(1)의 좌측 및 우측 모두에 설치되어 있을 수 있다. 예를 들어 제1 후측방 감지센서(202a) 또는 제2 후측방 감지센서(202b)는 차량(1)의 좌측면에 마련되고, 제3 후측방 감지센서(202c) 또는 제4 후측방 감지센서(202d)는 차량(1)의 우측면에 마련될 수 있다.
감지센서(200)는 또한, 차량(1)의 우측방 및 좌측방 방향으로 접근하는 장애물을 감지하는 우측방 감지센서(203) 및 좌측방 감지센서(204)를 포함할 수 있다. 우측방 감지센서(203)는 제 1 우측방 감지센서(203a) 및 제 2 우측방 감지센서(203b)를 포함하여 차량(1)의 우측방의 장애물을 빠짐없이 감지할 수 있다. 좌측방 감지센서(204)도 제 1 좌측방 감지센서(204a) 및 제 2 좌측방 감지센서(204b)를 포함하여 차량(1)의 좌측방의 장애물을 빠짐없이 감지할 수 있다.
감지센서(200)는, 예를 들어, 밀리미터파나 마이크로파를 이용하는 레이더(Radar), 펄스 레이저광을 이용하는 라이더(Light Detection And Ranging; LiDAR), 가시 광선을 이용하는 비젼, 적외선을 이용하는 적외선 센서 또는 초음파를 이용하는 초음파 센서 등과 같은 각종 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 감지센서(200)는, 이들 중 어느 하나만을 이용하여 구현될 수도 있고, 이들을 복합적으로 조합하여 구현될 수도 있다. 차량(1)에 복수의 감지센서(200)가 마련된 경우, 각각의 감지센서(200)는 동일한 장치를 이용하여 구현될 수도 있고, 또는 다른 장치를 이용하여 구현될 수도 있다. 이외에도 설계자가 고려할 수 있는 다양한 장치 및 조합을 이용하여 감지센서(200)는 구현 가능하다.
또한, 복수의 감지센서(200)는 차량(1) 주변의 차선을 감지할 수 있는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 감지센서(200)는 제 1 감지센서(200a)가 위치하는 곳에 마련되어 차량(1)이 주행 중인 차로의 차선을 감지할 수 있다.
즉, 감지센서(200)는 카메라와 같은 이미지 센서로 구현되어 차량(1)의 전방에 장착되며, 차량(1)의 주행 시 진행하는 방향(전방)의 주위 환경을 촬영할 수 있다. 감지센서(200)로부터 획득된 촬영영상에는 차량(1)이 차선과 얼마나 떨어져 있는지에 대한 정보, 차선이나 도로가 얼마나 휘어져 있는지에 대한 정보, 차량(1)의 진행방향이 차선으로부터 얼마나 이탈되었는지에 대한 정보 등이 포함되어 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(1)은 운전자가 운전하는 차량(1)의 주행 속도를 조절하는 속도 조절부(500), 차량(1)의 조향각을 조절하는 조향각 조절부(600), 차량(1)의 주행 속도를 감지하는 속도 감지부(미도시), 스티어링 휠의 회전각을 검출하는 조향각 검출부(미도시), 차량(1)이 주행 중인 차선이나 도로의 형태를 감지하고 차량(1) 주변의 장애물 정보를 감지하기 위한 감지센서(200), 차량(1)의 제어와 관련된 데이터를 저장하는 저장부(미도시), 차량(1)의 각 구성을 제어하고 차량(1)의 주행 속도 및 조향각을 제어하는 제어부(400), 차량(1)의 동작 및 주행과 관련하여 운전자에게 정보를 전달하는 알림부(700), 차량(1)의 제어와 관련된 명령을 입력 받는 입력부(100), 차량(1)의 긴급 정차 조건이 만족했는지 여부를 판단하는 긴급 정차 조건 판단부(300)를 포함할 수 있다.
속도 조절부(500)는 운전자가 운전하는 차량(1) 속도를 조절할 수 있다. 속도 조절부(500)는 엑셀레이터 구동부(510)와 브레이크 구동부(520)를 포함할 수 있다.
엑셀레이터 구동부(510)는 제어부(400)의 제어 신호를 받아 엑셀레이터를 구동하여 차량(1)의 속도를 증가시키고, 브레이크 구동부(520)는 제어부(400)의 제어 신호를 받아 브레이크를 구동하여 차량(1)의 속도를 감소시킬 수 있다.
속도 조절부(500)는 제어부(400)의 통제하에 차량(1)의 주행 속도를 조절할 수 있는데, 차량(1)과 다른 대상체와의 충돌 위험도가 높은 경우에는 차량(1)의 주행 속도를 감소시킬 수 있다.
조향각 조절부(600)는 운전자가 운전하는 차량(1)의 조향각을 조절할 수 있다. 구체적으로, 조향각 조절부(600)는 제어부(400)의 통제하에 차량(1)의 스티어링 휠의 회전 각도를 조절하여 차량(1)의 조향각을 조절할 수 있다. 조향각 조절부(600)는 차량(1)과 다른 장애물과의 충돌 위험도가 높은 경우에 차량(1)의 조향각을 변경시킬 수 있다. 즉 조향각 조절부(600)는 제어부(400)의 제어 신호에 따라 차량(1)의 스티어링 휠을 조향하기 위한 조향 토크를 출력할 수 있다.
속도 감지부(미도시)는 제어부(400)의 통제하에 운전자가 운전하는 차량(1)의 주행 속도를 감지할 수 있다. 즉, 차량(1)의 휠이 회전하는 속도 등을 이용하여 주행 속도를 감지할 수 있는데, 주행 속도의 단위는 [kph]로 나타낼 수 있으며, 단위 시간(h) 당 이동한 거리(km)로 나타낼 수 있다.
조향각 검출부(미도시)는 차량(1)의 주행 중에 스티어링 휠의 회전각인 조향각을 검출할 수 있다. 즉, 차량(1)이 주행 중에 조향을 통해 주변 장애물을 회피하는 경우, 조향각 검출부에 의해 검출된 조향각에 기초하여 제어부(400)는 차량(1)의 조향을 제어할 수 있다. 또한, 조향각 검출부는 스티어링 휠의 조향각 변화량을 검출할 수 있으며, 이를 제어부(400)에 전달할 수 있다.
감지센서(200)는 카메라와 같은 비디오 센서로 구현되어 차량(1)의 전방에 장착되며, 차량(1)이 주행 중인 차로의 차선을 감지하고 이를 제어부(400)로 전송한다. 감지센서(200)로부터 획득된 촬영영상에는 차량(1)이 차선과 얼마나 떨어져 있는지에 대한 정보, 차선이나 도로가 얼마나 휘어져 있는지에 대한 정보, 차량(1)의 진행방향이 차선으로부터 얼마나 이탈되었는지에 대한 정보 등이 포함되어 있다.
감지센서(200)는 차선과의 거리, 주행중인 도로의 곡률 및 차선 이탈각에 대한 정보를 획득하여 제어부(400)에 전송할 수 있다.
저장부(미도시)는 차량(1)의 제어와 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에 따른 차량(1)의 주행 속도, 주행 거리 및 주행 시간에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부는 감지센서(200)가 감지한 장애물의 위치 정보 및 속도 정보를 저장할 수 있고, 이동중인 장애물의 실시간으로 변경되는 좌표 정보, 차량(1)과 대상체와의 상대 거리 및 상대 속도에 대한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 저장부는 일 실시예에 따른 차량(1)을 제어하기 위한 수식 및 제어 알고리즘과 관련된 데이터를 저장할 수 있고, 제어부(400)는 이러한 수식 및 제어 알고리즘에 따라 차량(1)을 제어하는 제어 신호를 송출할 수 있다.
이러한 저장부는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부는 제어부(400)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
알림부(700)는 제어부(400)의 제어 신호에 따라 경고 신호를 송출할 수 있다. 구체적으로, 알림부(700)는 차량(1)에 마련된 디스플레이, 스피커, 진동체를 포함할 수 있으며 제어부(400)의 제어 신호에 따라 운전자에게 충돌 위험을 경고할 수 있는 표시, 소리, 진동을 출력할 수 있다. 또한, 알림부(700)는 차량(1)의 비상등을 작동시키기 위한 비상등 구동 장치, 차량(1)의 경적을 울리기 위한 경적 구동 장치 등을 포함할 수 있다.
긴급 정차 조건 판단부(300)는 차량(1)이 긴급 정차 조건을 만족하였는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 긴급 정차 조건 판단부(300)는 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 차량(1)의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 긴급 정차 조건이 만족한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 긴급 정차 조건 판단부(300)는 제어부(400)와 따로 도시되어 있지만, 제어부(400)에 포함될 수 있다.
제어부(400)는 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 및 저장된 프로그램을 실행시키는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리와 프로세서가 복수인 경우에, 이들이 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리된 위치에 마련되는 것도 가능하다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여, 긴급 정차 명령이 입력되거나 긴급 정차 조건이 만족한 경우 차량(1)의 제어방법을 살펴보고, 설명을 뒷받침하기 위하여 도 5 내지 도 8을 참조한다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 차량(1)의 제어방법을 도시한 순서도이며, 도 5 내지 도 8은 일 실시예에 따른 차량(1)의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어부(400)는 입력부(100)를 통하여 긴급 정차 명령이 입력되었거나 긴급 정차 조건이 만족되었는지 여부를 판단할 수 있다(1000). 이 때, 긴급 정차 명령이 입력되었거나 긴급 정차 조건이 만족하면 긴급 정차 모드로 진입할 수 있으며(1000의 예), 그렇지 않으면 계속해서 긴급 정차 명령의 입력 여부와 긴급 정차 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다(1000의 아니오).
구체적으로, 제어부(400)는 운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 상기 차량(1)의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 긴급 정차 조건이 만족된 것으로 결정할 수 있다. 차량(1)의 내부에는 내부 카메라가 마련되어 운전자를 촬영할 수 있으며, 긴급 정차 조건 판단부(300)는 운전자의 폐안 상태가 기준 시간을 초과하거나, 운전 자세가 붕괴되는 것을 감지하면 운전자의 상태를 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정할 수 있다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 차량(1)이 긴급 정차 모드에 진입하면, 제어부(400)는 차량(1)의 비상등을 작동시키기 위한 제어 신호 및 차량(1)의 경적을 울리기 위한 제어 신호 중 적어도 하나를 송출할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 차량(1)이 긴급 정차 모드에 진입하면 차량(1)의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경할 수 있다. 즉, 차량(1)이 긴급 모드에 진입하는 경우 차량(1)의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경함으로써 운전자의 운전 제어권을 박탈하여 예기치 못한 사고를 방지할 수 있다.
차량(1)이 긴급 정차 모드에 진입하면, 제어부(400)는 차량(1)이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정한다(1100). 구체적으로 제어부(400)는 차량(1)의 최대 제동량, 전방 장애물(ob1)과의 상대 속도 및 거리, 차량(1)의 속도 등에 기초하여 차량(1)이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
제어부(400)는 차량(1)이 제동만으로 전방 장애물(ob1)과의 충돌을 회피할 수 있으면(1100의 예), 차량(1)이 주행 차로(LD)를 유지하며 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1200). 즉, 차량(1)의 차로 변경 없이 충돌을 회피할 수 있다고 판단되면, 제동만으로 충돌을 회피하여 조향에 따른 2차 충돌의 위험을 방지하고 차량(1)의 안전한 정차를 도모할 수 있다.
제어부(400)는 차량(1)이 제동만으로 전방 장애물(ob1)과의 충돌을 회피할 수 없으면(1100의 아니오), 차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 및 차량(1)의 주행 차로(LD)와 인접한 차로(LL, LR) 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정할 수 있다(1300). 구체적으로, 제어부(400)는 차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동 거리에 기초하여 전측방 위험 영역(FLA, FRA)을 결정할 수 있으며, 차량(1)의 전장에 기초하여 측방 위험 영역(SLA, SRA)을 결정할 수 있고, 인접한 차로(LL, LR) 내의 후방 장애물(ob2)의 정지 거리에 기초하여 후측방 위험 영역(RLA, RRA)을 결정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 측방 위험 영역(SLA, SRA)은 차량(1)이 차로를 변경하는 경우에 위치하게 될 측방 영역으로, 장애물이 측방 위험 영역(SLA, SRA)에 존재한다면 차량(1)의 차로 변경 시 충돌이 불가피한 영역이다. 예를 들어, 측방 위험 영역은 차량(1)의 전장 길이와 동일한 y축 길이를 갖는 영역으로 결정될 수 있다.
또한, 전측방 위험 영역(FLA, FRA)은 차량(1)이 차로를 변경한 직후 최대 제동량으로 제동하는 경우 차량(1)이 지나가게 되는 영역으로, 장애물이 전측방 위험 영역(FLA, FRA)에 정지 상태로 존재한다면 충돌이 불가피한 영역이다. 예를 들어, 전측방 위험 영역(FLA, FRA)은, 측방 위험 영역(SLA, SRA)의 위쪽 모서리를 기준으로 (차량의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 x 1.05)의 y축 길이를 갖는 영역으로 결정될 수 있다. 이 때, 차량(1)의 제동 거리에 1.05를 곱하는 이유는 5%의 안전 마진을 고려한 것이며, 사용자의 설정 또는 초기 설정에 따라 안전 마진의 퍼센트는 변경될 수 있다.
즉, 10%의 안전 마진을 고려하는 경우 전측방 위험 영역(FLA, FRA)은 측방 위험 영역(SLA, SRA)의 위쪽 모서리를 기준으로 (차량의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 x 1.1)의 y축 길이를 갖는 영역으로 결정될 수 있다.
또한, 후측방 위험 영역(RLA, RRA)은 인접한 차로(LL, LR) 내 후방 장애물(ob2)의 정지 거리에 기초하여 결정되는 영역으로, 차량(1)이 차로 변경 후 최대 제동량으로 제동하는 경우 후측방 위험 영역(RLA, RRA)에 장애물이 존재한다면 충돌이 불가피한 영역이다. 예를 들어, 후측방 위험 영역(RLA, RRA)은 측방 위험 영역(SLA, SRA)의 아래쪽 모서리를 기준으로 (인접한 차로 내 후방 장애물의 정지 거리 - 차량의 제동 거리)의 y축 길이를 갖는 영역으로 결정될 수 있다. 이 때, 후방 장애물(ob2)의 정지 거리는 후방 장애물(ob2)의 공주 거리 및 제동 거리 x 안전 마진을 더한 것으로, 공주 거리는 후방 장애물(ob2)의 상황 인지 및 제동 작동까지의 판단 시간과 후방 장애물(ob2)의 속도를 곱한 값으로 결정될 수 있다. 통상적으로, 후방 장애물(ob2)의 상황 인지 및 제동 작동까지의 판단 시간은 1초 내지 3초로 결정될 수 있으며, 사용자의 설정 또는 초기 설정에 따라 변경될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제어부(400)는 위험 영역(FLA, FRA, SLA, SRA, RLA, RRA)을 결정하고 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 차량(1)의 차로 변경 및 제동 과정을 제어할 수 있다(1310). 구체적으로, 제어부(400)는 위험 영역 내에서 장애물이 감지되면, 차량(1)이 주행 차로를 유지하며 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1200).
차량(1)의 주행 차로와 인접한 차로(LL, LR)가 두 개인 경우, 제어부(400)는 인접한 차로(LL, LR) 내 각각의 모든 위험 영역에서 장애물이 감지되는 경우를 위험 영역 내에서 장애물이 감지된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 도 6을 참조하면 오른쪽 차로(LR) 내의 측방 위험 영역(SRA)에서는 장애물(ob3)이 감지되었지만 왼쪽 차로(LL) 내의 위험 영역(FLA, SLA, RLA)에서는 장애물이 감지되지 않았으므로, 제어부(400)는 왼쪽 차로(LL) 내의 위험 영역(FLA, SLA, RLA)에서 장애물이 감지되지 않은 것으로 판단하고 차량(1)이 주행 중인 차로(LD)를 왼쪽 차로(LL)로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다. 즉, 인접한 차로(LL, LR) 각각을 기준으로 상기 과정을 수행할 수 있다.
즉, 제어부(400)는 위험 영역 내에서 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 주행 중인 차로를 인접한 차로로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
다만, 도 7을 참조하면 오른쪽 차로(LR) 내의 측방 위험 영역(SRA)에서도 장애물(ob3)이 감지되었고, 왼쪽 차로(LL) 내의 측방 위험 영역(SLA) 및 전측방 위험 영역(FLA)에서도 장애물(ob4)이 감지되었으므로, 제어부(400)는 인접한 차로(LL, LR) 각각의 위험 영역 내에서 장애물이 감지된 것으로 판단하고 차량(1)이 주행 차로를 유지하며 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
위험 영역 내에 장애물이 존재하는 경우에는 차량(1)이 차로를 변경하여 장애물(ob3, ob4)과 충돌하게 되므로, 전방 장애물(ob1)과 충돌하는 경우보다 차량(1) 전복의 위험성이나 충돌에 따른 2차 충돌 위험성이 더 클 수 있다. 따라서, 전방 장애물과의 충돌이 예상되더라도 위험 영역에 장애물이 존재한다면, 차량(1)의 차로 변경 없이 제동만으로 피해를 최소화 시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제어부(400)는 인접한 차로가 두 개이고 양쪽 차로 모두의 위험 영역 내 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 어떤 차로로 차로를 변경하여 제동할지 여부를 결정하기 위하여 경고 영역(FLWA, FRWA, RLWA, RRWA)을 결정할 수 있다(1320).
이 때, 제어부(400)는 차량(1)의 제동 거리 및 주행 차로(LD)와 인접한 차로(LL, LR) 내의 장애물 정보에 기초하여 인접한 차로 내의 경고 영역(FLWA, FRWA, RLWA, RRWA)을 결정할 수 있으며, 경고 영역(FLWA, FRWA, RLWA, RRWA)은 차량(1)을 기준으로 위험 영역(FLA, FRA, SLA, SRA, RLA, RRA)보다 먼 영역으로 결정될 수 있다. 경고 영역 내에 장애물이 존재하는 경우, 위험 영역 내에 장애물이 존재하는 것만큼 차량(1)과 장애물의 충돌 위험이 높지는 않지만 여전히 충돌 위험성이 남아있을 수 있다.
도 5를 참조하면, 전측방 경고 영역(FLWA, FRWA)은 전측방 위험 영역(FLA, FRA)의 위쪽 모서리의 y축 좌표부터 차량(1)의 전면을 원점으로 (차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동거리 x 1.5)에 해당하는 y축 좌표까지의 영역으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 전측방 위험 영역(FLA, FRA)이 측방 위험 영역(SLA, SRA)의 위쪽 모서리를 기준으로 (차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 x 1.05)의 y축 길이를 갖는 영역으로 결정된 경우, 전측방 경고 영역(FLWA, FRWA)은 측방 위험 영역(SLA, SRA)의 위쪽 모서리를 기준으로 (차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 x 1.05)에 해당하는 y축 좌표부터, (차량(1)의 최대 제동량에 기초한 제동 거리 x 1.5)에 해당하는 y축 좌표까지의 영역으로 결정될 수 있다. 이 때 차량(1)의 제동 거리에 1.5를 곱하는 이유는 50%의 안전 마진을 고려한 것이며, 사용자의 설정 또는 초기 설정에 따라 안전 마진의 퍼센트는 변경될 수 있다.
또한, 후측방 경고 영역(RLWA, RRWA)은 후측방 위험 영역(RLA, RRA)의 아래쪽 모서리의 y축 좌표부터 차량(1)의 후면을 원점으로 -(인접한 차로 내 후방 장애물의 정지 거리 - 차량의 제동 거리)에 해당하는 y축 좌표까지의 영역으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 후측방 위험 영역(RLA, RRA)을 결정할 때 장애물의 정지 거리를 (장애물의 공주 거리 + 장애물의 제동 거리 x 1.05)로 계산한 경우, 후측방 경고 영역(RLWA, RRWA)은 측방 위험 영역(RLA, RRA)의 아래쪽 모서리를 기준으로 -(인접한 차로 내 후방 장애물의 공주 거리 + 인접한 차로 내 후방 장애물의 제동 거리 x 1.05 - 차량의 제동 거리)에 해당하는 y축 좌표부터, -(인접한 차로 내 후방 장애물의 공주 거리 + 인접한 차로 내 후방 장애물의 제동 거리 x 1.5 - 차량의 제동 거리)에 해당하는 y축 좌표까지의 영역으로 결정될 수 있다. 이 때 인접한 차로 내 후방 장애물의 제동 거리에 1.5를 곱하는 이유는 50%의 안전 마진을 고려한 것이며, 사용자의 설정 또는 초기 설정에 따라 안전 마진의 퍼센트는 변경될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제어부(400)는 두 개의 인접 차로(LL, LR) 중 좌측 인접 차로(LL) 또는 우측 인접 차로(LR)에 해당하는 제 1 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단할 수 있다(1330). 제 1 인접 차로는 제 2 인접 차로와 반대 방향으로 인접한 인접 차로를 나타내기 위한 용어로, 제 1 인접 차로가 좌측 인접 차로라면 제 2 인접 차로는 우측 인접 차로가 되고, 제 1 인접 차로가 우측 인접 차로라면 제 2 인접 차로는 좌측 인접 차로가 된다. 이하 설명의 편의를 위해서 제 1 인접 차로는 좌측 인접 차로로, 제 2 인접 차로는 우측 인접 차로로 가정한다.
제어부(400)는 제 1 인접 차로(LL) 내의 경고 영역(FLWA, RLWA)에서 장애물이 감지되지 않으면 차량(1)이 주행 중인 차로를 제 1 인접 차로로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1331). 위와 같은 상황은 제 1 인접 차로 내의 위험 영역 및 경고 영역에 장애물이 존재하지 않는 경우이므로, 차량(1)이 제 1 인접 차로(LL)로 차로를 변경하여 제동하면 충돌의 위험성이 매우 낮을 것이다.
만약 제 1 인접 차로(LL) 내의 경고 영역(FLWA, RLWA)에서 장애물이 감지되면, 제어부(400)는 제 2 인접 차로(LR) 내 경고 영역(FRWA, RRWA)에서 장애물이 감지되는지 여부를 판단한다(1340).
위와 마찬가지로 제 2 인접 차로(LR) 내의 경고 영역(FRWA, RRWA)에서 장애물이 감지되지 않는 경우는, 제 2 인접 차로 내의 위험 영역 및 경고 영역에 장애물이 존재하지 않는 경우이다. 따라서 제어부(400)는 제 2 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되지 않으면(1340의 아니오) 차량(1)이 주행 중인 차로를 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1341).
제어부(400)는 제 2 인접 차로(LR) 내의 경고 영역(FRWA, RRWA)에서 장애물이 감지되면(1340의 예) 차량(1)이 주행 중인 차로를 제 1 또는 제 2 인접 차로(LL, LR)로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다(1342). 이 때, 제어부(400)는 경고 영역에 존재하는 장애물과 차량(1) 사이의 상대 속도 및 거리 등에 기초하여 충돌 가능성을 결정하고, 차량(1)이 주행 중인 주행 차로를 결정된 충돌 가능성이 낮은 장애물이 존재하는 차로로 차로를 변경하여 제동하는 것이 바람직할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제어부(400)는, 제 1 인접 차로(LL) 내의 경고 영역(FLWA, RLWA)에서 장애물이 감지되지 않으므로, 차량(1)이 주행 중인 차로를 제 1 인접 차로(LL)로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만 제 1 인접 차로(LL) 내의 경고 영역(FLWA, RLWA)에서 장애물이 감지된다면, 제어부(400)는 차량(1)이 주행 중인 차로를 제 1 또는 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 제어부(400)가 차량(1)이 주행 중인 차로를 변경하여 제동되도록 차량(1)을 제어하는 경우(1331, 1341) 차량(1)의 스티어링 휠을 조향하기 위한 제 1 조향 토크를 생성하는 제어 신호를 생성하여 조향각 조절부(600)로 송출할 수 있다. 이 때, 제 1 조향 토크와 스티어링 휠의 조향각 변화량이 대응되지 않으면, 스티어링 휠을 고정시키기 위한 제 2 조향 토크를 생성하여 조향각 조절부(600)로 송출함으로써 차량(1)이 주행 차로를 유지하며 제동되도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
조향각 조절부(600)로 제 1 조향 토크를 출력하는 제어 신호를 송출하였지만 제 1 조향 토크에 대응되는 조향각 변화량이 출력되지 않는다면, 운전자의 신체가 스티어링 휠의 조향을 방해하고 있는 상황일 수 있다. 예를 들어, 운전자가 정신을 잃으며 순간적으로 운전자의 팔이 스티어링 휠에 낀 상태이거나, 운전자의 상반신이 스티어링 휠을 누르고 있는 상태에 해당할 수 있다.
운전 불능 상태의 운전자의 신체가 스티어링 휠의 조향에 영향을 준다면 예기치 못한 조향의 발생으로 차량(1)이 전복하거나 2차 사고가 발생할 위험이 있기 때문에, 차로를 변경하지 않고 스티어링 휠을 고정시키기 위한 조향 토크만을 생성하여 피해를 최소화 시킬 수 있다.
도 9 내지 도 10은 일 실시예에 따른 입력부(100)를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 입력부(100)는 차량(1)의 운전자로부터 긴급 정차 명령 및 긴급 정차 해제 명령 중 적어도 하나를 입력 받는 운전자용 버튼(100-1)을 포함할 수 있다. 운전자용 버튼(100-1)은 운전석 주변에 마련되어, 운전자 본인이 신체적 이상을 감지하고 직접 긴급 정차 명령을 입력하도록 할 수 있다. 예를 들어, 운전자가 운전자용 버튼(100-1)을 1회 이상 누르면 제어부(400)는 긴급 정차 명령이 입력된 것으로 결정할 수 있다. 또한, 운전자가 운전자용 버튼(100-1)을 미리 정해진 시간 이상 동안 누르는 경우, 제어부(400)는 긴급 정차 해제 명령이 입력된 것으로 결정할 수 있다.
제어부(400)는 긴급 정차 해제 명령이 입력되면 차량(1)의 운전 모드를 수동 주행 모드로 변경하여 운전자에게 운전 제어권을 원복시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 입력부(100)는 차량(1)의 승객으로부터 긴급 정차 명령을 입력 받는 승객용 버튼(100-2)을 포함할 수 있다. 승객용 버튼(100-2)은 도면에 도시된 바와 같이 차량(1)의 승객이 최대한 신속하게 누를 수 있는 위치에 마련될 수 있다. 도 10을 참조하면 차량(1)의 하차용 도어 부근에 승객용 버튼(100-2)이 마련되어 있으나, 승객이 운전자의 상태를 판단하고 긴급 정차 명령을 입력하도록 하기 위하여, 운전석 부근에 마련되는 것이 바람직할 수 있다.
승객의 오입력으로 인하여 운전자의 운전 불능 상태에서 긴급 정차 해제 명령이 입력되는 것을 방지하기 위하여, 승객용 버튼(100-2)은 긴급 정차 명령만을 입력 받을 수 있다. 즉, 승객이 승객용 버튼(100-2)을 미리 정해진 시간 이상 동안 누르는 경우에도, 제어부(400)는 긴급 정차 해제 명령이 입력된 것으로 결정하지 않는다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100 : 입력부
200 : 감지센서
300 : 긴급 정차 조건 판단부
400 : 제어부
500 : 속도 조절부
510 : 엑셀레이터 구동부
520 : 브레이크 구동부
600 : 조향각 조절부
700 : 알림부
100-1 : 운전자용 버튼
100-2 : 승객용 버튼

Claims (20)

  1. 긴급 정차 명령을 입력 받는 입력부;
    운전자의 상태가 미리 정해진 운전 불능 상태로 결정되거나, 스티어링 휠이 미리 정해진 시간 동안 조작되지 않거나, 차량의 요레이트 변화율이 미리 정해진 값을 초과하면 긴급 정차 조건이 만족되었다고 판단하는 긴급 정차 조건 판단부;
    상기 차량 주변의 장애물을 감지하는 감지센서; 및
    상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면 상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정하고, 상기 차량이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 없으면 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하고, 상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 또는 제동 과정을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있으면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되지 않으면 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 인접한 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 제동 거리에 기초하여 전측방 위험 영역을 결정하고, 상기 차량의 전장에 기초하여 측방 위험 영역을 결정하고, 상기 인접한 차로 내의 후방 장애물의 정지 거리에 기초하여 후측방 위험 영역을 결정하는 차량.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 스티어링 휠을 조향하기 위한 제 1 조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고, 상기 제 1 조향 토크와 상기 스티어링 휠의 조향각 변화량이 대응되지 않으면, 상기 스티어링 휠을 고정시키기 위한 제 2조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고, 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 차량.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 제동 거리 및 상기 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 경고 영역을 결정하고, 상기 경고 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 인접한 차로 중 상기 차량이 변경할 차로를 결정하고, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 결정된 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하고,
    상기 경고 영역은 상기 차량을 기준으로 상기 위험 영역보다 먼 영역으로 결정되는 차량.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인접한 차로 중 제 1 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되고 상기 인접한 차로 중 상기 제 1 인접 차로와 반대 방향으로 인접한 차로인 제 2 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경하는 차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력부는,
    긴급 정차 해제 명령을 입력 받고,
    상기 제어부는,
    상기 긴급 정차 해제 명령이 입력되면 상기 차량의 운전 모드를 수동 주행 모드로 변경하는 차량.
  11. 긴급 정차 명령이 입력되거나 긴급 정차 조건이 만족되는지 결정하고;
    상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있는지 결정하고;
    상기 차량이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 없으면 상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하고;
    상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량이 차로 변경 없이 제동만으로 상기 전방 장애물과의 충돌을 회피할 수 있으면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은,
    상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되면 상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은,
    상기 위험 영역 내에서 장애물이 감지되지 않으면 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 인접한 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 차량의 제동 거리 및 상기 차량의 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 감지 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 위험 영역을 결정하는 것은,
    상기 차량의 제동 거리에 기초하여 전측방 위험 영역을 결정하고, 상기 차량의 전장에 기초하여 측방 위험 영역을 결정하고, 상기 인접한 차로 내의 후방 장애물의 정지 거리에 기초하여 후측방 위험 영역을 결정하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 차량의 스티어링 휠을 조향하기 위한 제 1 조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고;
    상기 제 1 조향 토크와 상기 스티어링 휠의 조향각 변화량이 대응되지 않으면, 상기 스티어링 휠을 고정시키기 위한 제 2조향 토크를 생성하는 제어 신호를 송출하고;
    상기 차량이 상기 주행 차로를 유지하며 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은,
    상기 차량의 제동 거리 및 상기 주행 차로와 인접한 차로 내의 장애물 정보에 기초하여 상기 인접한 차로 내의 경고 영역을 결정하고;
    상기 경고 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 인접한 차로 중 상기 차량이 변경할 차로를 결정하고;
    상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 결정된 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함하고,
    상기 경고 영역은 상기 차량을 기준으로 상기 위험 영역보다 먼 영역으로 결정되는 것인 차량의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 결정된 위험 영역 내의 장애물 감지 여부에 기초하여 상기 차량의 차로 변경 및 제동 과정을 제어하는 것은,
    상기 인접한 차로 중 제 1 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되고 상기 인접한 차로 중 상기 제 1 인접 차로와 반대 방향으로 인접한 차로인 제 2 인접 차로 내의 경고 영역에서 장애물이 감지되지 않으면, 상기 차량이 주행 중인 차로를 상기 제 2 인접 차로로 변경하여 제동되도록 상기 차량을 제어하는 것;을 포함하는 차량의 제어방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 긴급 정차 명령이 입력되거나 상기 긴급 정차 조건이 만족되면, 상기 차량의 운전 모드를 자율 주행 모드로 변경하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    긴급 정차 해제 명령이 입력되면 상기 차량의 운전 모드를 수동 주행 모드로 변경하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어방법.
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