KR20220023528A - 차량의 군집 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 군집 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 군집 주행 제어 장치 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는, 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 신규 군집 대열을 생성하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 구동되는 데이터 및 알고리즘이 저장되는 저장부를 포함하고, 상기 프로세서는, 군집 주행 대열 내에 장애물이 존재하는 경우, 상기 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

Description

차량의 군집 주행 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PLATOONING INFORMATION OF VEHICLE}
본 발명은 군집 주행 제어 장치 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 군집 주행 중 군집 분리 요인 발생 시 군집 주행 차량의 독립 주행 제어 기술에 관한 것이다.
군집 주행(platooning)은 다수의 차량이 지정된 간격으로 일렬로 배치된 상태에서 자율 주행을 수행하는 기술이다. 군집 주행을 수행하는 동안 군집 주행 대열의 최전방에 위치된 차량인 선두 차량(leading vehicle)은 선두 차량을 따르는 하나 이상의 추종 차량(following vehicle)을 제어할 수 있다.
선두 차량은 군집 주행 대열에 포함된 복수의 차량 사이의 간격을 유지할 수 있고, 군집 주행 대열에 포함된 복수의 차량의 거동 및 상황 정보를 차량 간 통신을 이용하여 교환할 수 있다.
본 발명의 실시예는 군집 자율 주행 중 군집 분리 조건을 판단하여 돌발 상황에서 주행 안전을 확보하고 원활한 교통 흐름을 유지할 수 있는 군집 주행 제어 장치 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치는, 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 신규 군집 대열을 생성하는 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 구동되는 데이터 및 알고리즘이 저장되는 저장부를 포함하고, 상기 프로세서는, 군집 주행 대열 내에 장애물이 존재하는 경우, 상기 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황은, 군집 주행 중 선행 차량의 적재물 이탈로 인한 군집 주행 대열 내 장애물 발생, 군집 주행 대열 내의 차량의 고장, 및 군집 주행 대열이 주행하고 있는 차로로 차선 변경을 시도하는 주변 차량 발생 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 장애물의 위치 및 크기를 기반으로 상기 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 차선 변경이 가능한지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 차선 변경이 가능한 경우 횡제어가 필요한 지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 차로 내 가감속 제어를 통해 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 차속이 미리 정한 속도 미만으로 감소하는 경우, 상기 횡제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 횡제어가 필요한 경우 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하는 지를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하면 상기 기존 군집 대열을 신규 군집 주행 대열에 포함시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하지 않으면, 상기 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 차선 변경이 불가능한 경우, 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 차선 변경이 가능하나 횡제어가 필요하지 않은 경우, 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 군집 주행 차량 중 고장 발생으로 인해 군집 대열이 분리되는 경우, 상기 고장이 발생한 차량을 군집 대열에서 제외시키는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 장애물이 차지하는 차로수에 따라 분리되는 군집 주행 대열의 크기를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 군집 주행 제어 방법은 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황의 발생을 판단하는 단계;
상기 군집 대열 분리 주행 주행이 필요한 경우 군집 대열을 분리하여 신규 군집 대열을 생성하는 단계; 및 장애물로 인해 상기 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생한 경우 상기 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차로 내 회피 제어를 수행하는 단계는, 상기 장애물의 위치 및 크기를 기반으로 상기 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 차선 변경이 가능한지를 판단하는 단계; 및 상기 차선 변경이 가능한 경우 횡제어가 필요한 지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 횡제어가 필요한 지를 판단하는 단계는, 차로 내 가감속 제어를 통해 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 차속이 미리 정한 속도 미만으로 감소하는 경우, 상기 횡제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 횡제어가 필요한 경우 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하는 지를 판단하는 단계; 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하면 상기 기존 군집 대열을 신규 군집 주행 대열에 포함시키는 단계; 및 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하지 않으면, 상기 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차선 변경이 불가능한 경우 또는 상기 횡제어가 불가능한 경우 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 신규 군집 대열을 생성하는 단계는, 상기 장애물이 차지하는 차로수에 따라 분리되는 군집 주행 대열의 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 군집 자율 주행 중 군집 분리 조건을 판단하여 돌발 상황에서 주행 안전을 확보하고 원활한 교통 흐름을 유지할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 중 신규 군집 추가 및 독립 주행 제어 예시 화면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
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.
본 발명은 군집 주행 중 내부 요인 또는 외부요인에 따라 군집 분리가 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 독립 주행 제어를 수행하는 기술을 개시한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
군집 주행 그룹에 포함된 선두 차량(LV: leading vehicle) 및 추종 차량(FV: following vehicle)은 도로 상에서 군집 주행을 수행할 수 있다. 선두 차량(LV)과 추종 차량(FV)은 지정된 거리를 유지하면서 주행할 수 있다. 주행하는 동안, 선두 차량(LV) 또는 추종 차량(FV)은 선두 차량(LV)과 추종 차량(FV) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 선두 차량(LV) 또는 추종 차량(FV)은 운전자의 조작에 따라 차간 거리를 증가시킬 수도 있고, 감소시킬 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치를 포함하는 차량 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 차량 시스템은 군집 주행 제어 장치(100), 센싱 장치(200), 인터페이스 장치(300), 방향 지시등(500), 비상점멸 표시기(600), 조향 제어 장치(700), 제동 제어 장치(800), 및 엔진 제어 장치(900)를 포함할 수 있다.
군집 주행 제어 장치(100)는 군집 주행 차량들의 군집 주행 중 장애물 발생 등으로 인한 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 신규 군집 주행 대열을 생성하여 군집 주행을 계속 수행하도록 한다. 이때, 장애물 후방에서 주행중인 추종 차량들 중 가장 맨 앞에 위치하는 추종 차량이 신규 군집 주행 대열의 새로운 선두 차량이 된다.
이어 새로운 선두차량의 군집 주행 제어 장치(100)는 장애물 등을 회피 제어한다. 이때, 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황은, 군집 주행 중 선행 차량의 적재물 이탈로 인한 군집 주행 대열 내 장애물 발생, 군집 주행 대열 내의 차량의 고장, 및 군집 주행 대열이 주행하고 있는 차로로 차선 변경을 시도하는 주변 차량 발생 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 군집 주행 제어 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
군집 주행 제어 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120), 및 프로세서(processor;130)를 포함할 수 있다.
통신부(110)는 무선 또는 유선 연결을 통해 신호를 송신 및 수신하기 위해 다양한 전자 회로로 구현되는 하드웨어 장치로서, 본 발명에서는 차량 내 네트워크 통신 기술, 차량 외부의 서버, 인프라, 타 차량 등과 무선 인터넷 접속 또는 근거리 통신(Short Range Communication) 기술을 이용하여 V2I 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 차량 네트워크 통신 기술로는 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등을 통해 차량 내 통신을 수행할 수 있다. 또한, 무선 통신 기술로는 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있다. 또한, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.
일 예로서, 통신부(110)는 군집 대열 내 차량들 간에 군집 주행 정보를 공유할 수 있다. 이때, 군집 주행 정보는 군집 주행 대열 이탈, 신규 군집 주행 대열의 생성, 차량의 위치, 속도, 목적지 정보 등을 포함할 수 있다.
저장부(120)는 센싱 장치(200)의 센싱 결과, 통신부(110)에 의해 수신한 군집 대열 내 차량들의 차량 정보, 및 프로세서(130)에 의해 획득된 데이터, 프로세서(130)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.
일 예로서, 저장부(120)는 내비게이션 등을 통해 수신된 차량의 위치 정보 및 전방 도로의 정보, 전방 신호등의 위치 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(120)는 V2X 통신을 통해 수신된 전방 차량의 측위 정보, 차량 속도 정보 등이 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(120)는 센싱 장치(200)에 의해 검출된 전방 장애물, 예를 들어, 전방 차량의 정보가 저장될 수도 있다.
또한, 저장부(120)는 센싱 장치(200)에 의해 획득된 장애물의 위치 및 크기 정보, 주변 차량의 위치 및 속도 정보 등이 저장될 수 있고, 독립 주행 제어를 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수도 있다.
저장부(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 통신부(110), 저장부(120) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들을 전기적으로 제어할 수 있으며, 소프트웨어의 명령을 실행하는 전기 회로가 될 수 있으며, 이에 의해 후술하는 다양한 데이터 처리 및 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(130)는 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 다른 하위 제어기일 수 있다.
프로세서(130)는 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 신규 군집 주행 대열을 생성하는
프로세서(130)는 군집 주행 대열 내에 장애물이 존재하는 경우, 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행할 수 있다.
프로세서(130)는 장애물의 위치 및 크기를 기반으로 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 중 신규 군집 추가 및 독립 주행 제어 예시 화면을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면 장애물의 위치가 주행 차로의 일측에 치우쳐 있고, 장애물의 크기가 작아 장애물 옆으로 차량이 차로 내에서 주행 가능 한 경우 차로 내 회피 제어가 가능하다. 또한 프로세서(130)는 장애물이 차지하는 차로수에 따라 분리되는 군집 주행 대열의 크기를 결정할 수 있다. 도 2에서 장애물이 1차로만 차지하는 경우 신규 군집 주행 대열은 장애물의 후방의 추종 차량들을 포함하는 1열로 구성될 수 있다. 또한 장애물이 1차로만 차지하는 경우, 차로내 회피 불가능하나 우측 차로로 차선이 가능한 경우와 차로 내 회피 불가능하고 차선 변경 불가한 경우를 도시한다.
그러나 장애물이 1차로와 2차로를 모두 차지하는 경우, 신규 군집 주행 대열은 1열과 2열 모두 포함될 수 있다. 즉 도 2와 같이, 신규 군집 주행 대열은 장애물 후방의 추종 차량들을 포함하는 2열의 신규 군집 주행 대열이 생성될 수 있으며, 각 1열씩 2개의 신규 군집 주행 대열이 생성될 수도 있다.
프로세서(130)는 도 2와 같이 장애물의 크기가 크거나 장애물의 위치가 차로 중앙에 위치하여 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 옆 차선에 주변 차량이 존재하는 지를 기반으로 차선 변경이 가능한지를 판단한다. 프로세서(130)는 옆 차선에 주변 차량이 존재하지 않는 경우 차선 변경이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(130)는 차선 변경이 가능한 경우 횡 제어가 필요한지를 판단할 수 있다. 즉 프로세서(130)는 차로 내 가감속 제어를 통해 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 차속이 미리 정한 속도 미만으로 감소하는 경우, 횡제어가 필요한 경우로 판단할 수 있다.
프로세서(130)는 횡제어가 필요한 경우 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하는 지를 판단하고, 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하면 기존 군집 대열을 신규 군집 주행 대열에 포함시킨다.
반면 프로세서(130)는 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하지 않으면, 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하여 장애물을 회피하도록 한다.
프로세서(130)는 차선 변경이 불가능한 경우 또는 차선 변경이 가능하나 횡제어가 필요하지 않은 경우, 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하도록 한다.
프로세서(130)는 군집 주행 차량 중 고장 발생으로 인해 군집 대열이 분리되는 경우, 고장이 발생한 차량을 군집 대열에서 제외시킬 수 있다.
센싱 장치(200)는 차량 외부의 정보를 센싱하는 차량 외부정보 센서, 차량 내부 정보를 획득하는 차량 내부정보 센서를 포함할 수 있다. 센싱 장치(200)는 차량 주변에 위치한 장애물, 예를 들어, 선행 차량을 탐지하고, 해당 장애물의 거리 및/또는 상대 속도를 측정하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
센싱 장치(200)는 차량 외부 물체를 감지하기 위해 복수의 센서를 구비할 수 있으며, 외부 물체의 위치, 외부 물체의 속도, 외부 물체의 이동 방향 및/또는 외부 물체의 종류(예: 차량, 보행자, 자전거 또는 모터사이클 등)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이를 위해, 센싱 장치(200)는 초음파 센서, 레이더, 카메라, 레이저 스캐너 및/또는 코너 레이더, 라이다, 가속도 센서, 요레이트 센서, 토크 측정 센서 및/또는 휠스피드 센서, 조향각 센서 등을 포함할 수 있다.
인터페이스 장치(300)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.
여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다.
출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.
이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예로서, 출력수단은 군집 주행 정보를 표시할 수 있다. 이때, 군집 주행 정보는 군집 대열 생성, 군집 대열 해제 등의 군집 주행 변경 사항, 신규 군집 주행 대열 생성, 전방의 장애물 정보, 회피 경로, 차선 변경 경로 등의 정보를 포함할 수 있다.
방향 지시등(500)은 차선 변경 시 군집 주행 제어 장치(100)에 의해 제어되어 점등된다. 즉 변경하고자 하는 방향의 방향 지시등이 점등된다.
비상 점멸 표시기(600)는 위험 상황 등에서 비상등을 점멸하여 추종 차량에게 주의를 줄 수 있다.
조향 제어 장치(700)는 차량의 조향각을 제어하도록 구성될 수 있으며, 스티어링 휠, 스티어링 휠과 연동된 액츄에이터 및 액츄에이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
제동 제어 장치(800)는 차량의 제동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 브레이크를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
엔진 제어 장치(900)는 차량의 엔진 구동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 차량의 속도를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집 주행 제어 방법을 설명하기 위한 순서도로서, 군집 주행 분리 상황 발생을 판단하고 신규 군집 주행 대열을 생성하여 독립적으로 주행 하도록 제어하는 방법을 도시한다.
이하에서는 도 1의 군집 주행 제어 장치(100)가 도 3의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 3의 설명에서, 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 추종 차량에 탑재된 군집 주행 제어 장치(100)의 프로세서(130)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다. 군집 분리 주행 상황 발생 시 현재 군집 대열의 선두 차량을 제외한 모든 추종 차량들이 신규 군집 주행 대열의 선두차량이 될 수 있다.
도 3을 참조하면 추종 차량의 군집 주행 제어 장치(100)는 상시 준비 상태를 유지한다(S101).
추종 차량의 군집 주행 제어 장치(100)는 센싱 장치(200)를 통해 주변 장애물을 계속 감지하고 군집 분리 주행 상황 발생 여부(신규 군집 주행 대열 생성 필요 여부)를 판단할 수 있다(S102).
이때, 군집 분리 주행 상황은 차량 내부 요인 또는 차량 외부 요인에 따른 신규 군집 형성 필요 상황을 의미한다. 예를 들어, 차량 내부 요인은 군집 주행 대열 중 선행 차량의 적재물 이탈 등 군집 내 장애물 발생, 군집 주행 대열에 속한 특정 차량의 주행 문제 발생 등을 포함할 수 있다. 또한 차량 외부 요인은 군집 주행 대열이 주행중인 차로로 주변 차량의 차선 변경, 기타 외부 요인에 의한 장애물 발생 등을 포함할 수 있다.
이처럼 군집 주행 제어 장치(100)는 주변 차량이 군집 대열이 주행중인 차로로 급 차선 변경을 시도하거나, 군집 주행 대열 내에 적재물 등의 장애물이 존재하여 군집 주행을 일률 제어하기 어렵거나 교통 흐름에 불리한 경우 군집 분리 주행 상황 (신규 군집 주행 대열 생성이 필요한 경우)으로 판단할 수 있다.
신규 군집 주행 대열 생성이 필요한 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 장애물의 위치 및 장애물의 크기에 따라 신규 군집 주행 대열을 생성할 수 있다.
즉 군집 주행 제어 장치(100)는 도 2와 같이 장애물의 위치를 기준으로 후방에 위치한 차량열을 신규 군집 주행 대열에 포함할 수 있다. 또한, 군집 주행 제어 장치(100)는 도 2와 같이 장애물이 차지하는 차로 수에 따라 1열 또는 N열을 신규 군집 주행 대열로 설정할 수 있다.
신규 군집 주행 대열 생성 후, 군집 주행 제어 장치(100)는 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단하고(S104), 차로 내 회피 제어가 가능한 경우 차로 내 회피 제어를 수행한다(S105). 이때, 군집 주행 제어 장치(100)는 장애물이 차로의 일부에 위치하고, 장애물의 크기가 작아 차로 내에 장애물이 존재하지 않는 영역으로 차량이 주행 가능한 경우, 차로 내 회피 제어가 가능한 경우로 판단할 수 있다. 즉 군집 주행 제어 장치(100)는 차로 내 회피 제어가 가능한 경우 해당 차량 열만 차로 내 횡제어가 필요한 상황으로 판단하여 전방 충돌 방지 보조/회피 조향 보조 기능(FCAw(Forward Collision-Avoidance Assist)/ESA(Emergency Steer Assist)) 등을 통해 횡제어를 수행할 수 있다.
반면, 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 차선 변경이 가능한지를 판단할 수 있다(S106). 즉 군집 주행 제어 장치(100)는 장애물의 크기가 커서 차로 내에 장애물이 존재하지 않는 영역으로 차량이 주행 불가능한 경우, 장애물이 차로 중앙에 위치하여 차로 내에 장애물이 존재하지 않는 영역으로 차량이 주행 불가능한 경우, 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우로 판단할 수 있다.
또한, 군집 주행 제어 장치(100)는 옆 차로에 주행중인 차량 또는 장애물이 존재하지 않은 경우 차선 변경이 가능한 것으로 판단할 수 있다.
군집 주행 제어 장치(100)는 차선 변경이 가능한 경우 횡제어가 필요한지 여부를 판단할 수 있다(S107). 군집 주행 제어 장치(100)는 HDA(Highway driving assist) 2의 차로 변경 보조 제어 기능을 이용하여 횡제어를 수행할 수 있다.
군집 주행 제어 장치(100)는 차로 내 가감속만으로 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 기존 주행 속도 대비 미리 정한 기준 속도 이상 떨어지는 경우, 횡제어가 필요한 상황으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 30 km/h 이상 감속 시 횡제어가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 군집 주행 제어 장치(100)는 비정상적인 교통 상황을 회피하는 방안으로 횡제어가 필요하다고 판단할 수 있다.
횡제어가 필요하다고 판단된 경우, 군집 주행 제어 장치(100)는 횡제어로 이동하는 방향의 차로에 기존 군집 주행 대열이 존재하는 지를 판단한다(S108).
군집 주행 제어 장치(100)는 횡제어로 이동하는 방향의 차로에 기존 군집 주행 대열이 존재하지 않으면 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하도록 제어한다(S109).
군집 주행 제어 장치(100)는 횡제어로 이동하는 방향의 차로에 기존 군집 주행 대열이 존재하면 해당 군집 주행 대열을 신규 군집 주행 대열에 추가하고, 차선 변경 가능 여부를 다시 판단할 수 있다(S106). 이때, 주행 안전을 위해 동시에 차선 변경 가능한 차량 열을 제한할 수 있다. 예를 들어 차선 변경 시, 동시에 최대 2열까지만 횡제어가 가능하도록 할 수 있다.
한편 상기 과정 S106에서 차선 변경이 불가능한 경우 또는 상기 과정 S108에서 횡제어가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 군집 주행 제어 장치(100)는 신규 군집 주행 대열이 기설정된 차간 거리를 유지하며 주행하도록 제어하고, 차간 거리 현재값과 설정값을 비교한다(S110). 즉 군집 주행 제어 장치(100)는 차로 내 회피가 불가능하고 차선 변경이 불가능한 경우 해당 차량 열을 가감속 제어를 수행하면서 주변 상황을 모니터링하여 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행할 수 있다.
군집 주행 제어 장치(100)는 차간 거리 현재값이 설정값보다 작으면 차량을 감속시키고(S111), 차간 거리 현재값이 설정값보다 크면 차량을 가속시킨다(S112).
이와 같이, 본 발명은 장애물 위치, 횡제어 필요 여부 등 실제 주행 조건에 따라 군집 주행 분리 상황을 판단하고, 빠른 시간내에 신규 군집 주행 대열을 생성하여 군집 주행 대열을 분리하여 장애물을 회피제어함으로써 주행 안전을 확보하고 원활한 교통 흐름을 유지하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 4를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.
예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
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.

Claims (20)

  1. 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생 시 군집 대열을 분리하여 신규 군집 주행 대열을 생성하는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 구동되는 데이터 및 알고리즘이 저장되는 저장부를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    군집 주행 대열 내에 장애물이 존재하는 경우,
    상기 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황은,
    군집 주행 중 선행 차량의 적재물 이탈로 인한 군집 주행 대열 내 장애물 발생, 군집 주행 대열 내의 차량의 고장, 및 군집 주행 대열이 주행하고 있는 차로로 차선 변경을 시도하는 주변 차량 발생 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 장애물의 위치 및 크기를 기반으로 상기 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 차선 변경이 가능한지를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차선 변경이 가능한 경우 횡제어가 필요한 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로세서는,
    차로 내 가감속 제어를 통해 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 차속이 미리 정한 속도 미만으로 감소하는 경우, 횡제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 횡제어가 필요한 경우 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하면 상기 기존 군집 대열을 신규 군집 주행 대열에 포함시키는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하지 않으면, 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차선 변경이 불가능한 경우, 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 차선 변경이 가능하나 횡제어가 필요하지 않은 경우,
    가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    군집 주행 차량 중 고장 발생으로 인해 군집 대열이 분리되는 경우,
    상기 고장이 발생한 차량을 군집 대열에서 제외시키는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 장애물이 차지하는 차로수에 따라 분리되는 군집 주행 대열의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 장치.
  14. 선두 차량과 추종 차량들이 군집 주행 중 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황의 발생을 판단하는 단계;
    상기 군집 대열 분리 주행 주행이 필요한 경우 군집 대열을 분리하여 신규 군집 주행 대열을 생성하는 단계; 및
    장애물로 인해 상기 군집 대열 분리 주행이 필요한 상황이 발생한 경우 상기 장애물의 후방에 주행중인 추종 차량들의 차로 내 회피가 가능한지를 판단하여, 차로 내 회피 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 차로 내 회피 제어를 수행하는 단계는,
    상기 장애물의 위치 및 크기를 기반으로 상기 차로 내 회피 제어가 가능한지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 차로 내 회피 제어가 불가능한 경우, 차선 변경이 가능한지를 판단하는 단계; 및
    상기 차선 변경이 가능한 경우 횡제어가 필요한 지를 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 횡제어가 필요한 지를 판단하는 단계는,
    차로 내 가감속 제어를 통해 회피 제어가 불가능하거나 장애물로 인해 차속이 미리 정한 속도 미만으로 감소하는 경우, 상기 횡제어가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 횡제어가 필요한 경우 상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하는 지를 판단하는 단계;
    상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하면 상기 기존 군집 대열을 신규 군집 주행 대열에 포함시키는 단계; 및
    상기 횡제어 방향의 차로에 기존 군집 대열이 존재하지 않으면, 상기 신규 군집 주행 대열이 차선 변경을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 차선 변경이 불가능한 경우 또는 상기 횡제어가 불가능한 경우 가감속 제어를 통해 차선 변경이 가능한 시점에 횡제어를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 신규 군집 주행 대열을 생성하는 단계는,
    상기 장애물이 차지하는 차로수에 따라 분리되는 군집 주행 대열의 크기를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집 주행 제어 방법.
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