KR20220048501A - 차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법 - Google Patents

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KR20220048501A
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최석환
전호균
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 예측 속도 안내 장치 및 방법에 관한 것으로서, 주행 중 차량에서 수집되는 정보를 이용하여 차량 전방에 과속 카메라와 같은 감속 이벤트가 존재할 경우 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 계산하고, 그 결과를 디스플레이를 통해 표시하는 차량의 예측 속도 안내 장치 및 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량 주행 동안 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 필요한 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 제공하는 정보제공부; 상기 정보제공부에서 제공되는 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 기초로 주행 경로 상의 감속 이벤트를 감지하고 상기 감지된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 제어기; 및 상기 제어기로부터 감속 이벤트 정보와 함께 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 상기 수신된 차량 예측 속도를 감속 이벤트의 위치와 함께 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 차량의 예측 속도 안내 장치가 개시된다.

Description

차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법{System and method for guiding expected speed of vehicle}
본 발명은 차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 주행 중 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도 정보를 디스플레이를 통해 표시하는 차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법에 관한 것이다.
오늘날 자동차는 여러 첨단 기술이 적용되면서 기동성과 유용성, 편의성, 안전성 등이 크게 향상되고 있다. 일례로, 자동차에서 운전자의 눈에 정보를 투영하는 헤드업 디스플레이(HUD, HeadUp Display)의 이용이 늘고 있다.
헤드업 디스플레이 유닛은 차량의 운행 정보를 윈드쉴드 글라스(windshield glass)에 표시하도록 구비된 전방 표시장치이다. 처음에는 비행기에서 조종사의 전방 시야를 확보하기 위해 헤드업 디스플레이 유닛이 도입되었으나, 최근 들어 차량에서도 주행 정보나 정보를 전달하기 위해 적용되고 있다.
차량에서 헤드업 디스플레이 유닛은 기존 클러스터에 표시되던 속도나 연료량, 방향, 온도, 경고 등의 정보를 운전자가 인식할 수 있도록 윈드쉴드 글라스에 가상 이미지를 형성하여 표시한다. 또한, 헤드업 디스플레이 유닛은 기존 클러스터 정보뿐만 아니라 야간에 전방의 물체를 식별할 수 있도록 하는 나이트비전의 기능을 제공하기도 한다.
이와 같은 헤드업 디스플레이 유닛을 이용할 경우, 전방에 대한 운전자의 집중력이 높아지므로 사고 발생의 위험이 감소할 수 있고, 운전자가 운전 중 클러스터 정보를 확인하기 위해 고개를 숙이면서 발생하는 사고를 예방할 수 있다. 더 부연하면, 헤드업 디스플레이 유닛은 차량의 내부 동작 정보와 주행 정보의 영상을 윈드쉴드 글라스에 표시하여 운전자의 시선 이동을 최소화하고 운전자의 전방 주의가 분산되지 않도록 한다.
장치 구성에 있어, 헤드업 디스플레이 유닛은 영상을 생성하는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 영상 소스(image source), 영상 소스로부터 생성되어 투사되는 영상이 윈드쉴드 글라스의 적정 거리 및 유효 초점거리에 상을 맺도록 하는 광학계, 그리고 운전자 조작을 위한 인터페이스 등으로 구성될 수 있다.
최근 증강 현실(AR, Augmented Reality) 기술이 발전함에 따라 차량 분야에도 증강 현실 기술을 활용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들어, 기존 헤드업 디스플레이에 증강 현실 기술을 적용하여 증강 현실 헤드업 디스플레이에 대한 연구가 진행되고 있다.
기존 헤드업 디스플레이의 경우 차량의 윈드쉴드 글라스에 차량 운행 및 전방 시야에 방해되지 않는 범위에서 최소한의 정보를 표시하여 운전 편의성을 증대시킨다. 반면, 증강 현실 헤드업 디스플레이는 윈드쉴드 글라스에 보이는 주변 지형지물에 대한 정보와 차량의 정보를 융합하여 표시함으로써 편의성을 극대화할 수 있다.
한편, 전술한 헤드업 디스플레이의 기능과 더불어, 차량에 적용되고 있는 첨단 기술 중 하나로서 내비게이션 기반 스마트 크루즈 제어(Navigation-based Smart Cruise Control, 이하 'NSCC'라 칭함) 기능이 알려져 있다. NSCC는 내비게이션의 지도 정보를 이용하여 제한속도와 도로 곡률 등에 따라 차량 속도를 제어하는 기능이며, 그 밖에 과속 카메라 위치에 맞게 속도를 감속시키는 기능을 포함한다.
일반적인 운전 상황에서 전방에 과속 카메라가 존재할 경우 운전자는 가속 페달과 브레이크 페달을 조작하여 차량이 제한속도 이하로 주행하도록 운전한다. 그러나 이러한 운전 조작이 운전자의 감으로 이루어지기 때문에 과다한 페달 조작과 과감속, 과속 등이 발생할 수 있는 문제가 있다.
반면, NSCC 기능을 이용할 경우에는 전방에 과속 카메라가 존재할 때 차량이 스스로 속도를 제어하기 때문에 상기와 같은 과다한 페달 조작이나 과감속, 과속 등이 발생하는 문제가 개선될 수 있다. 하지만, NSCC 기능의 사용 중 차량에서 자체적으로 속도 제어를 실행하지만 운전자가 NSCC 작동 알람 외에는 어떠한 정보도 제공받지 못하므로 운전자가 항상 불안감을 느낄 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서,주행 중 차량에서 수집되는 정보를 이용하여 차량 전방에 과속 카메라와 같은 감속 이벤트가 존재할 경우 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 계산하고, 그 결과를 디스플레이를 통해 표시하는 차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 차량 주행 동안 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 필요한 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 제공하는 정보제공부; 상기 정보제공부에서 제공되는 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 기초로 주행 경로 상의 감속 이벤트를 감지하고 상기 감지된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 제어기; 및 상기 제어기로부터 감속 이벤트 정보와 함께 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 상기 수신된 차량 예측 속도를 감속 이벤트의 위치와 함께 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 차량의 예측 속도 안내 장치를 제공한다.
그리고 본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 주행 동안 제어기가 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 필요한 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 정보제공부로부터 제공받는 단계; 제어기가 정보제공부에서 제공되는 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 기초로 주행 경로 상의 감속 이벤트를 감지하고 상기 감지된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 단계; 및 디스플레이 유닛이 제어기로부터 감속 이벤트 정보와 함께 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 상기 수신된 차량 예측 속도를 감속 이벤트의 위치와 함께 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 단계를 포함하는 차량의 예측 속도 안내 방법을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량의 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법에 의하면, 주행 중 차량에서 수집되는 정보를 이용하여 차량 전방에 제한속도가 규정된 감속 이벤트(예, 과속 카메라나 속도제한 구간)가 존재할 경우 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 계산하고, 그 결과를 증강 현실(Augmented Reality) 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내할 수 있다.
이로써, 감속 이벤트 지점을 통과할 때의 속도 규정 미준수 우려에 따른 운전자의 불안감이 해소될 수 있고, 감속 이벤트 지점에서의 제한속도 준수에 대한 확실성을 운전자에게 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법이 적용된다면, NSCC(Navigation-based Smart Cruise Control) 기능을 이용할 때, 차량 전방의 과속 카메라 존재시 운전자가 느낄 수 있는 속도 규정 미준수의 염려와 불안감이 해소될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예측 속도 안내 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 차량 예측 속도가 결정되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 과속 카메라의 위치 및 과속 카메라에서의 도로상 차량 영역을 표시한 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 과속 예측시 표시 상태를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예측 속도 안내 과정을 나타내는 순서도이다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 주행 중 차량에서 수집되는 정보를 이용하여 차량 전방에 과속 카메라와 같은 감속 이벤트가 존재할 경우 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 계산하고, 그 결과를 디스플레이를 통해 표시하는 차량의 예측 속도 안내 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다. 여기서, 디스플레이는 헤드업 디스플레이가 될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 전방 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 디스플레이 유닛을 이용하여 표시(표출) 및 안내하며, 이때 디스플레이 유닛은 헤드업 디스플레이 유닛이 될 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 디스플레이 유닛은 차량 예측 속도를 증강 현실(AR, Augmented Reality)의 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 증강 현실 헤드업 디스플레이(AR HUD) 유닛일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예측 속도 안내 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 예측 속도 안내 장치는, 차량 전방에 위치한 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도 결정을 위한 정보를 제공하는 정보제공부(10), 상기 정보제공부(10)에서 제공되는 정보를 기초로 상기 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 연산 및 결정하는 제어기(20), 및 상기 결정된 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 제어기(20)로부터 수신하여 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 디스플레이 유닛(30)을 포함하여 구성된다.
여기서, 정보제공부(10)는 차량 운전 정보를 검출하여 제공하는 운전정보 검출부(11), 및 주행 경로에서 차량 전방의 감속 이벤트 정보를 제공하는 내비게이션 장치(18)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예측 속도 안내 장치가 설치된 차량에서, 상기 운전정보 검출부(11)는 차량 주행 동안 감속 이벤트 지점에서의 차량 속도를 예측하는데 필요한 차량 운전 정보를 검출하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에서, 운전정보 검출부(11)에 의해 검출되는 차량 운전 정보는 차량 속도와 차량 가감속도 정보를 포함할 수 있다. 이때, 운전정보 검출부(11)는 차량의 주행 차속(차량 속도)을 실시간으로 검출하는 차속 검출부(12)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 차속 검출부(12)에 의해 검출되는 실시간 주행 차속은 차량 가감속도 정보를 취득하는데 이용될 수 있다. 즉, 제어기(20)가 차속 검출부(12)로부터 수신되는 차속 신호를 미분하여 차량 가감속도 정보를 취득할 수 있는 것이다.
이에 제어기(20)가 차속 검출부(12)를 통해 얻어지는 차량 속도(차속) 정보와 차량 가감속도 정보를 이용하여 차량 전방 감속 이벤트 지점에서의 속도를 예측할 수 있다. 제어기(20)가 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 연산 및 결정하는 것에 대해서는 후술하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 차속 검출부(12)는 휠속 센서를 포함하는 구성이 될 수 있다. 즉, 차량 속도를 실시간으로 검출하기 위해 구동륜의 회전속도(이하 '휠속'이라 칭함)를 검출하는 휠속 센서의 신호가 이용될 수 있고, 이러한 휠속 센서의 신호를 후처리하여 실시간 차속 정보가 얻어지는 것은 공지되어 있다. 또한, 휠속 센서의 신호를 후처리하여 얻어지는 차속 신호를 미분하여 차량의 가감속도가 취득될 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 실시예에서, 차량 가감속도 정보는, 차속 신호를 미분하여 얻어지는 것이 아닌, 실제 차량에 설치된 가속도 센서(13)를 통해 취득될 수도 있다. 이 경우 운전정보 검출부(11)는 차속 검출부(12)와 함께 차량의 종방향 가속도를 검출하는 가속도 센서(13)를 포함하는 것이 될 수 있고, 이때 가속도 센서(13)는 차량에 설치된 G-센서가 될 수 있다. G-센서에 의하면, 양(+)의 가속도뿐만 아니라 음(-)의 감속도 정보도 얻어질 수 있다.
그 밖에, 차량 가감속도 정보는 차량 구동계 속도 신호를 후처리하여 얻어질 수도 있다. 여기서, 구동계 속도는 차량을 구동하는 구동장치인 엔진의 회전속도(이하 '엔진 속도'라 칭함), 또는 차량을 구동하는 구동장치인 구동모터의 회전속도(이하 '모터 속도'라 칭함)일 수 있다.
이 경우, 운전정보 검출부(11)는 차량 구동계 속도를 검출하기 위한 속도 검출부(14)를 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 속도 검출부(14)는 엔진 자동차에 구비되는 엔진 회전수 센서이거나, 전기자동차에서 구동모터에 설치되는 레졸버일 수 있다.
예를 들면, 전기자동차에서 레졸버에 의해 검출되는 모터 속도와 종감속 기어비를 이용하여 차속이 얻어질 수 있고, 이 차속을 미분하면 가감속도 정보가 얻어질 수 있다. 또는 엔진 회전수 센서에 의해 검출되는 엔진 속도와 엔진에서 구동륜까지의 기어비(변속기 기어비 및 종감속 기어비) 정보를 이용하여 차속이 얻어질 수 있고, 이 차속을 미분하면 가감속도 정보가 얻어질 수 있다.
또한, 구동장치의 토크(구동 토크 및 회생 토크) 등을 기반으로 차량의 가감속도를 연산할 수도 있으며, 여기서 토크는 구동장치에 대한 토크 지령(엔진 토크 지령, 모터 구동 토크 지령, 모터 회생 토크 지령)이 될 수 있다. 이는 제어기(20)에서 차량 운전 정보를 기초로 결정될 수 있는 것으로서, 제어기(20)에서 차량 운전 정보를 기초로 구동 토크 지령 및 회생 토크 지령 등이 결정되는 것에 대해서는 공지의 기술 사항이므로 본 명세서에서 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 정보제공부(10)의 운전정보 검출부(11)는, 차량 가감속도 정보를 취득할 목적 외에, 제어기(20)가 차량의 주행 상태를 판단할 수 있도록 하기 위해, 차속 검출부(12)를 포함할 수 있고, 그 밖에 운전자의 운전 입력 정보를 검출하는 운전 입력 검출부와, 전방 차량(preceding vehicle) 정보를 검출하기 위한 전방 차량 검출부(17)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 운전 입력 검출부는 차량 주행 중 운전자가 운전 조작을 행함에 따라 입력되는 운전 입력 정보를 검출하기 위한 것으로, 운전자 페달 입력값을 검출하기 위한 검출부, 즉 운전자의 가속페달 입력값(APS 값)을 검출하는 가속페달 검출부(15)와, 운전자의 브레이크 페달 입력값(BPS 값)을 검출하는 브레이크 페달 검출부(16)를 포함할 수 있다. 상기 가속페달 검출부(15)는 통상의 차량에 구비되는 가속페달 센서(APS, Accelerator Position Sensor)일 수 있고, 브레이크 페달 검출부(16)는 브레이크 페달 센서(BPS, Brake pedal Positon Sensor)일 수 있다.
또한, 전방 차량 검출부(17)는 본 발명에 따른 예측 속도 안내가 이루어지는 차량의 앞에서 주행하고 있는 전방 차량(동일 차선에서 주행하는 선행 차량)에 대한 정보를 검출할 수 있는 차량 내 센서를 포함하는 구성이 될 수 있다. 구체적으로는, 차량 전방 검출부(17)는 차량에 설치된 RADAR(RAdio Detection And Ranging) 센서 또는 LADAR(LAser Detection And Ranging) 센서를 포함하는 구성이 될 수 있다. 상기 전방 차량 검출부(17)에 의해 얻어질 수 있는 전방 차량 정보는, 본 발명에 따른 예측 속도 안내가 이루어지는 차량(ego-vehicle)과 전방 차량(preceding vehicle) 간의 상대거리 또는 상대속도 정보를 포함하는 것이 될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서, 운전정보 검출부(11)에 의해 검출되는 차량 운전 정보는, 상기한 차량 속도 및 가감속도 정보 외에, 가속페달 입력값과 브레이크 페달 입력값, 그리고 전방 차량 정보를 더 포함하는 것이 될 수 있다.
그리고 내비게이션 장치(18)는 운전자가 목적지를 설정하여 목적지까지의 주행 경로가 생성된 상태로 차량이 주행하는 동안 차량의 현재 위치 정보와 함께 차량 전방의 감속 이벤트 정보를 제공한다. 여기서, 감속 이벤트 정보는 주행 경로 상 차량 전방의 속도제한 구간 및 과속 카메라의 위치 정보와 규정된 제한속도, 그리고 현재의 차량 위치로부터 감속 이벤트(속도제한 구간이나 과속 카메라) 위치까지의 잔여 거리 정보를 포함할 수 있다.
한편, 제어기(20)는 운전정보 검출부(11)에 의해 검출되는 차량 운전 정보와, 내비게이션 장치(18)에서 제공되는 감속 이벤트 정보를 기초로 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하고, 차량 예측 속도를 안내하기 위한 제어를 수행한다. 여기서, 감속 이벤트는 전술한 바와 같이 제한속도가 규정된 감속 이벤트, 즉 주행 경로 상에 존재하는 속도제한 구간이나 과속 카메라가 될 수 있다. 이 중에서 차량 예측 속도가 구해지는 속도제한 구간의 위치는 구간 시작을 알리는 구간시작 표지판이 설치된 위치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 차량 예측 속도가 결정되는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제어기(20)에서는 운전정보 검출부(11)에 의해 취득되는 차량 속도 정보와 차량 가감속도 정보, 내비게이션 장치(18)에서 제공되는 감속 이벤트(속도제한 구간, 과속 카메라 등) 지점까지의 잔여 거리 정보를 이용하여 하기 식 (1)과 같이 결정될 수 있다.
Figure pat00001
(1)
여기서, v*는 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도이고, v는 감속 이벤트 감지 후 차량 주행 동안 검출되는 실시간 차량 속도(차량 실제 속도)이며, a는 차량 가감속도를, s는 현재 차량 위치에서 전방 감속 이벤트 지점까지의 잔여 거리(업데이트되는 잔여 거리임)를 각각 나타낸다.
본 발명의 실시예에서, 제어기(20)는 내비게이션 장치(18)로부터 제한속도가 규정된 속도제한 구간이나 과속 카메라 위치까지의 잔여 거리 정보와 상기 규정된 제한속도 정보를 수신하고, 상기 잔여 거리를 수신한 시점에서 차량 실제 속도 및 차량 이동 거리(도 2에서 속도 적산 값 s)를 계산하여 잔여 거리를 업데이트한다.
이때, 제어기(20)는 차량이 감속 이벤트 감지 후 감속 이벤트 지점을 향해 주행하는 동안 잔여 거리를 계속해서 업데이트하게 된다. 여기서, 업데이트되는 잔여 거리는 감속 이벤트 감지 후 최초 수신된 잔여 거리에서 차량이 이동한 거리를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이와 같이 실시간으로 업데이트되는 잔여 거리가 식 (1)에서 차량 예측 속도를 계산하는데 이용되는 잔여 거리 s가 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에서, 디스플레이 유닛(30)은 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도, 즉 제어기(20)에서 실시간으로 결정되는 차량 예측 속도를 표시하여 운전자에게 안내한다. 상기 디스플레이 유닛(30)은 헤드업 디스플레이 유닛이 될 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 디스플레이 유닛은 차량 예측 속도를 증강 현실(Augmented Reality) 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 증강 현실 헤드업 디스플레이(AR HUD) 유닛일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 디스플레이 유닛(30)은, 제어기(20)로부터 감속 이벤트의 위치와 규정된 제한속도, 그리고 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 증강 현실 이미지로 표시하기 위한 일련의 제어를 수행하는 디스플레이 제어기(31)와, 차량 전방의 영상을 촬영하는 카메라(32)와, 상기 촬영된 영상 정보를 이용하여 감속 이벤트의 위치와 차량 예측 속도를 표시한 증강 현실 이미지가 윈드쉴드 글라스에 표시되도록 하기 위한 프로젝터(33)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에서, 디스플레이 제어기(31)는 카메라(32)로부터 촬영된 차량 전방의 영상 신호를 수신하고, 촬영된 차량 전방의 영상에서 속도제한 구간의 구간 시작 표지판이나 과속 카메라와 같은 전방 감속 이벤트를 식별하여 전방 감속 이벤트의 위치를 결정한다. 또한, 디스플레이 제어기(31)는 상기 결정된 전방 감속 이벤트의 위치에 기초하여 차량 전방의 영상에서 차량이 전방 감속 이벤트 지점에 도달하였을 때 위치하게 될 도로상의 차량 영역을 결정한다.
또한, 디스플레이 제어기(31)는 카메라(32)에 의해 촬영된 영상을 이용하여 전방 감속 이벤트 위치와 상기 도로상의 차량 영역, 그리고 차량 예측 속도를 표시한 증강 현실 이미지를 프로젝터(33)에 전달하고, 동시에 윈드쉴드 글라스에 조사하라는 명령신호를 프로젝터(33)에 전달한다.
이로써, 전방 감속 이벤트 위치, 전방 감속 이벤트 지점에서의 도로상 차량 영역, 그리고 전방 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 증강 현실 이미지가 윈드쉴드 글라스를 통해 표시되며, 이에 운전자가 시각적으로 차량 예측 속도를 안내받을 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 주행 중 차량에서 수집되는 정보를 이용하여 차량 전방에 제한속도가 규정된 감속 이벤트(예, 과속 카메라 또는 속도제한 구간의 제한속도 표지판)가 존재할 경우 감속 이벤트 지점에서 예상되는 차량 속도를 계산하고, 그 결과를 차량 내 디스플레이(예, 헤드업 디스플레이)에 증강 현실(Augmented Reality) 이미지로 표시하여 운전자에게 시각적으로 안내할 수 있게 된다.
이로써, 감속 이벤트 지점을 통과할 때의 속도 규정 미준수에 따른 운전자의 불안감이 해소될 수 있고, 감속 이벤트 지점에서의 제한속도 준수에 대한 확실성을 운전자에게 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 예측 속도 안내 장치 및 안내 방법이 적용된다면, NSCC(Navigation-based Smart Cruise Control) 기능을 이용할 때, 차량 전방의 과속 카메라 존재시 운전자가 느낄 수 있는 속도 규정 미준수의 염려 및 불안감이 해소될 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 카메라(32)에 의해 촬영되는 영상에 과속 카메라 위치 및 차량이 과속 카메라 위치에 도달했을 때의 차량 영역을 표시한 예를 보여주는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에서 과속 예측시 표시 상태를 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 예측 속도 안내 장치에서는 과속 카메라가 감지된 경우 도 3에 나타낸 바와 같이 과속 카메라(1)의 위치를 나타내는 증강 현실 이미지를 윈드쉴드 글라스를 통해 표시하여 운전자에게 안내한다. 도 3을 참조하면, 영상 내에서 과속 카메라 위치는 원(2)으로 표시되고 있으며, 과속 카메라가 위치한 곳의 바로 아래에 차량이 위치하게 될 도로상의 차량 영역(3)이 사각형으로 표시되고 있음을 볼 수 있다.
또한, 디스플레이 제어기(31)는 차량 예측 속도와 제한속도를 비교하여 전방 감속 이벤트(과속 카메라) 위치에서 차량 과속이 예측될 경우 도 4에 나타낸 바와 같이 감속 이벤트(과속 카메라) 및 도로상 차량 영역의 표시 색상을 설정된 색상으로 변화시키거나 표시 부분에 깜박임 등의 효과를 주어 운전자에게 경고한다.
예를 들면, 제한속도가 80km/h인 도로에서 차량이 시속 100km/h의 속도로 주행하다가, 과속 카메라 500m 앞에서 과속 카메라 정보를 수신하여 차량 감속을 실시할 때, 500m 후 과속 카메라 지점에서의 차량 예측 속도가 95km/h로 결정되었다면 과속 카메라 위치에서 과속 상태인 것으로 예측한다. 이 경우 도 4에 나타낸 바와 같이 과속 카메라와 도로상 차량 영역의 표시 색상을 변화시키거나 표시 부분에 깜박임 등의 효과를 주어 경고한다.
반면, 동일한 상황에서 과속 카메라를 향해 이동하는 동안 차량이 적절히 감속되어 과속 카메라 100m 앞에서 과속 카메라 지점에서의 차량 예측 속도가 80km/h인 것으로 다시 계산되었다면 과속 상태인 것으로 예측하지 않으며, 과속 예측 상태가 해제되므로 상기와 같은 경고 표시 작동을 위한 제어가 수행되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량 예측 속도 안내 방법을 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 차량 주행 동안 제어기(20)에는 운전정보 검출부(11)에 의해 실시간으로 차량 속도 및 차량 가감속도 정보가 얻어진다(S11).
이어 내비게이션 장치(18)가 제공하는 감속 이벤트 정보로부터 제어기(20)가 주행 경로 상 차량 전방의 감속 이벤트를 감지하게 되면(S12), 현재 NSCC 기능이 작동 상태인지를 판단한다(S13).
여기서, 제어기(20)는 NSCC 기능이 작동 상태인 것으로 판단한 경우, NSCC 제어속도와 감속 이벤트(과속 카메라) 정보를 디스플레이 유닛(30)으로 전달하여 NSCC 제어속도와 감속 이벤트 위치가 표시되도록 한다(S14).
반면, 제어기(20)가 NSCC 기능이 미작동 상태인 것으로 판단한 경우, 차량 속도 및 가감속도, 내비게이션 장치(18)로부터 수신된 감속 이벤트까지의 잔여 거리 정보로부터 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 결정한다(S15).
이어 제어기(20)는 감지된 감속 이벤트의 위치와 종류, 규정된 제한속도 등의 감속 이벤트 정보와 함께 상기 결정된 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 디스플레이 유닛(30)의 디스플레이 제어기(31)로 전달한다.
이에 디스플레이 제어기(31)에서는 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 감속 이벤트에 규정된 제한속도와 비교하여 감속 이벤트에서의 과속 예측 상태인지를 판단한다(S16).
여기서, 과속 예측 상태인 것으로 판단한 경우, 디스플레이 제어기(31)는 감속 이벤트 위치 및 차량 예측 속도를 윈드쉴드 글라스에 표출(표시)하면서 과속 예측 상태를 표출하기 위한 제어를 실시한다(S17).
반면, 과속 예측 상태가 아닌 것으로 판단한 경우, 디스플레이 제어기(31)는 감속 이벤트 위치 및 차량 예측 속도를 윈드쉴드 글라스에 표출하기 위한 제어를 실시하고(S18), 이때 과속 예측 상태의 표출을 위한 제어는 실시하지 않는다
이어 제어기(20)는 수집되는 정보를 이용하여 감속 이벤트까지의 잔여 거리 등 주행 상황이 실시간으로 업데이트 되었다면(S19 단계), 이후 차량이 감속 이벤트를 통과할 때까지 S13 ~ S19 단계를 반복한다.
이후 차량이 감속 이벤트를 통과한 것으로 판단한 경우, 제어기(20)는 디스플레이 유닛(30)을 통한 차량 예측 속도 표시 작동 및 그 제어를 중지한다(S20,S21).
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 정보제공부
11 : 운전정보 검출부
12 : 차속 검출부
13 : 가속도 센서
14 : 속도 검출부
15 : 가속페달 검출부
16 : 브레이크 페달 검출부
17 : 전방 차량 검출부
18 : 내비게이션 장치
20 : 제어기
30 : 디스플레이 유닛
31 : 디스플레이 제어기
32 : 카메라
33 : 프로젝터

Claims (20)

  1. 차량 주행 동안 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 필요한 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 제공하는 정보제공부;
    상기 정보제공부에서 제공되는 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 기초로 주행 경로 상의 감속 이벤트를 감지하고 상기 감지된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 제어기; 및
    상기 제어기로부터 감속 이벤트 정보와 함께 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 상기 수신된 차량 예측 속도를 감속 이벤트의 위치와 함께 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보제공부는
    차량 운전 정보를 검출하여 제공하는 운전정보 검출부; 및
    주행 경로에서 차량 전방의 감속 이벤트 정보를 제공하는 내비게이션 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 운전 정보는 차량 속도와 차량 가감속도를 포함하고,
    상기 감속 이벤트 정보는 감속 이벤트의 위치 및 규정된 제한속도, 차량 현재 위치에서 감속 이벤트까지의 잔여 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는 감속 이벤트 감지 후 차량이 감속 이벤트를 향해 주행하는 동안의 실시간 차량 속도 및 차량 가감속도 정보와 상기 잔여 거리 정보를 이용하여 상기 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어기는 상기 차량 속도(v)와 차량 가감속도(a), 상기 잔여 거리(s)로부터 아래의 식 E1을 이용하여 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
    E1 :
    Figure pat00002

  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은
    차량 전방의 영상을 촬영하는 카메라;
    상기 수신된 차량 예측 속도를 증강 현실 이미지로 표시하기 위한 제어를 수행하는 디스플레이 제어기; 및
    상기 디스플레이 제어기의 명령신호에 따라 상기 카메라에 의해 촬영된 차량 전방의 영상 정보를 이용하여 감속 이벤트의 위치와 차량 예측 속도를 표시한 증강 현실 이미지가 윈드쉴드 글라스에 표시되도록 하는 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 디스플레이 제어기는
    상기 카메라에 의해 촬영된 차량 전방의 영상에서 감속 이벤트를 식별하여 감속 이벤트의 위치를 결정하고,
    상기 결정된 감속 이벤트의 위치에 기초하여 상기 차량 전방의 영상에서 차량이 전방 감속 이벤트 지점에 도달하였을 때 위치하게 될 도로상의 차량 영역을 결정하며,
    상기 결정된 도로상의 차량 영역이 프로젝터를 통해 윈드쉴드 글라스에 더 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 디스플레이 제어기는
    상기 제어기에서 수신된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도와 감속 이벤트 정보의 제한속도를 비교하여, 상기 감속 이벤트 지점에서 차량 과속 상태가 예측되는 경우, 상기 프로젝터를 통해 윈드쉴드 글라스에 경고 표시가 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 감속 이벤트는 제한속도가 규정된 과속 카메라 또는 속도제한 구간인 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 장치.
  10. 차량 주행 동안 제어기가 감속 이벤트에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 필요한 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 정보제공부로부터 제공받는 단계;
    제어기가 정보제공부에서 제공되는 차량 운전 정보와 감속 이벤트 정보를 기초로 주행 경로 상의 감속 이벤트를 감지하고 상기 감지된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 단계; 및
    디스플레이 유닛이 제어기로부터 감속 이벤트 정보와 함께 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 나타내는 신호를 수신하여 상기 수신된 차량 예측 속도를 감속 이벤트의 위치와 함께 미리 정해진 형태의 증강 현실 이미지로 윈드쉴드 글라스에 표시하는 단계를 포함하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 정보제공부는
    차량 운전 정보를 검출하여 제공하는 운전정보 검출부; 및
    주행 경로에서 차량 전방의 감속 이벤트 정보를 제공하는 내비게이션 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량 운전 정보는 차량 속도와 차량 가감속도를 포함하고,
    상기 감속 이벤트 정보는 감속 이벤트의 위치 및 규정된 제한속도, 차량 현재 위치에서 감속 이벤트까지의 잔여 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어기는 감속 이벤트 감지 후 차량이 감속 이벤트를 향해 주행하는 동안의 실시간 차량 속도 및 차량 가감속도 정보와 상기 잔여 거리 정보를 이용하여 상기 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 내비게이션 장치로부터 상기 잔여 거리 정보를 수신한 시점의 차량 속도와 상기 차량 속도를 적산하여 계산한 차량 이동 거리를 이용하여 상기 잔여 거리를 업데이트하고,
    상기 업데이트되는 잔여 거리 정보를 상기 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 결정하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어기는 상기 차량 속도(v)와 차량 가감속도(a), 상기 잔여 거리(s)로부터 아래의 식 E1을 이용하여 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
    E1 :
    Figure pat00003

  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어기는 감속 이벤트 감지 후 내비게이션 기반 스마트 크루즈 제어(Navigation-based Smart Cruise Control) 기능의 작동 여부를 확인하여 상기 스마트 크루즈 제어 기능의 작동 중이면 스마트 크루즈 제어 시 제어속도 값을 상기 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은
    차량 전방의 영상을 촬영하는 카메라;
    상기 수신된 차량 예측 속도를 증강 현실 이미지로 표시하기 위한 제어를 수행하는 디스플레이 제어기; 및
    상기 디스플레이 제어기의 명령신호에 따라 상기 카메라에 의해 촬영된 차량 전방의 영상 정보를 이용하여 감속 이벤트의 위치와 차량 예측 속도를 표시한 증강 현실 이미지가 윈드쉴드 글라스에 표시되도록 하는 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 디스플레이 제어기는
    상기 카메라에 의해 촬영된 차량 전방의 영상에서 감속 이벤트를 식별하여 감속 이벤트의 위치를 결정하고,
    상기 결정된 감속 이벤트의 위치에 기초하여 상기 차량 전방의 영상에서 차량이 전방 감속 이벤트 지점에 도달하였을 때 위치하게 될 도로상의 차량 영역을 결정하며,
    상기 결정된 도로상의 차량 영역이 프로젝터를 통해 윈드쉴드 글라스에 더 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 디스플레이 제어기는
    상기 제어기에서 수신된 감속 이벤트 지점에서의 차량 예측 속도와 감속 이벤트 정보의 제한속도를 비교하여, 상기 감속 이벤트 지점에서 차량 과속 상태가 예측되는 경우, 상기 프로젝터를 통해 윈드쉴드 글라스에 경고 표시가 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 감속 이벤트는 제한속도가 규정된 과속 카메라 또는 속도제한 구간인 것을 특징으로 하는 차량의 예측 속도 안내 방법.
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