KR20230023125A - 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법 - Google Patents

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autonomous
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홍성우
오남영
김태성
문환수
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 현재 진입한 도로의 폭(너비)을 계산하여 협로로 판단될 때, 운전자의 선택에 따라 안전하게 통과할 수 있도록 자율주행 차량을 제어하기 위한 제어장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 센서부; 상기 센서부에 의해 획득된 데이터를 이용하여 장애물의 위치 및 매질을 파악한 데이터와 주행 경로 상의 차량 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 신호 처리부; 상기 신호 처리부에 의해 획득한 정보를 분석하여 주행 가능 여부를 판단하고 운전자와의 인터페이스를 수행하고 운전자의 선택신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 신호 처리부에 의해 처리된 영상을 표시하고 상기 제어부와 인터페이스를 수행하는 인터페이스부; 및 상기 제어부로부터 제공된 제어신호에 따라 자율 주행을 수행하는 자율주행 기능부를 포함하여 이루어지는 자율주행 차량의 제어장치 및 이를 이용한 자율주행 차량의 제어방법.

Description

자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법{Apparatus and method for control of autonomous vehicle}
본 발명은 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현재 진입한 도로의 폭(너비)을 계산하여 협로로 판단될 때, 운전자의 선택에 따라 안전하게 통과할 수 있도록 자율주행 차량을 제어하기 위한 제어장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
폭(너비)이 좁은 도로 또는 골목길과 같이 다양한 장애물이 존재하는 도로에서 운전자는 자신의 감각에 의존하여 통과 가능 여부를 판단한다. 운전자의 판단에 의해 차량이 통과 가능하다고 판단하여 진입하였으나, 실제 통과가 불가능한 경우에 교통 정체를 유발할 수 있고 운전자에게 불편함을 제공하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 협로에서 각종 센서를 이용하여 차량의 통과 가능 여부를 자동으로 판단하고, 이러한 정보를 운전자에게 제공하는 기술이 개발되었다.
그러나, 주행 가능한 협로인 경우라도 운전이 미숙한 초보 운전자가 협로를 통과하는데 어려움을 겪게 되는 불편함이 여전히 존재한다.
본 발명은 주행 가능한 협로에서 자율주행 기능을 수행하도록 제어하여 접촉 사고의 발생을 방지할 수 있는 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 각종 센서들의 위험도 판단에 운전자의 의사를 반영하여 주행 가능 여부를 재확인하여 신뢰성을 증대시킬 수 있는 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치는 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 센서부; 상기 센서부에 의해 획득된 데이터를 이용하여 장애물의 위치 및 매질을 파악한 데이터와 주행 경로 상의 차량 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 신호 처리부; 상기 신호 처리부에 의해 획득한 정보를 분석하여 주행 가능 여부를 판단하고 운전자와의 인터페이스를 수행하고 운전자의 선택신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 신호 처리부에 의해 처리된 영상을 표시하고 상기 제어부와 인터페이스를 수행하는 인터페이스부; 및 상기 제어부로부터 제공된 제어신호에 따라 자율 주행을 수행하는 자율주행 기능부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 센서부는 차량의 전방 및 측방에 위치한 장애물의 위치 및 매질 정보를 추출하는 라이다, 레이더, 적외선 센서 및 초음파 센서 등의 비영상 센서부 및 차량의 전방 및 후방의 영상 정보를 추출하는 복수의 카메라 등의 영상 센서부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 신호 처리부는 전방 차량의 번호판을 인식하여 전방의 객체가 차량임을 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 센서부에서 획득된 데이터를 근거로 협로로 판단하기 위한 프로그램, 자기 차량의 제원 정보 및 상기 자율주행 기능부의 동작에 필요한 프로그램을 저장한 저장부를 내장할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 상기 센서부에서 획득된 데이터와 상기 저장부에 저장된 자기 차량의 제원 정보를 근거로 분석한 결과, 주행 가능한 것으로 판단한 경우 상기 인터페이스부를 통해 운전자로부터 자율주행 또는 직접주행의 선택 신호를 수신할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 상기 센서부에서 획득된 데이터와 상기 저장부에 저장된 자기 차량의 제원 정보를 근거로 분석한 결과, 주행 불가능한 것으로 판단한 경우 상기 인터페이스부를 통해 운전자로부터 무시 가능한 장애물에 대한 선택 신호를 수신하고, 이를 반영하여 주행 가능여부를 재판단할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건, 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 조건 및 우회전 시그널이 활성화된 조건을 차별화하여 가상선을 도출하여 주행 가능여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 주행 가능한 조건에서 운전자로부터 자율주행 선택신호를 수신한 경우에만 상기 자율주행 기능부를 활성화하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건에서 반대편 차량이 후방 카메라에 포착될 때 상기 자율주행 기능부의 동작 제어신호를 종료할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 제어부는 우회전 시그널이 활성화된 조건에서 최초 주행 방향과 현재 주행 방향의 차이가 30°이상인 경우, 차량을 정지시키도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치에서 자율주행 기능부는 차량의 주행 속도를 20km/h 이하로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법은 차량에 배치된 센서부가, 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 단계; 차량에 배치된 신호 처리부가, 장애물 정보와 카메라로부터 획득한 영상을 매칭하는 단계: 차량에 배치된 제어부가, 영상 정보와 자차의 제원 정보를 근거하여 주행 가능여부를 판단하는 단계; 차량에 배치된 제어부가, 주행 가능여부에 따라 운전자와의 인터페이스 동작을 수행하는 단계; 및 차량에 배치된 제어부가, 운전자로부터 자율주행 선택신호를 수신하는 경우, 자율주행 기능부의 기능을 구현하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법은 주행 가능한 협로에서 자율주행 기능을 수행하도록 제어하여 접촉 사고의 발생을 방지할 수 있어 운전이 미숙한 초보 운전자에게 편의성을 제공할 수 있고, 각종 센서들의 위험도 판단에 운전자의 의사를 반영하여 주행 가능 여부를 재확인하여 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 6은 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 다양한 경우의 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8 내지 도 9는 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 경우의 협로 주행의 실시 예를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 협로 주행 중 우회전 시그널이 동작하는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 도 10의 경우에 따른 협로 주행의 실시 예를 나타낸 예시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어 장치 및 이를 이용한 자율주행 차량의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치는 센서부(10), 신호 처리부(20), 제어부(30), 자율주행 기능부(40) 및 인터페이스부(50)를 포함한다. 이때, 저장부(60)는 본 예시에서와 같이 제어부(30) 내에 내장되거나 별도로 구비될 수도 있다. 저장부(60)는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
센서부(10)는 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 기능을 수행한다. 센서부(10)는 차량의 전방 및 측방에 위치한 장애물의 위치 및 매질 정보를 추출하는 비영상 센서부와 차량의 전방 및 후방의 영상 정보를 추출하는 영상 센서부로 이루어질 수 있다. 이때, 비영상 센서로는 라이다(Light Detection and Ranging: LiDAR), 레이더(Radio Detection and Ranging: RaDAR), 적외선 센서 및 초음파 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지고, 영상 센서부는 복수의 카메라로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 비영상 센서부로서 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR)와 초음파 센서를 구비하는 것을 예로 한다. 물론, 다양한 비영상 센서가 차량에 적용될 수 있으므로 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어 장치에서 라이다 센서와 초음파 센서로 한정되는 것은 아니며, 이에 상응하는 다양한 센서가 사용될 수 있음은 언급의 여지가 없을 것이다. 또한 영상 센서부로서의 카메라는 복수 개의 카메라가 분산되어 설치되어 차량의 전방, 측방 및 후방에 대한 영상데이터를 획득할 수 있다.
센싱 정보는 장애물과의 거리 정보 또는 맞은 편 차선의 차량정보 및 주행 속도 정보를 포함할 수 있다. 상기 차량정보는 맞은 편 차선 차량의 차폭 및 차량의 길이를 포함할 수 있다. 센싱되는 정보는 도로 이미지 정보, 장애물의 이미지 정보, 및 차선 정보 등을 포함할 수 있다. 이때, 장애물의 이미지 정보는 장애물의 크기 정보를 포함할 수 있다. 만일, 차량에 내비게이션 장치가 구비된 경우라면, 장애물 정보 및 도로 정보는 상기 내비게이션 장치로부터 제공될 수도 있다. 즉, 내비게이션 장치로부터 획득할 수 있는 도로 맵(map) 정보에 기초하여 장애물 정보 및 도로 정보를 획득할 수도 있다.
이하의 설명에서 센싱 정보는 획득된 정보 자체를 의미하거나 가공 처리된 정보를 의미할 수도 있다. 예를 들어, "도로 정보"라 칭할 때, 상기 센서부(10)를 구성하는 카메라에 의해 얻어지는 영상 정보 자체를 의미하거나, 상기 신호 처리부(20)에 의해 도로 이미지에서 추출된 차선 정보가 가공 처리되어 운전자에게 제공되는 영상 정보 등을 포함할 수도 있다.
신호 처리부(20)는 상기 센서부(10)의 비영상 센서부에 의해 획득된 데이터를 이용하여 장애물의 위치 및 매질을 파악한다. 위에서 설명한 바와 같이, 비영상 센서부로서 라이다(LiDAR)와 초음파 센서를 구비한 경우, 라이다(LiDAR)는 주행 중인 차량의 전방의 장애물을 센싱하고 초음파 센서는 차량의 측면에 위치하는 장애물을 센싱한다. 라이다(LiDAR)는 종방향 및 횡방향의 인지율이 매우 높아 근접한 장애물에 대한 오차가 매우 작기 때문에 도로 상황의 정확한 인지가 가능하고, 초음파 센서는 차량의 측면 상황을 인지하여 현재 차량의 통로 위치여부를 확인할 수 있다. 라이다 센서는 주행 차량의 전방으로 레이저 빔을 발광하여 그 레이저 빔이 전방의 물체로부터 반사되어 되돌아 오는 시간을 이용하여 전방 장애물과의 거리를 산출한다.
전방의 장애물이 도체인 경우는 100%, 부도체인 경우는 유전율에 따라 라이다 또는 초음파에 대한 반사파가 달라진다. 유전율은 대상 물질의 종류에 따라 다른 값을 가지는데, 예를 들어, 공기는 1.0, 물은 80.4, 유리는 5, PVC는 3.4, 고무는 6.7 및 시멘트는 2.2의 유전율을 갖는다. 신호 처리부(20)는 이러한 유전율을 근거로 라이다로부터 제공된 신호를 분석하여 전방의 장애물 및 측면의 장애물의 위치 및 크기와 더불어 매질에 관한 정보를 획득할 수 있다.
또한, 신호 처리부(20)는 맞은 편 차선의 주행 경로 상의 차량 유무를 판단한다. 센서부(10)의 카메라로부터 제공된 영상 이미지에 포함된 차량의 번호판을 인식하여 차량 여부를 확인한다. 신호 처리부(20)는 장애물의 위치 및 매질의 정보와 맞은편 차선의 차량 존재 여부에 관한 정보를 제어부(30)에 제공한다.
제어부(30)는 장애물 위치 정보를 이용하여 주행 경로에 가상선을 표시하고, 전방 카메라로부터 제공된 화면과 매칭시켜 운전자가 확인할 수 있도록 AVN 등의 디스플레이 장치에 표시한다. 경우에 따라, 운전자의 정면 유리창에 헤드업 디스플레이 장치를 통해 표시할 수도 있다.
제어부(40)는 센서부(10)로부터 수신된 센싱정보로 차량의 통로 진입여부를 확인하고, 통로 내에 위치한 장애물을 검지하며, 장애물을 기준으로 통로의 좌우 폭(너비)을 산출한 후 통로의 협로여부를 확인한다. 제어부(30)는 상기 신호 처리부(20)에 의해 획득한 정보를 분석하여 주행 가능 여부를 판단한다. 제어부(30)는 상기 영상에 포함된 적어도 하나의 도로의 폭(너비)을 자기 차량의 차폭(너비)과 비교한다. 주행 도로의 폭(너비)보다 차량의 폭(너비)이 좁으면 주행 가능한 것으로 판단하고, 주행도로의 폭(너비)이 자기 차량의 폭(너비)보다 좁으면 주행 불가능한 것으로 판단한다.
제어부(30)는 인터페이스부(50)를 통해 운전자와 인터페이스를 수행한다. 예를 들어, 주행 가능한 것으로 판단될 때, 제어부(30)는 운전자로부터 자율 주행과 직접 주행 중 선택 신호를 수신한다. 운전자가 자율주행을 선택한 경우, 자율주행 기능부(40)의 동작을 제어하여 자율 주행을 수행한다. 주행 불가로 판단될 때, 제어부(30)는 화면을 통해 무시 가능한 장애물에 대한 선택 신호를 수신할 수 있다. 제어부(30)는 운전자로부터 무시 가능한 장애물 선택신호를 수신한 경우 해당 장애물을 제거한 후 주행 가능 여부를 재판단한다.
인터페이스부(50)는 상기 신호 처리부(20)에 의해 처리된 영상을 AVN (Audio, Video, Navigation) 등의 디스플레이 장치를 통해 표시하고 제어부(30)와 인터페이스를 수행한다. 인터페이스부(50)는 AVN 시스템과 연동하여 소리로서 협로의 존재를 운전자에게 알릴 수도 있고, 화면을 통해 협로의 존재를 운전자에게 알릴 수도 있다. 인터페이스부(50)는 운전자의 음성을 인식할 수 있는 장치나, 운전대 소정 부위에 배치되어 운전자의 선택신호를 수신할 수 있는 버튼 등 운전자와의 인터페이스 동작을 구현하기 위한 다양한 형태로 존재할 수 있다.
저장부(30)는 제어부(40)의 제어에 의해 카메라 센서에서 획득된 통로의 영상데이터, 통로를 협로로 판단하기 위한 프로그램을 저장하고, 주행제어 장치(100)를 제어하기 위한 다양한 프로그램들을 저장한다.
도 2는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다. 이하의 동작의 주체는 제어부(30)이므로 주어는 생략하기로 한다. 라이다(LiDAR)와 초음파 센서 및 복수의 카메라를 포함하여 이루어지는 센서부(10)에 의해 추출된 데이터로부터 전방의 도로 정보를 획득한다(S100).
신호 처리부(20)에서 제공된 장애물의 위치 및 매질 정보와 카메라로부터 제공된 정보를 이용하여 주행 도로의 화면을 매칭한다 (S200).
장애물의 위치 및 크기를 고려한 주행 도로의 폭(너비)을 자기 차량의 폭(너비)과 비교하여 일반 도로인지 협로인지 판단한다. 만일, 주행 도로의 폭(너비)이 자기 차량의 폭(너비)에 비해 임계값보다 큰 경우는 협로가 아닌 것으로 판단하고, 장애물이나 주차된 차량 등을 고려한 주행 도로의 폭(너비)과 자기 차량 폭(너비)의 차이가 임계값에 포함되면 협로로 판단한다 (S300).
협로로 판단된 경우, 맞은 편 차선에 차량이 존재하는지를 판단하고 (S400), 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 경우에 (S1) 과정을 수행한다.
협로로 판단된 상태에서 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 경우, 우회전을 위한 시그널이 동작되었는지 판단하고 그 여부에 따라 (S2) 또는 (S3) 과정을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이고, 도 4 내지 도 6은 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 다양한 경우의 예를 나타낸 예시도이다.
장애물이 포함된 도로 영상에 가상선을 추가한다. 좌측과 우측 장애물을 따라 좌측과 우측의 가상선을 도출하고 그 가상선들의 중심이 되는 가상 센터라인을 표시한다. 만일 도 4에 도시한 바와 같이, 맞은편 차선에 차량이 존재하고, 자기 차량의 주행 경로에 장애물이 존재하는 경우, 가장 좁은 도로의 폭(너비)(L1)이 자기 차량의 너비(폭)(W1)과 맞은 편 차선 차량의 폭(W2)의 값을 이용하여 주행 가능 여부를 판단한다. 이때, W0는 안전 주행을 위한 마진 값이다 (S510).
주행 도로의 폭(너비)(L1)과 자기 차량의 폭(너비)(W1)과 맞은 편 차선의 폭((W2)의 합보다 클 때 주행 가능한 것으로 판단할 수 있다(S520).
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 장애물로 인해 주행이 불가능한 것으로 판단될 때, 인터페이스부를 통해 운전자에게 장애물을 무시할 수 있는 지 여부를 묻는다. 운전자에게 고지하는 방법은 화면 또는 음성의 형태로 이루어질 수 있다. 인터페이스부를 통해 운전자가 무시 가능한 장애물을 선택하면 해당 장애물을 제거한 후 다시 주행 가능 여부를 판단한다. (S530).
주행 가능한 것으로 판단될 때, 인터페이스부를 통해 운전자에게 자율주행을 수행할 것인지 직접 운전할 것인지 묻는다. 운전자는 AVN을 통해 가상선이 표시된 화면을 보고 직접 운전 가능성을 판단하고 직접 운전 또는 자율 주행을 선택할 수 있다 (S540).
만일, 운전자가 자율주행을 선택하면, 자율주행 기능부(40)의 기능을 구현한다. 자율주행이 구현되면 차로유지보조장치(LFA)와 스마트크루즈콘트롤(SCC)의 기능을 통해 가상선의 우측에 밀착하여 주행한다 (S550).
우측으로 밀착하여 자율주행을 수행하면서 계속해서 장애물을 스캔하다가 도 6에 도시한 바와 같이 맞은 편 차선의 차량과 교차가 가능한 가장 넓은 폭 지점이 나타나는 경우 해당 지점에서 정차하거나, 맞은 편 차선의 차량이 후방 카메라에 포착되면 자율 주행을 멈춘다 (S560).
도 7은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이고, 도 8 내지 도 9는 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 경우의 협로 주행의 실시 예를 나타낸 예시도이다.
장애물이 포함된 도로 영상에 가상선을 추가한다. 넓은 도로와 좁은 도로의 각 좌측과 우측의 가상선을 도출하고 그 가상선들의 중심이 되는 가상 센터라인을 표시한다. 만일 도 8에 도시한 바와 같이, 장애물 2로 인해 도로의 폭이 좁아질 때, 좁은 도로의 폭을 자기 차량의 차폭과 비교하여 주행 가능 여부를 판단한다. 이때에도 좌측의 연석과 우측의 장애물에 접촉하지 않을 최소한의 안전 마진값을 고려한다 (S610).
좁은 도로의 폭이 자기 차량의 차폭보다 넓은 경우 주행 가능한 것으로 판단할 수 있다(S620). 이때에도 도 9에 도시한 바와 같이, 장애물로 인해 주행이 불가능한 것으로 판단될 때, 인터페이스부를 통해 운전자에게 장애물을 무시할 수 있는 지 여부를 묻는다. 운전자에게 고지하는 방법은 화면 또는 음성의 형태로 이루어질 수 있다. 인터페이스부를 통해 운전자가 무시 가능한 장애물을 선택하면 해당 장애물을 제거한 후 다시 주행 가능 여부를 판단한다. (S630).
주행 가능한 것으로 판단될 때, 인터페이스부를 통해 운전자에게 자율주행을 수행할 것인지 직접 운전할 것인지 묻는다. 운전자는 AVN을 통해 가상선이 표시된 화면을 보고 직접 운전 가능성을 판단하고 직접 운전 또는 자율 주행을 선택할 수 있다 (S640).
만일, 운전자가 자율주행을 선택하면, 자율주행 기능부(40)의 기능을 구현한다. 자율주행이 구현되면 차로유지보조장치(LFA)와 스마트크루즈콘트롤(SCC)의 기능을 통해 가상센터라인을 따라 주행한다. 좁은 도로를 통과하고 넓은 도로에 도달하면 새로운 가상선을 만든다 (S550).
도 10은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어방법 중 협로 주행 중 우회전 시그널이 동작하는 경우의 자율주행 차량의 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 도 10의 경우에 따른 협로 주행의 실시 예를 나타낸 예시도이다. 도 10은 교차로에서 전방의 차량을 피해 운전자가 우회전 시그널을 동작시킨 경우를 나타낸 것이다.
전방 차량의 우측면과 연석으로 가상선을 도출하여 주행 가능여부를 판단한다. 우측 가상선에서 자기 차량의 차폭과 안전 마진을 더하여 기존의 좌측 가상선이 아닌 새로운 가상선을 도출한다. 기존의 우측 가상선과 새롭게 도출된 좌측 가상선의 중심이 가상센터라인이 된다 (S710).
좁은 도로의 폭이 자기 차량의 차폭보다 넓은 경우 주행 가능한 것으로 판단할 수 있다(S720).
주행 가능한 것으로 판단될 때, 인터페이스부를 통해 운전자에게 자율주행을 수행할 것인지 직접 운전할 것인지 묻는다. 운전자는 AVN을 통해 가상선이 표시된 화면을 보고 직접 운전 가능성을 판단하고 직접 운전 또는 자율 주행을 선택할 수 있다 (S730).
만일, 운전자가 자율주행을 선택하면, 자율주행 기능부(40)의 기능을 구현한다. 자율주행이 구현되면 차로유지보조장치(LFA)와 스마트크루즈콘트롤(SCC)의 기능을 통해 새롭게 획득한 가상센터라인을 따라 우측에 밀착하여 주행한다 (S740).
최초 주행 방향과 현재 주행 방향이 30°이상 바뀌면 차량을 정차시킨다. 이는 교차로를 직진 주행하던 차량과 충돌을 방지하기 위한 것이다 (S750).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율주행 차량의 제어장치 및 제어 방법은 주행 가능한 협로에서 자율주행 기능을 수행하도록 제어하여 접촉 사고의 발생을 방지할 수 있어 운전이 미숙한 초보 운전자에게 편의성을 제공할 수 있고, 각종 센서들의 위험도 판단에 운전자의 의사를 반영하여 주행 가능 여부를 재확인하여 신뢰성을 증대시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 센서부 20: 신호 처리부
30: 제어부 40: 자율주행 기능부
50: 인터페이스부 60: 저장부

Claims (20)

  1. 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 센서부;
    상기 센서부에 의해 획득된 데이터를 이용하여 장애물의 위치 및 매질을 파악한 데이터와 주행 경로 상의 차량 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 신호 처리부;
    상기 신호 처리부에 의해 획득한 정보를 분석하여 주행 가능 여부를 판단하고 운전자와의 인터페이스를 수행하고 운전자의 선택신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 신호 처리부에 의해 처리된 영상을 표시하고 상기 제어부와 인터페이스를 수행하는 인터페이스부; 및
    상기 제어부로부터 제공된 제어신호에 따라 자율 주행을 수행하는 자율주행 기능부를 포함하여 이루어지는 자율주행 차량의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서부는,
    차량의 전방 및 측방에 위치한 장애물의 위치 및 매질 정보를 추출하기 위한 센싱 동작을 수행하는 비영상 센서부; 및
    차량의 전방 및 후방의 영상 정보를 추출하는 영상 센서부를 포함하는 자율주행 차량의 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비영상 센서부는 라이다(Light Detection and Ranging: LiDAR), 레이더(Radio Detection and Ranging: RaDAR), 적외선 센서 및 초음파 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 영상 센서부는 복수의 카메라를 포함하는 자율주행 차량의 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    전방 물체로부터 반사되는 반사파 정보를 상기 비영상 센서부로부터 수신하여 전방 물체의 유전율을 근거로 전방 물체의 매질에 관한 정보를 획득하는 자율주행 차량의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는 전방 차량의 번호판을 이용하여 전방의 객체가 차량인 것으로 판단하는 자율주행 차량의 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센서부에서 획득된 데이터를 근거로 협로로 판단하기 위한 프로그램, 자기 차량의 제원 정보 및 상기 자율주행 기능부의 동작에 필요한 프로그램을 저장한 저장부를 내장하는 자율주행 차량의 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는 상기 센서부에서 획득된 데이터와 상기 저장부에 저장된 자기 차량의 제원 정보를 근거로 분석한 결과, 주행 가능한 것으로 판단한 경우 상기 인터페이스부를 통해 운전자로부터 자율주행 또는 직접주행의 선택 신호를 수신하는 자율주행 차량의 제어장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부는 상기 센서부에서 획득된 데이터와 상기 저장부에 저장된 자기 차량의 제원 정보를 근거로 분석한 결과, 주행 불가능한 것으로 판단한 경우 상기 인터페이스부를 통해 운전자로부터 무시 가능한 장애물에 대한 선택 신호를 수신하고, 이를 반영하여 주행 가능여부를 재판단하는 자율주행 차량의 제어장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건, 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 조건 및 우회전 시그널이 활성화된 조건을 차별화하여 가상선을 도출하여 주행 가능여부를 판단하는 자율주행 차량의 제어장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 주행 가능한 조건에서 운전자로부터 자율주행 선택신호를 수신한 경우에만 상기 자율주행 기능부를 활성화하기 위한 제어신호를 출력하는 자율주행 차량의 제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건에서 반대편 차량이 후방 카메라에 포착될 때 상기 자율주행 기능부의 동작 제어신호를 종료하는 자율주행 차량의 제어장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어부는 우회전 시그널이 활성화된 조건에서 최초 주행 방향과 현재 주행 방향의 차이가 30°이상인 경우, 차량을 정지시키도록 제어하는 자율주행 차량의 제어장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 자율주행 기능부는 차량의 주행 속도를 20km/h 이하로 유지하는 자율주행 차량의 제어장치.
  14. 차량에 배치된 센서부가, 차량의 전방 및 측방의 장애물 및 차량의 정보 데이터를 획득하는 단계;
    차량에 배치된 신호 처리부가, 장애물 정보와 카메라로부터 획득한 영상을 매칭하는 단계:
    차량에 배치된 제어부가, 영상 정보와 자차의 제원 정보를 근거하여 주행 가능여부를 판단하는 단계;
    차량에 배치된 제어부가, 주행 가능여부에 따라 운전자와의 인터페이스 동작을 수행하는 단계; 및
    차량에 배치된 제어부가, 운전자로부터 자율주행 선택신호를 수신하는 경우, 자율주행 기능부의 기능을 구현하기 위한 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 자율주행 차량의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어부는 주행 가능한 조건에서 운전자로부터 자율주행 선택신호를 수신한 경우에만 상기 자율주행 기능부를 활성화하기 위한 제어신호를 출력하는 자율주행 차량의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 자율주행 기능부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건, 맞은 편 차선에 차량이 존재하지 않는 조건 및 우회전 시그널이 활성화된 조건에 따라 차별화하여 자율주행을 수행하는 자율주행 차량의 제어방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제어부는 맞은 편 차선에 차량이 존재하는 조건에서 반대편 차량이 후방 카메라에 포착될 때 상기 자율주행 기능부의 동작 제어신호를 종료하는 자율주행 차량의 제어방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제어부는 우회전 턴 시그널이 활성화된 조건에서 최초 주행 방향과 현재 주행 방향의 차이가 30°이상인 경우, 차량을 정지시키도록 제어하는 자율주행 차량의 제어방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 자율주행 기능부는 차량의 주행 속도를 20km/h 이하로 유지하는 자율주행 차량의 제어방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 제어부는 주행 불가능한 것으로 판단한 경우, 운전자로부터 무시 가능한 장애물에 대한 선택 신호를 수신하고, 이를 반영하여 주행 가능여부를 재판단하는 자율주행 차량의 제어방법.
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