KR100954232B1 - 차량 충돌 회피 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

교차로 등 비교적 근거리에 위치하는 인접 차량의 위치 및 이동 경로를 파악함으로써 차량 간의 충돌을 회피할 수 있도록 하는 차량 충돌 회피 방법 및 시스템이 개시된다.

본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템은 복수의 지향성 안테나, 안테나 스위칭부, 수신부, 송신부 및 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법은, 적어도 하나의 인접차량으로부터 상기 인접차량 각각을 고유하게 식별하는 무선주파수신호를 수신하는 단계, 상기 무선주파수신호를 판독하여 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대거리 및 상대방향을 산출하는 단계, 미리 설정된 회수만큼 상기 상대거리 및 상기 상대방향을 산출하는 단계를 반복적으로 수행하여 상기 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대속도 및 상대가속도를 산출하는 단계 및 상기 상대거리, 상기 상대방향, 상기 상대속도 및 상기 상대가속도에 의거하여 상기 인접차량의 충돌가능성을 판단하는 단계를 포함한다.

차량, 충돌, 회피, 거리, 방향, 속도, 가속도, 위치, 이동경로, 지향성 안테나

Description

차량 충돌 회피 방법 및 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR AVOIDING VEHICLE COLLISION}

본 발명은 차량 충돌 회피 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교차로 등 비교적 근거리에 위치하는 인접 차량의 위치 및 이동 경로를 파악함으로써 차량 간의 충돌을 회피할 수 있도록 하는 차량 충돌 회피 방법 및 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-F-039-01, 과제명: VMC기술 개발].

이동 중인 차량의 방향 및 위치 정보를 정확히 파악할 수 있다면, 이를 이용할 수 있는 기술분야는 매우 많다.

이동 중인 차량의 방향 및 위치 정보를 파악하기 위한 종래 기술에는, 이동통신 기지국의 신호를 이용하는 방법과 GPS를 이용하는 방법 등이 있다. 전자는, 복수의 이동통신 기지국과 이동국 상호 간에 주고받는 신호에 의거하여 이동국의 이동방향 및 위치를 파악하는 것이며, 후자는 복수의 GPS 위성으로부터 수신하는 지리정보에 의거하여 이동국의 이동방향 및 위치를 파악하는 것이다.

그러나, 이동통신 기지국의 신호를 이용하는 방법과 GPS를 이용하는 방법은 공통적으로 해상도가 매우 떨어진다는 문제점이 있다.

가령, 상용GPS를 이용하는 경우에는 측정오차가 5~10m에 이르며, 이동통신 기지국의 신호를 이용하는 경우에는 GPS를 이용하는 경우보다도 측정오차가 더욱 크다.

따라서, 교차로 등의 상대적으로 좁은 지역 내에서 다른 차량이 어떤 방향으로 얼마나 이동하였는지를 파악하기가 곤란하다.

이동 중인 차량의 방향 및 위치 정보를 파악하기 위한 다른 기술로서, 차량의 앞뒤 범퍼에 장착되는 충돌방지센서가 있다.

그러나, 충돌방지센서의 경우에는 수 십 센티미터 이내의 극히 가까운 거리에서 느린 속도로 접근하는 물체를 감지할 수 있을 뿐이므로, 수 미터 내지 십 수 미터 떨어진 타 차량의 이동 상황을 파악하는 것이 곤란한 것은 마찬가지이다.

따라서, 교차로 등의 상대적으로 좁은 지역 내에서 타 차량의 이동 방향 및 경로를 파악함으로써 차량 충돌을 회피할 수 있도록 하는 방법 및 시스템에 관한 요청이 그동안 꾸준히 제기되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 요청에 부응하여 착안된 것으로서, 교차로 등 비교적 근거리에 위치하는 인접 차량의 위치 및 이동 경로를 파악함으로써 차량 간의 충돌을 회피할 수 있도록 하는 차량 충돌 회피 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템은, 인접차량으로부터의 제1 무선주파수신호를 수신하고, 인접차량으로 제2 무선주파수신호를 송신하는 복수의 지향성 안테나와, 복수의 상기 지향성 안테나와 각각 연결되고, 상기 지향성 안테나 각각의 동작을 스위칭하는 안테나 스위칭부와, 상기 안테나 스위칭부와 연결되고, 상기 지향성 안테나로부터 상기 제1 무선주파수신호를 상기 안테나 스위칭부를 통하여 전달받아 상기 제1 무선주파수신호를 복조하는 수신부와,상기 안테나 스위칭부와 연결되고, 제2 무선주파수신호를 변조하여 상기 안테나 스위칭부를 통하여 상기 지향성 안테나로 전달하는 송신부 및 상기 안테나 스위칭부, 상기 수신부 및 상기 송신부와 연결되고, 상기 안테나스위칭부에 복수의 상기 지향성 안테나 각각의 동작상태를 제어하는 스위칭 제어신호를 보내고, 상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보를 상기 수신부로부터 전달받아, 상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보에 의거하여 상기 인접차량에 대한 충돌위험성을 판단하며, 상기 송신부가 상기 제2 무선주파수신호를 송신하도록 하는 제어부를 포함하여 기 준차량에 설치된다.

또한, 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법은, 적어도 하나의 인접차량으로부터 상기 인접차량 각각을 고유하게 식별하는 무선주파수신호를 수신하는 단계, 상기 무선주파수신호를 판독하여 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대거리 및 상대방향을 산출하는 단계, 미리 설정된 회수만큼 상기 상대거리 및 상기 상대방향을 산출하는 단계를 반복적으로 수행하여 상기 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대속도 및 상대가속도를 산출하는 단계 및 상기 상대거리, 상기 상대방향, 상기 상대속도 및 상기 상대가속도에 의거하여 상기 인접차량의 충돌가능성을 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법 및 시스템을 이용하면, 교차로 등 비교적 근거리에 위치하는 인접 차량의 위치 및 이동 경로를 파악함으로써 차량 간의 충돌을 회피할 수 있는 효과가 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 설명을 위하여 안테나의 빔 커버리지와 기준차량 및 인접차량의 관계를 나타낸 도면이다.

도 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템은 복수의 지향성 안테나를 이용하여 인접차량의 상대적인 위치 및 이동경로를 파악하게 된다. 즉, 기준차량(100)의 여러 방향으로 설치된 복수의 지향성 안테나(102a,b,c,d)에 수신되는 RF신호의 세기에 의거하여, 인접차량(110)의 위치, 방향, 속도 및 가속도를 계산하고, 계산결과를 차량 충돌 회피에 활용하는 것이다.

RF신호의 특성 상, 기준차량의 안테나에 수신되는 인접차량으로부터의 RF신호의 세기는 기준차량과 인접차량 간 거리의 로그 제곱에 반비례한다.

이러한 점을 고려하면, 기준차량과 인접차량 간 거리가 가까운 경우에는 복수의 지향성 안테나 각각에서 수신되는 신호의 세기의 차이가 크게 되는 반면, 기준차량과 인접차량 간 거리가 먼 경우에는 수신신호의 세기의 차이가 작아짐을 알 수 있다.

가령, 도 1의 인접차량(110)은 전방 안테나(102a)의 빔 커버리지(10)와 우측 방 안테나(102d)의 빔 커버리지(16) 내에 속하므로, 인접차량(110)으로부터의 RF신호는 전방 안테나(102a) 및 우측방 안테나(102d)에서 수신된다.

좌측방 안테나(102c) 또는 후방 안테나(102b)의 빔 커버리지(14,12)에도 속할 수 있지만, 지향성 안테나의 특성상 신호의 수신강도는 극히 미약할 것이다.

이처럼, 복수의 지향성 안테나를 통하여 인접차량(110)으로부터의 RF신호를수신함으로써, 기준차량(100)과 인접차량(110) 간의 상대적인 거리(distance) 뿐만 아니라 상대적인 방향(direction)도 파악할 수 있다.

한편, 시간에 따라 거리와 방향 데이터를 여러 번 측정하면, 인접차량(110)의 상대속도(speed) 및 상대가속도(acceleration)도 파악할 수가 있다. 속도는 단위시간 당 변위의 변화량이며, 가속도는 단위시간 당 속도의 변화량이기 때문이다.

도 2는 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 일례를 나타낸 구성도이다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템(20)은 복수의 지향성 안테나(240a ~ 240n), 수신부(210), 송신부(220), 안테나 스위칭부(230) 및 제어부(200)를 포함하여 이루어진다.

복수의 지향성 안테나(240a ~ 240n)는 주변 차량으로부터 RF 신호를 수신하거나 주변 차량에 RF 신호를 송신한다.

지향성 안테나(240a ~ 240n)는 차량의 각 방향으로 설치하게 되는데, 도 1의 실시예에서는 전방, 후방, 우측방, 좌측방에 1개씩 4개의 지향성 안테나를 설치하였다.

수신부(210)는 복수의 지향성 안테나(240a ~ 240n)에서 수신된 RF 신호를 복조하여 제어부로 전달한다.

송신부(220)는 제어부로부터의 송신 RF 신호를 변조하여 복수의 지향성 안테나(240a ~ 240n)로 전송한다.

안테나 스위칭부(230)는 제어부(200)의 스위칭 제어신호에 의거하여, 지향성 안테나(240a ~ 240n) 중에서 특정 지향성 안테나가 선택되도록 RF 신호의 경로를 스위칭한다.

제어부(200)는 지향성 안테나(240a ~ 240n)에서 수신된 RF 신호를 수신부(210)로부터 전송받아, 측정 대상이 되는 인접차량의 거리, 방향, 속도, 가속도 등을 계산한다. 또한, 제어부(200)는 송신부(220) 및 복수의 지향성 안테나(240a ~ 240n)를 통하여 인접차량으로 RF 신호를 송신한다.

도 3은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 3의 실시예에 의한 차량 충돌 회피 시스템(30)은 제어부(300)와 복수의 신호처리부(32a ~ 32n)를 포함한다. 신호처리부(32a)는 수신부(310a), 송신부(320a), 안테나 스위칭부(330a) 및 지향성 안테나부(340a)를 포함한다. 나머지 신호처리부(32b ~ 32n)의 경우에도 신호처리부(32a)와 마찬가지이다.

도 3의 실시예에 의한 차량 충돌 회피 시스템(30)과 도 2의 실시예에 의한 차량 충돌 회피 시스템(20)과의 차이점은, 도 2의 실시예에서는 복수의 지향성 안 테나(240a ~ 240n)가 수신부(210)와 송신부(220)를 공유하는 반면, 도 3의 실시예에서 제어부(300)를 제외하면 각각의 신호처리부(32a ~ 32n)는 송신부, 수신부, 안테나스위칭부 및 지향성 안테나부를 공유하지 않는다는 점이다.

도 4는 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법의 일례를 나타낸 흐름도이다.

도 4의 실시예에서는 기준차량(100)에 설치된 차량 충돌 회피 시스템에 의하여 각 방향에 장착된 지향성 안테나(102a ~ 102d)에 수신된 RF 신호가 분석되고, 기준차량(100)과 인접차량(110) 간의 상대적인 거리 및 방향이 계산됨으로써 두 차량의 충돌 회피가 이루어진다.

먼저, 안테나 수 입력단계(S400)에서는 기준차량(100)에 설치된 지향성 안테나의 수가 입력된다. 본 실시예에서는 기준차량(100)의 차량 충돌 회피 시스템에 4개의 지향성 안테나, 즉 전방 지향성 안테나(102a), 후방 지향성 안테나(102b), 좌측방 지향성 안테나(102c) 및 우측방 지향성 안테나(102d)가 포함되는 것으로 하므로, 안테나 수 입력단계(S400)에서는 (안테나 수) = 4가 된다.

다음으로, 수신안테나 선택단계(S410)에서는 복수의 지향성 안테나 중에서 RF 신호를 스캔할 안테나가 선택되며, 신호 스캔 저장단계(S420)에서는 선택된 지향성 안테나에서 스캔된 RF 신호에 관한 정보가 제어부에 저장된다.

차량 충돌 회피 시스템은 안테나 스위칭부에 의하여 순차적으로 활성화되는 각각의 지향성 안테나를 한 번에 하나씩 스캔하므로, 모든 지향성 안테나에 대하여 RF 신호 스캔이 수행되기 위해서는

(신호 스캔 회수) = (입력된 안테나 수)

가 성립하게 된다.

따라서, S430 단계에서는 안테나 수 입력단계(S400)에서 입력된 안테나 수만큼 지향성 안테나의 RF 신호 스캔이 이루어졌는지 여부를 판단한 후, 스캔 회수가 입력된 안테나의 수에 미달하는 경우에는 수신안테나 선택단계(S410)로 돌아가서 스캔되지 않은 안테나를 선택하도록 함으로써 모든 지향성 안테나에 대해서 RF 신호의 스캔이 이루어지도록 한다.

모든 지향성 안테나에 대해서 RF 신호의 스캔이 수행된 경우, 판독대상차량수 입력단계(S440)가 진행된다.

판독대상차량수 입력단계(S440)에서는, 차량 충돌회피 처리의 대상이 되는 인접차량의 대수가 설정된다. 인접차량의 대수는, 이전 단계(S400 ~ S430)의 절차에 따른 신호스캔 과정에서 검출된 인접차량으로부터의 RF 신호에 포함된 각 인접차량의 식별코드의 개수와 일치한다.

판독대상차량 선택단계(S450)에서는, 거리와 방향을 계산하고자 하는 인접차량이 선택된다. 인접차량이 선택됨으로써, 신호 스캔 과정에서 스캔된 적어도 하나의 RF 신호 중에서 선택된 인접차량의 식별코드를 포함하는 RF 신호들만이 판독의 대상으로 선정되고, 인접차량에 대한 거리 및 방향의 판독 절차가 준비된다.

판독대상차량 거리 및 방향 판독단계(S460)에서는 판독대상차량으로 선택된 인접차량의 식별코드를 포함하는 RF 신호들을 판독하여 기준차량과의 상대적인 거리 및 방향이 계산된다.

이 때, 해당 식별코드를 포함하는 RF 신호 중 신호강도가 가장 큰 신호 2개를 선정하여 거리와 방향을 계산하도록 할 수 있다.

특정 인접차량에 관한 RF 신호가 판독됨으로써 기준차량에 대한 상대적인 거리 및 방향 값이 산출된 후, 차량 충돌 회피 시스템은 모든 인접차량에 대해서 RF 신호가 판독되었는지 여부를 판단한다(S470). 만약 모든 인접차량에 대한 RF 신호 판독이 완료되지 않은 경우에는 다시 판독대상차량 선택단계(S450)로 되돌아가서, 아직 RF 신호의 판독이 수행되지 않은 식별코드를 가지는 인접차량을 선택하여 판독단계(S450 ~ S470)를 되풀이 수행한다.

도 5는 도 4의 판독대상차량 거리 및 방향 판독단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.

도 5에서 나타낸 바와 같이, 판독대상차량 거리 및 방향 판독단계(S460)는 신호강도 측정단계(S462), 판독신호 선정단계 (S464) 및 거리 및 방향 판독단계(S466)의 세 단계를 더 포함하여 이루어진다.

판독대상차량 거리 및 방향 판독단계(S460)에서는 복수의 지향성 안테나를 통하여 특정 인접차량으로부터 수신된 RF 신호 중 판독에 유의미한 신호를 선정하여 해당 인접차량과 기준차량 간의 상대적인 거리와 방향을 계산한다. 가령, 신호의 강도는 거리의 제곱에 반비례하므로, 신호강도가 큰 신호는 거리의 계산에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서, 복수의 지향성 안테나(예컨대, 전후좌우 방향으로 각각 설치된 설치된 4개의 지향성 안테나)에서 수신된 RF신호 중 신호강도가 큰 신 호만을 선별하여 판독을 수행하는 것도 의미가 있다.

먼저, 신호강도 측정단계(S462)에서는 각각의 지향성 안테나를 통하여 수신된 특정 인접차량으로부터의 RF 신호들 각각의 신호강도가 차량 충돌 제어 시스템의 제어부에서 측정된다.

신호강도 측정단계(S462)에서 각 RF 신호의 신호강도가 측정되면, 판독신호 선정단계(S464)에서는 신호강도가 가장 큰 2개의 RF 신호를 선정하게 된다.

거리 및 방향 판독단계(S466)에서는 판독신호 선정단계(S464)에서 선정된 2개의 RF 신호의 신호강도를 이용하여 기준차량과 인접차량 간의 상대적인 거리와 방향을 산출한다.

상대적인 거리의 산출은, 거리-신호강도의 상관관계를 나타낸 테이블에 의거하여 이루어진다.

표 1은 거리-신호강도의 상관관계를 나타낸 테이블의 일례이다.

거리(m)	1	1.1	1.2	1.3	…	10
신호강도(dBm)	10.23	12.58	14.20	16.74	…	22.97

표 1에서 나타낸 바와 같은 거리-신호강도 상관관계 테이블은, 반복적인 실험을 통하여 경험적으로 얻어진 결과값을 바탕으로 생성된다.

예컨대, 신호강도 측정단계(S462)에서 측정된 신호강도가 10.23dBm인 경우에는, 이 신호강도에 대응되는 상대 거리가 1m가 된다. 두 차량에 설치된 차량 충돌 방지 시스템 간 거리가 1m가 되려면, 두 차량이 극도로 접근한 상태이어야 하므로, 상대 거리 1m일 때를 충돌상태로 가정할 수 있다.

또한, 두 차량 간 거리가 10m인 경우에는 두 차량이 충분히 멀리 떨어져 있는 것으로 가정할 수 있다.

두 차량 간 거리가 1m 보다 크고 10m 보다 작은 구간에서는 반복적인 실험의 결과값을 통하여 거리-신호강도 대응 테이블을 채우게 된다.

이러한 거리-신호강도 상관관계 테이블은 본 발명에 의한 차량 충돌 방지 시스템의 제어부 내의 저장장치(메모리 등)에 저장됨으로써, 차량 충돌 방지 시스템으로 하여금 RF 신호의 신호강도로부터 기준차량과 인접차량 간의 거리를 산출할 수 있도록 한다.

한편, 표 1에서 나타낸 신호강도의 수치(10.23, 12.58, 14.20 등)는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명에 의한 차량 충돌 방지 시스템을 이루는 지향성 안테나의 종류, 안테나에서 방사되는 신호의 세기 등 다양한 조건에 따라서 그 값이 달라질 수 있다.

다음으로, 기준차량에 대한 인접차량의 상대적인 방향은 2개의 지향성 안테나의 신호강도비(ratio)-방향의 상관관계 테이블에 의거하여 산출된다.

표 2는 신호강도비-방향의 상관관계를 나타낸 테이블의 일례이다.

방향(degree)	0	0.2	…	45	…	90.0
신호강도비(S1/S2)	0.844	0.872	…	1.000	…	1.849

표 2의 신호강도비-방향의 상관관계를 나타낸 테이블도, 표 1에서 나타낸 거리-신호강도 상관관계 테이블과 마찬가지로 반복적인 실험을 통하여 경험적으로 얻어진 결과값을 바탕으로 생성된다.

예컨대, 인접차량으로부터 수신된 RF신호의 신호강도가 전방 지향성 안테나와 우측방 지향성 안테나에서 가장 높았다고 가정하면, 신호강도가 최대인 전방 지향성 안테나 및 우측방 지향성 안테나가 인접차량의 방향 측정을 위하여 사용된다.

이 때, 전방 지향성 안테나에서 수신된 RF 신호의 신호강도를 S1, 우측방 지향성 안테나에서 수신된 RF 신호의 신호강도를 S2, 기준차량의 진행방향을 0(degree), 기준차량의 우측방향을 90(degree)이라 하면, 이 테이블에 의거하여 특정 상황에서의 신호강도비(S1/S2) 값으로부터 해당 인접차량의 방향을 산출할 수 있게 된다.

이러한 신호강도비-방향 상관관계 테이블은 본 발명에 의한 차량 충돌 방지 시스템의 제어부 내의 저장장치(메모리 등)에 저장됨으로써, 차량 충돌 방지 시스템으로 하여금 2개의 RF 신호의 신호강도비로부터 기준차량에 대한 인접차량의 방향을 산출할 수 있도록 한다.

한편, 표 2에서 나타낸 신호강도비의 수치(0.844, 0.872, 1.849 등)는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명에 의한 차량 충돌 방지 시스템을 이루는 지향성 안테나의 종류, 안테나에서 방사되는 신호의 세기 등 다양한 조건에 따라서 그 값이 달라질 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법의 인접차량의 속도 및 가속도 산출에 관한 흐름도이다.

도 6에서 나타낸 바와 같이, 인접차량의 속도 및 가속도를 산출하는 절차는, 스캔 회수 설정 단계(S600), 판독대상차량 거리 및 방향 산출단계(S610), 인접차량대수 산출단계(S620) 및 인접차량 속도 및 가속도 산출단계(S630)를 포함한다.

기준차량과 인접차량 간의 상대속도는, 단위시간 당 상대거리의 변화량으로써 정해진다. 즉,

(상대속도) = (상대거리) / (단위시간)

의 관계가 성립한다.

또한, 인접차량의 기준차량에 대한 상대가속도는, 단위시간당 상대속도의 변화량으로써 정해진다. 즉,

(상대가속도) = (상대속도) / (단위시간)

의 관계가 성립한다.

따라서, 특정 인접차량의 기준차량에 대한 상대속도를 얻기 위해서는 상대거리의 산출이 적어도 2회 수행되어야 하며, 특정 인접차량의 기준차량에 대한 상대가속도를 얻기 위해서는 상대거리의 산출이 적어도 3회 수행되어야 한다.

또한, 측정오차를 줄이기 위해서는 3회보다 많은 회수만큼 안테나를 스캔하여 상대거리를 산출하는 프로세스가 수행되도록 함으로써, 산출된 상대거리의 평균값으로부터 상대속도를 얻는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 스캔 회수 설정 단계(S600)에서는 상대거리를 산출하기 위한 지향성 안테나 스캔회수가 설정된다.

다음으로, 판독대상차량 거리 및 방향산출 단계(S610)에서는, 인접차량과의 상대적인 거리 및 방향이 산출된다.

인접차량과의 상대적인 거리 및 방향이 산출되는 구체적인 절차와 방법은 도 5에서 설명한 바 있으므로 생략한다.

다음으로, 인접차량대수 산출단계(S620)에서는 상대 속도 및 가속도를 산출하여야 하는 인접차량의 대수를 산출하여 저장한다.

다음으로, 인접차량 속도 및 가속도 산출단계(S630)에서는 각각의 인접차량에 대하여, 상대 속도 및 가속도를 산출하는 절차가 수행된다.

만약 인접차량대수 산출단계(S620)에서 설정된 인접차량의 대수가 M대가 된다면, 인접차량 속도 및 가속도 산출단계(S630)는 M회 반복 수행된다.

도 7은 도 6의 인접차량 속도 및 가속도 산출단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이다.

도 6에서 나타낸 바와 같이, 인접차량 속도 및 가속도 산출단계(S620)는, 판독대상 인접차량을 선택하는 단계(S632), 선택된 인접차량의 속도 및 가속도를 산출하는 단계(S634) 및 모든 인접차량에 대해서 속도 및 가속도를 산출하였는지 판단하는 단계(S636)를 더 포함한다.

본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법에 의하면, 인접차량의 속도 및 가속도의 산출은 M대의 인접차량 각각에 대해서 순차적으로 수행된다. 따라서, 판독대상 인접차량을 선택하는 단계(S632)에서는 M대의 인접차량 중 속도 및 가속도의 산출이 수행될 하나의 인접차량이 선택된다.

단계 S632에서 인접차량이 선택되면, 단계 S634에서는 차량의 상대 위치 데이터의 변화량 및 차량의 방향 정보를 통하여 기준차량에 대한 해당 인접차량의 상대속도가 산출되고, 또한 단위시간에 대한 상대속도의 변화량을 통하여 기준차량에 대한 해당 인접차량의 상대가속도가 산출된다.

단계 S634에서는 M대의 인접차량 전부에 대하여 각각 상대속도 및 상대가속도가 산출되었는지 여부를 판단하며, 단계 S634에서의 판단을 통하여 인접차량 속도 및 가속도 산출 단계(S634)가 M회 반복 수행된다.

도 8은 기준차량에 대한 인접차량의 상대적인 거리, 방향, 속도 및 가속도에 의거하여 차량 충돌을 방지하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 8의 차량 충돌 방지 절차는, 도 4의 프로세스를 통하여 산출된, 기준차량에 대한 각 인접차량의 상대 거리 및 방향 데이터와, 도 5의 프로세스를 통하여 산출된 상대 속도 및 가속도 데이터에 의거하여, 각각의 인접차량이 기준차량과 충돌할 가능성이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따른 조치를 수행하는 프로세스를 나타낸다.

먼저, 단계 S800에서는 기준차량과 특정 인접차량 간의 거리에 관한 안전 임계치(S: Safe) 및 위험 임계치(D: Dangerous)가 설정된다.

만약, 기준차량과 인접차량 간의 거리가 안전 임계치(S)보다 먼 경우에는 기준차량과 인접차량이 충돌할 가능성이 낮은 것으로, 즉 기준차량이 안전한 상태인 것으로 간주된다.

반면, 기준차량과 인접차량 간의 거리가 위험 임계치(D)보다 가까운 경우에는 기준차량과 인접차량이 충돌할 가능성이 높은 것으로, 즉 기준차량이 위험한 상태인 것으로 간주된다.

안전 임계치 및 위험 임계치가 설정된 후, 특정 인접차량에 대하여 산출된 거리 및 가속도 정보가 판독된다(S810).

단계 S810에서 거리 및 가속도 정보가 판독된 후에는, 기준차량과 인접차량 간의 거리와 안전 임계치의 대소를 비교하는 단계가 수행된다(S820).

단계 820의 비교 결과, 기준차량과 인접차량 간의 거리가 안전 임계치보다 가깝지 않은 경우에는, 기준차량과 인접차량이 충분히 떨어져 있는 것으로 간주되어, “안전”한 것으로 판단된다(S870).

단계 S820의 비교 결과, 기준차량과 인접차량 간의 거리가 안전 임계치보다 가까운 경우에는, 위험 임계치와의 대소를 비교하는 단계가 더 수행된다(S830).

한편, 단계 S830에서 기준차량과 인접차량간의 거리가 위험 임계치보다 먼 경우에는 기준차량에 대한 인접차량의 가속도를 판단하는 단계가 더 수행된다(S840).

단계 S840의 판단 결과, 상대가속도 값이 음인 경우에는 기준차량과 인접차량이 더 이상 가까워지지 않는 것으로 간주되어, “안전”한 것으로 판단된다(S870).

단계 S830에서 기준차량과 인접차량간의 거리가 위험 임계치보다 가까운 경우에는 인접차량이 기준차량의 전방에 위치하는지 여부를 더 판단하는 단계가 수행된다(S850).

단계 S850의 판단 결과, 인접차량이 기준차량의 후방에 존재하는 경우에는, “안전”한 것으로 판단된다(S870).

단계 S850의 판단 결과, 인접차량이 기준차량의 후방에 존재하지 않는 경우에는, 인접차량이 기준차량의 이동방향에 대하여 횡방향으로 이동하는지 여부에 대한 판단이 더 수행된다(S860).

만약 인접차량이 기준차량의 전방에 위치하면서, 이동방향이 횡방향인 경우에는, “주의”를 요하는 것으로 판단된다(S880). 반면, 횡방향이 아닌 종방향인 경우에는 인접차량과 기준차량의 충돌 가능성이 높은 “위험”으로 판단된다(S890).

“안전”(S870) “주의”(S880), “위험”(S890) 각각에 대해서는 진행, 감속 진행(서행), 제동을 각각 명하는 제어신호가 생성된다.

실시예에 따라, 각각의 제어신호에 대응되는 “안전”, “주의”, “위험” 안내메시지가 디스플레이 장치를 통하여 시각적으로 출력되도록 할 수 있고, 안내음성 출력수단을 통하여 청각적으로 출력되도록 할 수도 있다. 나아가, “위험”(S890) 제어신호에 대응하여 기준차량의 제동장치가 작동하도록 할 수도 있는 등, 다양한 응용이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 설명을 위하여 안테나의 빔 커버리지와 기준차량 및 인접차량의 관계를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 일례를 나타낸 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 시스템의 다른 실시예를 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법의 일례를 나타낸 흐름도,

도 5는 도 4의 판독대상차량 거리 및 방향 판독단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도,

도 6은 본 발명에 의한 차량 충돌 회피 방법의 인접차량의 속도 및 가속도 산출에 관한 흐름도,

도 7은 도 6의 인접차량 속도 및 가속도 산출단계를 더욱 상세히 나타낸 흐름도,

도 8은 기준차량에 대한 인접차량의 상대적인 거리, 방향, 속도 및 가속도에 의거하여 차량 충돌을 방지하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

(도면부호의 간단한 설명)

100 . . . 기준차량

110 . . . 측정대상이 되는 인접차량

102a . . . 전방 안테나

102b . . . 후방 안테나

102c . . . 좌측방 안테나

103d . . . 우측방 안테나

10 . . . 전방 안테나의 빔 커버리지

12 . . . 후방 안테나의 빔 커버리지

14 . . . 좌측방 안테나의 빔 커버리지

16 . . . 우측방 안테나의 빔 커버리지

Claims (10)

1. 인접차량으로부터의 제1 무선주파수신호를 수신하고, 인접차량으로 제2 무선주파수신호를 송신하는 복수의 지향성 안테나와,

   복수의 상기 지향성 안테나와 각각 연결되고, 상기 지향성 안테나 각각의 동작을 스위칭하는 안테나 스위칭부와,

   상기 안테나 스위칭부와 연결되고, 상기 지향성 안테나로부터 상기 제1 무선주파수신호를 상기 안테나 스위칭부를 통하여 전달받아 상기 제1 무선주파수신호를 복조하는 수신부와,

   상기 안테나 스위칭부와 연결되고, 제2 무선주파수신호를 변조하여 상기 안테나 스위칭부를 통하여 상기 지향성 안테나로 전달하는 송신부 및

   상기 안테나 스위칭부, 상기 수신부 및 상기 송신부와 연결되고, 상기 안테나스위칭부에 복수의 상기 지향성 안테나 각각의 동작상태를 제어하는 스위칭 제어신호를 보내고, 상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보를 상기 수신부로부터 전달받아, 상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보에 의거하여 상기 인접차량에 대한 충돌위험성을 판단하며, 상기 송신부가 상기 제2 무선주파수신호를 송신하도록 하는 제어부

   를 포함하여 기준차량에 설치되는, 차량 충돌 회피 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수신부는 제1 무선주파수신호의 신호강도를 측정하는 신호강도측정모듈을 더 포함하는 차량 충돌 회피 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보는 상기 인접차량을 고유하게 식별하는 제1 식별코드를 포함하는 차량 충돌 회피 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 무선주파수신호에 관한 정보는 상기 제1 무선주파수신호의 상기 신호강도의 측정값을 포함하는 차량 충돌 회피 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 신호강도의 측정값에 대응되는 상대거리를 지시하는 신호강도-상대거리 상관관계 테이블이 기록된 저장장치모듈을 더 포함하는 차량 충돌 회피 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 저장장치모듈은 2개의 신호강도 측정값의 비율에 대응되는 상대방향을 지시하는 신호강도비-상대방향 상관관계 테이블을 더 포함하는 차량 충돌 회피 시스템.
7. 적어도 하나의 인접차량으로부터 상기 인접차량 각각을 고유하게 식별하는 무선주파수신호를 수신하는 단계,

   상기 무선주파수신호를 판독하여 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대거리 및 상대방향을 산출하는 단계,

   미리 설정된 회수만큼 상기 상대거리 및 상기 상대방향을 산출하는 단계를 반복적으로 수행하여 상기 기준차량에 대한 상기 인접차량의 상대속도 및 상대가속도를 산출하는 단계,

   상기 상대거리, 상기 상대방향, 상기 상대속도 및 상기 상대가속도에 의거하여 상기 인접차량의 충돌가능성을 판단하는 단계를 포함하는 차량 충돌 회피 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 무선주파수신호를 수신하는 단계는,

   기준차량에 설치된 복수의 지향성 안테나의 개수가 입력되는 단계,

   상기 지향성 안테나마다 상기 무선주파수신호를 스캔하는 단계 및

   상기 무선주파수신호를 스캔하는 단계를 통하여 상기 무선주파수신호가 검출되면, 검출된 상기 무선주파수에 포함된 식별코드-상기 식별코드는 상기 인접차량 각각을 고유하게 식별함-의 개수에 의거하여 상기 인접차량의 대수를 저장하는 단계를 더 포함하는 차량 충돌 회피 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 인접차량의 상대적인 거리 및 방향을 산출하는 단계는,

   상기 인접차량의 상기 식별코드를 포함하는 상기 무선주파수신호 각각에 대하여,

   복수의 상기 지향성 안테나 중 제1 지향성 안테나에서 수신된 상기 무선주파수신호의 제1 신호강도가 측정되는 단계,

   신호강도-거리 상관관계 테이블에 의거하여 상기 신호강도에 따른 상기 인접차량의 상대적인 거리가 산출되는 단계,

   복수의 상기 지향성 안테나 중 제2 지향성 안테나에서 수신된 상기 무선주파수신호의 제2 신호강도가 측정되는 단계,

   상기 제1 신호강도를 상기 제2 신호강도로 나눈 신호강도비가 산출되는 단계,

   신호강도비-방향 상관관계 테이블에 의거하여 상기 신호강도비에 따른 상기 인접차량의 상대적인 방향이 산출되는 단계를 더 포함하여, 상기 인접차량의 상기 대수만큼 반복수행하는 차량 충돌 회피 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 인접차량의 충돌가능성을 판단하는 단계는,

    상기 인접차량의 상기 상대거리가 안전임계치보다 크거나, 상기 상대거리가 위험임계치보다 크고 상기 상대가속도가 0보다 크지 않거나, 상기 상대거리가 위험 임계치보다 작고 상기 상대방향이 상기 기준차량의 후방이면, “안전” 제어신호가 출력되는 단계,

    상기 상대거리가 위험임계치보다 작고 상기 상대방향이 상기 기준차량의 후방이 아니며 상기 인접차량이 횡으로 진행하지 않으면 “주의” 제어신호가 출력되는 단계 및

    상기 상대거리가 위험임계치보다 작고 상기 상대방향이 상기 기준차량의 후방이 아니며 상기 인접차량이 횡으로 진행하면 “위험” 제어신호가 출력되는 단계를 더 포함하는 차량 충돌 회피 방법.

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