KR102468158B1

KR102468158B1 - 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102468158B1
Application number: KR1020210026028A
Authority: KR
Inventors: 박경욱; 정화현; 한지형
Original assignee: (주)오토노머스에이투지
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-11-18
Also published as: KR20220121979A

Abstract

본 발명에 따르면, 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에 있어서, (a) 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치가, 자차 센싱 정보들 및 환경 센싱 정보들을 참조하여 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 자율주행 차량의 주행이 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 차량을 제어하는 단계; 및 (b) 컴퓨팅 장치가, (i) 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 자율주행 차량의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 경사 가중치를 이용하여 휠 가속도 및 IMU 가속도를 가중합하여 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 실제 가속도와 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 가감속 제어장치를 통해 자율주행 차량을 제어하는 단계;를 포함하는 방법이 개시된다.

Description

도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ACCELERATION OF AUTONOMOUS VEHICLE ACCORDING TO SLOPE OF ROAD}

본 발명은 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자율주행 차량이 주행중인 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 실제 가속도를 검출하여 자율주행 차량을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 들어 자율주행 차량 시장이 급격하게 성장하면서, 자율주행 차량의 주행 안정성 및 편안한 승차감을 위한 연구 또한 활발해지고 있다.

현재 차량의 가속도를 측정하는 데 사용되는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서의 경우, 차량의 기울기에 따라서 가속도를 계측한다. 이때, 언덕, 긴 오르막 및 긴 내리막과 같이 경사가 있는 도로에서는 경사에 따라 차량의 기울기가 영향을 받게 된다. 따라서, IMU 센서는 경사가 있는 도로에서 정확한 가속도를 계측하기 어려우며, 이는 경사로에서 자율주행 차량이 목표 가속도와 다르게 제어되어 주행 안정성 및 탑승자의 승차감에 악영향을 주게 된다.

이러한 이유로 인하여, 도로의 경사에 따라서 자율주행 차량의 가속도를 제어하는 방법 및 장치가 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 자율주행 자동차의 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 차량을 제어하는 상태에서, 휠속도 센서로부터 측정한 휠 가속도 및 IMU 센서로부터 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 이를 이용하여 실제 가속도를 생성하며, 실제 가속도와 목표 가속도의 오차에 대응되도록 자율주행 차량을 제어하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 경사로에서도 자율주행 차량이 목표 가속도에 대응되도록 제어하여, 자율주행 자동차의 경사로 주행 시에 탑승자의 승차감을 개선시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에 있어서, (a) 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 상기 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 상기 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치가, 상기 자차 센싱 정보들 및 상기 환경 센싱 정보들을 참조하여 상기 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 상기 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량의 주행이 상기 목표 가속도에 대응되도록 상기 자율주행 차량을 제어하는 단계; 및 (b) 상기 컴퓨팅 장치가, (i) 상기 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 상기 자율주행 차량의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 상기 경사 가중치를 이용하여 상기 휠 가속도 및 상기 IMU 가속도를 가중합하여 상기 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 상기 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 상기 실제 가속도와 상기 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 상기 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량을 제어하는 단계;를 포함하는 방법이 개시된다.

일례로서, 상기 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해, 상기 도로의 경사의 크기에 비례하는 가중치가 상기 휠 가속도에 적용되도록 하는 방법이 개시된다.

일례로서, 상기 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해 상기 경사 가중치를 상기 휠 가속도에 적용하며, (1-상기 경사 가중치)를 상기 IMU 가속도에 적용하여 상기 실제 가속도를 생성하는 방법이 개시된다.

일례로서, 상기 경사 가중치는, 기설정된 시간 동안 제1 단위 시간마다 측정된 상기 휠 가속도의 평균 휠 가속도와 제2 단위 시간마다 측정된 상기 IMU 가속도의 평균 IMU 가속도의 차이인 평균오차의 절대값을 참조하여 생성하는 방법이 개시된다.

일례로서, 상기 경사 가중치는, 상기 평균오차의 절댓값에 시그모이드 함수를 적용하여 생성하는 방법이 개시된다.

일례로서, 상기 자율주행 차량은 적어도 브레이크 모터 제어기 및 가속 페달 제어기를 포함하며, 상기 컴퓨팅 장치는, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 브레이크 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 브레이크 모터 제어기에 출력하거나, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 가속 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 가속 페달 제어기에 출력하는 방법이 개시된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치에 있어서, 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및 상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, (I) 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 상기 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 상기 자차 센싱 정보들 및 상기 환경 센싱 정보들을 참조하여 상기 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 상기 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량의 주행이 상기 목표 가속도에 대응되도록 상기 자율주행 차량을 제어하는 프로세스; 및 (II) (i) 상기 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 상기 자율주행 차량의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 상기 경사 가중치를 이용하여 상기 휠 가속도 및 상기 IMU 가속도를 가중합하여 상기 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 상기 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 상기 실제 가속도와 상기 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 상기 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량을 제어하는 프로세스;를 수행하는 장치가 제공된다.

일례로서, 상기 프로세서는, 상기 가중합에 의해, 상기 도로의 경사의 크기에 비례하는 가중치가 상기 휠 가속도에 적용되도록 하는 장치가 제공된다.

일례로서, 상기 프로세서는, 상기 가중합에 의해 상기 경사 가중치를 상기 휠 가속도에 적용하며, (1-상기 경사 가중치)를 상기 IMU 가속도에 적용하여 상기 실제 가속도를 생성하는 장치가 제공된다.

일례로서, 상기 경사 가중치는, 기설정된 시간 동안 제1 단위 시간마다 측정된 상기 휠 가속도의 평균 휠 가속도와 제2 단위 시간마다 측정된 상기 IMU 가속도의 평균 IMU 가속도의 차이인 평균오차의 절대값을 참조하여 생성하는 장치가 제공된다.

일례로서, 상기 경사 가중치는, 상기 평균오차의 절댓값에 시그모이드 함수를 적용하여 생성하는 장치가 제공된다.

일례로서, 상기 자율주행 차량은 적어도, 브레이크 모터 제어기 및 가속 페달 제어기를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 브레이크 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 브레이크 모터 제어기에 출력하거나, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 가속 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 가속 페달 제어기에 출력하는 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 자율주행 자동차의 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 차량을 제어하는 상태에서, 휠속도 센서로부터 측정한 휠 가속도 및 IMU 센서로부터 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 이를 이용하여 실제 가속도를 생성하며, 실제 가속도와 목표 가속도의 오차에 대응되도록 자율주행 차량을 제어하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 경사로에서도 자율주행 차량이 목표 가속도에 대응되도록 제어하여, 자율주행 자동차의 경사로 주행 시에 탑승자의 승차감을 개선시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치를 개략적으로 도시한 것이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법의 흐름도를 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에서 경사 가중치를 획득하고 IMU 가속도 및 휠 가속도에 적용하는 것을 개략적으로 도시한 것이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법의 PI 제어를 개략적으로 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에서 평균오차의 절대값과 경사 가중치의 그래프를 개략적으로 도시한 것이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치(100)는 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어를 수행하기 위한 인스트럭션들이 저장된 메모리(110) 및 메모리(110)에 저장된 인스트럭션들에 따라 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어를 수행하는 프로세서(120)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치(100)는 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템을 포함하고, 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 인스트럭션들)와의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.

또한, 컴퓨팅 장치의 프로세서는 MPU(Micro Processing Unit) 또는 CPU(Central Processing Unit), 캐쉬 메모리(Cache Memory), 데이터 버스(Data Bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.

그러나, 컴퓨팅 장치가 본 발명을 실시하기 위한 미디엄, 프로세서 및 메모리가 통합된 형태인 integrated 프로세서를 포함하는 경우를 배제하는 것은 아니다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치(100)를 이용하여 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어를 수행하는 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 상기 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치가, 자차 센싱 정보들 및 환경 센싱 정보들을 참조하여 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 자율주행 차량의 주행이 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 차량을 제어할 수 있다(S210).

여기서, 자차 센싱 정보들은 자율주행 차량의 동작과 관련한 자율주행 차량의 속도, 가속도, 위치, 자세, 엔진 회전수, 브레이크 페달 동작 상태, 악셀레이터 페달 동작 상태, 조향각, 턴 시그널 정보 등을 포함할 수 있다. 이때, 자차 센싱 정보들은 휠속도 센서, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서, GPS 센서, 조향각 센서, 턴 시그널 센서, 브레이크 센서, 악셀레이터 센서 등 자동차에 설치된 다양한 센서들의 센싱 신호를 이용하여 획득될 수 있다. 또한, 환경 센싱 정보들은 주변 차량의 속도, 가속도, 위치, 자차 주변의 타 차량이나 보행자 등의 오브젝트 정보, 차선 정보, 기상 정보 등 자율주행 차량이 주행하는 도로 상태 및 기상 상태 등을 포함할 수 있을 것이다. 이때, 환경 센싱 정보들은 라이다 센서, 레이더 센서 및 이미지 센서 중 하나 또는 이들의 조합을 통해 획득될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 예시로, 자차 센싱 정보들에 의해 자율주행 차량이 60km/h의 속도로 수평 자세를 유지하며 등속 주행하고 있으며, 환경 센싱 정보들에 의해 자율주행 차량 주변 도로의 폭이 넓고 노면 상태가 양호하며, 주변 차량이 없다고 했을 때, 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치는 목표 속도를 80km/h로 설정하고, 이에 따라 자율주행 차량의 목표 가속도를 설정하며(가령, 20초 안에 80km/h를 달성하도록 목표 가속도를 설정할 수 있음), 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 차량을 제어할 수 있을 것이다.

이후, 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치는, (i) 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 자율주행 차량의 IMU 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 경사 가중치를 이용하여 휠 가속도 및 IMU 가속도를 가중합하여 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 실제 가속도와 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 가감속 제어장치를 통해 자율주행 차량을 제어할 수 있다(S220).

아래에서 경사 가중치를 생성하는 과정을 도 3을 이용하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에서 경사 가중치를 획득하고 IMU 가속도 및 휠 가속도에 적용하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.

먼저, 컴퓨팅 장치가 기설정된 시간 동안 제1 단위 시간마다 측정된 상기 휠 가속도의 평균 휠 가속도와 제2 단위 시간마다 측정된 상기 IMU 가속도의 평균 IMU 가속도의 차이인 평균오차의 절대값을 획득한다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

여기서, Err은 평균오차의 절대값, n은 기설정된 시간 동안 휠 가속도가 측정된 횟수, m은 기설정된 시간 동안 IMU 가속도가 측정된 횟수일 수 있다.

예를 들어, 기설정된 시간이 200ms인 경우, 상기 휠 가속도는 100ms의 제1 단위 시간을 가진다고 할 때 두 번 측정되므로, 두 번 동안 측정된 휠 가속도를 모두 더하고 n(여기서 n은 2임)으로 나눈 값이 사용되며, 상기 IMU 가속도는 10ms의 제2 단위 시간을 가진다고 할 때 20번 측정되므로, 20번 동안 측정된 IMU 가속도를 모두 더하고 m(여기서 m은 20임)으로 나눈 값이 사용될 수 있을 것이다.

이후, 상기 경사 가중치는 다음과 같은 수학식을 사용하여 생성될 수 있다.

상기 경사 가중치는 상기 평균오차의 절대값에 시그모이드(sigmoid) 함수를 적용하여 생성될 수 있고, 이는 위 수학식에서

는 경사 가중치, a와 b는 동일한 임의의 정수, c는 임의의 음수인 정수, d는 1 이상의 임의의 정수일 수인 경우일 수 있다. 이때, 상기 경사 가중치는 0과 1사이의 값을 가지며, 상기 평균오차의 절댓값이 커질수록 그 값이 커지게 된다. 이는 이후 도 5를 사용하여 상세히 설명하도록 한다.

여기서, 평균오차의 절댓값이 커진다는 것은, IMU 가속도와 휠 가속도의 값의 차이가 크다는 것을 의미한다. 이는, 평균오차의 절댓값이 클수록, 자율주행 자동차가 주행중인 경사가 가파르다는 것과 같다. 또한, 경사가 가파를수록 IMU 가속도는 부정확해지고 휠 가속도가 정확해지므로, 경사가 가파를수록 휠 가속도의 가중치를 높이는 것이 효율적이다.

따라서, 상기 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해, 상기 도로의 경사의 크기에 비례하는 가중치가 상기 휠 가속도에 적용되도록, 상기 경사 가중치를 상기 휠 속도에 적용할 수 있다.

반대로, 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해 상기 경사 가중치를 상기 휠 가속도에 적용하며, (1-상기 경사 가중치)를 상기 IMU 가속도에 적용하여 상기 실제 가속도를 생성할 수 있다.

이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.

실제 가속도 = IMU 가속도*(1 - α) + 휠 가속도*α

다음으로, 도 4를 참조하여 실제 가속도와 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 수행되는 가감속 제어장치를 통한 자율주행 차량의 PI 제어에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법의 PI 제어를 개략적으로 도시한 것이다.

목표 가속도가 획득된 상태에서, 컴퓨팅 장치가 위에서 설명된 S210 단계를 통하여 제어신호를 출력하고 자율주행 차량을 제어하면, (i) 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 자율주행 차량의 IMU 센서로부터 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도가 각각 계측될 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치는 휠 가속도 및 IMU 가속도의 오차를 사용하여 경사 가중치를 생성할 수 있다. 이때, 휠 가속도와 IMU 가속도의 오차가 클수록 경사가 크고, 큰 값의 경사 가중치가 생성될 수 있다.

이후, 경사 가중치를 휠 가속도에 적용하고, (1 - 상기 경사 가중치)를 IMU 가중치에 적용하여, 경사가 가파를수록 실제 가속도에서 휠 가속도의 비중이 더 높도록 할 수 있을 것이다. 그 다음, 실제 가속도와 목표 가속도의 오차를 참조하여 자율주행 자동차의 PI 제어를 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에서 평균오차의 절대값과 경사 가중치의 그래프를 개략적으로 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, a 및 b는 1, c는 -1, d는 4로 설정된 상태의 시그모이드 함수의 그래프를 볼 수 있다. 이때, 평균오차의 절대값이 늘어날수록 경사 가중치가 늘어나는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 시그모이드 함수이므로 평균오차가 무한히 작아지면 경사 가중치는 0에 수렴하나, 본 발명에서는 평균오차의 절대값을 사용하므로 평균오차가 0 아래인 부분은 사용되지 않을 수 있다. 또한, 평균오차가 무한히 커지면 경사 가중치는 1에 수렴한다. 따라서, 평균오차의 절대값이 어떤 값이 나오더라도 경사 가중치는 0과 1 사이에 존재할 수 있다.

또한, 도 5에서 사용된 a, b, c 및 d의 값은 단지 예시일 뿐이며, 유사한 결과를 얻을 수 있는 임의의 조합이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 자율주행 차량은 적어도 브레이크 모터 제어기 및 가속 페달 제어기를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨팅 장치는, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 브레이크 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 브레이크 모터 제어기에 출력하거나, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 가속 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 가속 페달 제어기에 출력할 수 있을 것이다. 또한, 상기 목표 가속도에 대응되도록 자율주행 자동차 엔진의 연료 분사량 등을 제어할 수도 있을 것이다. 한편, 자율주행 자동차가 전기 자동차일 경우에는 구동 모터의 출력을 제어하여 자율주행 자동차가 목표 가속도로 운행하도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공될 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법에 있어서,
(a) 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 상기 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 상기 자율주행 차량의 컴퓨팅 장치가, 상기 자차 센싱 정보들 및 상기 환경 센싱 정보들을 참조하여 상기 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 상기 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량의 주행이 상기 목표 가속도에 대응되도록 상기 자율주행 차량을 제어하는 단계; 및
(b) 상기 컴퓨팅 장치가, (i) 상기 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 상기 자율주행 차량의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 상기 경사 가중치를 이용하여 상기 휠 가속도 및 상기 IMU 가속도를 가중합하여 상기 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 상기 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 상기 실제 가속도와 상기 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 상기 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량을 제어하는 단계;
를 포함하되,
상기 경사 가중치는, 기설정된 시간 동안 제1 단위 시간마다 측정된 상기 휠 가속도의 평균 휠 가속도와 제2 단위 시간마다 측정된 상기 IMU 가속도의 평균 IMU 가속도의 차이인 평균오차의 절대값을 참조하여 생성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해, 상기 도로의 경사의 크기에 비례하는 가중치가 상기 휠 가속도에 적용되도록 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치는, 상기 가중합에 의해 상기 경사 가중치를 상기 휠 가속도에 적용하며, (1-상기 경사 가중치)를 상기 IMU 가속도에 적용하여 상기 실제 가속도를 생성하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 경사 가중치는, 상기 평균오차의 절댓값에 시그모이드 함수를 적용하여 생성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 자율주행 차량은 적어도 브레이크 모터 제어기 및 가속 페달 제어기를 포함하며,
상기 컴퓨팅 장치는, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 브레이크 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 브레이크 모터 제어기에 출력하거나, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 가속 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 가속 페달 제어기에 출력하는 방법.
도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 장치에 있어서,
인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리; 및
상기 인스트럭션들을 실행하기 위해 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
(I) 자율주행 차량의 동작 상태를 검출하는 자차 센싱 정보들 및 상기 자율주행 차량의 주변 환경을 검출하는 환경 센싱 정보들이 획득되면, 상기 자차 센싱 정보들 및 상기 환경 센싱 정보들을 참조하여 상기 자율주행 차량의 주행을 위한 목표 가속도를 생성하며, 상기 자율주행 차량의 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량의 주행이 상기 목표 가속도에 대응되도록 상기 자율주행 차량을 제어하는 프로세스; 및 (II) (i) 상기 자율주행 차량의 휠속도 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 휠 가속도 및 (ii) 상기 자율주행 차량의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로부터 상기 자율주행 차량의 가속도를 측정한 IMU 가속도를 참조하여 경사 가중치를 생성하고, 상기 경사 가중치를 이용하여 상기 휠 가속도 및 상기 IMU 가속도를 가중합하여 상기 자율주행 차량이 주행하는 도로의 경사에 따른 상기 자율주행 차량의 실제 가속도를 생성하며, 상기 실제 가속도와 상기 목표 가속도의 오차를 최소화하도록 상기 가감속 제어장치를 통해 상기 자율주행 차량을 제어하는 프로세스;를 수행하되,
상기 경사 가중치는, 기설정된 시간 동안 제1 단위 시간마다 측정된 상기 휠 가속도의 평균 휠 가속도와 제2 단위 시간마다 측정된 상기 IMU 가속도의 평균 IMU 가속도의 차이인 평균오차의 절대값을 참조하여 생성하는 장치.
제7항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 가중합에 의해, 상기 도로의 경사의 크기에 비례하는 가중치가 상기 휠 가속도에 적용되도록 하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 가중합에 의해 상기 경사 가중치를 상기 휠 가속도에 적용하며, (1-상기 경사 가중치)를 상기 IMU 가속도에 적용하여 상기 실제 가속도를 생성하는 장치.
삭제
제7항에 있어서,
상기 경사 가중치는, 상기 평균오차의 절댓값에 시그모이드 함수를 적용하여 생성하는 장치.
제7항에 있어서,
상기 자율주행 차량은 적어도 브레이크 모터 제어기 및 가속 페달 제어기를 포함하며,
상기 프로세서는, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 브레이크 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 브레이크 모터 제어기에 출력하거나, 상기 목표 가속도에 대응되는 목표 가속 페달 위치에 요구되는 전압을 상기 가속 페달 제어기에 출력하는 장치.