KR20110065013A - Method and apparatus for contorlling transient state of lane change, and adaptive cruise control system using the same method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 실시예는 차선변경 과도상태 제어 방법 및 장치와 이를 이용한 적응형 순항 제어 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차선변경이 시작되어 완료되기까지의 차선변경 과도상태 동안 적절한 차량 제어를 수행하는 기술에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a lane change transient state control method and apparatus and an adaptive cruise control system using the same. More specifically, the present invention relates to a technique for performing appropriate vehicle control during a lane change transient state from the beginning of lane change to completion.
종래의 적응형 순항 제어 시스템(ACC: Adaptive Cruise Control)은, 동일 차선에서 전방 감지 센서를 이용하여 종방향 제어를 수행하는 시스템이다. 곡선 주로에서는 차량에서는 발생하는 요 레이트 및 조향각 등을 이용하여 곡선 주로를 인지하여 선행차량을 감지할 수 있다. Conventional Adaptive Cruise Control (ACC) is a system that performs longitudinal control using a forward sensing sensor in the same lane. In the curved track, the preceding vehicle can be detected by recognizing the curved track using the yaw rate and the steering angle generated in the vehicle.
하지만, 이러한 종래의 적응형 순향 제어 시스템은, 제어를 유지하면서 차선을 변경하는 경우, 잘못된 경로 예측으로 정상적인 추종 제어를 수행할 수 없고, 변경하고자하는 차선에서의 차량을 충돌 위험성이 있는 선행차량으로 인식할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 운전자 안전에 큰 위협을 주어 심각한 차량 사 고를 발생시킬 수 있다. However, such a conventional adaptive forward control system, when changing lanes while maintaining control, cannot perform normal following control due to wrong path prediction, and converts the vehicle in the lane to be changed into a preceding vehicle having a risk of collision. There is an unrecognizable problem. These problems pose a serious threat to driver safety and can lead to serious vehicle accidents.
이러한 배경에서, 본 발명의 일 실시예의 목적은, 차선변경이 시작되어 완료되기까지의 차선변경 과도상태를 인식하고, 인식된 차선변경 과도상태 동안 적절한 차량 제어를 수행할 수 있게 해주어, 안전한 차선변경을 가능하게 해주는 데 있다. Against this background, an object of an embodiment of the present invention is to recognize a lane change transient state from the beginning of lane change to completion and to perform appropriate vehicle control during the recognized lane change transient state, thereby ensuring safe lane change. To make it possible.
본 발명의 일 실시예는, 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식하는 차선변경 시작 인식부; 상기 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 저장된 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정하는 변경 목표차선 추정부; 상기 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도를 계산하고, 상기 계산된 각도를 토대로 상기 변경 목표차선에서 감지된 선행차량에 대한 위치를 보정하여 선행차량 인식을 수행하는 선행차량 인식부; 및 상기 선행차량과의 충돌 위험이 감지되면, 운전자 경고만을 수행하거나, 상기 차선변경의 진행 정도에 따라 상기 선행차량의 추종제어나 상기 차선변경의 강제제한을 수행하는 선행차량 충돌 제어부를 포함하는 차선변경 과도상태 제어 장치를 제공한다. One embodiment of the present invention, the lane change start recognition unit for recognizing the start of the lane change based on the steering angle input; A change target lane estimating unit estimating a change target lane based on a road curvature stored immediately before the start of the lane change is recognized; A preceding vehicle recognition unit configured to calculate an angle between the estimated direction of the change target lane and the vehicle traveling direction, and correct the position of the preceding vehicle detected in the change target lane based on the calculated angle to perform the preceding vehicle recognition; And a preceding vehicle collision control unit configured to perform only a driver warning when the risk of collision with the preceding vehicle is detected or to perform the following control of the preceding vehicle or the forced restriction of the lane change according to the progress of the lane change. Provides a change transient control device.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식하는 차선변경 시작 인식 단계; 상기 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 감지된 상기 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정하는 변경 목표차선 추정 단 계; 상기 추정된 변경 목표차선에서 선행차량을 감지하는 선행차량 감지 단계; 상기 감지된 선행차량과의 충돌 위험을 감지하는 충돌 위험 감지 단계; 상기 차선변경의 진행 정도를 판단하는 차선변경 진행 정도 판단 단계; 상기 차선변경의 진행 정도에 따라 상기 충돌 위험이 감지된 선행차량의 추종제어나 상기 차선변경의 강제제한도 수행하는 선행차량 충돌 제어 단계를 포함하는 차선변경 과도상태 제어 방법을 제공한다. In addition, an embodiment of the present invention, the lane change start recognition step of recognizing the start of the lane change based on the steering angle input; A change target lane estimating step of estimating a change target lane based on the road curvature sensed immediately before the start of the lane change is recognized; A preceding vehicle sensing step of detecting a preceding vehicle in the estimated change target lane; A collision risk detection step of detecting a collision risk with the detected preceding vehicle; A lane change progress level determining step of determining a progress level of the lane change; According to the progress of the lane change provides a lane change transient state control method comprising the preceding vehicle collision control step of performing the following control of the preceding vehicle is detected the collision risk or the forced limit of the lane change.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 차량 거동 정보를 입력받는 차량정보 입력 인터페이스; 도로 곡률 및 선행차량을 감지하는 전방 감지 센서; 운전자에게 주행 상황을 알려주는 운전자 출력 인터페이스; 차량 제어 명령을 출력하는 차량 제어 출력 인터페이스; 및 상기 차량 거동 정보에 포함된 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식하고, 상기 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 감지된 상기 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정하며, 상기 변경 목표차선에서 감지된 상기 선행차량과의 충돌 위험이 감지된 경우, 충돌 위험에 대한 상기 주행 상황을 상기 운전자에게 알려주거나, 상기 차선변경의 진행 정도에 따라 상기 감지된 선행차량의 추종제어나 상기 차선변경의 강제제한을 위한 상기 차량 제어 명령을 출력시키는 제어부를 포함하는 적응형 순항 제어 시스템을 제공한다. In addition, an embodiment of the present invention, the vehicle information input interface for receiving vehicle behavior information; A front sensor for detecting road curvature and a preceding vehicle; A driver output interface for notifying the driver of driving conditions; A vehicle control output interface for outputting a vehicle control command; And recognizing the start of a lane change based on a steering angle input included in the vehicle behavior information, estimating a change target lane based on the road curvature detected immediately before the start of the lane change is recognized, and the change target lane When the risk of collision with the preceding vehicle detected in the detection is detected, the driver is notified of the driving situation of the collision risk, or the following control of the detected preceding vehicle or the lane change according to the progress of the lane change. The present invention provides an adaptive cruise control system including a control unit for outputting the vehicle control command for forced restriction.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 차선변경이 시작되어 완료되기까지의 차선변경 과도상태를 인식하고, 인식된 차선변경 과도상태 동안 적절한 차량 제어를 수행할 수 있게 해주어, 안전한 차선변경을 가능하게 해주 는 효과가 있다. As described above, according to one embodiment of the present invention, a lane change transition state is recognized until a lane change starts and is completed, and appropriate vehicle control can be performed during the recognized lane change transition state, thereby ensuring safe lanes. This has the effect of enabling change.
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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)에 대한 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of the lane change transient
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)는, 차선변경 시작 인식부(120), 변경 목표차선 추정부(130), 선행차량 인 식부(140) 및 선행차량 충돌 제어부(150) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, the lane change transient
차선변경 시작 인식부(120)는, 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식한다. 이러한 차선변경의 시작 인식을 통해 차선변경 과도상태 제어가 수행되기 시작한다. 변경 목표차선 추정부(130)는, 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 저장된 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정한다. 선행차량 인식부(140)는, 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도를 계산하고, 계산된 각도를 토대로 변경 목표차선에서 감지된 선행차량에 대한 위치를 보정하여 선행차량 인식을 수행한다. 선행차량 충돌 제어부(150)는, 선행차량과의 충돌 위험이 감지되면, 운전자 경고만을 수행하거나, 차선변경의 진행 정도에 따라 선행차량의 추종제어나 차선변경의 강제제한을 수행한다. The lane change start recognizing
전술한 차선변경 시작 인식부(120)는, 발생하고 있는 조향각 입력이 일정 범위 이상으로 급변하는 경우, 또는 방향 지시등이 운전자 조작에 의해 켜지고 켜진 방향 지시등의 방향으로 조향각 입력이 발생하는 경우, 운전자의 차선변경 의지가 있다고 간주하여 차선변경의 시작을 인식할 수 있다. The above-described lane change
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)는, 차선변경 전 차선에서 주행중, 전방 감지를 통해 도로 곡률을 파악하고, 파악된 도로 곡률을 갱신하면 저장시켜 두는 도로 곡률 파악부(110)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the lane change transient
전술한 변경 목표차선 추정부(120)는, 도로 곡률 파악부(110)에 의해 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 저장된 도로 곡률(또는 도로의 곡률 반경일 수도 있 음)에 근거하여, 운전자가 차선변경을 시도하려고 하는 변경 목표차선을 추정하고, 변경 전 차선에서 추정된 변경 목표차선으로의 차선변경 경로를 추정할 수 있다. The above-described change
전술한 차선변경 시작 인식 방법과 전술한 변경 목표차선 추정 방법을 도 2를 참조하여 다시 설명하면, 왼쪽 차선(21)에서 선행차량(210)을 추종하면서 주행 중이고 차선변경 과도상태 제어 장치(100)를 장착한 차량 X(200)의 운전자가 오른쪽 차선(22)으로 차선변경을 하기 위하여, 핸들을 시계 방향(오른쪽 방향)으로 일정 각도 이상으로 틀어서 일정 범위 이상의 조향각 입력을 발생시키거나, 오른쪽 방향의 방향 지시등을 켜고 핸들을 시계 방향(오른쪽 방향)으로 틀어 오른쪽 방향으로의 조향각 입력을 발생시키게 되면, 이를 차선변경 시작 인식부(120)에서는 운전자의 차선변경 의지가 있다고 간주하여 차선변경의 시작으로 인식한다. 또한, 변경 목표차선 추정부(130)는, 도로 곡률 파악부(110)에 의해 차선변경의 시작 인식 바로 직전에 저장된 도로 곡률을 차선변경이 완료된 시점까지 동일하게 사용하여 변경 목표차선과 차선변경 경로를 추정하는데, 도 2에서는, 직선 도로이기 때문에 차선변경의 시작 바로 직전에 저장된 도로 곡률은 왼쪽 차선(21)의 도로 곡률로서 영(Zero)이 된다. 그리고, 차선변경 시작 인식부(120)에서 차선변경의 시작을 인식하기 위한 조향각 입력의 방향이나 방향 지시등의 방향이 오른쪽 방향인 것을 고려하면, 변경 목표차선은 오른쪽 차선(22)이다. 변경 목표차선 추정과 도로 곡률을 고려하면, 변경 전 차선인 왼쪽 차선(21)에서 변경 목표차선인 오른쪽 차선(22)으로의 차선변경 경로(230)와, 변경 목표차선의 경로를 추정할 수 있다. 한편, 본 발명과는 대조적으로, 종래의 적응형 순항 제어 시스템에서는, 차선변경시, 차선변경 하고자 하는 오른쪽 차선(22)에서의 차량(220)을 충돌 위험이 있는 선행차량으로 감지하지 못하여 큰 사고를 발생시킬 수 있다. The above-described lane change start recognition method and the aforementioned change target lane estimation method will be described again with reference to FIG. 2. The lane change transient
전술한 선행차량 인식부(140)는, 전술한 방식으로 추정된 변경 목표차선의 방향과, 차선변경을 시도하는 차량의 계산된 차량 진행방향 간의 각도를 계산하고, 계산된 각도를 토대로 변경 목표차선에서 전방 감지 센서를 통해 감지된 선행차량에 대한 위치를 보정하여 선행차량 인식을 수행한다. 즉, 도 3의 예시도를 참조하면, 차선변경을 시도하는 차량 X(200)의 차선변경 과도상태 동안, 입력된 선행차량(220)의 위치는, 변경 목표차선(22)의 방향(320)과 차량 진행방향(310)이 이루는 각도(A)를 반영하여 보정된다. The preceding
차선변경 과도 상태 동안, 변경 목표차선에서 선행차량이 감지되고, 감지된 선행차량의 충돌 위험이 감지되면, 전술한 선행차량 충돌 제어부(150)는, 감지된 충돌 위험에 대하여 운전자 경고를 수행하거나 적절한 차량 제어를 수행할 수 있다. 이러한 충돌 위험에 대한 대응은, 차선변경 과도상태 제어 장치(100)에 설정된 모드(예: 해제 모드, 대기 모드, 제어 모드 등)의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 해당 차량의 조향 제어 가능 여부에 따라서도 달라질 수 있다. During the lane change transient state, if the preceding vehicle is detected in the change target lane and the detected collision risk of the preceding vehicle is detected, the aforementioned preceding vehicle
본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)는, 일 예로서, 차선변경 과도상태에 대한 제어를 어느 정도 범위가 해주느냐에 따라, 모든 제어를 수행하지 않는 해제 모드와, 차선변경 과도상태에 대하여 전방 모니터링만을 수행하여 선행차량과의 충돌 위험을 운전자 경고하는 기능을 수행하는 대기 모드와, 대기 모드에서의 수행 기능에 더하여 차량 제어 기능을 더 수행하는 제어 모드 중 하나의 모드로 설정될 수 있다. 즉, 대기 모드로 설정된 차선변경 과도상태 제어 장치(100)는 전방 감지 및 운전자 경고 등을 수행할 수 있고, 제어 모드로 설정된 차선변경 과도상태 제어 장치(100)는 전방 감지, 운전자 경고 및 차량 제어 등을 수행할 수 있다. The lane change transient
예를 들어, 차선변경 과도상태 제어 장치(100)가 대기 모드로 설정된 경우, 전술한 선행차량 충돌 제어부(150)는, 선행차량과의 충돌 위험이 감지되면, 소리나 디스플레이 등을 통해 운전자 경고만을 수행할 수 있다. 그리고, 차선변경 과도상태 제어 장치(100)가 제어 모드로 설정된 경우, 선행차량 충돌 제어부(150)는, 선행차량과의 충돌 위험이 감지되면, 운전자 경고, 선행차량의 추종제어 및 차선변경의 강제제한 등 중에서 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 차선변경 과도상태 제어 장치. For example, when the lane change
조향 기능 가능 여부와 차선변경의 진행 정도를 파악하여 모드 설정과 함께 고려하면, 선행차량과의 충돌 위험에 대한 제어는 다음과 같다.Considering the possibility of steering function and the progress of lane change and considering the mode setting, the control of the collision risk with the preceding vehicle is as follows.
차선변경 과도상태 제어 장치(100)가 제어 모드로 설정된 경우, 선행차량 충돌 제어부(150)는, 조향 제어가 불가능하면 운전자 경고를 수행하고, 조향 제어가 가능하고 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준으로 판단되면 선행차량의 추종제어를 차선변경 전 선행차량 추종 제어와 동일하게 수행하며, 조향 제어가 가능하고 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준으로 판단되면 차선변경을 하는 것이 위험할 수 있다고 판단되어 차선변경의 강제제한을 수행한다. 차선변경의 강제제한은, 일 예로서, 변경 목표차선으로의 조향을 제한하는 방식 등을 통해 차선 변경이 제한되도록 할 수 있다. When the lane change
전술한 선행차량 충돌 제어부(150)에서의 차선변경의 진행 정도를 파악하는 방식은, 방향 지시등의 상태나, 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도 등을 이용하여, 차선변경이 시작되어 선행차량과의 충돌위험이 감지된 현 시점에서의 차선변경의 진행 정도를 파악할 수 있다. The above-described method of determining the progress of the lane change in the preceding vehicle
예를 들어, 전술한 선행차량 충돌 제어부(150)는, 차선변경의 시도시 운전자 조작에 의해 켜진 방향 지시등이 꺼지거나, 변경 목표차선 추정부(130)에 의해 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차선변경 과도상태(차선변경 시작 ~ 차선변경 완료)동안 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도 이하로 줄어든 경우, 차선변경이 상당히 진행되어 변경 목표차선에 해당 차량의 차체가 상당 부분 진입한 것으로 간주하여, 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준으로 판단할 수 있다. For example, the above-described preceding vehicle
또한, 전술한 선행차량 충돌 제어부(150)는, 켜진 방향 지시등이 꺼지지 않거나, 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도를 초과하는 경우, 차선변경이 많이 진행되지 않아 변경 목표차선에 해당 차량의 차체가 진입하지 못했거나 일부분만이 진입한 것으로 간주하여, 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준으로 판단한다. In addition, the preceding vehicle
위에서 언급한 차선변경 완료 수준은, 운전자 인식 측면에서는, 차선변경이 완전히 완료되었다고 인식되거나, 해당 차량의 상당 부분이 변경 목표차선에 진입하였다고 인식하는 수준을 의미하며, 이러한 의미를 갖는 차선변경 완료 수준은, 차선변경 과도상태 제어 장치(100)에서는, 차선변경의 시도시 운전자 조작에 의해 켜진 방향 지시등이 꺼지거나, 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도 이하로 줄어든 경우로서 인식할 수 있다. 여기서, 일정 각도를 조절하여 설정함으로써, 해당 차량의 전체 중 몇 퍼센트가 변경 목표차선에 진입하였을 때를 차선변경 완료 수준으로 판단할지를 조절할 수 있다. The lane change completion level mentioned above refers to a level that recognizes that the lane change has been completely completed or that a substantial portion of the vehicle has entered the change target lane in terms of driver recognition. In the lane change transient
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)에서 선행차량(220)과의 충돌 위험 감지시, 차선변경의 진행 정도에 따른 차량 제어를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4의 (a)는 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준인 상황을 나타낸 도면이고, 도 4의 (b)는 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준인 상황을 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a diagram for describing vehicle control according to progress of a lane change when detecting a collision risk with a preceding
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 추정된 변경 목표차선(22)의 방향(320) 및 차량 진행방향(310) 간의 각도(A1)가 일정 각도(ATH)를 초과하기 때문에, 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준인 거로 판단한다. 따라서, 선행차량(220)과의 충돌 위험이 감지된 상황에서, 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준이므로, 차량 X(200)의 차선변경이 계속해서 진행되도록 하는 것은 선행차량(220)과의 충돌이 실제로 발생할 확률이 높다고 간주하여 변경 목표차선(22)으로의 차선변경이 계속해서 진행되지 못하게 하는 차선변경의 강제제한을 수행한다. As shown in FIG. 4A, since the angle A1 between the
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 추정된 변경 목표차선(22)의 방향(320) 및 차량 진행방향(310) 간의 각도(A2)가 일정 각도(ATH)보다 줄어들었기 때문에, 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준인 거로 판단한다. 따라서, 선행차량(220)과의 충돌 위험이 감지된 상황에서, 차량 X(200)의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준이므로, 변경 목표차선(22)으로의 차량 X(200)의 차선변경이 이미 완료되었거나 거의 완료되었고, 선행차량(220)과의 충돌 위험에 대하여, 변경 목표차선(22)에서의 선행차량(220)의 추종 제어를 수행한다. 이렇게 충돌 위험을 회피할 수 있다. 변경 목표차선(22)에서의 선행차량(220)의 추종 제어는, 변경 전 차선(21)에서의 선행차량(210)의 추종 제어와 동일한 방식이다. As shown in FIG. 4B, since the angle A2 between the
이상에서 참조한 도 2 내지 도 4는, 설명의 편의상, 직선 도로만을 가정하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법을 설명하였으나, 곡선 도로에서도 동일하게 적용될 수 있다. 2 to 4 described above, for convenience of description, a lane change transient state control method according to an embodiment of the present invention has been described on the assumption of only a straight road, but the same may be applied to a curved road.
아래에서는, 이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100)가 제공하는 차선변경 과도상태 제어 방법을 설명한다. Hereinafter, a lane change transient state control method provided by the lane change transient
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법에 대한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a lane change transient state control method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법은, 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식하는 차선변경 시작 인식 단계(S500)와, 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 감지된 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정하는 변경 목표차선 추정 단계(S502)와, 추정된 변경 목표차선에서 선행차량을 감지하는 선행차량 감지 단계(S504)와, 감지된 선행차량과의 충돌 위험을 감지하는 충돌 위험 감지 단계(S506)와, 차선변경의 진행 정도를 판단하는 차선변경 진행 정도 판단 단계(S508)와, 차선변경의 진행 정도에 따라 충돌 위험이 감지된 선행차량의 추종제어나 차선변경의 강제제한도 수행하는 선행차량 충돌 제어 단계(S510) 등을 포함한다. Referring to FIG. 5, the lane change transient state control method according to an exemplary embodiment of the present invention includes a lane change start recognition step S500 for recognizing the start of a lane change based on a steering angle input, and a start of a lane change is recognized. A change target lane estimating step (S502) of estimating a change target lane based on a road curvature detected immediately before the step, a preceding vehicle detecting step (S504) of detecting a preceding vehicle in the estimated change target lane, and the detected preceding vehicle Collision risk detection step (S506) for detecting a risk of collision with the vehicle, lane change progress degree determination step (S508) for determining the progress of the lane change, and the preceding vehicle of the collision risk detected according to the progress of the lane change The preceding vehicle collision control step (S510) for performing the following control or the forced limit of lane change, and the like.
전술한 차선변경 시작 인식 단계(S500)는, 조향각 입력이 일정 범위 이상으로 급변하는 경우, 또는 방향 지시등의 방향으로 조향각 입력이 발생하는 경우, 차선변경이 시작된 것으로 인식할 수 있다. In the aforementioned lane change start recognition step S500, when the steering angle input suddenly changes to a predetermined range or more, or when the steering angle input occurs in the direction of the direction indicator, the lane change may be recognized as starting.
전술한 차선변경 진행 정도 판단 단계(S508)는, 켜진 방향 지시등이 꺼지거나 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도 이하로 줄어든 경우, 차선변경의 진행 정도를 차선변경 완료 수준으로 판단하고, 켜진 방향 지시등이 꺼지지 않거나 추정된 변경 목표차선의 방향 및 차량 진행방향 간의 각도가 일정 각도를 초과하는 경우, 차선변경의 진행 정도를 차선변경 미완료 수준으로 판단할 수 있다. In the above-described lane change progress degree determining step (S508), when the on direction indicator light is turned off or the angle between the estimated direction of the change target lane and the vehicle traveling direction decreases to a predetermined angle or less, the lane change completion level is determined. If the turned direction indicator does not turn off or the angle between the estimated change target lane direction and the vehicle traveling direction exceeds a certain angle, the progress of the lane change may be determined as the lane change incomplete level.
전술한 충돌 위험 감지 단계(S506) 이후, 선행차량과의 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 알려주는 운전자 경고 단계를 더 포함할 수 있다. After the aforementioned collision risk detection step S506, the driver warning step of informing the driver of the driving situation of the collision risk with the preceding vehicle may be further included.
도 5를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법을 더욱 상세하게 예시적으로 도 6에 나타낸 다른 흐름도를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. A lane change transient control method according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 5 will be described in more detail with reference to another flowchart shown in FIG. 6.
도 6을 참조하면, 변경 전 차선에서 전방 감지 센서를 이용하여 전방 모니터링을 수행(S600)하면서 변경 전 차선에서의 선행차량에 대한 추종 제어를 수행한다. 이때, 변경 전 차선에 대한 도로 곡률을 파악하여 저장하고(S602), 조향각 입 력이 발생하면(S604), 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한지를 판단(S606)하여 차선변경의 시작을 인식한다. Referring to FIG. 6, following control is performed on the preceding vehicle in the lane before the change while performing forward monitoring using the front sensor in the lane before the change (S600). At this time, the curvature of the road for the lane before the change is determined and stored (S602), and when steering angle input is generated (S604), it is determined whether the direction of the generated steering angle and the direction indicator are the same (S606) to start the lane change. Recognize.
전술한 S606 단계에서, 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일하지 않은 것으로 판단되면, 변경 전 차선에서 다른 차선으로 차선변경 시도하지 않는 것으로 간주하여, 즉, 동일 차선 주행으로 간주하여 저장된 도로 곡률을 삭제(S608)하고, 다시 S600, S602, S604 및 S606 단계를 반복하여 수행한다. In the above-described step S606, if it is determined that the direction of the steering angle that is generated and the direction of the direction indicator are not the same, it is assumed that no attempt is made to change lanes from the lane before the change to another lane, that is, the road curvature is regarded as driving in the same lane. Next, the process is repeated (S608), and the steps S600, S602, S604, and S606 are repeated.
전술한 S606 단계에서, 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한 것으로 판단되면, 변경 전 차선에서 다른 차선으로 차선변경 시도하는 것으로 간주하여, 차선변경의 시작으로 인식하여 차선변경 과도상태에 대한 제어를 본격적으로 시작하게 된다. In the above-described step S606, if it is determined that the direction of the steering angle generated and the direction of the direction indicator are the same, it is regarded as attempting to change the lane from the lane before the change to another lane, and is recognized as the beginning of the lane change to control the lane change transient state. Will start in earnest.
이후, 전술한 S606 단계에서, 발생한 조향각의 방향과 방향 지시등의 방향이 동일한 것으로 판단되기 직전에, S602 단계에서 저장된 도로 곡률에 근거하여, 변경 전 차선에서 차선변경을 시도하고자하는 다른 차선(즉, 변경 목표차선)을 추정한다(S610). 이후, 현재 차량의 차량진행방향을 계산(S612)하면서, 추정된 변경 목표차선 방향과 차량진행방향이 이루는 각도를 계산한다(S614). 이렇게 계산된 각도를 이용하여 변경 목표차선에서의 선행차량에 대한 위치를 보정한다(S606). 이후, 선행차량과의 충돌 위험이 있는지를 판단하여(S618), 충돌 위험이 없으면, 전술한 S610, S612, S614 및 S616 단계를 다시 반복하여 수행한다. 만약, S618 단계에서 충돌 위험이 있으면, 운전자 조작 등에 의해 차선변경 과도상태 제어 장치(100)에 설정된 모드가 제어 모드인지를 확인한다(S620). Subsequently, in step S606 described above, immediately before it is determined that the direction of the steering angle and the direction indicator light are the same, based on the curvature of the road stored in step S602, another lane to attempt lane change in the lane before change (that is, The change target lane) is estimated (S610). Thereafter, while calculating the vehicle driving direction of the current vehicle (S612), an angle formed between the estimated change target lane direction and the vehicle driving direction is calculated (S614). The position of the preceding vehicle in the change target lane is corrected using the calculated angle (S606). Thereafter, it is determined whether there is a risk of collision with the preceding vehicle (S618), and if there is no risk of collision, the above-described steps S610, S612, S614, and S616 are repeatedly performed. If there is a risk of collision in step S618, it is determined whether the mode set in the lane change transient
만약, S620 단계에서의 확인 결과, 제어 모드로 설정되어 있지 않은 경우에는, 선행차량과의 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 스피커나 디스플레이 장치를 통해 알려주는 운전자 경고를 수행한다(S624). If, as a result of the check in step S620, the control mode is not set, the driver warning to inform the driver of the driving situation of the danger of collision with the preceding vehicle through the speaker or the display device (S624).
만약, S620 단계에서의 확인 결과, 제어 모드로 설정되어 있는 경우에는, 해당 차량의 조향 제어가 가능한지를 확인하여(S622), 가능하지 않으면, 선행차량과의 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 스피커나 디스플레이 장치를 통해 알려주는 운전자 경고를 수행한다(S624). 만약, 조향 제어 가능 여부 확인 결과, 가능하면, 현재의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준에 준하는 정도로 상당히 진행되었는지를 판단한다(S626). 이러한 차선변경의 진행 정도 판단 결과, 현재의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준에 준하는 정도로 상당히 진행된 것으로 판단되면, 동일 차선 추종과 같은 차량 제어를 수행한다(S628). 하지만, 차선변경의 진행 정도 판단 결과, 현재의 차선변경의 진행 정도가 차선변경 완료 수준에 준하는 정도로 상당히 진행되지 않은 것으로 판단되면, 변경 목표차선으로의 차선변경을 강제로 제한하는 차량 제어를 수행한다(S630). If, as a result of the check in step S620, the control mode is set, it is checked whether the steering control of the vehicle is possible (S622), if not possible, the speaker to inform the driver of the driving situation of the collision risk with the preceding vehicle. In operation S624, the driver alerts through the display device. If it is possible to determine whether steering control is possible, it is determined whether the progress of the current lane change is considerably advanced to the level corresponding to the lane change completion level (S626). As a result of determining the progress of the lane change, if it is determined that the progress of the current lane change is sufficiently advanced to correspond to the lane change completion level, vehicle control such as following the same lane is performed (S628). However, if it is determined that the progress of the lane change is not as advanced as the lane change completion level, the vehicle control forcibly restricting the lane change to the change target lane is performed. (S630).
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치(100) 및 이 장치가 제공하는 차선변경 과도상태 제어 방법을 적응형 순항 제어(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템에 적용할 수 있다. 이러한 적응형 순항 제어 시스템에 대한 블록 구성도를 도 7에 예시적으로 도시한다. The above-described lane change transient
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 순항 제어 시스템(700)에 대한 블록 구성도이다. 7 is a block diagram of an adaptive
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 순항 제어 시스템(700)은, 운전자 입력 인터페이스(710), 차량정보 입력 인터페이스(720), 전방 감지 센서(730), 운전자 출력 인터페이스(740), 차량 제어 출력 인터페이스(750) 및 제어부(760) 등을 포함한다. Referring to FIG. 7, the adaptive
운전자 입력 인터페이스(710)는, ACC 기능 스위치, 신호 스위치(Turn-Signal Switch), 조향 휠(Steering Wheel), 가속 페달(Accelerator Pedal) 및 제동 페달(Brake Pedal) 등과 같은 운전자 조작 장치(7100)에 대한 운전자의 조작을 인지한다. The
차량정보 입력 인터페이스(720)는, 휠 스피드 센서(Wheel Speed Sensor), 요 레이트 센서(Yaw Rate Sensor), 조향각 센서(Steering Angle Sensor) 및 G 센서 등의 차량정보 센서(7200)로부터 해당 차량 거동 정보를 입력받는다. The vehicle
전방 감지 센서(730)는, 전방을 감지하여 도로 곡률 및 선행차량을 감지한다. The
운전자 출력 인터페이스(740)는, 운전자에게 주행 상황을 스피커나 디스플레이 등과 같은 장치(7400)를 통해 알려준다. The
차량 제어 출력 인터페이스(750)는, 제어부(760)로부터 입력받은 차량 제어 명령을 엔진 제어 시스템, 제동 제어 시스템 및 조향 제어 시스템 등과 같은 해당 차량 시스템(7500)으로 출력한다. The vehicle
제어부(760)는, 전술한 각종 인터페이스(710, 720, 740, 750) 및 전방 감지 센서(730)와 정보를 차량 네트워크(예: CAN(Controller Area Network) 등) 또는 케이블 등을 통해 주고 받으면서 전반적인 제어를 수행한다. The
이러한 제어부(760)는, 차량정보 입력 인터페이스(720)를 통해 입력받은 차량 거동 정보에 포함된 조향각 입력에 근거하여 차선변경의 시작을 인식하고, 차선변경의 시작이 인식되기 직전에 전방 감지 센서(730)를 통해 감지된 도로 곡률에 근거하여 변경 목표차선을 추정하며, 추정된 변경 목표차선에서 전방 감지 센서(730)를 통해 감지된 선행차량과의 충돌 위험이 감지된 경우, 충돌 위험에 대한 주행 상황을 운전자에게 운전자 출력 인터페이스(740)를 통해 알려주거나, 차선변경의 진행 정도에 따라 감지된 선행차량의 추종제어나 차선변경의 강제제한을 위한 차량 제어 명령을 차량 제어 출력 인터페이스(750)를 통해 출력시켜 해당 차량 시스템(7500)을 제어한다. The
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 차선변경이 시작되어 완료되기까지의 차선변경 과도상태를 인식하고, 인식된 차선변경 과도상태 동안 적절한 차량 제어를 수행할 수 있게 해주어, 안전한 차선변경을 가능하게 해주는 효과가 있다. As described above, according to one embodiment of the present invention, a lane change transition state is recognized until a lane change starts and is completed, and appropriate vehicle control can be performed during the recognized lane change transition state, thereby ensuring safe lanes. It has the effect of enabling change.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들 의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the above description, all elements constituting the embodiments of the present invention are described as being combined or operating in combination, but the present invention is not necessarily limited to the embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each part or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a module. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be included, unless otherwise stated, and thus excludes other components. It should be construed that it may further include other components instead. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms commonly used, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be construed in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.
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. 따 라서, 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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치에 대한 블록 구성도, 1 is a block diagram of a lane change transient state control apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치에서 차선변경 시작 인식 방법과 변경 목표차선 추정 방법을 설명하기 위한 예시적인 도면, 2 is an exemplary diagram for explaining a lane change start recognition method and a change target lane estimation method in the lane change transient state control apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치에서 선행차량 인식 방법을 설명하기 위한 예시적인 도면, 3 is an exemplary view for explaining a preceding vehicle recognition method in a lane change transient state control apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 장치에서 선행차량과의 충돌 위험 감지시, 차선변경의 진행 정도에 따른 차량 제어를 설명하기 위해, 차선변경의 진행 정도가 차선변경 미완료 수준인 상황과 차선변경 완료 수준인 상황을 나타낸 도면, 4 is a progress of the lane change is not complete to explain the vehicle control according to the progress of the lane change when detecting the danger of collision with the preceding vehicle in the lane change transition state control apparatus according to an embodiment of the present invention Drawing showing the situation and the situation of the lane change completion level,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법에 대한 흐름도, 5 is a flowchart illustrating a lane change transient state control method according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선변경 과도상태 제어 방법에 대한 다른 흐름도, 6 is another flowchart illustrating a lane change transient state control method according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 순항 제어 시스템에 대한 블록 구성도이다. 7 is a block diagram of an adaptive cruise control system according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100: 차선변경 과도상태 제어 장치100: lane change transient control device
110: 도로 곡률 파악부110: road curvature grasp
120: 차선변경 시작 인식부120: lane change start recognition unit
130: 변경 목표차선 추정부130: change target lane estimation unit
140: 선행차량 인식부140: preceding vehicle recognition unit
150: 선행차량 충돌 제어부150: preceding vehicle collision control unit
700: 적응형 순항 제어 시스템700: adaptive cruise control system
710: 운전자 입력 인터페이스710: driver input interface
720: 차량정보 입력 인터페이스720: vehicle information input interface
730: 전방 감지 센서730: front sensor
740: 운전자 출력 인터페이스740: driver output interface
750: 차량 제어 출력 인터페이스750: vehicle control output interface
760: 제어부760: control unit
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