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KR20210073705A - 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20210073705A
KR20210073705A KR1020190164171A KR20190164171A KR20210073705A KR 20210073705 A KR20210073705 A KR 20210073705A KR 1020190164171 A KR1020190164171 A KR 1020190164171A KR 20190164171 A KR20190164171 A KR 20190164171A KR 20210073705 A KR20210073705 A KR 20210073705A
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KR
South Korea
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vehicle
autonomous
failure
control unit
driving
Prior art date
Application number
KR1020190164171A
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English (en)
Inventor
이재훈
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 내부에 조향장치 및 제동장치가 없는 완전 자율주행차량이 자율 모드로 주행 중 메인제어기에 고장이 발생하면, 메인제어기와 동일한 기능을 수행하는 백업제어기를 통하여 자율 모드로 계속 주행할 수 있도록 하여 차량 안전성을 확보할 수 있고, 백업제어기를 통하여 자율 모드로 주행 중 백업제어기도 고장이 발생하면, 운전자에 의한 강제 제어로 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량에 대한 운전자의 심리적 안정감을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법{VEHICLE CONTROL SYSTEM ACCORDING TO FAILURE OF AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완전 자율주행차량의 주행 중 고장 상황에 대한 단계적 백업 솔루션을 제공할 수 있도록 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량의 자동화 단계를 구분함에 있어서 0~5 단계로 구분하고 있다.
단계 0은 운전자가 운전을 수행하는 완전 수동 운전 단계이고, 단계 1~3은 부분 자율주행 단계로서, 차량이 일부 자율주행 기능을 지원하지만, 운전자가 차량과의 협력을 통해 운전을 수행하는 단계이다. 그리고, 단계 4~5는 특수 상황이 아닌 일반적인 상황이나 모든 상황에서 차량이 자율적으로 운전을 수행하며, 운전자는 직접적으로 운전에 관여하지 않는 완전 자율주행 단계이다.
현재 개발되고 있는 자율주행차량은 대부분 기존의 차량과 같이 조향장치와 제동장치를 탑재하고 있다. 이는 주행 중 돌발 상황이나 자율주행이 힘든 상황이 발생하였을 때 운전자가 언제든지 제어권을 넘겨받고 수동 모드로 운전을 수행할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 비록 자율주행 모드로 차량이 자율주행 중이라 하더라도 운전자는 운전석에 앉아 있으면서 도로 상황을 주시하는 등의 자세를 취하고 있어야 한다.
따라서, 차량의 자율주행 상황에서는, 차량이 정상적으로 자율주행 기능을 잘 수행하고 있는지를 운전자에게 알려줌으로써 운전자의 심리적 안정감을 높이고, 운전을 수동 모드로 전환해야 할 경우에 잘 대처할 수 있는 기능을 수행할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 차량의 자동화 단계 중 단계 4~5 단계에 해당하는 자율주행 차량으로서 차량 내부에 조향장치와 제동장치가 없는, 즉 운전자가 운전에 직접적으로 관여할 수 없는 차량의 경우에는 자율주행차량과 운전자 사이의 제어권 이양이 발생하지 않는다. 따라서, 완전 자율주행차량은 운전자라는 개념 자체가 없기 때문에, 주행 중 고장이 발생하면 이에 대하여 대처할 수 있는 방법이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2019-0124122호
본 발명의 실시예는 차량 내부에 조향장치 및 제동장치가 없는 완전 자율주행차량이 자율 모드로 주행 중 메인제어기에 고장이 발생하면, 메인제어기와 동일한 기능을 수행하는 백업제어기를 통하여 자율 모드로 계속 주행할 수 있도록 하여 차량 안전성을 확보할 수 있고, 백업제어기를 통하여 자율 모드로 주행 중 백업제어기도 고장이 발생하면, 운전자에 의한 강제 제어로 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량에 대한 운전자의 심리적 안정감을 확보할 수 있는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템은 자율주행차량이 자율 모드로 주행하는데 필요한 차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 구비한 차량센서부, 상기 차량센서부를 구성하는 하나 이상의 센서로부터 정보를 제공받아 상기 자율주행차량이 메인제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하고, 자율 모드로 주행 중 메인제어부의 고장을 감지하면, 백업제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하고, 백업제어부의 고장을 감지하면, 자율 주행을 중지하고, 수동제어부로 전환시키는 신호를 출력하는 차량제어부, 상기 차량제어부로부터 전환 신호를 전달받아 수동 모드로 자율주행차량을 제어하는 수동제어부 및 상기 메인제어부 또는 백업제어부에 따른 자율 모드로 자율운행차량을 동작시키거나, 수동제어부에 따른 수동 모드로 자율주행차량을 동작시키는 차량구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차량제어부는, 차량센서부를 구성하는 어느 하나의 센서가 고장일 경우, 유사한 기능을 수행하는 다른 센서를 통하여 정보를 제공받아 자율주행차량이 자율 모드로 주행하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차량제어부는, 상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하면, 상기 자율주행차량 내에 구비된 출력부로 경고음 및 경고표시를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차량제어부는, 상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하기 위하여, 각각 고장 인식 과정과 고장 레벨 판단 과정을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고장 레벨은, 고장이 검출되지 않아 안전한 자율 주행이 가능한 상태인 안전 레벨, 고장 검출 이후 상기 출력부로 고장 검출을 알리는 상태인 경고 레벨, 경고 레벨 이후 자율 주행이 더 이상 불가능하다고 판단될 때 상기 출력부로 수동 제어로 전환의 권유를 알리는 상태인 비상 레벨 및 상기 비상 레벨 이후 수동 제어로 전환이 되지 않았을 때 상기 출력부로 상기 자율주행차량을 비상 정지시키도록 알리는 상태인 비상 정지 레벨을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차량제어부는, 상기 비상 정지 레벨 이후 상기 수동제어부로 전환시키는 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수동제어부는, 자율주행차량 내부에 손잡이를 구비하고, 상기 손잡이의 왼쪽과 후륜 왼쪽 바퀴 및 상기 손잡이의 오른쪽과 후륜 오른쪽 바퀴를 각각 기계적 방식으로 와이어를 연결하여 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법은 차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 구비한 차량센서부로부터 자율 모드로 주행하는데 필요한 정보를 제공받아 자율주행차량이 메인제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하는 제1단계, 자율 모드로 주행 중 메인제어부의 고장을 감지하면, 백업제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하는 제2단계, 상기 제2단계 이후 자율 모드로 주행 중 백업제어부의 고장을 감지하면, 자율 주행을 중지하고, 수동제어부로 전환 신호를 출력하는 제3단계 및 상기 제3단계 이후 수동제어부를 통하여 수동 모드로 자율주행차량을 제어하는 제4단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2단계 또는 상기 제3단계는, 하나의 센서가 고장일 경우, 유사한 기능을 수행하는 다른 센서를 통하여 정보를 제공받아 자율주행차량이 자율 모드로 주행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2단계 또는 상기 제3단계는, 상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하면, 상기 자율주행차량 내에 구비된 출력부로 경고음 및 경고표시를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2단계 또는 상기 제3단계는, 상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하기 위하여, 각각 고장 인식 과정과 고장 레벨 판단 과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3단계는, 고장 레벨 판단 과정은 고장이 검출되지 않아 안전한 자율 주행이 가능한 상태인 안전 레벨 판단 단계와, 고장 검출 이후 상기 출력부로 고장 검출을 알리는 상태인 경고 레벨 판단 단계와, 경고 레벨 이후 자율 주행이 더 이상 불가능하다고 판단될 때 상기 출력부로 수동 제어로 제어권 전환의 권유를 알리는 상태인 비상 레벨 판단 단계와, 상기 비상 레벨 이후 수동 제어로 제어권 전환이 되지 않았을 때 상기 출력부로 상기 자율주행차량을 비상 정지시키도록 알리는 상태인 비상 정지 레벨 판단 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3단계는 상기 비상 정지 레벨 판단 이후 수동 제어로 전환되는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 차량 내부에 조향장치 및 제동장치가 없는 완전 자율주행차량이 자율 모드로 주행 중 메인제어기에 고장이 발생하면, 메인제어기와 동일한 기능을 수행하는 백업제어기를 통하여 자율 모드로 계속 주행할 수 있도록 하여 차량 안전성을 확보할 수 있고, 백업제어기를 통하여 자율 모드로 주행 중 백업제어기도 고장이 발생하면, 운전자에 의한 강제 제어로 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량에 대한 운전자의 심리적 안정감을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이 외에, 본 문서를 통하여 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 구성하는 수동제어부를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 구성하는 수동제어부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통하여 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 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 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. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 구성하는 수동제어부를 나타내는 도면이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템을 구성하는 수동제어부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 본 발명에 따른 자율주행차량은 차량 내부에 조향장치 및 제동장치가 없는 레벨 4 이상의 완전 자율주행차량일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템은, 차량센서부(110), 차량제어부(130), 출력부(150), 차량구동부(170) 및 수동제어부(300)를 포함할 수 있다.
차량센서부(110)는 자율주행차량이 자율 모드로 주행하는데 필요한 차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 포함하여 구성할 수 있는 것으로, 외부 환경을 감지하기 위한 카메라(113), 레이더센서(115), 라이다센서 등을 포함할 수 있고, 차량의 상태를 감지하기 위한 스피드 센서, 요레이트 센서, 가속도 센서 및 토크 센서 등을 포함할 수 있다.
차량구동부(170)는 메인제어부(133) 또는 백업제어부(135)에 따른 자율 모드로 자율운행차량을 동작시키거나, 수동제어부(300)에 따른 수동 모드로 자율주행차량을 동작시킬 수 있다.
차량제어부(130)는 차량에 탑재되는 ECU(Electronic Control Unit)가 될 수 있는 것으로, 메인제어부(133) 및 백업제어부(135)를 포함하여 구성할 수 있다.
백업제어부(135)는 메인제어부(133)와 동일하게 구성되고, 동일하게 동작을 수행할 수 있는 것으로, 메인제어부(133) 또는 백업제어부(135) 중 어느 하나가 고장 나더라도, 나머지 하나로 자율주행차량을 자율 모드로 주행하도록 제어할 수 있다.
도 2를 참고하여, 차량제어부(130)는 차량센서부(110)를 구성하는 하나 이상의 센서로부터 정보를 제공받아 자율주행차량이 메인제어부(133)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어할 수 있는 것으로, 차량제어부(130)는 자율주행차량의 시동이 켜지고 자율 모드로 주행을 시작하면, 차량 상태와 주행 상황을 모니터링 할 수 있다. 여기서, 차량 상태는 자율 주행 기능의 정상 동작 여부, 오류 발생 여부 등 차량 또는 자율 주행 기능과 관련한 소프트웨어적 상태와 하드웨어적 상태를 포함할 수 있고, 주행 상황은 차량이 지정된 경로를 따라 주행하고 있는지, 도로 상에 장애물이 존재하는지, 돌발 상황이 발생하였는지 등 자율 모드 주행 중 인지되는 도로 및 주변 상황을 포함할 수 있다. 이러한 차량 상태 및 주행 상황에 대한 모니터링은 차량의 시동이 켜져 있거나 주행중인 동안 정해진 주기로 지속적으로 수행된다.
도 3을 참고하여, 차량제어부(130)는 차량센서부(110)를 구성하는 어느 하나의 센서가 고장일 경우, 유사한 기능을 수행하는 다른 센서를 통하여 정보를 제공받아 메인제어부(133)를 통하여 자율주행차량이 자율 모드로 주행하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 카메라(113)가 낙엽에 의해 가려져서 일시적 고장이 발생하였을 경우, 레이더센서(115) 신호를 이용하여 일시적으로 전방 차량과의 충돌을 방지하는 제동 제어를 할 수 있다.
일시적 고장의 예로는, 빗물, 낙엽, 역광 등의 의하여 차량센서부(110)를 구성하는 센서가 일시적 인식 불가 상황으로써, 전반적인 고장이 아닌 일시적인 기능 불완전 상황에 해당할 수 있으며, 따라서, 빗물, 낙엽, 역광 등 환경적 문제가 해결 되면 정상 작동이 가능할 수 있다. 즉, 일시적 고장이 해소되면, 메인제어부(133)의 제어를 통하여 자율주행차량이 자율 모드로 주행할 수 있다.
도 4를 참고하여, 차량제어부(130)는 자율주행차량이 메인제어부(133)를 통하여 자율 모드로 주행 중 메인제어부(133)에서 고장이 발생하면, 백업제어부(135)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어할 수 있다.
아울러, 도 5를 참고하여, 차량제어부(130)는 차량센서부(110)를 구성하는 센서 및 차량제어부(130)를 구성하는 메인제어부(133) 및 백업제어부(135)가 고장이 발생하여 기능 복귀가 불가능하거나, 시스템 전반적으로 기능이 불가능한 상황 등 영구적 고장이 발생하면, 자율주행차량 내에 구비된 출력부(150)로 경고음 및 경고 표시를 출력할 수 있다.
출력부(150)는 자율주행차량 내부에 구비되어 각종 정보를 화면상으로 또는 소리로 알림을 출력하도록 구성할 수 있는 것으로, 디스플레이 장치 등과 같이 운전자가 감각적으로 인지 가능한 알림을 출력할 수 있는 형태로 구현할 수 있다.
영구적 고장 상태는 정상 복귀가 불가능 상태로써, 이러한 경우 백업 제어도 할 수 없는 상황으로 가장 위험한 상황이라고 할 수 있다.
아울러, 차량제어부(130)는 메인제어부(133) 및 백업제어부(135)의 고장을 감지하기 위하여, 각각 고장 인식 과정과 고장 레벨 판단 과정을 수행할 수 있다.
차량제어부(130)는 자율 모드로 주행 중 일시적 고장 및 영구적 고장으로 인식이 되면, 위험 수준에 따라 안전 레벨(Safe Level), 경고 레벨(Warning Level), 비상 레벨(Emergency Level), 비상 정지 레벨(Emergency Stop Level)로 단계적으로 판단할 수 있다.
안전 레벨은 고장 인식 후 판단 결과 고장이 검출되지 않아 안전한 자율 주행이 가능한 상태를 나타내는 단계이고, 경고 레벨은 고장 인식에 따른 판단 결과 고장으로 판단된 경우로써, 현재 상황이 얼마나 위험한 상황 인지와 관계없이 출력부(150)를 통하여 운전자에게 고장 발생을 알리는 경고 레벨이며, 수동 제어로 제어권 전환을 권유하는 단계이다.
비상 레벨은 경고 레벨 이후 자율 모드 주행이 더 이상 불가능하다고 판단될 때 출력부(150)로 수동 제어로 전환하기를 권유하는 알림을 출력하는 단계로써, 자율 모드 주행이 불가능한 상황이므로 운전자에게 무조건적으로 제어권 전환을 권유해야 하는 단계이다.
비상 정지 레벨은 비상 레벨 이후 수동 제어로 전환이 되지 않았을 때 출력부(150)로 자율주행차량을 비상 정지시키도록 알리는 단계로써, 현재 상태로부터 가능한 빨리 차량을 정지 시키거나 갓길 주차로 위험에 대해 안전이 확보되어야 하는 단계이다.
아울러, 고장 레벨 판단 과정은 세부적인 판단이 진행되는 서브 판단 과정을 더 포함할 수 있다.
차량제어부(130)를 통하여 고장 인식 과정을 통해 고장이 검출되면, 제1서브 판단으로써, 고장 난 센서 및 제어부를 대체할 수 있는 상태 정보의 존재를 판단할 수 있다. 제1서브 판단에서는 같은 센서, 같은 제어부가 아니더라도 다른 환경 센서 등을 이용하여 고장 난 정보를 대체하여 정확하게 얻을 수 있다면 이를 대체 센서 및 제어부로써 자율 주행이 가능하다고 판단할 수 있다.
따라서, 제1서브 판단은 기능적 고장의 상태 정보를 다른 센서 및 제어부에서 계측 및 제어 가능하다면 경고 레벨로 판단하며, 이는 일시적 고장에 해당하고, 대체 센서 및 대체 제어부가 없다면 비상 레벨로 판단할 수 있다.
제1서브 판단에서 경고 레벨로 판단하였다면, 대체 시스템(센서 및 제어부)을 이용한 자율 주행이 가능한 상황일지라도 고장 난 상황으로써 운전자에게 선택적으로 제어권 전환을 제시하는 경고 알림을 출력부(150)로 출력시킬 수 있다.
또한, 제1서브 판단에서 비상 레벨로 판단하였다면, 운전자에게 제어권 전환을 하기 위한 강한 경고를 출력부(150)로 출력시키며, 제2서브 판단을 진행한다.
제2서브 판단은 제1서브 판단에서 비상 레벨로 판단하였을 때 진행하는 세부 판단이며, 제2서브 판단은 자율주행차량의 고장에 대한 최종 판단 레벨이다.
즉, 제2서브 판단은 비상 레벨 상황으로써 자율주행 시스템의 기능적 고장이 발생한 상황이며 고장 난 센서 및 제어부를 대체할 수 있는 하드웨어가 없는 상황이며, 이는 영구적 고장에 해당한다. 따라서 자율 주행이 불가능한 상황으로 운전자에게 제어권이 의무적으로 전환되어야 한다.
제2서브 판단에서 운전자에게 제어권이 전환되었다고 판단하면 수동 제어에 따른 운전으로써 안전 레벨로 판단하며, 일정 시간동안 제어권 전환이 이루어지지 않는다면 비상 정지 레벨로 판단하여 차량을 긴급 제동 시키도록 출력부(150)를 통하여 운전자에게 알린다. 수동제어부(300)는 제2서브 판단에 따른 비상 정지 레벨 이후 차량제어부(130)로부터 제어권 전환 신호를 전달받아 수동 모드로 자율주행차량을 제어할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하여, 수동제어부(300)는 자율주행차량 내부에 손잡이(310)를 구비하고, 손잡이(310)의 왼쪽과 후륜 왼쪽 바퀴 및 손잡이(310)의 오른쪽과 후륜 오른쪽 바퀴를 각각 기계적 방식으로 와이어(330)를 연결하여 구성할 수 있다.
와이어(330)와 후륜 사이에는 제동유압을 생성하기 위한 제동 액츄에이터, 제동 액츄에이터에서 발생한 제동 유압이 전달되어 후륜의 왼쪽 바퀴 및 오른쪽 바퀴의 회전을 구속하기 위한 제동력을 발생시키는 휠 실린더, 제동 액츄에이터와 휠 실린더 사이를 연결하여 제동 액츄에이터에 의해 발생된 제동 유압을 각 휠 실린더로 공급하는 유압공급라인 등을 포함하여 구성할 수 있다.
따라서, 모터 등의 구동수단 없이 수동제어부(300)에서 물리적인 힘으로 손잡이를 당기면, 후륜의 왼쪽 바퀴에 연결된 와이어(330)와 후륜의 오른쪽 바퀴에 연결된 와이어(330)가 동시에 당겨지면서, 후륜 왼쪽 바퀴 및 후륜 오른쪽 바퀴에 동일한 힘으로 회전을 구속하기 위한 제동력이 발생하여 자율주행차량의 속도를 줄일 수 있다.
아울러, 수동제어부(300)에서 손잡이를 당긴 상태에서, 왼쪽으로 회전시키면, 후륜 오른쪽 바퀴보다 후륜 왼쪽 바퀴에 더 강한 제동력이 발생하여, 자율주행차량은 좌회전을 하면서 속도를 줄일 수 있다. 반대로, 수동제어부(300)에서 손잡이를 당긴 상태에서, 오른쪽으로 회전시키면, 후륜 왼쪽 바퀴보다 후륜 오른쪽 바퀴에 더 강한 제동력이 발생하여, 자율주행차량은 우회전을 하면서 속도를 줄일 수 있다.
따라서, 차량제어부(130)를 통하여 비상 정지 레벨로 판단하여 자율주행차량을 긴급 제동 시키도록 출력부(150)를 통하여 알림이 전달되면, 운전자는 수동제어부(300)의 손잡이(310)를 당겨서 자율주행차량을 서서히 속도를 줄이면서 정지시키거나, 손잡이(310)를 왼쪽 또는 오른쪽으로 돌려서 좌회전 또는 우회전을 하면서 서서히 속도를 줄여 자율주행차량을 정지시킬 수 있다.
한편, 수동 제어는 기계적인 와이어에 의해 물리적인 힘으로 동작이 가능하므로, 자율주행차량의 고장으로 인해 전원이 공급되지 않아서 전자제어시스템 전체가 작동 불가한 상황에서도, 운전자가 물리적인 힘으로 자율주행차량을 제어할 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템이 도 9의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다.
먼저, 자율주행차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 구비한 차량센서부(110)로부터 자율 모드로 주행하는데 필요한 정보를 제공받아 자율주행차량이 메인제어부(133)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어한다(S110).
이어서, 자율 모드로 주행 중 일시적 고장에 따른 메인제어부(133)의 고장을 감지하면(S120), 백업제어부(135)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어한다(S130).
이어서, 일시적 고장이 해소되면(S140), 다시 메인제어부(133)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하며, 일시적 고장이 해소되지 않으면, 백업제어부(135)를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하는 과정을 유지한다(S150).
이어서, 백업제어부(135)를 통하여 자율 모드로 주행 중, 영구적 고장에 따른 백업제어부(160)의 고장을 감지하면(S160), 자율 주행을 중지하고, 수동제어부(300)로 전환 신호를 출력하고, 수동제어부(300)를 통하여 수동 모드로 자율주행차량을 속도를 줄여서 정지시키거나, 좌회전 또는 우회전을 하면서 속도를 줄여서 정지시키도록 제어한다(S170).
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 차량 내부에 조향장치 및 제동장치가 없는 완전 자율주행차량이 자율 모드로 주행 중 메인제어기에 고장이 발생하면, 메인제어기와 동일한 기능을 수행하는 백업제어기를 통하여 자율 모드로 계속 주행할 수 있도록 하여 차량 안전성을 확보할 수 있고, 백업제어기를 통하여 자율 모드로 주행 중 백업제어기도 고장이 발생하면, 운전자에 의한 강제 제어로 차량의 안전성을 확보할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량에 대한 운전자의 심리적 안정감을 확보할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 단계 S110 내지 단계 S170에 따른 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 기록매체에 저장시킬 수도 있다.
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.
따라서, 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.
110: 차량센서부 130: 차량제어부
150: 출력부 170: 차량구동부
300: 수동제어부

Claims (14)

  1. 자율주행차량이 자율 모드로 주행하는데 필요한 차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 구비한 차량센서부;
    상기 차량센서부를 구성하는 하나 이상의 센서로부터 정보를 제공받아 상기 자율주행차량이 메인제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하고, 자율 모드로 주행 중 메인제어부의 고장을 감지하면, 백업제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하고, 백업제어부의 고장을 감지하면, 자율 주행을 중지하고, 수동제어부로 전환시키는 신호를 출력하는 차량제어부;
    상기 차량제어부로부터 전환 신호를 전달받아 수동 모드로 자율주행차량을 제어하는 수동제어부; 및
    상기 메인제어부 또는 백업제어부에 따른 자율 모드로 자율운행차량을 동작시키거나, 수동제어부에 따른 수동 모드로 자율주행차량을 동작시키는 차량구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량제어부는,
    차량센서부를 구성하는 어느 하나의 센서가 고장일 경우, 유사한 기능을 수행하는 다른 센서를 통하여 정보를 제공받아 자율주행차량이 자율 모드로 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량제어부는,
    상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하면, 상기 자율주행차량 내에 구비된 출력부로 경고음 및 경고표시를 출력하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차량제어부는,
    상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하기 위하여, 각각 고장 인식 과정과 고장 레벨 판단 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고장 레벨은,
    고장이 검출되지 않아 안전한 자율 주행이 가능한 상태인 안전 레벨, 고장 검출 이후 상기 출력부로 고장 검출을 알리는 상태인 경고 레벨, 경고 레벨 이후 자율 주행이 더 이상 불가능하다고 판단될 때 상기 출력부로 수동 제어로 전환의 권유를 알리는 상태인 비상 레벨 및 상기 비상 레벨 이후 수동 제어로 전환이 되지 않았을 때 상기 출력부로 상기 자율주행차량을 비상 정지시키도록 알리는 상태인 비상 정지 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 차량제어부는,
    상기 비상 정지 레벨 이후 상기 수동제어부로 전환시키는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수동제어부는,
    자율주행차량 내부에 손잡이를 구비하고, 상기 손잡이의 왼쪽과 후륜 왼쪽 바퀴 및 상기 손잡이의 오른쪽과 후륜 오른쪽 바퀴를 각각 기계적 방식으로 와이어를 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템.
  8. 차량의 외부 및 내부에 대한 정보를 제공하는 복수의 센서를 구비한 차량센서부로부터 자율 모드로 주행하는데 필요한 정보를 제공받아 자율주행차량이 메인제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하는 제1단계;
    자율 모드로 주행 중 메인제어부의 고장을 감지하면, 백업제어부를 통하여 자율 모드로 주행하도록 제어하는 제2단계;
    상기 제2단계 이후 자율 모드로 주행 중 백업제어부의 고장을 감지하면, 자율 주행을 중지하고, 수동제어부로 전환 신호를 출력하는 제3단계; 및
    상기 제3단계 이후 수동제어부를 통하여 수동 모드로 자율주행차량을 제어하는 제4단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2단계 또는 상기 제3단계는,
    하나의 센서가 고장일 경우, 유사한 기능을 수행하는 다른 센서를 통하여 정보를 제공받아 자율주행차량이 자율 모드로 주행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2단계 또는 상기 제3단계는,
    상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하면, 상기 자율주행차량 내에 구비된 출력부로 경고음 및 경고표시를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2단계 또는 상기 제3단계는,
    상기 메인제어부 및 상기 백업제어부의 고장을 감지하기 위하여, 각각 고장 인식 과정과 고장 레벨 판단 과정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 고장 레벨 판단 과정은 고장이 검출되지 않아 안전한 자율 주행이 가능한 상태인 안전 레벨 판단 단계와, 고장 검출 이후 상기 출력부로 고장 검출을 알리는 상태인 경고 레벨 판단 단계와, 경고 레벨 이후 자율 주행이 더 이상 불가능하다고 판단될 때 상기 출력부로 수동 제어로 제어권 전환의 권유를 알리는 상태인 비상 레벨 판단 단계와, 상기 비상 레벨 이후 수동 제어로 제어권 전환이 되지 않았을 때 상기 출력부로 상기 자율주행차량을 비상 정지시키도록 알리는 상태인 비상 정지 레벨 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3단계는 상기 비상 정지 레벨 판단 이후 수동 제어로 전환되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법.
  14. 청구항 8항 내지 청구항 13항 중 어느 한 항의 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 방법을 실행하는 프로그램이 기록되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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