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KR101399670B1 - 차선유지 제어 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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KR101399670B1
KR101399670B1 KR1020100023712A KR20100023712A KR101399670B1 KR 101399670 B1 KR101399670 B1 KR 101399670B1 KR 1020100023712 A KR1020100023712 A KR 1020100023712A KR 20100023712 A KR20100023712 A KR 20100023712A KR 101399670 B1 KR101399670 B1 KR 101399670B1
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김순태
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Abstract

본 발명은 차선유지 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상에 따라 전방주시 거리를 적응적으로 설정하고, 적응적으로 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하여 이를 근거로 더욱 정확한 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

Description

차선유지 제어 방법 및 그 시스템{LANE KEEPING CONTROL METHOD AND LANE KEEPING CONTROL SYSTEM}
본 발명은 차선유지 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상에 따라 전방주시 거리를 적응적으로 설정하고, 적응적으로 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하여 이를 근거로 더욱 정확한 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
LKAS(Lane Keeping Assist System) 등의 차선유지 제어 시스템은, 전방 카메라를 이용하여 좌측 및 우측 차선을 감지하여 차선정보를 획득하고, 이에 근거하여 차량의 차선이탈을 방지하거나 차량이 도로의 중심을 추종하도록 하는 보조조향토크(Assist Steering Torque)를 계산하여 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치로 제공해줌으로써, 차량의 차선이탈 방지와 차선유지를 가능하게 해주는 시스템이다.
이러한 차선유지 제어 시스템에 의해 수행되는 차선유지 제어 기능의 성능은, 얼마나 정확한 차선정보를 획득하느냐에 따라 크게 달라질 수 있다. 왜냐하면 정확한 차선정보의 획득이 이루어져야, 차선유지를 정확히 제어하기 위한 보조조향토크를 정확하게 계산할 수 있게 되기 때문이다.
이러한 차선유지 제어 시스템은, 전방카메라에 의해 촬영된 전방영상을 토대로 차선정보를 획득하게 되는데, 이때, 전방으로 어느 정도 거리까지의 차선정보를 획득하느냐에 따라, 획득된 차선정보에는, 정확한 차선유지 제어를 위해 꼭 필요한 정보가 포함되어 있을 수도 있고 포함되어 있지 않을 수도 있다.
따라서, 차선유지 제어 시스템은, 차선유지 제어를 정확히 수행하기 위해서, 꼭 필요한 정보가 포함되어 있을 수 있도록 하는 거리(이를 "전방주시 거리"라 칭함)까지 차선정보를 획득해야만 한다. 하지만, 꼭 필요한 정보가 포함되어 있을 수 있도록 하는 전방주시 거리는, 차량속도 등의 차량상태나, 도로곡률, 도로폭 등의 도로상태 등에 따라 달라질 수 있다.
하지만, 종래의 차선유지 제어 시스템은, 차선유지 제어를 위해 차선정보를 획득할 때 이러한 전방주시 거리를 고려하여 획득하지 않고 있는 실정이다.이는 특정 차량상태나 특정 도로상태에서는 차선유지 기능을 정확히 제공해주지 못하는 문제점을 발생시킬 수 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 차선유지 제어가 정확하게 이루어지도록 하는 차선정보가 획득될 수 있도록 하는 전방주시 거리를 설정하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상에 따라 전방주시 거리를 적응적으로 설정하여 차선정보를 획득함으로써 더욱 정확한 차선유지 제어를 할 수 있도록 해주는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상의 정보에 근거하여 전방주시 거리를 설정하는 전방주시 거리 설정부; 상기 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득부; 상기 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크를 계산하는 보조조향토크 계산부; 및 상기 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선유지 제어 시스템을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 차선유지 제어 시스템이 제공하는 차선유지 제어 방법에 있어서, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상의 정보에 근거하여 전방주시 거리를 설정하는 전방주시 거리 설정 단계; 상기 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득 단계; 상기 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크를 계산하는 보조조향토크 계산 단계; 및 상기 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선유지 제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차선유지 제어가 정확하게 이루어지도록 하는 차선정보가 획득될 수 있도록 하는 전방주시 거리를 설정하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상에 따라 전방주시 거리를 적응적으로 설정하여 차선정보를 획득함으로써 더욱 정확한 차선유지 제어를 할 수 있도록 해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템이 제공하는 차선유지 제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 차량속도, 도로곡률 및 도로폭 등에 따라 전방주시 거리가 달라지는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 차량속도 및 전방주시 거리 간의 대응 그래프와, 도로곡률 및 전방주시 거리 간의 대응 그래프와, 도로폭 및 전방주시 거리 간의 대응 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 방법에 대한 흐름도이다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템(100)에 대한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템(100)은, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상의 정보에 근거하여 전방주시 거리를 설정하는 전방주시 거리 설정부(110)와, 전방주시 거리 설정부(110)에서 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득부(120)와, 차선정보 획득부(120)에서 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크(Assist Steering Torque)를 계산하는 보조조향토크 계산부(130)와, 보조조향토크 계산부(130)에서 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치(예: MDPS(Motor Driven Power Steering) 장치 등)에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어부(140) 등을 포함한다.
전술한 전방주시 거리 설정부(110)가 전방주시 거리를 설정하기 위해 이용하여는 차량상태는 차량속도를 포함하고, 도로상태는 도로곡률 및 도로폭 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 차선유지 제어 시스템(100)은, 전방 카메라를 이용하여 좌측 및 우측 차선을 감지하여 차선정보를 획득하고, 이에 근거하여 차량의 차선이탈을 방지하거나 차량이 도로의 중심을 추종하도록 하는 보조조향토크(Assist Steering Torque)를 계산하여 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치로 제공해줌으로써, 차량의 차선이탈 방지와 차선유지를 가능하게 해주는 시스템이다. 이러한 차선유지 제어 시스템(100)을 "LKAS(Lane Keeping Assist System)"이라고도 한다.
이러한 차선유지 제어 시스템(100)에 의해 제공되는 차선유지 제어 기능에 따라, 차선이탈 방지 및 차선유지가 가능하게 되는 상황을 도 2에 예시적으로 도시한다. 도 2를 참조하면, 차량(200)이 차선을 따라 주행하다가 차선이탈을 하려고 하면, 차선유지 제어 시스템(100)은 차선이탈이 발생하기 전에 그 가능성을 미리 감지하여, 차선이탈 방향의 반대방향에 대한 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시킴으로써, 조향 제어 장치로 하여금 차선유지를 위한 조향 제어(210)를 하도록 하여 차선이탈을 미리 방지해주어 차선유지를 가능하게 해준다.
이러한 차선유지 제어 시스템(100)에 의해 수행되는 차선유지 제어 기능의 성능은, 얼마나 정확한 차선정보를 획득하느냐에 따라 크게 달라질 수 있다. 왜냐하면 정확한 차선정보의 획득이 이루어져야, 차선유지를 정확히 제어하기 위한 보조조향토크를 계산할 수 있게 되기 때문이다.
그런데, 차선유지 제어 시스템(100)은, 전방카메라에 의해 촬영된 전방영상을 토대로 차선정보를 획득하게 되는데, 이때, 전방으로 어느 정도 거리까지의 차선정보를 획득하느냐에 따라, 획득된 차선정보에는, 정확한 차선유지 제어를 위해 반드시 필요한 정보가 포함되어 있을 수도 있고 포함되어 있지 않을 수도 있다.
따라서, 차선유지 제어 시스템(100)은, 차선유지 제어를 정확히 수행하기 위해서, 꼭 필요한 정보가 포함되어 있을 수 있도록 하는 거리(이를 "전방주시 거리"라 함)까지 차선정보를 획득해야만 한다.
하지만, 꼭 필요한 정보가 포함되어 있을 수 있도록 하는 전방주시 거리는, 차량속도 등의 차량상태나, 도로곡률, 도로폭 등의 도로상태 등에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 차량이 굽은 도로를 주행하고 있는 동안, 현 위치에서 첫 번째 굽은 지점까지는 차선정보를 획득해야만, 차선유지 제어에 반드시 필요한 정보가 획득된 차선정보에 포함되어 있을 수 있다. 따라서, L1 전방주시 거리 및 L2 전방주시 거리보다는 도로환경을 더욱 잘 파악하여 정확한 차선유지 제어를 가능하게 할 수 있는 L3 전방주시 거리까지 차선정보를 획득하는 것이 필요하다.
이하에서는, 전방주시 거리를 설정함에 있어서, 차량상태로서 차량속도와, 도로상태로서 도로곡률 및 도로폭을 고려하여, 전방주시 거리를 적응적으로 설정하는 것으로 하여 설명한다.
이러한 전방주시 거리를 설정하는 한 방법으로서, 전방주시 거리 설정부(110)는, 차량속도(Vehicle Speed)와 대응되는 제 1 전방주시 거리, 도로곡률(Radius of Road Curve)과 대응되는 제 2 전방주시 거리 및 도로폭(Lane Width)과 대응되는 제 3 전방주시 거리를 합산하여 합산한 값을 전방주시 거리로 설정할 수 있다. 즉, 『전방주시 거리 = 제 1 전방주시 거리 + 제 2 전방주시 거리 + 제 3 전방주시 거리』라는 식으로부터 전방주시 거리를 설정할 수 있다.
전술한 전방주시 거리 설정부(110)가 전방주시 거리를 설정하기 위하여 알아야 하는 차량상태 및 도로상태에 대한 정보(예: 차량속도, 도로곡률 및 도로폭 등)에 대한 정보는, 차량속도 센서, 전방 카메라, 카메라 비전센서 등의 정보 획득 장치로부터 얻을 수 있다.
또한, 전술한 전방주시 거리 설정부(110)는, 전방주시 거리를 설정하기 위하여 정보 획득 장치로부터 얻은 차량속도, 도로곡률 및 도로폭 등에 대한 정보로부터, 각각에 대응되는 제 1 전방주시 거리, 제 2 전방주시 거리 및 제 3 전방주시 거리를 알아내는데, 이를 위해서, 차량속도 및 제 1 전방주시 거리 간의 제 1 대응 정보와, 도로곡률 및 제 2 전방주시 거리 간의 제 2 대응 정보와, 도로폭 및 제 3 전방주시 거리 간의 제 3 대응 정보를 참조하여, 해당 차량속도, 해당 도로곡률 및 해당 도로폭 등에 대응되는 해당 제 1 전방주시 거리, 해당 제 2 전방주시 거리 및 해당 제 3 전방주시 거리를 각각 알아낼 수 있다.
위에서 언급한 제 1 대응 정보, 제 2 대응 정보 및 제 3 대응 정보는, 대응 데이터, 대응 테이블, 대응 그래프 등의 형태일 수 있으며, 차선유지 제어 시스템(100)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
전술한 차량속도 및 제 1 전방주시 거리 간의 제 1 대응 정보와, 도로곡률 및 제 2 전방주시 거리 간의 제 2 대응 정보와, 도로폭 및 제 3 전방주시 거리 간의 제 3 대응 정보를 도 4의 (a), (b) 및 (c)에 각각 대응 그래프의 형태로서 예시적으로 나타낸다.
도 4의 (a)를 참조하면, 제 1 전방주시 거리는, 일정 차량속도 범위(예: 30~120km/h)에서의 차량속도와 비례하도록 대응될 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 제 2 전방주시 거리는 일정 도로곡률 범위(예: 125~1000m)에서의 도로곡률과 비례하도록 대응될 수 있다. 도 4의 (c)를 참조하면, 제 3 전방주시 거리는 일정 도로폭 범위(2.7~4m)에서의 도로폭과 비례하도록 대응될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템(100)이 제공하는 차선유지 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선유지 제어 시스템(100)이 제공하는 차선유지 제어 방법은, 차량상태 및 도로상태 중 하나 이상의 정보에 근거하여 전방주시 거리를 설정하는 전방주시 거리 설정 단계(S500)와, 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득 단계(S502)와, 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크를 계산하는 보조조향토크 계산 단계(S504)와, 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어 단계(S506) 등을 포함한다.
전술한 전방주시 거리 설정 단계(S500)는, 차량속도를 포함하는 차량상태에 대한 정보와, 도로곡률 및 도로폭 중 하나 이상을 포함하는 도로상태에 대한 정보 중 하나 이상의 정보를 획득한다. 차량속도는 차량속도 센서나 차량속도를 이용하기 위하여 저장하고 있는 다른 장치(예: 전자 제어 장치 등)로부터 획득할 수 있고, 도로곡률 및 도로폭 중 하나 이상을 포함하는 도로상태에 대한 정보는, 전방 카메라, 카메라 비전 센서, 또는 도로상태에 대한 정보를 이용하기 위하여 저장하고 있는 다른 장치(예: 전자 제어 장치 등)로부터 획득할 수 있다.
전술한 전방주시 거리 설정 단계(S500)는, 일 예로서, 차량속도와 대응되는 제 1 전방주시 거리, 도로곡률과 대응되는 제 2 전방주시 거리 및 도로폭과 대응되는 제 3 전방주시 거리를 합산하여 합산한 값을 전방주시 거리로 설정할 수 있다. 즉, 『전방주시 거리 = 제 1 전방주시 거리 + 제 2 전방주시 거리 + 제 3 전방주시 거리』라는 식으로부터 전방주시 거리를 설정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차선유지 제어가 정확하게 이루어지도록 하는 차선정보가 획득될 수 있도록 하는 전방주시 거리를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 차량상태 및 도로상태 등 중 하나 이상에 따라 전방주시 거리를 적응적으로 설정하여 차선정보를 획득함으로써 더욱 정확한 차선유지 제어를 할 수 있도록 해줄 수 있다.
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 요소들의 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.
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.
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.
100: 차선유지 제어 시스템
110: 전방주시 거리 설정부
120: 차선정보 획득부
130: 보조조향토크 계산부
140: 차선유지 제어부

Claims (6)

  1. 차량속도를 포함하는 차량상태와 도로곡률 및 도로폭을 포함하는 도로상태 의 정보에 근거하여, 상기 차량속도와 대응되는 제 1 전방주시 거리, 상기 도로곡률과 대응되는 제 2 전방주시 거리 및 상기 도로폭과 대응되는 제 3 전방주시 거리를 합산하여 합산한 값을 전방주시 거리로 설정하는 전방주시 거리 설정부;
    상기 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득부;
    상기 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크를 계산하는 보조조향토크 계산부; 및
    상기 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선유지 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전방주시 거리는 일정 차량속도 범위에서의 차량속도와 비례하도록 대응되고, 상기 제 2 전방주시 거리는 일정 도로곡률 범위에서의 도로곡률과 비례하도록 대응되며, 상기 제 3 전방주시 거리는 일정 도로폭 범위에서의 도로폭과 비례하도록 대응되는 것을 특징으로 하는 차선유지 제어 시스템.
  5. 차선유지 제어 시스템이 제공하는 차선유지 제어 방법에 있어서,
    차량속도를 포함하는 차량상태와 도로곡률 및 도로폭을 포함하는 도로상태 의 정보에 근거하여, 상기 차량속도와 대응되는 제 1 전방주시 거리, 상기 도로곡률과 대응되는 제 2 전방주시 거리 및 상기 도로폭과 대응되는 제 3 전방주시 거리를 합산하여 합산한 값을 전방주시 거리로 설정하는 전방주시 거리 설정 단계;
    상기 설정된 전방주시 거리에 따라 차선정보를 획득하는 차선정보 획득 단계;
    상기 획득된 차선정보에 기초하여 차선유지 제어를 위한 보조조향토크를 계산하는 보조조향토크 계산 단계; 및
    상기 계산된 보조조향토크를 조향 제어 장치에 발생시켜 차선유지 제어를 수행하는 차선유지 제어 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선유지 제어 방법.
  6. 삭제
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