KR101504639B1

KR101504639B1 - 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101504639B1
Application number: KR1020130136376A
Authority: KR
Inventors: 허건수; 김현규; 이동휘; 김인근
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2033-11-11

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템은 차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 상대 거리 측정부; 상기 차량의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리를 계산하는 제동 거리 측정부; 및 상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고하는 충돌 경고부를 포함한다.

Description

제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템 및 방법{FORWARD COLLISION WARNING SYSTEM AND METHOD BASED ON STOPPING DISTANCE}

본 발명의 실시예들은 제동 거리에 기반을 둔 충돌 경고 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 전방 충돌 경고 시스템(Forward collision warning system)은 차량 주행 중 전방 차량의 위험 장애물이 감지되었을 때, 충돌 위험도에 따라 운전자에게 충돌 위험을 경고하거나 필요한 경우 자동 제동을 수행하여 충돌 속도를 최소화하는 시스템이다. 이러한 시스템에서 전방 장애물에 대한 충돌 위험도의 결정은 충돌 경고 및 자동 제동의 시점을 결정하는데 있어서 매우 중요한 요소이다.

일반적인 차량 충돌 경고 시스템에서는 자 차량과 전방 차량 사이의 거리를 상대속도로 나눈 값인 TTC(Time-To-Collision), 전방 장애물에 충돌을 방지할 수 있는 종감속도 값인 Deceleration-To-Avoid 등과 같이 차량의 종방향 운동에 따라 충돌 위험도를 결정하는 방법을 이용하였다.

그런데 TTC를 이용하여 충돌 위험 시점을 판단하는 기법은 브레이크의 상태나 최대 감속도 혹은 지연시간 등을 고려하지 않기 때문에 정확한 충돌 시점을 결정한다고 판단할 수 없다. 즉, 실제 충돌이 일어나는 것을 예측하는 것이 아니라 현재 상태에서 충돌이 일어날 가능성을 판단한다.

이에, 차량(자 차량)이 정지하는 거리(제동 거리)를 계산하여 충돌 위험을 판단함으로써 보다 정확하게 충돌 위험 경고를 운전자에게 제공할 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1188271호(발명의 명칭: 차량의 전방 충돌 경고 및 충돌 경감 시스템의 제어방법, 등록일자: 2012년 9월 27일)가 있다.

본 발명의 일 실시예는 차량의 제동 거리를 기반으로 충돌 위험 시점을 결정하여 충돌 위험을 경고함으로써, 전방 차량과의 충돌을 미연에 방지할 수 있도록 하여 차량 운전자에게 운행 안전성을 제공하며, 또한 차량 운전자에게 보다 직관적으로 충돌 위험을 경고할 수 있는 제동 거리 기반의 충돌 위험 경고 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 제동 거리 측정부는 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 상기 제동력에 관한 데이터를 획득하고, 상기 획득된 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템은 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 운전자 조작부를 더 포함하고, 상기 제동 거리 측정부는 상기 운전자 조작부에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터, 및 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 획득한 제동력 관련 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템은 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득하는 상대 속도 측정부를 더 포함하고, 상기 제동 거리 측정부는 상기 제동력과 상기 상대 속도에 기초하여 상기 제동 거리를 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템은 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 하나 이상의 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 운전자 조작부; 및 상기 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블로부터 추출하고, 현재의 제동력의 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경하여 상기 제동 거리를 하나 이상의 다른 값으로 조정하는 제동 거리 조정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제동 거리 조정부는 상기 차량의 실제 제동 성능 및 노면 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 차량의 제동력을 반영하는 변수인 요구 감속도의 선택 범위를 제한할 수 있다.

상기 제동 거리 조정부는 상기 차량에 탑재된 휠 센서에 의해 측정된 속도, 및 상기 차량에 탑재된 GPS에 의해 측정된 실제 속도를 이용하여 상기 실제 제동 성능을 측정할 수 있다.

상기 제동 거리 조정부는 상기 차량에 탑재된 광학 센서를 이용하여 노면에 대한 상대 속도를 측정하고, 상기 측정된 상대 속도에 기초하여 상기 노면의 상태를 측정할 수 있다.

상기 충돌 경고부는 상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 비교하는 비교부; 및 상기 비교 결과, 상기 상대 거리가 상기 제동 거리보다 작거나 같으면, 상기 차량의 충돌 위험을 알리는 알림부를 포함할 수 있다.

상기 상대 거리 측정부는 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 상대 거리 측정부에서, 차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 단계; 제동 거리 측정부에서, 상기 차량의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리를 계산하는 단계; 및 충돌 경고부에서, 상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고하는 단계를 포함한다.

상기 제동 거리를 계산하는 단계는 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 상기 제동력에 관한 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 운전자 조작부에서, 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제동 거리를 계산하는 단계는 상기 운전자 조작부에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터, 및 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 획득한 제동력 관련 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 상대 속도 측정부에서, 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 제동 거리를 계산하는 단계는 상기 제동력과 상기 상대 속도에 기초하여 상기 제동 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 운전자 조작부에서, 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 하나 이상의 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 단계; 제동 거리 조정부에서, 상기 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블로부터 추출하는 단계; 및 상기 제동 거리 조정부에서, 현재의 제동력의 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경하여 상기 제동 거리를 하나 이상의 다른 값으로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 상기 제동 거리 조정부에서, 상기 차량의 실제 제동 성능 및 노면 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 차량의 제동력을 반영하는 변수인 요구 감속도의 선택 범위를 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 상기 제동 거리 조정부에서, 상기 차량에 탑재된 휠 센서에 의해 측정된 속도, 및 상기 차량에 탑재된 GPS에 의해 측정된 실제 속도를 이용하여 상기 실제 제동 성능을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법은 상기 제동 거리 조정부에서, 상기 차량에 탑재된 광학 센서를 이용하여 노면에 대한 상대 속도를 측정하는 단계; 및 상기 제동 거리 조정부에서, 상기 측정된 상대 속도에 기초하여 상기 노면의 상태를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 차량의 충돌 위험을 경고하는 단계는 상기 충돌 경고부의 비교부에서, 상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 비교하는 단계; 및 상기 충돌 경고부의 알림부에서, 상기 비교 결과, 상기 상대 거리가 상기 제동 거리보다 작거나 같으면, 상기 차량의 충돌 위험을 알리는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 단계는 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 제동 거리를 기반으로 충돌 위험 시점을 결정하여 충돌 위험을 경고함으로써, 전방 차량과의 충돌을 미연에 방지할 수 있도록 하여 차량 운전자에게 운행 안전성을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 제동 거리를 기반으로 충돌 위험 시점을 결정하여 충돌 위험을 경고함으로써, 차량 운전자에게 보다 직관적으로 충돌 위험을 경고할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 충돌 경고부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 전방 차량의 속도에 따른 제동 거리를 예측(계산)하는 공식을 도출해내기 위한 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 전방 차량과 자 차량의 운행 상황에 따른 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 제동 거리를 조정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템(100)은 상대 거리 측정부(110), 상대 속도 측정부(120), 운전자 조작부(130), 제동 거리 측정부(140), 충돌 경고부(150), 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.

상기 상대 거리 측정부(110)는 차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득한다. 즉, 상기 상대 거리 측정부(110)는 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득할 수 있다.

상기 상대 속도 측정부(120)는 상기 차량의 센서로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득할 수 있다. 즉, 상기 상대 속도 측정부(120)는 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득할 수 있다.

상기 상대 거리 및 상기 상대 속도를 측정하는 데 있어서, 상기 차량의 센서는 상기 차량에 탑재되어 상기 전방 차량을 감지하기 위한 센서로서, 상기 카메라, 레이더 등을 포함할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고 상기 전방 차량과의 상대 거리 및 상대 속도를 측정할 수 있는 장치이면 어떠한 것이든 무방하다.

상기 운전자 조작부(130)는 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정할 수 있다. 상기 운전자는 자신의 성향에 따라 충돌 위험 경고 시점을 늦출 수도 있고 더 빠르게 조작할 수도 있다.

이를 위해, 상기 운전자 조작부(130)는 상기 충돌 위험 경고 시점을 선정할 수 있도록 사용자 인터페이스(UI), 예를 들면 다중 레벨의 선택 버튼을 디스플레이에 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 운전자는 상기 사용자 인터페이스를 통해 예컨대 1 ~ 10 레벨 중 어느 하나의 레벨을 선택할 수 있으며, 상기 운전자 조작부(130)는 상기 선택된 레벨을 입력받아 그에 맞는 충돌 위험 경고 시점을 선정할 수 있다.

상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 차량의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리를 계산한다. 이를 위해, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 차량의 속도 또는 가속도에 관한 데이터를 획득하고, 상기 획득된 데이터를 이용한 하기 수학식을 참조하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수 있다.

또 달리, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 운전자 조작부(130)에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터, 및 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 획득한 차량의 속도 또는 가속도에 관한 데이터를 이용하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수도 있다.

또 달리, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 제동력 관련 데이터와 함께, 상기 상대 속도 측정부(120)에 의해 획득된 상대 속도를 이용하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수도 있다.

이와 같이, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 제동력뿐만 아니라 상기 전방 차량과의 상대 속도까지도 고려함으로써, 상기 상대 속도에 따라 상기 차량의 제동 거리를 다르게 계산할 수 있다.

상기 충돌 경고부(150)는 상기 전방 차량과의 상대 거리와 상기 차량의 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고한다. 이를 위해, 상기 충돌 경고부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 비교부(210) 및 알림부(220)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 2는 도 1의 충돌 경고부(150)의 상세 구성을 도시한 블록도이다.

상기 비교부(210)는 상기 전방 차량과의 상대 거리와 상기 차량의 제동 거리를 비교할 수 있다.

상기 알림부(220)는 상기 비교부(210)에서의 비교 결과, 상기 전방 차량과의 상대 거리가 상기 차량의 제동 거리보다 작거나 같으면, 상기 차량의 충돌 위험을 알릴 수 있다.

이때, 상기 알림부(220)는 경고등을 디스플레이에 표시하거나 경고음을 오디오를 통해 출력할 수 있으며, 또 달리 햅틱 장치 등을 통해 진동을 발생시킴으로써 상기 차량의 충돌 위험을 경고할 수 있다. 하지만, 상기 알림부(220)는 이에 한정되지 않고 현존하는 모든 경고 수단을 통해 상기 차량의 충돌 위험을 경고할 수 있다.

상기 제어부(160)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템(100), 즉 상기 상대 거리 측정부(110), 상기 상대 속도 측정부(120), 상기 운전자 조작부(130), 상기 제동 거리 측정부(140), 상기 충돌 경고부(150) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템(300)은 운전자 조작부(310), 제동 거리 조정부(320), 상대 거리 측정부(330), 상대 속도 측정부(340), 제동 거리 측정부(350), 충돌 경고부(360), 및 제어부(370)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템(300)은 도 1의 충돌 경고 시스템(100)과 대동소이한 구성을 가진다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템(300)은 상기 제동 거리 조정부(320)를 제외하고는 도 1의 충돌 경고 시스템(100)과 동일한 구성을 가진다.

따라서, 본 실시예에서는 도 1의 충돌 경고 시스템(100)과 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 다만 상기 제동 거리 조정부(320)에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.

상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 운전자 조작부(310)에 의해 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블(reference table, 미도시)로부터 추출할 수 있다. 여기서, 상기 레퍼런스 테이블은 충돌 위험 경고 시점의 값들과, 그에 매칭되는 제동력의 크기 값을 연관시켜 저장한 테이블을 말한다.

상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 차량의 현재 제동력 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경하고, 상기 변경된 크기의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리를 다른 값으로 조정할 수 있다.

이때, 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 운전자 조작부(310)에 의해 다수의 충돌 위험 경고 시점이 선정되는 경우, 상기 레퍼런스 테이블로부터 다수의 해당 제동력 크기 값을 추출하여 상기 차량의 현재 제동력 크기를 변경시킴으로써, 상기 차량의 제동 거리를 다수의 다른 값으로 조정할 수 있다.

예컨대, 상기 충돌 위험 경고 시점의 선택 범위가 1 ~ 10 레벨이라고 가정한다. 이때 상기 운전자 조작부(310)에 의해 3, 5, 7 레벨의 충돌 위험 경고 시점이 선정되는 경우, 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 3, 5, 7 레벨의 충돌 위험 경고 시점에 해당하는 제동력 크기 값을 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출하여 상기 차량의 현재 제동력 크기를 변경시킴으로써, 상기 차량의 제동 거리를 3단계의 다른 값으로 조정할 수 있다.

여기서, 상기 제동력 크기 값을 변경하는 파라미터(parameter)는 상기 차량의 요구 감속도(감가속도)이다. 상기 감가속도의 값을 음의 값으로 크게 가져갈수록 상기 제동력의 크기 값은 커지고, 이에 따라 상기 차량의 제동 거리는 작아지게 되어 상기 충돌 위험 경고 시점에 임박하여 경고를 줄 수 있다. 반면, 상기 감가속도의 값을 0에 가깝게 지정할수록 상기 제동력의 크기 값은 작아지고, 이에 따라 상기 차량의 제동 거리는 커지므로 안전한 거리를 두고 경고를 할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 상기 운전자 조작부(310)에 의해 상기 충돌 위험 경고 시점을 선정할 때, 상기 차량의 실제 제동 성능, 노면 상태 등을 고려할 수 있다. 왜냐하면, 상기 차량의 성능에 따라 상기 운전자 조작부(310)에 의해 선정된 충돌 위험 경고 시점의 레벨이 상기 차량의 제동력 범위를 벗어날 수도 있기 때문이다.

이러한 문제점을 방지하기 위해서, 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 차량의 실제 제동 성능 및 노면 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 차량의 제동력을 반영하는 변수인 요구 감속도의 선택 범위를 제한할 수 있다.

예를 들어, 상기 차량의 실제 제동 성능이나 노면 상태가 좋지 않은 경우, 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 요구 감속도의 선택 범위를 제한할 수 있으며, 이에 따라 상기 운전자 조작부(310)는 1 ~ 10 레벨의 충돌 위험 경고 시점을 1 ~ 8 레벨로 제한할 수 있다. 따라서, 상기 운전자는 1 ~ 8 레벨 사이에서 상기 충돌 위험 경고 시점을 선택함으로써, 상기 차량의 실제 제동 성능이나 노면 상태에 따라 상기 차량의 제동 거리를 보다 정확하게 조정할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 전방 차량의 속도에 따른 제동 거리를 예측(계산)하는 공식을 도출해내기 위한 그래프이다.

상기 제동 거리는 세 가지 공식으로 계산될 수 있다. 이러한 공식은 전방 차량의 상태에 따라 결정될 수 있다. 상기 전방 차량의 상태라 함은 상기 전방 차량이 일정한 속도로 달리고 있는 상황이 첫 번째이고, 두 번째는 전방 차량이 서서히 감속을 하여 전방 차량이 정지하기 전에 충돌이 발생하는 경우이며, 세 번째는 상기 전방 차량이 급 감속을 하여 상기 전방 차량이 정지하고 나서 충돌이 발생하는 경우를 말한다.

상기 전방 차량과 자 차량 각각의 제동 거리에 대해서 경고를 주기 위한 제동 거리를 계산하는 기본적인 공식은 아래 수식 1과 같다.

[수식 1]

여기서, R_Wi는 제동 거리 예측(계산) 값이고, R_F는 자 차량 제동 거리이며, R_L은 상기 전방 차량의 제동 거리이다. 차량의 제동 거리(R_F, R_L) 계산은 속도를 적분하여 계산할 수 있다.

아래에서는 상기 전방 차량의 상태에 따라 상기 차량(자 차량)의 제동 거리를 계산하기 위한 세 가지 공식에 대해 설명하기로 한다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전방 차량이 일정한 속도(V_L)로 주행할 경우(첫 번째 상황), 도면부호 410에 해당하는 부분을 적분하여 상기 전방 차량의 제동 거리(R_L)를 계산할 수 있다. 또한, 도면부호 420에 해당하는 부분을 적분하여 상기 자 차량의 제동 거리(R_F)를 계산할 수 있다. 이러한 계산 결과를 상기 수식 1에 적용하면 아래의 수식 2와 같은 제동 거리 예측 공식을 도출해 낼 수 있다.

[수식 2]

다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전방 차량이 일정한 감속도(a_L)로 감속하고 감속하는 도중 충돌이 발생하는 상황의 경우(두 번째 상황), 도면부호 510에 해당하는 부분을 적분하여 상기 전방 차량의 제동 거리(R_L)를 계산할 수 있다. 또한, 도면부호 520에 해당하는 부분을 적분하여 상기 자 차량의 제동 거리(R_F)를 계산할 수 있다. 이러한 계산 결과를 상기 수식 1에 적용하면 아래의 수식 3과 같은 제동 거리 예측 공식을 도출해 낼 수 있다.

[수식 3]

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전방 차량이 일정한 감속도(a_L)로 감속하여 충돌 전 정지하는 상황의 경우(세 번째 상황), 도면부호 610에 해당하는 부분을 적분하여 상기 전방 차량의 제동 거리(R_L)를 계산할 수 있다. 또한, 도면부호 620에 해당하는 부분을 적분하여 상기 자 차량의 제동 거리(R_F)를 계산할 수 있다. 이러한 계산 결과를 상기 수식 1에 적용하면 아래의 수식 4와 같은 제동 거리 예측 공식을 도출해 낼 수 있다.

[수식 4]

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 전방 차량의 상황에 따른 제동 거리 예측 공식을 적용함으로써 상기 전방 차량의 상황에 따라 자 차량의 제동 거리를 보다 정확하게 예측(계산)할 수 있으며, 이에 따라 충돌 위험 경고 시점을 보다 정확하게 결정하여 충돌 위험을 적시에 경고함으로써 상기 운전자가 안전운행 할 수 있는 편의를 제공할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 전방 차량과 자 차량의 운행 상황에 따른 시뮬레이션 그래프를 도시한 도면이다.

먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 가반의 충돌 경고 시스템이 적용된 차량(자 차량)이 80km/h로 주행하는 상황이다. 상기 전방 차량은 정지한 상태이고 상기 전방 차량과의 상대 거리는 약 150m에서 시작하였다.

도 7의 위 그래프에서 파란색 신호선은 센서에서 획득했다고 가정한, 상기 전방 차량과 상기 자 차량의 상대 거리이다. 도 7의 아래 그래프는 동일한 시간에서 상기 자 차량의 속도를 나타낸다. 상기 자 차량은 80km/h로 주행을 하고 있기 때문에 상기 전방 차량과의 상대 거리는 선형적으로 줄어들고 있다. 도 7의 위 그래프에서 초록색은 1차 경고(충돌 위험 경고)를 하는 상대 거리를 계산한 값이고, 빨간색은 2차 경고를 하는 상대 거리를 계산한 값이며, 형광색은 3차 경고를 하는 상대 거리를 계산한 값이다.

도 7의 위 그래프에서는 0.4g로 감속해야만 하는 거리를 1차 경고로, 0.6g로 감속해야 하는 거리를 2차 경고로, 0.8g로 감속해야 하는 거리를 3차 경고로 표시하였다. 도면부호 ①, ②, ③은 각각 1차 경고, 2차 경고, 3차 경고가 나타난 시점을 나타내고 있다. 본 시뮬레이션에서는 1, 2, 3차 경고를 각각 0.4g, 0.5g, 0.6g로 계산하였지만, 제동력을 고려하는 부분은 운전자의 조작으로도 세팅이 될 수 있도록 선정할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 자 차량이 80km/h로 주행하는 상황이다. 상기 전방 차량은 70km/h로 주행하다가 갑자기 급정거를 하는 상황이고, 급정거 직전 상기 전방 차량과의 상대 거리는 약 140m이다.

도 8의 위 그래프에서 파란색 신호선은 센서에서 획득했다고 가정한, 상기 전방 차량과 상기 자 차량의 상대 거리이다. 도 8의 아래 그래프는 동일한 시간에서 상기 자 차량의 속도(파란색)와 상기 전방 차량의 속도(빨간색)를 나타낸다. 상기 자 차량은 80km/h로 주행을 하고 상기 전방 차량은 약 2초부터 감속을 하고 있기 때문에 상기 전방 차량과의 상대 거리가 2초까지는 큰 차이가 없다가 2초 이후 급격하게 감소하는 현상을 볼 수 있다. 도 8의 위 그래프에서 초록색은 1차 경고를 하는 상대 거리를 계산한 값이고, 빨간색은 2차 경고를 하는 상대 거리를 계산한 값이며, 형광색은 3차 경고를 하는 상대 거리를 계산한 값이다.

도 8의 위 그래프에서는 0.4g로 감속해야만 하는 거리를 1차 경고로, 0.6g로 감속해야 하는 거리를 2차 경고로, 0.8g로 감속해야 하는 거리를 3차 경고로 표시하였다. 도면부호 ①, ②, ③은 각각 1차 경고, 2차 경고, 3차 경고가 나타난 시점을 나타내고 있다. 본 시뮬레이션에서는 1, 2, 3차 경고를 각각 0.4g, 0.5g, 0.6g로 계산하였지만, 제동력을 고려하는 부분은 운전자의 조작으로도 세팅이 될 수 있도록 선정할 수 있다.

1, 2, 3차 경고 각각에 대한 상대 거리를 살펴 보면, 처음 2초는 큰 차이가 없다가 2초 이후에 서서히 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 상기 전방 차량의 속도가 감소함에 따라, 상대적으로 상기 전방 차량과 상기 자 차량의 상대 속도가 증가하기 때문에 발생하는 현상이다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 단계(910)에서 충돌 경고 시스템(100)의 상대 거리 측정부(110)는 차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득한다. 즉, 상기 상대 거리 측정부(110)는 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득할 수 있다.

다음으로, 단계(920)에서 상기 충돌 경고 시스템(100)의 제동 거리 측정부(140)는 상기 차량의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리를 계산한다. 이를 위해, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 차량의 속도 또는 가속도에 관한 데이터를 획득하고, 상기 획득된 데이터를 이용하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 충돌 경고 시스템의 운전자 조작부(130)에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터, 및 상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 획득한 차량의 속도 또는 가속도에 관한 데이터를 이용하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수도 있다.

또 다른 실시예로서, 상기 제동 거리 측정부(140)는 상기 제동력 관련 데이터와 함께, 상기 충돌 경고 시스템(100)의 상대 속도 측정부(120)에 의해 획득된 상대 속도를 이용하여 상기 차량의 제동 거리를 계산할 수도 있다.

다음으로, 단계(930)에서 상기 충돌 경고 시스템(100)의 충돌 경고부(150)는 상기 전방 차량과의 상대 거리와 상기 차량의 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고한다.

이를 위해, 상기 충돌 경고부(150)는 도 10에 도시된 바와 같이, 단계(1010)에서 비교부(210)를 통해 상기 전방 차량과의 상대 거리와 상기 차량의 제동 거리를 비교할 수 있다.

다음으로, 단계(1020)에서 상기 충돌 경고부(150)의 알림부(220)는 상기 비교부(210)에서의 비교 결과, 상기 전방 차량과의 상대 거리가 상기 차량의 제동 거리보다 작거나 같으면, 상기 차량의 충돌 위험을 알릴 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 제동 거리를 조정하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

도 3 및 도 11을 참조하면, 단계(1110)에서 충돌 경고 시스템(300)의 운전자 조작부(310)는 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정한다. 상기 운전자는 자신의 성향에 따라 충돌 위험 경고 시점을 늦출 수도 있고 더 빠르게 조작할 수도 있다.

다음으로, 단계(1120)에서 상기 충돌 경고 시스템(300)의 제동 거리 조정부(320)는 상기 운전자 조작부(310)에 의해 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블로부터 추출할 수 있다.

다음으로, 단계(1130)에서 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 차량의 현재 제동력 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경한다.

다음으로, 단계(1140)에서 상기 제동 거리 조정부(320)는 상기 변경된 크기의 제동력에 기초하여 상기 차량의 제동 거리의 세팅값을 다른 값으로 조정한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110, 330: 상대 거리 측정부
120, 340: 상대 속도 측정부
130, 310: 운전자 조작부
140, 350: 제동 거리 측정부
150, 360: 충돌 경고부
160, 370: 제어부
210: 비교부
220: 알림부
320: 제동 거리 조정부

Claims

차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 상대 거리 측정부;
상기 차량의 제동 거리를 계산하는 제동 거리 측정부; 및
상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고하는 충돌 경고부; 및
상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 운전자 조작부를 포함하고,
상기 제동 거리 측정부는
상기 운전자 조작부에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제동 거리 측정부는
상기 차량에 탑재된 차속 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나로부터 상기 차량의 속도를 포함한 데이터를 획득하고, 상기 획득된 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득하는 상대 속도 측정부
를 더 포함하고,
상기 제동 거리 측정부는
상기 제동력과 상기 상대 속도에 기초하여 상기 제동 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 운전자 조작부는,
상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 하나 이상의 충돌 위험 경고 시점을 선정하고,
상기 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블로부터 추출하고, 현재의 제동력의 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경하여 상기 제동 거리를 하나 이상의 다른 값으로 조정하는 제동 거리 조정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제동 거리 조정부는
상기 차량의 실제 제동 성능 및 노면 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 차량의 제동력을 반영하는 변수인 요구 감속도의 선택 범위를 제한하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제동 거리 조정부는
상기 차량에 탑재된 휠 센서에 의해 측정된 속도, 및 상기 차량에 탑재된 GPS에 의해 측정된 실제 속도를 이용하여 상기 실제 제동 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제동 거리 조정부는
상기 차량에 탑재된 광학 센서를 이용하여 노면에 대한 상대 속도를 측정하고, 상기 측정된 상대 속도에 기초하여 상기 노면의 상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 충돌 경고부는
상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 비교하는 비교부; 및
상기 비교 결과, 상기 상대 거리가 상기 제동 거리보다 작거나 같으면, 상기 차량의 충돌 위험을 알리는 알림부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
제1항에 있어서,
상기 상대 거리 측정부는
상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 시스템.
상대 거리 측정부에서, 차량의 센서로부터 전방 차량과의 상대 거리를 획득하는 단계;
제동 거리 측정부에서, 상기 차량의 제동 거리를 계산하는 단계; 및
충돌 경고부에서, 상기 상대 거리와 상기 제동 거리를 이용하여 상기 차량의 충돌 위험을 경고하는 단계; 및
운전자 조작부에서, 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 충돌 위험 경고 시점을 선정하는 단계를 포함하고,
상기 제동 거리를 계산하는 단계는
상기 운전자 조작부에 의해 선정된 상기 충돌 위험 경고 시점에 관한 데이터를 이용하여 상기 제동 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법.
삭제
제11항에 있어서,
상대 속도 측정부에서, 상기 차량에 탑재된 카메라 및 레이더 중 적어도 하나로부터 상기 전방 차량과의 상대 속도를 획득하는 단계
를 더 포함하고,
상기 제동 거리를 계산하는 단계는
상기 제동력과 상기 상대 속도에 기초하여 상기 제동 거리를 계산하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법.
제11항에 있어서,
상기 운전자 조작부에서, 상기 차량의 운전자의 조작에 따라, 상기 운전자가 원하는 하나 이상의 충돌 위험 경고 시점을 선정하고,
제동 거리 조정부에서, 상기 선정된 충돌 위험 경고 시점에 매칭되는 제동력의 크기를 레퍼런스 테이블로부터 추출하는 단계; 및
상기 제동 거리 조정부에서, 현재의 제동력의 크기를 상기 레퍼런스 테이블로부터 추출된 제동력의 크기로 변경하여 상기 제동 거리를 하나 이상의 다른 값으로 조정하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법.
제14항에 있어서,
상기 제동 거리 조정부에서, 상기 차량의 실제 제동 성능 및 노면 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 차량의 제동력을 반영하는 변수인 요구 감속도의 선택 범위를 제한하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 거리 기반의 충돌 경고 방법.