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KR101894776B1 - 협력주행방법 및 협력주행장치 - Google Patents

협력주행방법 및 협력주행장치 Download PDF

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KR101894776B1
KR101894776B1 KR1020170149642A KR20170149642A KR101894776B1 KR 101894776 B1 KR101894776 B1 KR 101894776B1 KR 1020170149642 A KR1020170149642 A KR 1020170149642A KR 20170149642 A KR20170149642 A KR 20170149642A KR 101894776 B1 KR101894776 B1 KR 101894776B1
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주식회사 만도
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Abstract

본 발명은 팔로우(Follow)차량이 단독주행 또는 협력주행중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 제1 송신단계와 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단한 리드차량으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신하는 제1 수신단계와 합류가 가능한 것으로 수신되면, 팔로우차량이 합류하는 합류단계와 리드차량에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계와 제1 선행차량과의 종방향거리 또는 차선과의 횡방향거리에 기초하여 팔로우차량의 합류가 완료되었는지를 판단하는 합류완료판단단계 및 합류가 완료된 것으로 판단되면, 합류중임에 대한 정보 송신을 해제하는 합류완료단계를 포함하는 협력주행방법에 관한 것이다.

Description

협력주행방법 및 협력주행장치{COOPERATIVE DRIVING METHOD AND COOPERATIVE DRIVING APPARATUS}
본 발명은 협력주행기술에 관한 것이다.
정보 통신 기술(Information & Communication Technology; ICT)이 차량에 접목되면서 차세대 지능형교통체계(C-ITS, Cooperative Intelligent Transportation System)가 연구되고 있다.
이미 교통 선진국에서는 다양한 지능형 교통체계 시범 사업과 서비스들을 선보이고 있는데, 이러한 서비스는 크기 교통 사고와 밀접한 교통 안전 정보를 제공하는 서비스와, 운전자 편의 정보를 제공하는 서비스로 구분된다
한편, 종래에는 고속이동차량을 위해 개발된 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기술을 활용하여 차량과 인프라간의 통신에 국한된 서비스 개발에 치중을 해 왔다. 즉, 교통에 필요한 정보를 도로변에 설치된 기지국(RSU, Road Side Unit)에서 차량(OBU, On Board Unit)으로 방송하거나, 차량에서 인터넷 등의 서비스를 위해 필요한 데이터를 서로 주고받는 방식으로 통신 서비스가 존재한다
하지만, 최근 증가하는 교통량과 고속도로의 이용 효율성을 극대화하기 위해, 다수의 차량들이 근접한 거리를 유지하며 군집으로 주행하는 형태의 차량군집 혹은 차량협력주행 기술이 연구 개발되고 있다.
하지만, 현재, 차량협력주행 중인 협력주행에 합류할 수 있고, 또한, 차량협력주행 중 이탈할 수 있는 차량협력주행 기술은 개발되지 못하고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 차량협력주행 중인 협력주행에 합류할 수 있고, 또한, 차량협력주행 중 이탈할 수 있는 차량협력주행 기술을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 팔로우(Follow)차량이 단독주행 또는 협력주행중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 제1 송신단계와 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단한 리드차량으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신하는 제1 수신단계와 합류가 가능한 것으로 수신되면, 팔로우차량이 합류하는 합류단계와 리드차량에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계와 제1 선행차량과의 종방향거리 또는 차선과의 횡방향거리에 기초하여 팔로우차량의 합류가 완료되었는지를 판단하는 합류완료판단단계 및 합류가 완료된 것으로 판단되면, 합류중임에 대한 정보 송신을 해제하는 합류완료단계를 포함하는 협력주행방법을 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 발명은 단독주행 또는 협력주행 중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 합류요청송신부와 리드차량으로부터 합류가능여부에 대한 정보를 수신하는 수신부 및 합류가능여부에 대한 정보가 수신되면, 리드차량을 팔로우(Follow)하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어하는 제어부를 포함하는 협력주행장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량협력주행 중인 협력주행에 합류할 수 있고, 또한, 차량협력주행 중 이탈할 수 있는 차량협력주행 기술을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 이탈완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8b는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 제4 송신단계 이후의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
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 본질, 차례, 순서 또는 개수 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 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)은 팔로우(Follow)차량이 단독주행 또는 협력주행 중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 제1 송신단계(S110)와 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단한(S120a) 상기 리드차량으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신하는(120b) 제1 수신단계(S120)와 S120 단계에서 합류가 가능한 것으로 수신되면, 팔로우차량이 합류하는 합류단계(S130)와 리드차량에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계(S140)와 제1 선행차량과의 종방향거리 또는 차선과의 횡방향거리에 기초하여 팔로우차량의 합류가 완료되었는지를 판단하는 합류완료판단단계(S150) 및 S150 단계에서 합류가 완료된 것으로 판단되면, S140 단계를 통한 합류중임에 대한 정보 송신을 해제하는 합류완료단계(S160)를 포함할 수 있다.
제1 송신단계(S110) 및 제2 송신단계(S140)에서, 팔로우차량과 리드차량은 차량간(Vehicle to Vehicle; V2V) 통신기술 및 차량과 인프라간(Vehicle to Infra; V2I) 통신기술을 포함하는 차량과 사물간(Vehicle to Everything; V2X) 통신기술을 사용할 수 있다.
상기 팔로우차량은 리드차량을 추종하여 협력주행하려는 차량을 의미할 수 있다. 상기 리드차량은 단독주행 중인 차량이거나, 협력주행 중인 선두차량이거나, 또는 선두차량을 제외한 선행차량을 포함할 수 있다.
즉, 제1 송신단계(S110)에서 팔로우차량이 차량과 사물간 통신기술(V2X)을 사용하여 리드차량에게 합류요청을 송신할 수 있다.
제1 송신단계(S110)를 통해 팔로우차량이 리드차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하면, 제1 수신단계(S120)에서 상기 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단(S120a)할 수 있다.
예를 들어, 제1 수신단계(S120)는, 통신기술에 따른 한계 또는 프로그래밍기술에 따른 한계 등에 기초하여 상기 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단할 수 있다.
자세한 일 예를 들어, 리드차량 및 팔로우차량이 통신가능 거리가 100[m]인 통신기술을 적용하는 상황에서 팔로우차량이 합류한 후 리드차량과 팔로우차량의 거리가 100[m] 이하인 것으로 판단되면, 제1 수신단계(S120)는 팔로우차량이 합류가 가능한 것으로 판단할 수 있다.
자세한 다른 일 예를 들어 선두차량을 포함하는 협력주행하는 차량이 10대에 한하여 인증된 프로그래밍기술을 적용하는 상황에서 선두차량에서 합류하려는 팔로우차량까지 차량의 개수가 10대 이하인 것으로 판단되면, 제1 수신단계(S120)는 팔로우차량이 합류가 가능한 것으로 판단할 수 있다.
팔로우차량이 합류가 가능한 것으로 수신(S120b)되면, 합류단계(S130)에서 팔로우차량이 리드차량을 추종(Follow)하는 협력주행에 합류할 수 있다.
이에 따라, 팔로우차량은 협력주행의 맨 뒤에 주행할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 협력주행중인 차량들 사이에 주행할 수도 있다.
합류단계(S130)를 수행하는 과정에 있어서, 팔로우차량은 차량과 사물간 통신기술(V2X)을 사용하여 리드차량에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계(S140)를 수행할 수 있다. 즉, 제2 송신단계(S140)는 합류단계(S130)와 동시간에 진행될 수 있다.
합류완료판단단계(S150)는 리드차량과의 종방향거리 또는 차선과의 횡방향거리에 기초하여 팔로우차량의 합류가 완료되었는지를 판단할 수 있다.
일 예를 들어, 합류완료판단단계(S150)는 종방향에 대해 팔로우차량과 제1 선행차량과의 거리를 팔로우차량의 속도로 나눗셈 연산한 제1 시간과 제1 선행차량과 제2 선행차량과의 거리를 제1 선행차량의 속도로 나눗셈 연산한 제2 시간을 뺄셈 연산한 값의 크기가 미리 설정된 종방향임계값이하이면 합류가 완료된 것으로 판단할 수 있다.
전술한 일 예에서, 종방향에 대해 판단하는 것은 정확도를 향상시키기 위한 것일 뿐이므로, 종방향에 제한되지 않을 수도 있다. 또한, 상기 제1 선행차량은 팔로우차량이 합류된 상황에서 팔로우차량 앞에서 주행하는 차량을 의미하며, 상기 제2 선행차량은 제1 선행차량 앞에서 주행하는 차량을 의미할 수 있다.
다른 일 예를 들어, 합류완료판단단계(S150)는 횡방향에 대해 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선과 팔로우차량의 바퀴와의 거리가 제1 횡방향임계값 이상이면 합류가 완료된 것으로 판단할 수 있다.
전술한 다른 일 예에서, 제1 횡방향임계값은 협력주행하는 차량이 차선과의 거리에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, 협력주행하는 차량이 차선과 30[cm] 간격을 두고 주행하도록 설계되어 있다면, 제1 횡방향임계값은 30[cm] 이거나, 또는 허용오차를 반영한 30[cm] 이상 또는 이하일 수 있다.
또 다른 일 예를 들어, 합류완료판단단계(S150)는 종방향에 대해 팔로우차량과 제1 선행차량과의 거리를 팔로우차량의 속도로 나눗셈 연산한 제1 시간과 제1 선행차량과 제2 선행차량과의 거리를 제1 선행차량의 속도로 나눗셈 연산한 제2 시간을 뺄셈 연산한 값의 크기가 미리 설정된 종방향임계값이하이고, 횡방향에 대해 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선과 팔로우차량의 바퀴와의 거리가 제1 횡방향임계값 이상이면 합류가 완료된 것으로 판단할 수 있다. 이는, 전술한 일 예 및 다른 일 예를 복합적으로 반영한 것이다.
이와 같이 동작하여 합류완료판단단계(S150)에서 팔로우차량의 합류가 완료된 것으로 판단되면, 합류완료단계(S160)에서 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계(S140)을 해제할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)에 따르면, 팔로우차량은 주행중인 리드차량을 추종함으로써, 팔로우차량에 탑승한 운전자에게 편의를 제공할 수 있다. 더 나아가, 팔로우차량은 급발진 또는 급제동이 감소됨에 따라 연료소모량을 감소시킬 수 있어 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)에 따르면, 팔로우차량이 협력주행 합류를 완료여부를 능동적으로 판단하여 협력주행 합류가 완료 후 필요없는 동작을 수행하지 않음으로써, 필요이상의 데이터가 처리됨과 이에 따른 동작지연 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
이 외에도, 본 발명의 협력주행방법은 이상에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 수신단계(120)가 추가적으로 팔로우차량이 협력주행 합류 후의 주행순서에 기초하여 협력주행번호를 더 부여한 리드차량으로부터 협력주행번호에 대한 정보를 더 수신할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)에 대해 도 2 내지 도 4를 이용하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면, 합류요청단계에서 팔로우차량(210a)이 차량과 사물간(V2X) 통신기술을 사용하여 협력주행중인 리드차량(221, 223, 225)에 합류요청을 송신할 수 있다.
일반적으로, 팔로우차량(210)은 협력주행중인 리드차량(221, 223, 225) 중 선두인 선두차량(221)과 통신하여 협력주행에 합류요청을 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 팔로우차량(210)은 협력주행중인 리드차량(221, 223, 225) 중 적어도 하나인 일 차량과 통신하여 협력주행에 합류를 요청할 수 있고, 이후의 단계에서 상기 일 차량과 관계, 상기 일 차량과의 통신을 수행할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 리드차량(221, 223, 225) 중 선두인 선두차량(221)에 제한하여 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후, 제1 수신단계에서 팔로우차량(210a)의 합류가 가능한지를 판단한 선두차량(221)으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신할 수 있다.
선두차량(221)이 팔로우차량(210a)의 합류가 가능한지를 판단하는 것은 기술적 한계 등을 포함하는 외부요인에 따를 수 있다.
자세한 일 예를 들어 선두차량(221) 및 팔로우차량(210)이 통신가능 거리가 100[m]인 통신기술을 적용하는 상황에서 합류완료 후 팔로우차량(211b)과 선두차량(221)의 거리가 100[m] 이하인 것으로 판단되면, 선두차량(211)은 팔로우차량(211a)이 협력주행에 합류가 가능한 것으로 판단할 수 있다. 더 자세하게 설명하면, 합류 전 팔로우차량(210a)이 제1 주행경로(230)에 따라 주행하는 도중에서 선두차량(221)과의 거리가 100[m] 이하인 것으로 판단되면 선두차량(221)은 팔로우차량(211a)이 협력주행에 합류가 가능한 것으로 판단할 수 있다.
자세한 다른 일 예를 들어, 선두차량(221)을 포함하는 협력주행하는 차량이 10대에 한하여 인증된 프로그래밍기술을 적용하는 상황에서 선두차량(221)에서 팔로우차량(210)까지의 차량의 개수가 4대 이므로, 선두차량(221)은 팔로우차량(210a)이 합류가 가능한 것으로 판단할 수 있다.
선두차량(221)에서 팔로우차량(210a)가 리드차량(221, 223, 225)의 협력주행에 합류가 가능한 것으로 판단되면, 합류단계에서 팔로우차량(210a)이 제1 주행경로(230)에 따라 리드차량(221, 223, 225)의 협력주행에 합류할 수 있다. 즉, 합류단계가 완료되면 팔로우차량(210b)는 리드차량(221, 223, 225) 중 하나인 제1 선행차량(225)의 뒤를 추종할 수 있다.
합류단계에 따라 팔로우차량(210a)이 제1 주행경로(230)를 따라 합류하는 과정에서, 팔로우차량(210a)은 차량과 사물간(V2X) 통신기술을 사용하여 선두차량(221)에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 제2 송신단계를 수행할 수 있다. 여기서, 합류단계와 제2 송신단계는 동일한 시각에 동작을 시작할 수 있다.
합류완료판단단계는 합류단계에 따라 팔로우차량(210)이 제1 주행경로(230)를 따라 합류하는 과정에서, 제1 선행차량(225)과의 종방향(Y)거리 또는 차선(240)과의 횡방향(X)거리에 기초하여 팔로우차량(210)의 합류가 완료되었는지를 판단할 수 있다.
도 2와 관련된 설명에서, 팔로우차량(210a) 및 팔로우차량(210b)는 각각 협력주행 합류 전인 상황 및 합류 완료한 상황을 적용한 것이다. 반면, 팔로우차량(210)은 합류 전인 상황 및 합류 완료한 상황과 관계없는 경우로서 팔로우차량(210a) 및 팔로우차량(210b)을 포함하여 해석될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계는 팔로우차량(210)과 제1 선행차량(225)과의 거리(DY1)를 팔로우차량(210)의 속도(V1)로 나눗셈 연산한 제1 시간(dT1)과 제1 선행차량(225)과 제2 선행차량(223)과의 거리(DY2)를 제1 선행차량(225)의 속도(V2)로 나눗셈 연산한 제2 시간(dT2)을 뺄셈 연산한 값의 크기가 미리 설정된 종방향임계값(YTH)이하인 다음 수학식 1에 해당하면 합류가 완료된 것으로 판단할 수 있다.
[수학식 1]
dT1 - dT2 ≤ YTH
여기서, dT1 = (DY1 / V1), dT2 = (DY2 / V2)를 의미하며, YTH 는 오차시간일 수 있음.
수학식 1에 대해 자세히 설명하면, 팔로우차량(210)이 도 2의 제1 주행경로(230)를 따라 합류중인 경우, 산출되는 제1 시간(dT1)은 제2 시간(dT2)보다 항상 큰 값을 가진다. 반면, 팔로우차량(210)이 합류완료하여 협력주행을 하는 경우, 산출되는 제1 시간(dT1)은 제2 시간(dT2)과 동일한 값을 가진다. 이러한 특징에 따라, 제1 시간(dT1)에서 제2 시간(dT2)을 뺄셈 연산한 값이 0이면 팔로우차량(210)이 합류완료한 것을 의미할 수 있다.
다만, 이는 이상적인 동작에 따른 상황으로서, 하드웨어 동작 또는 실제 동작에 따른 변수에 따라 팔로우차량(210)이 합류완료해도 제1 시간(dT1)에서 제2 시간(dT2)을 뺄셈 연산한 값이 0이 아닌 오차값일 수 있기 때문에 오차시간(YTH)은 이를 반영한 값일 수 있다.
도 4를 참조하여 설명하면, 다른 일 실시 예에 따른 합류완료판단단계는 팔로우차량(210)이 협력주행에 합류하기 위해 침범한 차선(240)과 팔로우차량의 바퀴와의 거리(DX1)가 제1 횡방향 임계값(XTH1)이상인 다음 수학식 2에 해당하면 합류가 완료된 것으로 판단할 수 있다.
[수학식 2]
DX1 ≥ XTH1
여기서, XTH1 = a * DX2 로 정의되며, 상기 a는 허용오차률로서, 0 내지 1 값일 수 있음.
수학식 2에 대해 자세히 설명하면, 팔로우차량(210)이 도 2의 제1 주행경로(230)를 따라 합류중인 경우, 팔로우차량(210)이 협력주행에 합류하기 위해 침범한 차선(240)과 팔로우차량(210)의 바퀴와의 거리(DX1)가 침범한 차선(240)과 협력주행중인 제1 선행차량(225)의 바퀴와의 거리(DX2)보다 항상 작은 값을 가진다. 여기서, 팔로우차량(210)이 차선(240)의 좌측에 있다면, 거리(DX1)는 양수값으로 정의될 수 있고 팔로우차량(210)이 차선(240)의 우측에 있다면, 거리(DX1)는 음수값으로 정의될 수 있다.
이와 달리, 팔로우차량(210)이 합류완료하여 협력주행을 하는 경우(도 2의 210b), 침범한 차선(240)과 팔로우차량(210)의 바퀴와의 거리(DX1)는 침범한 차선(240)과 협력주행중인 제1 선행차량(225)의 바퀴와의 거리(DX2)와 동일한 값을 가진다.
이러한 특징에 따라, 침범한 차선(240)과 팔로우차량(210)의 바퀴와의 거리(DX1)가 침범한 차선(240)과 협력주행중인 제1 선행차량(225)의 바퀴와의 거리(DX2)와 동일하면 팔로우차량(210)이 합류완료한 것을 의미할 수 있다.
다만, 이는 이상적인 동작에 따른 상황으로서, 하드웨어 동작 또는 실제 동작에 따른 변수에 따라 팔로우차량(210)이 합류완료해도 팔로우차량(210)의 바퀴와의 거리(DX1)가 침범한 차선(240)과 협력주행중인 제1 선행차량(225)의 바퀴와의 거리(DX2)와 동일하지 않을 수 있기 때문에, 제1 횡방향 임계값(XTH1)은 침범한 차선(240)과 협력주행중인 제1 선행차량(225)의 바퀴와의 거리(DX2)에 허용오차률(a)을 곱셈한 값일 수 있다.
이와 같이 수행될 수 있는 합류완료판단단계에서 팔로우차량(210)이 협력주행에 합류가 완료된 것으로 판단되면, 합류완료단계는 제2 송신단계에 의해 팔로우차량(210)이 합류중임에 대한 정보를 송신하는 것을 해제할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따르면, 팔로우차량(210)은 협력주행에 합류함으로써 팔로우차량(210)에 탑승한 운전자에게 편의를 제공할 수 있다. 더 나아가, 팔로우차량(210)은 급발진 또는 급제동이 감소됨에 따라 연료소모량을 감소되어 연비가 향상되는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따르면 팔로우차량(210)이 협력주행 합류를 완료여부를 능동적으로 판단하여 협력주행 합류가 완료 후 필요없는 동작을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 필요이상의 데이터가 처리되는 문제점 및 이에 따른 동작지연을 포함하는 문제점 등을 해결할 수 있는 효과가 있다.
이 외에도, 본 발명의 협력주행방법은 도 2 내지 도 4를 이용하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 수신단계가 추가적으로 팔로우차량(210)이 협력주행 합류 후의 주행순서에 기초하여 협력주행번호를 더 부여한 리드차량으로부터 협력주행번호에 대한 정보를 더 수신할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법은 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)에 팔로우차량이 리드차량에 이탈요청을 송신하는 제3 송신단계(S510) 및 팔로우차량의 이탈이 완료되었는지를 판단하는 이탈완료판단단계(S520)를 더 포함할 수 있다.
제3 송신단계(S510)는 팔로우차량이 제1 송신단계(S110) 및 제2 송신단계(S140)와 동일한 차량과 사물간(V2X) 통신기술을 이용하여 선두차량에 이탈요청을 송신할 수 있다.
이탈완료판단단계(S520)는 상기 팔로우차량이 이탈하기 위해 침범한 차선과 상기 팔로우차량의 바퀴와의 횡방향거리가 제2 횡방향임계값 이상이면 이탈이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 대해 다음 도 6 및 도 7을 이용하여 자세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 이탈완료판단단계의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6는 팔로우차량(210)이 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따라 리드차량(221, 223, 225)을 추종하며, 제1 후행차량(610)이 팔로우차량(210)을 더 추종하여 협력주행하는 상황을 도시한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 제3 송신단계에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법을 적용하여 협력주행중인 팔로우차량(210b)이 선두차량(221)에 이탈요청을 송신할 수 있다.
제3 송신단계에서, 팔로우차량(210b)은 차량과 사물간(V2X) 통신기술을 사용하여 선두차량(221)에 이탈요청에 대한 정보를 송신할 수 있다.
이후, 협력주행중인 팔로우차량(210b)은 제2 주행경로(620)에 따라 이탈한 팔로우차량(210c)이 될 수 있다.
도 6과 관련된 설명에서, 팔로우차량(210b) 및 팔로우차량(210c)는 각각 협력주행 이탈 전인 상황 및 이탈 완료한 상황을 적용한 것이다. 반면, 팔로우차량(210)은 이탈 전인 상황 및 이탈 완료한 상황과 관계없는 경우로서 팔로우차량(210b) 및 팔로우차량(210c)을 포함하여 해석될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 주행경로(620)에 따라 이탈하는 팔로우차량(210)에 대해 이탈완료판단단계에서, 팔로우차량(210)이 이탈하기 위해 침범한 차선(710)과 팔로우차량(210)의 바퀴와의 횡방향거리(DX3)가 미리 설정된 제2 횡방향임계값(XTH2) 이상인 다음 수학식 3에 해당하면 협력주행에서 이탈이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
[수학식 3]
DX3 ≥ XTH2
여기서, XTH2 는 미리 설정된 이탈 프로그래밍에 의한 값일 수 있음.
도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 따르면, 팔로우차량(210)은 주행중인 선두차량(221)을 추종하여 협력주행을 할 수 있으며, 필요에 따라 협력주행에서 이탈이 가능함으로써, 팔로우차량(210)에 탑승한 운전자에게 편의를 제공할 수 있다. 더 나아가, 팔로우차량(210)은 급발진 또는 급제동이 감소됨에 따라 연료소모량이 감소되어 연비가 향상되는 효과가 있다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 흐름도를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법은 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행방법(S100)에 팔로우차량이 리드차량에 이탈요청에 대한 정보를 송신하는 제3 송신단계(S510)와 팔로우차량의 이탈이 완료되었는지를 판단하는 이탈완료판단단계(S520) 및 S520 단계에서 이탈이 완료된 것으로 판단되면, 제1 후행차량을 포함하는 후행차량이 협력주행거리 유지요청에 대한 정보를 송신하는 제4 송신단계(S810)를 더 포함할 수 있다.
제3 송신단계(S510) 및 이탈완료판단단계(S520)는 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법의 이탈요청단계 및 이탈완료판단단계와 동일하게 동작할 수 있다.
제4 송신단계(S810) 이후, 제1 후행차량을 포함하는 후행차량은 팔로우차량이 이탈함에 따라 발생한 거리를 감소시킴으로써 협력주행거리를 유지할 수 있다.
이에 대해, 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 제4 송신단계 이후의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 팔로우차량이 도 5 내지 도 7을 이용하여 설명한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 의해 협력주행을 이탈완료 후에 대한 도면이다.
도 9를 참조하면, 팔로우차량(210)이 이탈하여 제1 선행차량(225)과 제1 후행차량(610a)과의 거리(DY3)는 다음 수학식 4와 같은 거리를 가질 수 있다.
[수학식 4]
DY3 = 2 * DY2 + L
여기서, DY2 는 리드차량(221. 223, 225) 간 협력주행거리이며, L 은 팔로우차량(210)의 길이를 의미함.
이에, 제4 송신단계(S810) 이후, 제1 후행차량(610)은 가속하여 수학식 4에 정의된 거리(DY3)를 협력주행거리(DY2)로 감소시키도록 가속제어할 수 있다.
상기 가속제어는, 미리 설정된 프로그래밍에 따라 제어될 수 있으며, 일 예로서 상기 프로그래밍은 일 시간 이내에 거리(DY3)를 협력주행거리(DY2)로 감소하도록 설정될 수 있다. 이를 위해, 제1 후행차량(610)은 센서 등을 포함하는 장치를 이용하여 제1 선행차량(225)과의 거리를 감지할 수 있어야 한다.
또한, 본 발명의 협력주행방법은 도 8a, 도 8b 및 도 9를 이용하여 설명한 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 협력주행방법에 추가적으로 팔로우차량이 협력주행 이탈 후의 주행순서에 기초하여 협력주행번호 부여요청에 대한 정보를 송신하는 제5 송신단계를 더 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 제5 송신단계는 이탈완료판단단계(S520)에서 팔로우차량의 이탈이 완료된 것으로 판단되면 주행순서에 기초하여 협력주행번호를 부여하도록 선두차량에 협력주행번호 부여요청에 대한 정보를 송신할 수 있다.
즉, 선두차량(221), 제2 선행차량(223), 제1 선행차량(225) 및 제1 후행차량(610)은 각각 제1 번호, 제2 번호, 제3 번호 및 제4 번호가 부여될 수 있다.
이상에서 도 1 내지 도 9를 이용하여 설명한 협력주행방법의 구성단계인, 제1 송신단계, 제1 수신단계, 합류단계, 제2 송신단계, 합류완료판단단계 및 합류완료단계 각각은 메시지를 사용하여 팔로우차량(210)과 리드차량(221, 223, 225)간 또는 팔로우차량(210)과 후행차량(610)간 동작중인 단계에 대한 정보를 교환할 수 있다.
이로써, 팔로우차량(210), 리드차량(221, 223, 225) 및 후행차량(610) 중 적어도 하나의 탑승자가 동작중인 단계를 인지할 수 있다. 이에 따라, 소프트웨어 또는 하드웨어에 문제의 발생여부를 상기 탑승자가 인지하여 대처할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 9를 이용하여 설명한 본 발명의 협력주행방법을 수행하는 장치인 협력주행장치에 대해서 간략하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행장치(1000)는 단독주행 또는 협력주행 중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 합류요청송신부(1010)와 리드차량으로부터 합류가능여부에 대한 정보를 수신하는 수신부(1020) 및 합류가능여부에 대한 정보가 수신되면 리드차량을 팔로우(Follow)하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어하는 제어부(1030)를 포함할 수 있다.
합류요청송신부(1010) 및 수신부(1020)는 차량간(Vehicle to Vehicle; V2V) 통신기술 및 차량과 인프라간(Vehicle to Inpra; V2I) 통신기술을 포함하는 차량과 사물간(Vehicle to Everything; V2X) 통신기술을 사용할 수 있다.
상기 팔로우차량은 리드차량을 추종하여 협력주행하려는 차량을 의미할 수 있다. 상기 리드차량은 단독주행 중인 차량이거나, 협력주행 중인 선두차량이거나, 또는 선두차량을 제외한 선행차량을 포함할 수 있다.
즉, 합류요청송신부(1010)는 사물간 통신기술(V2X)을 사용하여 리드차량에게 합류요청에 대한 정보를 송신할 수 있다. 또한, 수신부(1020)는 사물간 통신기술(V2X)을 사용하여 리드차량으로부터 합류가능여부에 대한 정보를 수신할 수 있다.
제어부(1030)는 리드차량으로부터 합류가능여부에 대한 정보가 수신되면 리드차량을 팔로우(Follow)하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어할 수 있다.
일 예를 들어, 제어부(1030)는 차량외부를 감지하는 센서를 이용하여 차량외부를 감지하고, 감지된 차량외부에 따라 리드차량 뒤로 이동하는 주행경로를 생성한 후, 상기 주행경로를 따라 이동하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 협력주행장치는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협력주행장치(1001)에 리드차량으로 이탈요청에 대한 정보를 송신하는 이탈요청송신부(1110)를 더 포함할 수 있다.
이탈요청송신부(1110)는 합류요청송신부(1010)과 수신부(1020)와 동일하게 차량간(Vehicle to Vehicle; V2V) 통신기술 및 차량과 인프라간(Vehicle to Inpra; V2I) 통신기술을 포함하는 차량과 사물간(Vehicle to Everything; V2X) 통신기술을 사용할 수 있다.
즉, 이탈요청송신부(1110)는 사물간 통신기술(V2X)을 사용하여 리드차량에게 이탈요청에 대한 정보를 송신할 수 있다.
이탈요청송신부(1110)가 리드차량에게 이탈요청에 대한 정보를 송신하면, 제어부(1031)는 협력주행에서 이탈하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 제어부(1031)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(1030)와 유사하게 동작할 수 있다. 다만, 제어부(1030)가 감지된 차량외부에 따라 리드차량 뒤로 이동하는 주행경로를 따라 이동하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어하는 반면, 제어부(1031)는 감지된 차량외부에 따라 협력주행에서 이탈하는 주행경로를 따라 이동하도록 조향장치, 가속장치 및 제동장치를 제어를 더 수행할 수 있다.
이 외에도 본 발명의 협력주행장치는 도 1 내지 도 9에 기초하여 설명한 본 발명의 협력주행방법이 수행하는 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 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.

Claims (9)

  1. 팔로우(Follow)차량이 협력주행에 합류하는 협력주행방법에 있어서,
    상기 팔로우차량이 단독주행 또는 협력주행 중인 리드(Lead)차량에 합류요청에 대한 정보를 송신하는 단계;
    상기 팔로우차량의 합류의 가능 여부를 판단한 상기 리드차량으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신하는 단계;
    합류가 가능한 것으로 수신되면 상기 팔로우차량이 상기 협력주행에 합류하는 단계; 및
    차선과의 횡방향거리에 기초하여 상기 팔로우차량의 합류의 완료 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 팔로우차량의 합류의 완료 여부를 판단하는 단계는,
    상기 리드차량이 주행 중인 차로의 차선 중 상기 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선과 상기 팔로우차량의 바퀴와의 횡방향거리가 미리 설정된 제1 횡방향임계값 이상이면,
    상기 팔로우차량과 제1 선행차량과의 종방향거리에 기초하여 산출된 제1 시간과 상기 제1 선행차량에 선행하는 제2 선행차량과 상기 제1 선행차량과의 종방향거리에 기초하여 산출된 제2 시간 간의 차이에 따라 합류의 완료 여부를 판단하되,
    상기 제1 횡방향임계값은,
    상기 협력주행 중인 차량과 상기 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선의 이격된 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 협력주행방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리드차량으로부터 합류가능에 대한 정보를 수신하는 단계는,
    합류가 가능한 것으로 판단되면 상기 리드차량으로부터 주행순서에 기초하여 협력주행번호를 더 부여한 상기 협력주행번호에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하는 협력주행방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리드차량에 합류중임에 대한 정보를 송신하는 단계; 및
    합류가 완료된 것으로 판단되면 상기 합류중임에 대한 정보 송신을 해제하는 단계를 더 포함하는 협력주행방법.
  5. 삭제
  6. 리드차량이 협력주행에 대한 합류를 제어하는 협력주행방법에 있어서,
    상기 리드차량이 팔로우차량으로부터 합류요청에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 팔로우차량의 합류가 가능한지를 판단하는 단계;
    합류가 가능한 것으로 판단되면 상기 팔로우차량으로 합류가능에 대한 정보를 송신하는 단계; 및
    상기 팔로우차량의 합류의 완료 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 팔로우차량의 합류의 완료 여부를 판단하는 단계는,
    상기 리드차량이 주행 중인 차로의 차선 중 상기 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선과 상기 팔로우차량의 바퀴와의 횡방향거리가 미리 설정된 제1 횡방향임계값 이상이면,
    상기 팔로우차량과 제1 선행차량과의 종방향거리에 기초하여 산출된 제1 시간과 상기 제1 선행차량에 선행하는 제2 선행차량과 상기 제1 선행차량과의 종방향거리에 기초하여 산출된 제2 시간 간의 차이의 판단 결과에 따라 합류의 완료 여부를 판단하되,
    상기 제1 횡방향임계값은,
    상기 협력주행 중인 차량과 상기 팔로우차량이 합류하기 위해 침범한 차선의 이격된 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 협력주행방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 팔로우차량으로 합류가능에 대한 정보를 송신하는 단계는,
    합류가 가능한 것으로 판단되면 주행순서에 기초하여 협력주행번호를 더 부여한 상기 협력주행번호에 대한 정보를 송신하는 단계를 포함하는 협력주행방법.
  9. 삭제
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