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KR102161432B1 - 보행자 보호시 자율적인 제동 실패 관리 - Google Patents

보행자 보호시 자율적인 제동 실패 관리 Download PDF

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KR102161432B1
KR102161432B1 KR1020187035228A KR20187035228A KR102161432B1 KR 102161432 B1 KR102161432 B1 KR 102161432B1 KR 1020187035228 A KR1020187035228 A KR 1020187035228A KR 20187035228 A KR20187035228 A KR 20187035228A KR 102161432 B1 KR102161432 B1 KR 102161432B1
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아누프 데쉬판데
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

차량을 위한 충돌 회피 시스템 및 방법이 개시된다. 시스템은 비디오 카메라 및 거리 센서를 포함한다. 시스템은 운전자 제어부, 차량 제어 시스템, 및 제어기를 포함한다. 제어기는 비디오 카메라, 거리 센서, 운전자 제어부, 및 차량 제어 시스템에 통신가능하게 결합된다. 제어기는 비디오 카메라로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호를 수신하고 거리 센서로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호를 수신한다. 제어기는 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향(course deviation)을 결정하고 타이머를 활성화한다. 제어기는 운전자 제어부가 운전자로부터 임계치 이상인 입력을 수신할 때 타이머를 재설정한다. 운전자 입력이 임계치 미만이고 타이머가 만료될 때, 제어기는 차량 제어 시스템을 이용하여 코스 편향을 적용한다.

Description

보행자 보호시 자율적인 제동 실패 관리
실시예는 자동화된 차량 제어 시스템에 관한 것이다.
현대의 차량에는 차량의 운전자를 보조하기 위해 센서 및 비디오 카메라를 갖는 다양한 유형의 운전자 보조 시스템이 구비되고 있다. 일부 설계에서, 운전자 보조 시스템은 비상 상황 시에 자동화된 정지를 제공한다. 예를 들면, 보행자가 운전자 보조 시스템에 의해 검출되고 시스템이 충돌의 확률이 존재한다고 결정하면, 운전자 보조 시스템은 보행자와의 충돌을 피하기 위해 차량을 느리게하거나 정지시킬 수 있다. 그러나 이들 설계는 보행자의 존재에 과민 반응을 하고 운전자 또는 보행자를 깜짝 놀라게 할 수 있다. 예를 들면, 보행자가 차량에 수직으로 움직이는 동안 도로에 접근할 때, 보행자가 도로의 가장자리(예를 들면, 커브사이드(curbside))에서 정지할 수 있을지라도 운전자 보조 시스템은 갑작스러운 제동을 수행할 수 있다. 이러한 설계에서, 운전자 보조 시스템은 과민 반응을 피하기 위해 더 느리게 반응하도록 조정될 수 있다. 그러나, 이들 경우에서, 보행자가 차량의 경로와 교차하는 경로에 계속 있는 경우에 보행자를 피하기 위해 때 맞춰 정지하지 못할 수 있다.
본 발명의 실시예는 무엇보다도, 상기 열거된 문제에 대한 통합된 접근법을 제공하는 충돌 회피 시스템 및 방법을 제공한다.
하나의 실시예는 차량을 위한 충돌 회피 시스템을 제공한다. 하나의 실시예에서, 충돌 회피 시스템은 보행자의 존재를 검출하도록 구성된 비디오 카메라 및 보행자의 존재를 검출하도록 구성된 거리 센서를 포함한다. 충돌 회피 시스템은 또한, 운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 운전자 제어부, 차량을 자동으로 조작하도록 구성된 차량 제어 시스템, 및 전자 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어기를 포함한다. 제어기는 비디오 카메라, 거리 센서, 운전자 제어부 및 차량 제어 시스템에 통신가능하게 결합된다. 제어기는 비디오 카메라로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호를 수신하고 거리 센서로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호를 수신하도록 구성된다. 제어기는 또한, 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향(course deviation)을 결정하고 보행자의 존재가 비디오 카메라 및 거리 센서 둘 모두에 의해 검출될 때 타이머를 활성화하도록 구성된다. 제어기는 운전자 제어부가 운전자로부터 임계치 이상인 입력을 수신할 때 타이머를 재설정한다. 운전자 입력이 임계치 미만이고 타이머가 만료될 때, 제어기는 차량 제어 시스템을 이용하여 코스 편향을 적용한다.
또 다른 실시예는 차량에 대해 충돌 회피를 수행하는 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 방법은 제어기에서, 비디오 카메라로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호 및 거리 센서로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 제어기는 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향을 결정하고 보행자의 존재가 비디오 카메라 및 거리 센서 둘 모두에 의해 검출될 때 타이머를 활성화한다. 제어기는 운전자 제어부가 운전자로부터 임계치 이상인 입력을 수신할 때 타이머를 재설정하고 운전자 입력이 임계치 미만이고 타이머가 만료될 때 차량 제어 시스템을 이용하여 코스 편향을 적용한다.
도 1은 하나의 실시예에 따른 보행자 회피 시스템이 구비된 차량의 도면.
도 2는 하나의 실시예에 따른 도 1의 보행자 회피 시스템의 제어기의 도면.
도 3a 및 도 3b는 하나의 실시예에 따른 도 1의 보행자 회피 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도.
도 4는 도 1의 보행자 회피 시스템의 비디오 카메라에 의해 보행자가 검출된 운전 시나리오의 도면.
도 5는 도 1의 보행자 회피 시스템의 비디오 카메라 및 거리 센서 둘 모두에 의해 보행자가 검출된 운전 시나리오의 도면.
도 6은 도 1의 보행자 회피 시스템에 기초하여 차량이 회피 동작을 수행하는 운전 시나리오의 도면.
임의의 실시예가 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 다음의 설명에서 제시되거나 다음의 도면에 도시된 구성의 상세 및 구성요소의 배열로 제한되지 않음이 이해될 것이다. 실시예는 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다.
복수의 하드웨어 및 소프트웨어 기반 디바이스 뿐만 아니라, 복수의 상이한 구조적 구성요소가 본 발명을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 실시예는 하드웨어, 소프트웨어, 및 논의의 목적을 위해 대다수의 구성요소가 하드웨어로만 구현되는 것처럼 도시 및 설명될 수 있는 전자 구성요소 또는 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 당업자는 이 상세한 설명의 판독에 기초하여 적어도 하나의 실시예에서 본 발명의 전자 기반 양태가 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어(예를 들면, 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장됨)로 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 이와 같이, 복수의 하드웨어 기반 및 소프트웨어 기반 디바이스 뿐만 아니라, 복수의 상이한 구조적 구성요소는 본 발명의 실시예를 구현하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들면, 명세서에 설명된 "제어 유닛" 및 "제어기"는 하나 이상의 프로세서, 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 하나 이상의 메모리 모듈, 하나 이상의 입력/출력 인터페이스, 및 구성요소를 연결하는 다양한 연결부(예를 들면, 시스템 버스)를 포함할 수 있다.
도 1은 보행자 회피 시스템(105)을 구비한 차량(100)을 도시한다. 도시된 예에서, 보행자 회피 시스템(105)은 제어기(110), 비디오 카메라(115), 거리 센서(120), 차량 제어 시스템(125), 표시기(130), 및 운전자 제어부(135)를 포함한다. 차량(100)은 자동차, 트럭, 세미 트랙터, 등을 포함하는 다양한 유형일 수 있다. 보행자 회피 시스템(105)의 구성요소는 차량(100)의 하나 이상의 전자 제어 유닛에 통합될 수 있다. 도 1은 보행자 회피 시스템(105)의 하나의 예시적인 예를 제공한다. 그러나, 본 명세서에 도시되고 설명된 것 이외의 다른 구성 및 구조가 가능하다.
보행자 회피 시스템(105)의 구성요소는 다양한 유형일 수 있다. 예를 들면, 비디오 카메라(115)는 차량(100)의 전방의 내부 또는 외부에 장착되고, 다양한 레이트 및 품질로 전방 시야의 이미지를 캡쳐(capture)하도록 구성될 수 있다. 비디오 카메라(115)는 보행자와 같은 객체를 검출하고, 일부 실시예에서 그를 식별하고 분류할 수 있다. 비디오 카메라(115)는 비디오 신호를 송신하고 검출된 객체 및 보행자에 관한 연관된 정보를 제어기(110)로 송신할 수 있다. 일부 실시예에서, 비디오 카메라 이외의 센서가 비디오 카메라(115) 대신에 이용되어 본 명세서에서 이용된 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제 2 거리 센서(예를 들면, 레이더 센서)가 비디오 카메라(115) 대신에 이용될 수 있다.
유사하게, 거리 센서(120)는 다양한 유형일 수 있다. 거리 센서(120)는 무선 검출 및 거리 측정(ranging)(즉, 레이더) 또는 광 검출 및 거리 측정(즉, 라이더(lidar))을 포함하는 다양한 기술을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 거리 센서(120)는 차량(100)과 검출된 객체 사이의 거리, 검출된 객체의 위치, 및 차량(100)에 대한 검출된 객체의 속도를 결정하도록 적응된다. 일부 실시예에서, 비디오 카메라(115) 및 거리 센서(120)는 비디오 카메라(115) 및 거리 센서(120)의 기능의 전부 또는 일부를 수행하는 단일 센서에 통합될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 단일 센서는 보행자의 거리, 방향, 및 속도를 감지할 수 있고 본 명세서에서 논의된 방법의 수행을 가능하게 한다.
차량 제어 시스템(125)은 또한, 다양한 유형일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 차량 제어 시스템(125)은 차량(100)의 휠에 제동력을 적용할 수 있는 제동 제어기 또는 제동 액추에이터(braking actuator)를 포함한다. 일부 실시예에서, 차량 제어 시스템(125)은 제어기(110)로부터의 신호에 기초하여 휠의 각각에 차동 제동을 적용할 수 있다. 이들 실시예에서, 차량 제어 시스템(125)은 제어기(110)로부터의 신호에 기초하여 차량(100)의 방향을 변경하기 위해 불균일하게 분배된 제동력을 적용할 수 있다. 일부 실시예에서, 차량 제어 시스템(125)은 자동화된 조향 제어를 제공하는 조향 제어기를 포함한다. 예를 들면, 차량 제어 시스템(125)은 제어기로부터의 신호에 기초하여 차량(100)의 방향을 자동으로 변경하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 차량 제어 시스템(125)은 차동 제동 및 조향 둘 모두를 적용하도록 구성된다. 결과적으로, 차량 제어 시스템(125)은 차동 제동, 직선 제동, 및 조향의 조합을 이용하여 제어기(110)로부터의 신호에 기초하여 차량(100)의 이동 방향 및 속도를 변경하도록 구성될 수 있다.
표시기(130)는 차량(100)의 운전자에게 통지를 제공하기 위한 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시기(130)는 그래픽 디스플레이 또는 광(예를 들면, LED) 상의 아이콘과 같은 시각 표시기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 표시기(130)는 시각 표시기, 오디오 표시기, 및 햅틱 표시기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 표시기(130)는 전방 상향 시현기(Heads Up Display; HUD) 내에 포함된다. 표시기(130)는 표시기(130)가 제어기(110)로부터 통지 신호를 수신할 때 운전자에 대한 경고를 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 표시기(130)는 그래픽 이용자 인터페이스(GUI) 또는 인간 기계 인터페이스(HMI) 내에 포함된다.
운전자 제어부(135)는 또한, 차량(100)을 위한 다양한 유형의 입력부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 운전자 제어부(135)는 차량(100)을 위한 운전자로부터의 입력을 감지하는 센서를 포함한다. 예를 들면, 운전자 제어부(135)는 조향각 센서, 스로틀 위치 센서, 제동 센서(예를 들면, 제동 페달 위치 센서, 제동 실린더 압력 센서, 등), 등을 포함할 수 있다. 운전자 제어부(135)는 운전자가 비디오 카메라(115) 또는 거리 센서(120)에 의해 검출된 객체에 반응하고 있는지의 여부(예를 들면, 주의를 기울여야하는지의 여부)를 포함하는 운전자의 상태에 관한 정보를 제어기(110)에 제공한다. 일부 실시예에서, 운전자 제어부(135)는 수동 모니터링 디바이스를 포함한다. 이들 실시예에서, 운전자 제어부(135)는 예를 들면, 카메라 또는 생체인식 센서가 운전자의 상태를 모니터링하게 함으로써와 같이 직접적으로 운전자를 주의 깊게 모니터링한다. 일부 실시예에서, 운전자 제어부(135)는 운전자가 보행자 회피 시스템(105)에 대한 선호도 및 모드를 선택하는 것을 허용하는 그래픽 이용자 인터페이스(GUI) 또는 인간 기계 인터페이스(HMI)를 포함한다.
도 2는 하나의 실시예에 따른 보행자 회피 시스템(105)의 제어기(110)의 블록도이다. 제어기(110)는 전력, 동작 제어, 및 제어기(110) 내의 구성요소 및 모듈에 대한 보호를 제공하는 복수의 전기 및 전자 구성요소를 포함한다. 제어기(110)는 무엇보다도, 전자 프로세서(205)(프로그래밍가능한 전자 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 또는 유사한 디바이스), 메모리(210)(예를 들면, 비 일시적 기계 판독가능한 메모리), 및 입력/출력 인터페이스(215)를 포함한다. 제어기(110)는 각각이 특정 기능 또는 서브 기능을 수행하도록 구성되는 몇몇 독립 제어기(예를 들면, 전자 제어 유닛)로 구현될 수 있다. 부가적으로, 제어기(110)는 부가적인 전자 프로세서, 메모리, 주문형 반도체(ASICs), 또는 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGAs)를 포함할 수 있다. 제어기(110) 및 연관 시스템은 무엇보다도, 본 명세서에서 설명된 프로세스 및 방법을 구현하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 제어기(110)는 부가적인, 더 적은, 또는 상이한 구성요소를 포함한다.
전자 프로세서(205)는 메모리(210)에 통신가능하게 연결되고 메모리(210) 상에 저장될 수 있는 명령어를 실행한다. 전자 프로세서(205)는 메모리(210)로부터 검색하고 보행자 회피 시스템(105)의 동작 방법과 관련된 명령어를 실행하도록 구성된다. 전자 프로세서(205)는 입력/출력 인터페이스(215)에 통신가능하게 결합된다. 입력/출력 인터페이스(215)는 제어기(110) 외부의 시스템 및 하드웨어에 통신가능하게 결합된다. 예를 들면, 입력/출력 인터페이스(215)는 거리 센서(120), 비디오 카메라(115), 차량 제어 시스템(125), 표시기(130), 및 운전자 제어부(135)에 통신가능하게 결합된다. 일부 실시예에서, 입력/출력 인터페이스(215)는 전자 프로세서(205)로부터의 명령어에 기초하여 차량 제어 시스템(125) 및 표시기(130)를 구동시키거나 제어하기 위해 구동기, 계전기(relays), 스위치, 등을 포함한다. 일부 실시예에서, 입력/출력 인터페이스(215)는 J1939 또는 제어기 영역 네트워크(CAN 버스)와 같은 프로토콜에 의해 외부 시스템 및 하드웨어와 통신한다. 다른 실시예에서, 입력/출력 인터페이스(215)는 특정 애플리케이션의 요구에 의존하여 직접 유선 또는 무선 연결을 통해 아날로그 또는 디지털 신호를 포함하는 다른 적합한 프로토콜 하에서 통신한다.
일부 실시예에서, 거리 센서(120), 비디오 카메라(115), 차량 제어 시스템(125), 표시기(130), 및 운전자 제어부(135)는 하드웨어, 소프트웨어, 및 하나 이상의 프로세서, 비 일시적인 컴퓨터 판독가능한 매체, 하나 이상의 입력/출력 인터페이스, 및 다양한 연결부를 포함하는 하나 이상의 메모리 모듈을 포함하는 전자 구성요소를 포함한다. 결과적으로, 상기 구성요소의 각각은 제어기(110)와 통신하기 전에 또는 그 동안 독립적으로 데이터를 생성하고 프로세싱할 수 있다.
예를 들면, 일부 실시예에서, 비디오 카메라(115)는 비디오 이미지를 수신하고 비디오 이미지를 프로세싱하여 이미지 내에 보행자를 포함하는 객체를 식별, 분류, 및 추적할 수 있다. 이들 실시예에서, 비디오 카메라(115)는 제어기(110)로 비디오 이미지를 전송하는 것으로부터 또는 전송하지 않고 독립적으로 보행자의 존재를 나타내는 신호를 제어기(110)로 전송할 수 있다. 이 실시예에서, 비디오 카메라(115)는 또한, 보행자의 거리, 위치, 및 속도를 나타내는 신호를 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(110)는 비디오 이미지를 수신할 수 있고 비디오 이미지를 프로세싱하여 객체를 식별, 분류, 및 추적할 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에서 거리 센서(120)는 제어기(110)와의 통신 전에 또는 그 동안 데이터를 독립적으로 생성하고 프로세싱할 수 있다. 이들 실시예에서, 거리 센서(120)는 내부 프로그래밍 및 하드웨어를 이용하여 보행자의 존재, 보행자까지의 거리, 차량(100)에 대한 보행자의 속도, 등을 검출한다. 이들 실시예에서, 거리 센서(120)는 그 다음, 이 정보를 나타내는 데이터를 제어기(110)에 전달한다.
도 3a 및 도 3b는 하나의 실시예에 따른 보행자 회피 시스템(105)을 갖는 차량(100)을 동작시키는 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 방법(300)에서, 제어기(110)는 비디오 카메라(115)로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호(즉, 카메라 신호)를 수신한다(블록(305)). 일부 실시예에서, 비디오 카메라(115)는 비디오 카메라가 위치, 거리, 속도, 또는 상기 언급된 것의 조합을 분석하고 보행자가 차량(100) 내의 충돌의 위험을 제공하는 영역에 있거나 그 영역에 접근하고 있다고 결정했을 때 보행자의 존재를 나타내는 신호를 단지 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(110)는 비디오 카메라(115)로부터 수신된 제 1 신호에 기초하여 보행자와 차량(100) 사이의 충돌의 위험이 존재하는지를 결정한다(블록(310))(예를 들면, 보행자의 거리, 위치, 및 속도). 이들 실시예에서, 제어기(110)는 또한, 차량의 현재 속도 및 이동 방향에 기초하여 결정을 행할 수 있다. 제어기(110)는 상기 열거된 인자가 보행자와의 충돌의 확률이 미리 결정된 임계치를 초과함을 나타낼 때 충돌의 위험이 존재한다고 결정할 수 있다. 충돌의 어떠한 상당한 위험도 존재하지 않을 때, 제어기(110)는 방법(300)을 재시작하고, 따라서 보행자의 검출을 위해 비디오 카메라(115)를 계속 모니터링한다(블록(315)).
반대로, 충돌의 위험이 존재한다고 결정될 때, 제어기(110)는 충돌의 위험을 나타내는 신호(즉, 통지 신호)를 표시기(130)로 전송한다(블록(320)). 표시기(130)를 활성화한 후에, 제어기(110)는 운전자(135)로부터의 응답에 대해 운전자 제어부(135)를 모니터링한다(블록(325)). 제어기(110)는 운전자 제어부(135)로부터 수신된 응답을 미리 결정되어 제어기(110)의 메모리(210)에 저장될 수 있는 제 1 세트의 임계치와 비교한다(블록(330)). 제어기(110)에 의해 수신된 응답 중 각각의 응답은 연관된 임계치를 가질 수 있다. 예를 들면, 하나의 임계치는 조향 휠의 미리 결정된 양의 각 변경(즉, 조향각 임계치)일 수 있다. 또 다른 임계치는 조향각의 미리 결정된 변화량(즉, 조향각 그래디언트 임계치)일 수 있다. 또 다른 임계치는 미리 결정된 제동량(예를 들면, 제동 압력 또는 제동 페달 이동 임계치)일 수 있다. 여전히 또 다른 임계치는 스로틀 위치의 변화를 나타내는 스로틀 신호를 통해 제어기(110)에 의해 수신된 미리 결정된 양의 스로틀 이동일 수 있다. 운전자에 의한 응답이 제 1 세트의 임계치 중 어느 하나보다 높으면, 제어기(110)는 운전자가 보행자의 존재에 반응하고 방법을 재시작한다고 결정한다(블록(315)).
일부 실시예에서, 제 1 세트의 임계치 중 특정한 임계치가 충족되었는지의 여부에 대한 결정의 일부로서, 제어기(110)는 운전자 반응이 보행자와의 충돌의 위험을 증가시키고 있는지 또는 감소시키고 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 경우, 운전자 반응이 충돌의 위험을 감소시키지 않으면(예를 들면, 조향각 변화가 보행자를 향한 방향일 때), 제어기(110)는 운전자 반응이 제 1 세트의 임계치 중 특정한 임계치를 충족시키지 않는다고 고려할 수 있다. 운전자 제어부(135)의 모니터링 동안, 제어기(110)는 비디오 카메라(115)로부터 보행자의 존재의 표시의 손실에 대해 모니터링한다(블록(335)). 지시가 비디오 카메라(115)로부터 더 이상 수신되지 않을 때, 제어기(110)는 방법을 재시작할 수 있다(블록(315)). 이 프로세스는 제 1 시간 기간에 걸쳐 반복된다. 예를 들면, 제어기(110)는 운전자 제어부(135)로부터의 응답을 위해 제 1 시간 기간 동안 운전자 반응 및 보행자 표시의 손실을 지속적으로 모니터링한다(블록(340)). 운전자 제어부(135)로부터의 응답을 위한 제 1 시간 기간이 만료될 때, 제어기(110)는 도 3b에 도시된 바와 같이 방법(300)의 다음 단계를 수행한다.
제어기(110)는 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호에 대해 거리 센서(120)를 모니터링한다(블록(345)). 제 2 신호가 보행자의 존재를 나타낼 때, 제어부(110)는 비디오 카메라(115)에 의해 이미 검출된 보행자의 존재를 확인한다. 상기 설명된 바와 같이, 거리 센서(120)로부터의 제 2 신호는 또한, 예를 들면 거리, 위치, 속도, 및 기타와 같은 보행자와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 보행자의 존재가 검출되지 않을 때(블록(350)), 제어기(110)는 방법을 재시작한다(블록(315)). 반대로, 제어부(110)가 보행자의 존재가 거리 센서(120)에 의해 검출된다고 결정할 때(블록(350)), 제어기(110)는 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 차량(100)의 현재 이동 경로로부터 코스 편향(예를 들면, 조향각 조정 인자)을 결정하고 제 2 타이머를 활성화한다(블록(355)). 일부 실시예에서, 코스 편향은 제 1 신호 및 제 2 신호의 조합에 기초하여 결정된다. 일부 실시예에서, 제어기(110)는 또한, 제동을 예비 충전하기 위해 차량 제어 시스템(125)으로 신호를 전송한다. 다음, 제어기(110)는 운전자로부터의 응답에 대해 운전자 제어부(135)를 모니터링한다(블록(360)). 제어기(110)는 운전자 제어부(135)로부터의 하나 이상의 응답이 존재하는지의 여부 및 응답 중 임의의 것이 제 2 세트의 임계치 이상인지의 여부를 결정한다(블록(365)). 제 2 세트의 임계치는 제 1 세트의 임계치와 유사할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 제 2 세트의 임계치는 제 1 세트의 임계치보다 높다. 결과적으로, 제어기(110)는 차량(100)이 보행자에 접근함에 따라 필요한 더 큰 응답 레벨로 인해 방법을 재시작하기 위해 운전자로부터 더 높은 레벨의 응답을 요구할 수 있다.
제 1 세트의 임계치와 유사하게, 제어기(110)에 의해 수신된 응답 중 각각의 응답은 제 2 세트의 임계치 중 연관된 임계치를 가질 수 있다. 예를 들면, 하나의 제 2 임계치는 조향 휠의 미리 결정된 각 변화량일 수 있다. 또 다른 제 2 임계치는 조향각의 미리 결정된 변화량(즉, 조향각 그래디언트)일 수 있다. 제 2 임계치 중 또 다른 하나는 미리 결정된 제동량(예를 들면, 제동 압력 또는 제동 이동)일 수 있다. 운전자에 의한 응답이 제 2 세트의 임계치 세트 중 임의의 하나 이상이면, 제어기(110)는 운전자가 보행자의 존재에 반응하고 방법을 재시작한다고 결정한다(블록(315)). 제 2 세트의 임계치 중 특정한 제 2 임계치가 충족되었는지의 여부에 대한 결정의 일부로서, 제어기(110)는 운전자 반응이 보행자와의 충돌의 위험을 증가시키고 있는지 또는 감소시키고 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 경우, 운전자 반응이 충돌의 위험을 감소시키지 않으면(예를 들면, 조향각 변화가 보행자를 향한 방향일 때), 제어기(110)는 운전자 반응이 제 2 세트의 임계치 중 특정한 임계치를 충족시키지 않는다고 고려할 수 있다.
운전자 제어부(135)가 아직 운전자 응답이 제 2 세트의 임계치 중 어느 하나 이상임을 나타내지 않으면, 제어기(110)는 비디오 카메라(115) 및 거리 센서(120)가 여전히 보행자의 존재를 나타내는지의 여부를 확인한다(블록(370)). 비디오 카메라(115) 또는 거리 센서(120)가 보행자를 더 이상 검출하지 않으면, 제어기(110)는 방법(300)을 재시작한다(블록(315)). 그러나, 비디오 카메라(115) 및 거리 센서(120)가 계속하여 보행자를 검출할 때, 제어기(110)는 운전자로부터의 응답을 위한 제 2 시간 기간 동안 운전자 제어부(135)을 계속 모니터링한다. 예를 들면, 응답을 위한 제 2 시간 기간이 만료되지 않을 때(블록(375)), 제어기(110)는 블록(360)에 도시된 바와 같이 운전자 제어부(135)를 계속 모니터링한다. 일부 실시예에서, 응답을 위한 제 2 시간 기간은 응답을 위한 제 1 시간 기간보다 짧다. 결과적으로, 보행자 회피 시스템(105)은 차량(100)과 보행자 사이의 폐쇄 거리가 감소할 때 더 빠르게 반응한다. 운전자 제어부(135)로부터의 응답을 위한 제 2 시간 기간이 만료될 때, 제어기(110)는 이전에 산출된 코스 편향을 적용한다(블록(380)). 일단 코스 편향이 발생하면, 제어기(110)는 운전자 제어부(135)을 통해 차량(100)의 제동을 적용한다(블록(385)). 특히, 제어기(110)는 차량(100)을 감속하기 위해 제동을 적용하기 전에 조향각 조정 또는 차동 제동을 이용하여 코스 편향을 적용할 수 있다. 차량(100)이 코스 편향을 완료할 때, 제어기(110)는 새로운 코스를 따라 완전하거나 부분적인 제동을 적용할 수 있다. 일부 실시예에서, 코스 편향은 갑작스런 조향 변경으로 인해 대략 직선을 따라 발생한다. 다른 실시예에서, 코스 편향은 보다 점진적인 조향 변화로 인해 곡선 경로를 따라 발생한다. 이 경우에, 코스 편향은 운전자에 대해 더 부드러운 느낌을 가질 수 있다. 방법(300)의 단계는 대안적인 순서로 수행될 수 있다. 유사하게, 방법(300)의 단계 중 몇몇은 선택적이며 일부 실시예에서만 수행될 수 있다. 게다가, 용어(제 1 및 제 2)는 반드시 동작 순서 또는 타이밍 시퀀스를 나타내지는 않는다. 오히려, 이들 용어는 단순히 다른 용어를 구별하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 신호 및 제 2 신호는 반드시 수신 또는 송신의 순서를 나타내지 않는다. 일부 상황에서, 하기에 논의된 바와 같은 제 2 신호는 제 1 신호에 앞선 시간에 수신되고 프로세싱된다.
도 4는 차량(100)의 비디오 카메라(115)의 시야(410) 내에서 보행자(405)가 먼저 검출되는 운전 시나리오를 그래픽으로 묘사한다. 도시된 예에서, 보행자(405)는 거리 센서(120)의 시야(415) 내에서 검출되지 않는다. 이것은 비디오 카메라(115)의 시야(410)가 거리 센서(120)의 시야(415)보다 넓을 수 있기 때문에, 보행자(405)가 차량의 하나의 측에 위치될 때 발생할 수 있다. 이 예에서, 보행자(405)는 도로의 보도 상에 있을 수 있다. 일단 보행자(405)가 비디오 카메라(115)에 의해 검출되면, 비디오 카메라(115)는 보행자(405)의 존재를 나타내는 신호를 차량(100)의 제어기(110)로 전송하고, 제어기(110)는 방법(300)을 시작한다. 이 예에서, 보행자(405)가 차량(100)의 이동 경로의 방향으로 움직이기 시작하지 않는 한, 제어기(110)는 보행자(405)와 충돌할 위험이 존재한다고 결정하지 않을 것이다(블록 310에서). 예를 들면, 충돌의 위험은 보행자(405)가 도로의 중앙을 향해 이동할 때 존재하는 것으로 여겨진다. 상기 설명된 바와 같이, 제어기(110)가 비디오 카메라(115)로부터의 신호에만 기초하여 충돌의 위험이 존재한다고 결정하면, 제어기(110)는 표시기(130)를 활성화하고, 거리 센서(120)가 보행자(405)를 검출하지 않으면(블록(310, 320, 및 350) 참조), 방법(300)을 재시작할 수 있다.
도 5는 도 4의 운전 시나리오에 후속적으로 발생할 수 있는 또 다른 운전 시나리오를 그래픽으로 묘사한다. 도시된 예에서, 보행자(405)는 비디오 카메라(115)의 시야(410) 및 거리 센서(120)의 시야(415) 내에 있다. 이 교통 시나리오는 보행자(405)가 차량(100)의 이동 경로에 더 가깝게 이동할 때 발생할 수 있다. 예를 들면, 보행자(405)는 보도를 빠져 나와 차량(100)의 전방에서 도로를 교차하기 시작할 수 있다. 이것이 발생할 때, 거리 센서(120)는 보행자(405)를 검출하고 보행자(405)의 존재를 나타내는 신호를 제어기(110)로 전송한다(블록(350)). 제어기(110)는 사시각(deviation angle)(520) 및 새로운 코스 궤도(525)에 의해 도시된 바와 같이 차량(100)의 현재 이동 경로로부터 코스 편향을 결정한다. 사시각(520) 및 새로운 코스 궤도(525)는 거리 센서(120)에 의해 결정된 바와 같은 보행자(405)의 위치 및 속도에 기초하여, 그리고 일부 실시예에서 차량(100)의 속도에 기초하여 보행자(405)와의 충돌을 회피할 이동 경로를 정의한다. 일부 실시예에서, 거리 센서(120) 및 비디오 카메라(115)의 조합은 보행자(405)의 위치 및 속도를 결정하기 위해 이용되고, 따라서 사시각(520) 및 새로운 코스 궤도(525)를 결정하기 위해 이용된다. 제어기(110)는 제 2 타이머가 활성인 동안 사시각(520) 및 새로운 코스 궤도(525)를 지속적으로 업데이트할 수 있다.
운전자 반응을 검출하지 않고 응답을 위한 제 2 시간 기간이 만료될 때, 차량(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 최종 결정된 사시각(520) 및 새로운 코스 궤도(525)에 따라 코스 정정을 수행한다. 상기 설명된 바와 같이, 일단 새로운 코스 궤도(525)가 성취되면, 제어기(110)는 차량 제어 시스템(125)을 이용하여 차량(100)을 정지시키거나 감속시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 무엇보다도, 충돌 회피 시스템 및 차량에 대해 충돌 회피를 수행하는 방법을 제공한다. 본 발명의 다양한 특징 및 장점은 다음의 청구항에 제시된다.

Claims (21)

  1. 차량을 위한 충돌 회피 시스템에 있어서:
    보행자의 존재를 검출하도록 구성된 비디오 카메라;
    상기 보행자의 존재를 검출하도록 구성된 거리 센서;
    운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 운전자 제어부;
    상기 차량을 자동으로 조작하도록 구성된 차량 제어 시스템; 및
    전자 프로세서를 포함하는 제어기로서, 상기 비디오 카메라, 상기 거리 센서, 상기 운전자 제어부, 및 상기 차량 제어 시스템에 통신가능하게 결합되는 상기 제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 비디오 카메라로부터 상기 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호를 수신하고,
    상기 거리 센서로부터 상기 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호를 수신하고,
    상기 보행자의 존재가 상기 비디오 카메라 및 상기 거리 센서 둘 모두에 의해 검출될 때, 상기 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향(course deviation)을 결정하고 타이머를 활성화하고, 상기 타이머는 보행자의 존재가 검출된 후에 활성화되며,
    상기 운전자 제어부가 상기 운전자로부터 임계치 이상인 입력을 수신할 때 상기 타이머를 재설정하며,
    상기 운전자 입력이 상기 임계치 미만이고 상기 타이머가 만료될 때, 상기 차량 제어 시스템을 이용하여 상기 코스 편향을 적용하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 센서는 상기 비디오 카메라의 시야보다 좁은 시야 내에서 상기 보행자를 감지하도록 구성되는 레이더 또는 라이더(lidar) 센서인, 충돌 회피 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전자 제어부는 조향각 센서, 스로틀 위치 센서, 및 제동 센서로 구성된 그룹으로부터 적어도 하나를 포함하는, 충돌 회피 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 제어 시스템은 제동 액추에이터(braking actuator) 및 조향 제어기를 포함하는, 충돌 회피 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 코스 편향을 적용하기 전에 상기 제 2 신호에 기초하여 상기 보행자의 존재를 확인하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 보행자의 존재가 상기 비디오 카메라에 의해 검출될 때 및 또 다른 임계치 이상으로 상기 보행자와의 충돌의 확률이 존재할 때 상기 보행자의 존재를 나타내는 통지 신호를 입력/출력 인터페이스를 통해 전송하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 보행자의 속도, 상기 차량의 속도, 및 상기 차량이 상기 보행자를 회피할 것을 야기할 조향각의 변경을 나타내는 조향각 조정 인자를 결정함으로써 상기 차량의 현재 이동 경로로부터 상기 코스 편향을 결정하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 보행자의 존재를 검출하고 제 1 시간 기간에서 상기 보행자의 존재를 나타내는 통지를 표시기로 전송하고, 상기 비디오 카메라 및 상기 거리 센서 둘 모두에 의한 상기 보행자의 존재를 검출하고 제 2 시간 기간에서 상기 코스 편향을 결정하며, 제 3 시간 기간에서 상기 코스 편향을 적용하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 제 2 시간 기간 동안 상기 차량 제어 시스템을 통해 제동 예비 충전을 활성화하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 차량 제어 시스템을 통한 차동 제동을 이용함으로써 상기 코스 편향을 적용하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
  11. 차량에 대해 충돌 회피를 수행하는 방법에 있어서:
    제어기에서, 비디오 카메라로부터 보행자의 존재를 나타내는 제 1 신호를 수신하는 단계,
    상기 제어기에서, 거리 센서로부터 상기 보행자의 존재를 나타내는 제 2 신호를 수신하는 단계,
    상기 제어기에서, 상기 보행자의 존재가 상기 비디오 카메라 및 상기 거리 센서 둘 모두에 의해 검출될 때, 상기 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향을 결정하고 타이머를 활성화하는 단계로서, 상기 타이머는 상기 보행자의 존재가 상기 비디오 카메라 및 상기 거리 센서 둘 모두에 의해 검출된 후에 활성화되는, 상기 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향을 결정하고 타이머를 활성화하는 단계,
    운전자 제어부가 운전자로부터 임계치 이상인 입력을 수신할 때 상기 타이머를 재설정하는 단계, 및
    상기 운전자 입력이 상기 임계치 미만이고 상기 타이머가 만료될 때 차량 제어 시스템을 이용하여 상기 코스 편향을 적용하는 단계를 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 신호를 수신하는 단계는 상기 제 2 신호를 수신하기 전에 발생하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 운전자로부터 임계치 이상인 상기 입력을 수신하는 단계는 조향각 임계치 이상인 조향각 신호를 수신하는 단계, 제동 임계치 이상인 제동 신호를 수신하는 단계, 및 스로틀 위치 임계치 이상인 스로틀 신호를 수신하는 단계로 구성되는 그룹으로부터 적어도 하나를 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 차량 제어 시스템을 이용하여 상기 코스 편향을 적용하는 단계는 제동 액추에이터를 자동으로 적용하는 단계 및 조향각 조정을 자동으로 적용하는 단계로 구성되는 그룹으로부터 적어도 하나를 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 코스 편향을 적용하는 단계는 상기 타이머가 만료될 때 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 둘 모두가 여전히 상기 보행자의 존재를 나타낼 때 단지 발생하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 보행자의 존재가 상기 비디오 카메라에 의해 검출될 때 및 또 다른 임계치 이상으로 상기 보행자와의 충돌의 확률이 존재할 때 상기 보행자의 존재를 나타내는 통지 신호를 출력 인터페이스를 통해 전송하는 단계를 더 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 차량의 현재 이동 경로로부터 상기 코스 편향을 결정하는 단계는 상기 보행자의 속도, 상기 차량의 속도, 및 상기 차량이 상기 보행자를 회피할 것을 야기할 조향각의 변경을 나타내는 조향각 조정 인자를 결정하는 단계를 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 보행자의 존재를 검출하고 제 1 시간 기간에서 통지를 표시기로 전송하는 단계, 상기 비디오 카메라 및 상기 거리 센서 둘 모두에 의해 상기 보행자의 존재를 검출하고 제 2 시간 기간에서 상기 코스 편향을 결정하는 단계, 및 제 3 시간 기간에서 상기 코스 편향을 적용하는 단계를 더 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 시간 기간 동안 차량 제어 시스템을 통해 제동 예비 충전을 활성화하는 단계를 더 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 코스 편향을 적용하는 단계는 차량 제어 시스템을 통한 차동 제동을 이용하는 단계를 포함하는, 충돌 회피를 수행하는 방법.
  21. 차량을 위한 충돌 회피 시스템에 있어서:
    보행자의 존재를 검출하도록 구성된 센서;
    운전자로부터 입력을 수신하도록 구성된 운전자 제어부;
    상기 차량을 자동으로 조작하도록 구성된 차량 제어 시스템; 및
    전자 프로세서를 포함하는 제어기로서, 상기 센서, 상기 운전자 제어부, 및 상기 차량 제어 시스템에 통신가능하게 결합되는 상기 제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 센서로부터 상기 보행자의 존재를 나타내는 신호를 수신하고;
    상기 보행자와 상기 차량 사이의 충돌의 확률을 결정하고;
    상기 충돌의 확률이 임계치보다 클 때 상기 차량의 현재 이동 경로로부터 코스 편향을 결정하고 타이머를 활성화하고, 상기 타이머는 상기 보행자 및 상기 차량 사이의 충돌의 확률을 결정한 후에 활성화되고,
    상기 운전자 제어부가 상기 운전자로부터 또 다른 임계치 이상인 입력을 수신할 때 상기 타이머를 재설정하며,
    상기 운전자 입력이 상기 임계치 미만이고 상기 타이머가 만료될 때, 상기 차량 제어 시스템을 이용하여 상기 코스 편향을 적용하도록 구성되는, 충돌 회피 시스템.
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