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KR102378313B1 - 자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR102378313B1
KR102378313B1 KR1020210122337A KR20210122337A KR102378313B1 KR 102378313 B1 KR102378313 B1 KR 102378313B1 KR 1020210122337 A KR1020210122337 A KR 1020210122337A KR 20210122337 A KR20210122337 A KR 20210122337A KR 102378313 B1 KR102378313 B1 KR 102378313B1
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KR
South Korea
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vehicle
autonomous
speed
lane
autonomous vehicle
Prior art date
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Active
Application number
KR1020210122337A
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English (en)
Inventor
박기홍
오태영
손원일
Original Assignee
국민대학교산학협력단
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 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
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Priority to US17/540,078 priority patent/US12214788B2/en
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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치는 프로세서와, 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 자율 주행 차량을 제어하고, 차로변경 요청 발생에 연동하여, 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 자율 주행 차량과 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장할 수 있다.

Description

자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD OF AUTONOMOUS VEHICLE}
본 개시는 주변차량과의 상대 거리에 기초한 위험도에 따라 자율 주행 차량의 위치 이동을 통해 차로변경을 안전하고 용이하게 수행하는 자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차는 운전자에게 보다 편안하고 안전한 주행환경을 제공하기 위해 개발되어왔다. 또한, 운전자의 안전 및 편의를 향상시키기 위한 안전 제어 시스템들이 개발되고 있다. 나아가, 운전자에게 보다 안락하고 안전한 주행 환경을 제공하기 위한 지능형 운전자 지원 시스템에 대한 연구 역시 활발하게 진행되고 있으며 궁극적으로는 자율 주행 또는 무인 자율 주행을 위한 제어 시스템에 대한 연구로 확대되어가고 있다.
자율 주행 차량은 운전자의 조작없이 스스로 주변 환경을 인식하고 주행하는 차량으로서, 주행하는 동안 전방 차량이 주변 교통 흐름에 비해 많이 서행하면 정체 및 추돌을 회피하기 위해 속도를 줄이거나 주행 차로를 변경하는 동작을 수행한다.
차로 변경시 자율 주행 차량은 주변차량과의 거리에 기초하여 차로를 변경할 수 있다.
선행기술(등록특허 제10-1307109호)에는 후방차량과의 거리와 설정치와 비교하여 차량의 차로변경 안전 여부를 판단하고, 차량의 차로변경이 안전한 것으로 판단될 경우, 차로를 변경하는 구성을 개시하고 있으나, 차로변경이 안전하지 않은 것으로 판단될 때의 제어 방법에 대해서는 구체적으로 개시하고 있지 않다.
따라서, 원활한 주행을 위해 자율 주행 차량의 위험이 존재하는 것으로 판단되는 경우에도, 주변차량의 정보(예를 들어, 주변차량의 속도(상대속도), 위치(상대거리))에 기초하여 이동함으로써, 위험이 제거된 상태에서 자율 주행 차량의 차로변경을 수행할 수 있는 기술이 필요하다.
선행기술: 한국 등록특허공보 제10-1307109호(2013.09.04 등록)
본 개시의 일 실시 예는 3개의 주행 제어 모드(예를 들어, ACC 모드, LC 모드, DC 모드)로 자율 주행 차량을 제어하여, 자율 주행 차량이 주변차량과의 충돌없이 차로변경을 포함한 모든 주행을 원활하게 수행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 개시의 일 실시 예는 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 자율 주행 차량을 주행시키는 ACC 모드, 자율 주행 차량의 차로변경을 수행하는 LC 모드 외에, 차로변경의 위험도에 기초하여 차로변경 가능한 위치로 자율 주행 차량을 이동시키는 DC 모드 중 하나의 모드로 자율 주행 차량을 제어함으로써, 주변 교통 흐름에 맞춰 최적의 주행을 수행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시 예는 주변차량의 정보에 기초하여 차로변경의 위험이 존재하는 것을 판단될 경우, 주변차량의 정보에 기반하여 설정되는 구속 조건을 만족하면서, 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 위치를 결정하고, 해당 위치로 자율 주행 차량을 이동시킴으로써, 안전하고 효율적으로 자율 주행 차량의 차로변경을 수행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시 예는 자율 주행을 위해 전방차량 또는 측방차량을 자율 주행 차량의 목표차량으로 설정하고, 목표차량의 정보(예를 들어, 목표차량의 속도(상대속도), 위치(상대거리))에 기반하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하되, 3개의 주행 제어 모드(예를 들어, ACC 모드, LC 모드, DC 모드)별로 자율 주행 차량의 목표가속도를 상이하게 산출함으로써, 자율 주행 차량으로 하여금 주행 상황에 따라 최적의 주행을 수행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시 예는 3개의 주행 제어 모드(예를 들어, ACC 모드, LC 모드, DC 모드)로 자율 주행 차량을 제어하여, 자율 주행 차량이 주변차량과의 충돌없이 차로변경을 포함한 모든 주행을 원활하게 수행할 수 있게 하는 자율 주행 차량의 제어 장치 및 방법일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예는 프로세서와, 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 자율 주행 차량을 제어하고, 차로변경 요청 발생에 연동하여, 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 자율 주행 차량과 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장하는, 자율 주행 차량의 제어 장치일 수 있다.
본 개시의 다른 실시 예는 프로세서와, 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 자율 주행 차량의 종방향 또는 횡방향 제어를 수행하는 ⅰ)ACC(Adaptive Cruise Control) 모드, 차로변경 요청 발생에 연동하여, 자율 주행 차량의 정보, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 정보에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 ⅱ)LC(Lane Change) 모드 또는 차로변경 요청 발생에 연동하여, 위험도에 기초하여 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 자율 주행 차량을 종방향 제어하는 ⅲ)DC(Distant Control) 모드 중 어느 하나로 동작하도록 야기하는 코드를 저장하는, 자율 주행 차량의 제어 장치일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예는 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 자율 주행 차량을 제어하는 단계와, 차로변경 요청 발생에 연동하여, 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 자율 주행 차량과 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하는 단계와, 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 단계를 포함하는, 자율 주행 차량의 제어 방법일 수 있다.
본 개시의 실시 예에 의하면, 3개의 주행 제어 모드(예를 들어, ACC 모드, LC 모드, DC 모드)로 자율 주행 차량을 제어하여, 자율 주행 차량이 주변차량과의 충돌없이 차로변경을 포함한 모든 주행을 원활하게 수행할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 의하면, 주변차량의 정보에 기초하여 차로변경의 위험이 존재하는 것을 판단될 경우, 주변차량의 정보에 기반하여 설정되는 구속 조건을 만족하면서, 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 위치를 결정하고, 해당 위치로 자율 주행 차량을 이동시킴으로써, 안전하고 효율적으로 자율 주행 차량의 차로변경을 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 자율 주행을 위해 전방차량 또는 측방차량을 자율 주행 차량의 목표차량으로 설정하고, 목표차량의 정보(예를 들어, 목표차량의 속도(상대속도), 위치(상대거리))에 기반하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하되, 3개의 주행 제어 모드(예를 들어, ACC 모드, LC 모드, DC 모드)별로 자율 주행 차량의 목표가속도를 상이하게 산출함으로써, 자율 주행 차량으로 하여금 주행 상황에 따라 최적의 주행을 수행할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 주행 제어 모드에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 차로변경의 위험도를 판단하는 과정, 위험도 판단 과정에서 도출되는 안전영역 및 불안전영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 자율 주행 차량의 차로변경이 불가능할 경우, 차로변경을 위한 위치 이동 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서의 종방향 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 차선변경할 때의 종방향 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 횡방향 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 4개의 시나리오에 따른 주행 일례를 도시한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 9에서의 시나리오 1에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 도 10에서의 시나리오 2에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 21은 도 11에서의 시나리오 3에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 22 내지 도 24는 도 12에서의 시나리오 4에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 25는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량의 제어부의 일부 또는 별개의 장치로서 구현될 수 있으며, 아래의 실시 예들은 자율 주행 차량의 제어 장치가 자동차의 제어부의 일부로서 구현되는 것을 전제로 하여 설명하지만 별개의 장치로서 구현되는 것을 배제하지 않는다.
또한, 자율 주행 차량은 자율 주행을 지원하는 모든 차량을 의미할 수 있으나, 아래의 실시 예들에서는 주변차량(예를 들어, 전방차량, 후방차량, 측전방차량, 측후방차량)에 둘러싸여 주행하는 자차량(ego)을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 자율 주행 차량(100)은 통신부(101), 제어부(102), 사용자 인터페이스부(103), 오브젝트 검출부(104), 운전 조작부(105), 차량 구동부(106), 운행부(107), 센싱부(108) 및 저장부(109)를 포함할 수 있다.
통신부(101)는, 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 모듈이다. 여기서, 외부 장치는, 사용자 단말기, 타 차량 또는 서버일 수 있다.
통신부(101)는 예를 들어, 근거리 통신(Short range communication), GPS 신호 수신, V2X 통신, 광통신, 방송 송수신 및 ITS(Intelligent Transport Systems) 통신 기능을 수행할 수 있다.
제어부(102)는, 통신부(101), 사용자 인터페이스부(103), 오브젝트 검출부(104), 운전 조작부(105), 차량 구동부(106), 운행부(107), 센싱부(108) 및 저장부(109)를 제어하여, 자율 주행 차량(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(102)는 자율 주행 차량의 제어 장치(110)를 포함하거나 본 개시의 실시 예들에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 제어부(102)와 별개로 구현되어 제어부(102)와 통신할 수 있다.
사용자 인터페이스부(103)는, 주행 차량(100)과 차량 이용자와의 소통을 위한 것으로, 이용자의 입력 신호를 수신하고, 수신된 입력 신호를 제어부(102)로 전달하며, 제어부(102)의 제어에 의해 이용자에게 주행 차량(100)이 보유하는 정보를 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스부(103)는, 입력 모듈, 내부 카메라, 생체 감지 모듈 및 출력 모듈을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
오브젝트 검출부(104)는, 주행 차량(100) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출하기 위한 것으로, 센싱 데이터에 기초하여 오브젝트 정보를 생성하고, 생성된 오브젝트 정보를 제어부(102)로 전달할 수 있다. 이때, 오브젝트는 주행 차량(100)의 운행과 관련된 다양한 물체, 예를 들면, 차로, 타 차량, 보행자, 이륜차, 교통 신호, 빛, 도로, 구조물, 과속 방지턱, 지형물, 동물 등을 포함할 수 있다.
운전 조작부(105)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 메뉴얼 모드인 경우, 주행 차량(100)은, 운전 조작부(105)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.
차량 구동부(106)는, 주행 차량(100)내 각종 장치의 구동을 전기적으로 제어할 수 있다. 차량 구동부(106)는, 주행 차량(100)내 파워 트레인, 샤시, 도어/윈도우, 안전 장치, 램프 및 공조기의 구동을 전기적으로 제어할 수 있다.
운행부(107)는, 주행 차량(100)의 각종 운행을 제어할 수 있다. 운행부(107)는, 자율 주행 제어 모드에서 동작될 수 있다.
센싱부(108)는, 주행 차량(100)에 장착된 센서를 이용하여 주행 차량(100)의 상태를 센싱, 즉, 주행 차량(100)의 상태에 관한 신호를 감지하고, 감지된 신호에 따라 주행 차량(100)의 이동 경로 정보를 획득할 수 있다. 센싱부(108)는, 획득된 이동 경로 정보를 제어부(102)에 제공할 수 있다.
저장부(109)는, 제어부(102)와 전기적으로 연결된다. 저장부(109)는 차량 사고 방지 장치 각 부에 대한 기본 데이터, 차량 사고 방지 장치 각 부의 동작 제어를 위한 제어 데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(109)는 제어부(102)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 주행 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터, 특히, 운전자 성향 정보를 저장할 수 있다.
실시예에서, 제어부(102)에 포함된 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 자율 주행 차량(100)을 ACC(Adaptive Cruise Control) 모드, LC(Lane Change) 모드 및 DC(Distant Control) 모드 중 어느 하나로 동작하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 자율 주행 차량(100)이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 자율 주행 차량의 종방향 또는 횡방향 제어를 수행하는 ACC 모드(201)로 자율 주행 차량(100)을 동작시킬 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 운전자 또는 시스템(예를 들어, ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 또는 제어부(102))으로부터의 차로변경 요청 발생에 연동하여, 차로변경의 위험도를 판단하고, 위험도에 기초하여 목적 차로로의 차로변경이 가능할 경우, 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하여 차로를 변경하는 LC 모드(202)로 자율 주행 차량(100)을 동작시킬 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 자율 주행 차량의 정보(예를 들어, 자율 주행 차량의 속도), 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 정보(예를 들어, 측방차량의 속도)에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다. 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 목적 차로로의 차로변경이 완료되면, ACC 모드(201)로 전환할 수 있다.
또한, 차로변경의 위험도에 기초하여 차로변경이 불가능할 경우, 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 자율 주행 차량을 종방향 제어하는 DC 모드(203)로 자율 주행 차량(100)을 동작시킬 수 있다. 자율 주행 차량의 제어 장치(110)는 DC 모드(203)에서 자율 주행 차량의 위치 이동에 따라, 차로변경의 위험도가 제거되면, 차로변경을 위해 종방향 또는 횡방향 제어를 수행하는 LC 모드(202)로 전환할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 자율 주행 차량의 제어 장치(300)는 프로세서(301) 및 메모리(302)를 포함할 수 있다.
프로세서(301)는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드를 ACC 모드로 설정하여, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 자율 주행 차량을 제어할 수 있다.
프로세서(301)는 차로변경 요청 발생에 연동하여, 차로변경의 위험도를 판단하고, 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행할 수 있다. 이때, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 자율 주행 차량과 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다. 여기서, 측방차량은 목적 차로에서 자율 주행 차량(즉, 자차량)의 앞쪽에 위치한 측전방차량 및 목적 차로에서 자율 주행 차량의 뒤쪽에 위치한 측후방차량을 포함할 수 있다.
프로세서(301)는 차로변경의 위험도가 차로변경의 위험이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 자율 주행 차량의 주행 제어 모드를 LC 모드로 설정하여, 목적 차로로의 차로변경을 수행할 수 있다.
반면, 프로세서(301)는 차로변경의 위험도가 차로변경의 위험이 존재하는 것으로 판단되면, 자율 주행 차량의 주행 제어 모드를 DC 모드로 설정하여, 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 자율 주행 차량의 종방향 제어를 수행할 수 있다. 이때, 프로세서(301)는 자율 주행 차량과 측전방차량 간의 거리 및 자율 주행 차량과 측후방차량 간의 거리에 관련된 조건들을 구속 조건으로 주행차로에서 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 위치(최적 지점)를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(301)는 주행 차로 내에서 전방차량이 감지될 경우, 감지된 전방차량의 후방 범위에서 구속 조건을 만족하는 위치로 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(301)는 DC 모드에서, 전방차량, 측전방차량, 측후방차량 모두를 동시에 고려하여 자율 주행 차량을 주행 차로 내의 차로변경이 가능한 위치로 이동하도록 종방향 또는 횡방향 제어할 수 있다.
차로변경의 위험도를 판단하는 일례로서, 프로세서(301)는 측방차량을 기준으로 하는 안전거리를 결정하고, 자율 주행 차량과 측방차량 간의 실제거리와 안전거리를 비교한 결과에 기초하여 위험도를 판단할 수 있다. 여기서, 측방차량은 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 속도에 비례하여 측전방차량을 기준으로 하는 제1 안전거리를 결정하고, 측후방차량의 속도에 비례하여 측후방차량을 기준으로 하는 제2 안전거리를 결정한 후, 제1 안전거리 및 제2 안전거리에 기반하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00001
)와 측전방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00002
) 간의 차이를 더 기반하여 제1 안전거리를 결정하고, 측후방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00003
)와 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00004
) 간의 차이에 더 기반하여 제2 안전거리를 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00005
)에서 측전방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00006
)를 차감한 제1 결과값 및 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00007
)에 기초하여 제1 안전거리를 결정하고, 측후방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00008
)에서 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00009
)를 차감한 제2 결과값 및 측후방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00010
)에 기초하여 제2 안전거리를 결정할 수 있다.
또한, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 속도 및 측후방차량의 속도에 각각 제1 가중치를 부여하고, 제1 결과값 및 제2 결과값에 각각 제2 가중치를 부여하며, 제1 가중치 및 제2 가중치에 더 기반하여 제1 안전거리 및 제2 안전거리를 결정할 수 있다. 여기서, 제1 가중치 및 제2 가중치는 자율 주행 차량의 차로변경에 따른 측후방차량의 속도 변화, 자율 주행 차량의 차로변경 수행 중 측전방차량의 감속에 따른 자율 주행 차량의 속도 변화에 기초하여 미리 설정될 수 있다. 제1, 2 안전거리 결정 방법은 설명의 편의상 이후, 도 4를 참조하여 아래에서 상세하게 설명한다.
실시예에서, 프로세서(301)는 자율 주행 차량과 측전방차량 간의 실제거리가 제1 안전거리를 초과하고, 자율 주행 차량과 측후방차량 간의 실제거리가 제2 안전거리를 초과하는 것으로 확인되는 경우, 위험도가 차로변경의 위험이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 반면, 프로세서(301)는 자율 주행 차량과 측전방차량 간의 실제거리가 제1 안전거리를 초과하지 않거나, 또는 자율 주행 차량과 측후방차량 간의 실제거리가 제2 안전거리를 초과하지 않는 것으로 확인하는 경우, 차로변경의 위험이 존재한 것으로 위험도를 판단할 수 있다.
실시예에서, 프로세서(301)는 주변차량(예를 들어, 전방차량, 측방차량)을 목표차량으로 설정하고, 목표차량에 기초하여 자율 주행 차량을 제어할 수 있다.
프로세서(301)는 전방차량 또는 측방차량을 목표차량으로 설정하고, 목표차량을 기준으로 상기 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리(
Figure 112021106267616-pat00011
), 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리(
Figure 112021106267616-pat00012
), 목표차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00013
) 및 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00014
)에 기초하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하고, 목표가속도에 기반하여 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(301)는 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리(
Figure 112021106267616-pat00015
)와 제어요구거리(
Figure 112021106267616-pat00016
) 간의 제1 차이, 및 상기 목표차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00017
) 및 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00018
) 간의 제2 차이에 기초하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출할 수 있다. 여기서, 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리(
Figure 112021106267616-pat00019
)와 제어요구거리(
Figure 112021106267616-pat00020
)는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드에 따라 다르게 설정될 수 있다. 결과적으로, 프로세서(301)는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드별로 자율 주행 차량의 목표가속도를 상이하게 산출할 수 있으며, 이로 인해 자율 주행 차량으로 하여금 주행 상황에 따라 최적의 주행을 수행할 수 있게 한다.
프로세서(301)는 자율 주행 차량이 목적 차로로 차로변경을 수행하는 LC 모드에서, 목적 차로에 대한 수렴 정도에 기반하여 전방차량과 측방차량의 위험도를 반영한 가상차량을 설정하고, 가상차량을 목표차량으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 차로변경 수행 시작 시점의 가상차량은 전방 차량의 위험도를 더 반영하지만 차로변경 수행이 완료됨에 따라(목적 차로에 대한 수렴 정도가 커짐에 따라) 측방차량의 위험도를 더 반영할 수 있다. 즉, 차로변경을 수행 중 목적 차로에 대한 수렴 정도가 변화하여 가상차량의 성격(전방차량과 측방차량의 위험도 반영 비율)도 변화할 수 있다. 여기서, 목적 차로에 대한 수렴 정도는 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 차로변경의 목적 차로로 이동할 때, 목적 차로에 대한 자율 주행 차량의 도달 정도(진입 정도)를 의미할 수 있다.
차로변경시, 프로세서(301)는 전방차량과 측방차량의 위험도를 반영한 가상차량을 목표차량으로 설정함으로써, 섬세한 주행을 수행하여 주변차량과의 충돌없이 부드럽게 자율 주행 차량의 차로변경을 수행할 수 있게 한다.
메모리(302)는 프로세서(301)와 동작 가능하게 연결되고 프로세서(301)에서 수행되는 동작과 연관하여 적어도 하나의 코드를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(302)는 프로세서(301)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(302)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(302)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD, CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 차로변경의 위험도를 판단하는 과정, 위험도 판단 과정에서 도출되는 안전영역 및 불안전영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 주행 차로(401, Current lane)에 위치하는 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 차로변경 요청 발생이 수신되면, 차로변경의 목적 차로(402, Side lane)에 위치하는 측방차량(412, 413)을 기준으로 하는 안전거리(421, 422)를 결정하고, 자율 주행 차량(411)과 측방차량(412, 413) 간의 실제거리와 안전거리(421, 422)를 비교한 결과에 기초하여 위험도를 판단할 수 있다.
이때, 주행 차로(401)에 위치하는 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 [수학식 1]에 의해, 목적 차로(402)에서 자율 주행 차량(411)의 앞쪽에 위치한 측전방차량(412)을 기준으로 하는 제1 안전거리(
Figure 112021106267616-pat00021
, 421) 및 목적차로(402)에서 자율 주행 차량(411)의 뒤쪽에 위치한 측후방차량(413)을 기준으로 하는 제2 안전거리(
Figure 112021106267616-pat00022
, 422)를 결정할 수 있다. 여기서, 제1, 2 안전거리(421, 422)는 각각 측전방차량(412) 및 측후방차량(413)의 중심을 기준으로 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 안전거리(421)는 측전방차량(412)의 후면을 기준으로 결정되고, 제2 안전거리(422)는 측후방차량(413)의 전면을 기준으로 결정될 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00023
여기서,
Figure 112021106267616-pat00024
는 자율 주행 차량(411)의 속도이고,
Figure 112021106267616-pat00025
는 측전방차량(412)의 속도이며,
Figure 112021106267616-pat00026
는 측후방차량(413)의 속도이다.
제1 안전거리를 결정하는 [수학식 1]의 (1a)는 자율 주행 차량(411)의 절대속도를 반영한 첫번째 항 및 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 상대속도를 반영한 두번째 항으로 구성될 수 있다. 이때, 첫번째 항은 자율 주행 차량(411)의 속도가 빠를수록 커지게 된다. 두번째 항은 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 상대속도가 0인 경우, 0으로 산출되고, 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 간격이 좁혀지는 경우, 커지게 되며, 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 간격이 넓어지는 경우에는, 작아지게 된다.
제2 안전거리를 결정하는 [수학식 1]의 (1b)는 선행차량이 자율 주행 차량(411)이고 추종차량이 측후방차량(413)인 부분이 제1 안전거리를 결정하는 [수학식 1]의 (1a)와 차이가 있을 뿐, 안전거리가 계산되는 방법은 제1 안전거리를 결정하는 [수학식 1]의 (1a)와 동일하다.
제1 안전거리를 결정하는 [수학식 1]의 (1a)에서 절대 타우(
Figure 112021106267616-pat00027
)와 상대 타우(
Figure 112021106267616-pat00028
)는 절대속도를 반영한 안전거리항(첫번째 항)과 상대속도를 반영한 안전거리항(두번째 항)에 각각 곱해지는 타임갭 개념의 가중치로, 차로변경에 있어 적극성과 안전성이라는 상반되는 목표 사이에 대해 절충점을 얻을 수 있게 해주는 튜닝 파라미터이다.
절대 타우(
Figure 112021106267616-pat00029
)는 제1 가중치로서, 커질수록 절대속도를 반영한 안전거리가 커져, 상대적으로 넓은 차간에서 차로변경을 수행하게 되어 안전성을 향상시키고, 작아질수록 안전거리가 작아져, 상대적으로 좁은 차간에서 차로변경을 수행하게 되어 적극성을 향상시킬 수 있게 하는 파라미터이다.
상대 타우(
Figure 112021106267616-pat00030
)는 제2 가중치로서, 커질수록 상대속도를 반영한 안전거리항의 증가비율 또는 감소비율이 극대화된다. 즉, 측방차량이 속도차를 두어 자율 주행 차량에 접근하는 경우를 예로 들면, 상대 타우(
Figure 112021106267616-pat00031
)이 커질수록 보다 방어적(안전성)으로 자율 주행 차량(411)이 차로변경을 수행하게 되며, 작아질수록 보다 공격적(적극성)으로 자율 주행 차량(411)이 차로변경을 수행하게 된다.
절대 타우(
Figure 112021106267616-pat00032
) 및 상대 타우(
Figure 112021106267616-pat00033
)는 차로변경을 수행하는 도중 측전방차량이 급제동하여 발생할 수 있는 위험성과 자율 주행 차량의 무리한 차로변경으로 인한 측후방차량에서 발생할 수 있는 위험성 등을 종합적으로 고려하여 설정될 수 있다.
자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 측방차량(412, 413)을 기준으로 하는 안전거리(421, 422)가 결정되면, 자율 주행 차량(411)과 측방차량(412, 413) 간의 실제거리와 안전거리(421, 422)를 비교한 결과에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다. 여기서, 차로변경의 위험도는 [수학식 2]에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00034
여기서,
Figure 112021106267616-pat00035
는 차로변경의 위험도의 판단지표를 나타낼 수 있다.
즉, 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 실제거리(
Figure 112021106267616-pat00036
)가 제1 안전거리(421)를 초과(또는, 이상)하고, 동시에 자율 주행 차량(411)과 측후방차량(413) 간의 실제거리(
Figure 112021106267616-pat00037
)가 제2 안전거리(422)를 초과(또는, 이상)하는 것으로 확인되는 경우(자율 주행 차량이 차로변경이 가능한 안전영역에 위치하는 경우), 위험도가 차로변경의 위험이 존재하지 않는 것으로 판단하고, 차로변경을 수행하도록 자율 주행 차량(411)을 제어할 수 있다.
자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 자율 주행 차량(411)과 측전방차량(412) 간의 실제거리가 제1 안전거리(421)를 초과하지 않거나, 또는 자율 주행 차량(411)과 측후방차량(413) 간의 실제거리가 제2 안전거리(422)를 초과하지 않는 것으로 확인되는 경우(자율 주행 차량이 불안전영역에 위치하는 경우), 위험도가 차로변경의 위험이 존재한 것으로 판단하고, 자율 주행 차량(411)의 차로변경을 제한할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 차로변경 가능한 위치로 자율 주행 차량(411)을 이동시킨 후, 차로변경을 수행할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 자율 주행 차량의 차로변경이 불가능할 경우, 차로변경을 위한 위치 이동 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 차로변경 요청 발생이 수신됨에 따라 차로변경의 위험도를 판단한 결과, 위험도가 차로변경의 위험이 존재하는 것으로 판단되어 차로변경이 불가능할 경우, 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동할 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 [수학식 3]에 의해, 차로변경 가능한 위치(x,y)(501)를 결정할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00038
즉, 자율 주행 차량(411)의 제어 장치는 [수학식 3]의 (3b), (3c), (3d), (3e)의 조건들을 구속 조건으로 하여, 주행차로에서 자율 주행 차량(411)이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 위치를 결정할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 주행 차로 내에서 전방차량이 감지될 경우, 감지된 전방차량의 후방 범위에서([수학식 3]의 (3d)) 나머지 구속 조건을 만족하는 위치로 결정할 수 있다.
[수학식 3]에서의 (3b)와 (3c)는 차로변경이 가능한 영역 내부의 최적 지점을 찾기 위한 부등식의 구속 조건으로서, [수학식 2]에서 설명한 바와 같다.
[수학식 3]에서의 (3d)는 자율 주행 차량의 최적 지점이 전방차량보다 앞에 위치하는 것을 방지하기 위한 부등식의 구속 조건이다. 여기서,
Figure 112021106267616-pat00039
는 (x,y)에서 전방차량까지의 거리이며,
Figure 112021106267616-pat00040
는 자율 주행 차량에서 전방차량까지의 거리이다. [수학식 3]에서의 (3d)는 현재 주행 중인 자율 주행 차량의 경로를 3차 다항식으로 나타낸 것으로, 최적 지점이 자율 주행 차량의 현재 주행 차로 위에 위치하도록 하기 위한 구속조건이다. 현재 주행 중인 도로가 직선일 경우에는 [수학식 3]에서의 (3e)의 계수들은 모두 0이 되고, [수학식 3]에서의 (3a)의 목적함수에서도 y가 제외될 수 있지만, 현재 주행 중인 도로가 곡선일 경우에는 (3a)의 목적함수에서 y가 포함될 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 [수학식 3]의 목적함수(3a) 및 구속 조건(3b, 3c, 3d, 3e)의 조건들을 통해, 라그랑주 함수(
Figure 112021106267616-pat00041
)을 [수학식 4]와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00042
여기서,
Figure 112021106267616-pat00043
는 라그랑주 승수(Lagrange multi-plier)를 나타내며,
Figure 112021106267616-pat00044
는 부등식의 구속조건에 대한 슬랙변수(slack variable)를 나타낼 수 있다. 자율 주행 차량의 제어 장치는 [수학식 4]의 라그랑주 함수를 최적화 변수, 라그랑주 승수, 슬랙변수에 대해 편미분을 수행하여 [수학식 5]의 방정식의 해를 구하면 차로변경이 가능한 영역 내부의 최적 지점을 도출할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00045
여기서, 최적 지점은 안전영역내부에 위치하며, 전방차량과 측방차량에 대해 안전거리가 확보된 위치이다. 또한, 최적 지점은 자율 주행 차량의 앞서 설명한 구속 조건을 만족하면서 최소 거동만으로 안전하게 차로변경을 수행할 수 있는 위치이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서의 종방향 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 자율 주행 차량(601)의 제어 장치는 세 가지 모드(ACC 모드, LC 모드, DC 모드) 중 ACC 모드의 등속도 제어 모드를 제외한 나머지 모든 모드에 대해 주변차량 가운데 하나를 목표차량으로 설정하고, 자율 주행 차량(601)을 제어할 수 있다. 자율 주행 차량(601)의 제어 장치는 LQR(Linear Quadratic Regulator) 최적제어 기반의 종방향 제어 알고리즘에 따라, 자율 주행 차량(601)을 제어할 수 있다. 여기서, 목표차량은 주행 제어 모드에 따라 자율 주행 차량(601)과 동일한 차로에 있는 전방차량(602)이거나, 또는 변경할 차로(목적 차로)에 있는 측방차량(603)일 수 있다.
자율 주행 차량(601)과 목표차량 사이의 관계를 나타내는 상태방정식은 [수학식 6]에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00046
여기서,
Figure 112021106267616-pat00047
는 자율 주행 차량의 가속도이고,
Figure 112021106267616-pat00048
는 목표차량에 대한 제어요구거리이며,
Figure 112021106267616-pat00049
는 목표차량과의 상대거리이다. 또한,
Figure 112021106267616-pat00050
은 목표차량의 속도이고,
Figure 112021106267616-pat00051
는 자율 주행 차량의 속도이다.
[수학식 6]의 상태변수
Figure 112021106267616-pat00052
는 2개의 변수로 구성되는데 첫째 상태변수는 거리의 목표치에 대한 오차를 의미하며, 두 번째 상태변수는 속도의 목표치에 대한 오차를 의미할 수 있다.
실시예에서, 자율 주행 차량(601)의 제어 장치는 자율 주행 차량(601)의 목표가속도 계산을 위해, [수학식 7]에서와 같은 형태의 비용함수를 정의할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00053
여기서,
Figure 112021106267616-pat00054
와
Figure 112021106267616-pat00055
은 설계인자로서, 자율 주행 차량(601)의 거리 목표치의 오차에 대한 가중치, 자율 주행 차량(601)의 속도 목표치의 오차에 대한 가중치, 자율 주행 차량(601)의 가속도 변화에 대한 가중치로 구성될 수 있다. 여기서, 각 가중치는 자율 주행 차량(601)과 주변차량(예를 들어, 전방차량, 측전방차량, 측후방차량)의 안전에 기반한 많은 튜닝 과정을 통해 설정될 수 있다.
자율 주행 차량(601)의 제어 장치는 예를 들어, 행렬형 Ricatti 방정식으로부터 [수학식 7]의 비용함수를 최소화하는 최적게인을 도출하여, [수학식 8]의 상태변수 피드백을 통해 자율 주행 차량의 종방향 목표가속도를 계산할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00056
[수학식 7]의 비용함수 속에 자율 주행 차량(601)의 가속도 크기를 제한하기 위한 항이 포함되어 있지만 [수학식 8]의 (8a)의 상태변수 피드백을 통해 계산된 목표가속도 크기가 여전히 큰 값을 가질 수 있기 때문에, [수학식 8]의 (8b)는 목표가속도를 최대값 이내의 적절한 값으로 제한하기 위한 식일 수 있다.
또한, [수학식 8]의 (8b)는 운전자의 승차감을 저해하는 급가속, 급감속과 같은 움직임을 방지하는 구성이다.
자율 주행 차량(601)의 제어 장치는 자율 주행 차량(601)의 목표가속도가 계산되면, 목표가속도를 가감속 액츄에이터의 입력값으로 인가하여 자율 주행 차량(601)의 종방향 움직임을 제어할 수 있다.
실시예에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 3개의 주행 제어 모드 즉, ACC 모드(등간격 제어 모드), LC 모드, DC 모드마다 특성에 부합하는 최적의 종방향 제어를 수행할 수 있도록 상태변수를 구성하는 값들을 다르게 설정할 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 ACC 모드(등간격 제어 모드)에서 전방차량을 목표차량으로 설정한 경우, 상태변수 구성요소를 [수학식 9]와 같이 설정할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00057
여기서, 제어요구거리는 안전제동거리(
Figure 112021106267616-pat00058
), 타임갭(
Figure 112021106267616-pat00059
), 전방차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00060
)로 구성될 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00061
는 전방차량과의 상대거리이다.
또한, 자율 주행 차량의 제어 장치는 DC 모드에서 변경할 차로의 차량 중 안전거리가 확보되지 않은 차량을 목표차량으로 설정한 경우, 상태변수 구성요소를 [수학식 10]와 같이 설정할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00062
여기서, 제어요구거리는 변경할 차로의 차량에 대한 안전거리를 확보해야 하므로 변경할 차로의 목표차량의 위치(
Figure 112021106267616-pat00063
,
Figure 112021106267616-pat00064
)와 [수학식 3] 내지 [수학식 5]를 통해 도출된 차로변경 최적 지점(
Figure 112021106267616-pat00065
,
Figure 112021106267616-pat00066
) 사이의 거리로 구성될 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00067
와
Figure 112021106267616-pat00068
는 각각 변경할 차로의 차량과의 상대거리와 차량의 속도를 나타낸다.
또한, 자율 주행 차량의 제어 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, LC 모드에서 차로변경시에는, 전방차량과 변경할 차로의 차량(두 차량)에 대한 위험도를 반영한 하나의 가상차량(701)을 도출하고, 가상차량을 목표차량을 설정한 경우, 상태변수 구성요소를 [수학식 11]과 같이 설정할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량이 전방차량과 변경할 차로의 차량에 대해 안전거리를 유지하며 차로변경을 수행해야 하는 것을 고려하여, 두 차량에 대한 위험도를 반영한 하나의 가상차량을 도출할 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00069
여기서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 두 차량의 위험도를 고려한 하나의 가상차량을 도출하기 위해 변경할 차로로의 횡방향 수렴 정도를 반영하는 횡방향 수렴 가중치
Figure 112021106267616-pat00070
를 이용할 수 있다. 즉, 자율 주행 차량의 제어 장치는 [수학식 11]과 같이 전방차량과 변경할 차로의 차량에 대해 각각 횡방향 수렴 가중치
Figure 112021106267616-pat00071
에 기초하여 목적차로에 도달할수록 가상차량이 측방차량을 반영하도록 설정할 수 잇다.
자율 주행 차량의 제어 장치는
Figure 112021106267616-pat00072
의 횡방향 수렴 가중치를 부여함으로써, 제어요구거리, 상대거리, 절대속도가 변경할 차로로 자율 주행 차량이 진입하는 정도에 따라, 가상차량이 전방차량과 변경할 차로의 차량을 반영하는 비율이 달라진다. 즉, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량으로 하여금, 차로변경을 수행하는 과정 동안, 초기에는 전방차량에 더 높은 비중을 두어 거리제어를 수행하도록 하고, 후기에는 변경할 차로의 차량에 대해 더 높은 비중을 두어 거리제어를 수행할 수 있다. 이에 따라, 자율 주행 차량은 차로변경 수행 중 두 차량에 대해 적절한 안전거리를 유지하며 차로를 변경하고, 차로변경을 완료한 후에는 ACC 모드로 부드럽게 전환될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 횡방향 제어를 설명하기 위한 도면이다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 종방향 제어뿐 아니라, 횡방향 제어를 수행할 수 있다. 즉, 자율 주행 차량의 제어 장치는 세 가지 모드(ACC 모드, LC 모드, DC 모드)에서 모두 횡방향 제어를 수행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 ACC 모드와 DC 모드에서는 현재의 차로를 유지하기 위한 주행 차로 내에서의 횡방향 제어를 수행하고, LC 모드에서는 차로변경을 위한 횡방향 제어를 수행할 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 ACC 모드와 DC 모드에서 차로유지를 위한 횡방향 제어 수행시, 자차로의 중심선 또는 측방 차로를 주행하는 차량들과의 중간 거리선을 목표경로로 생성할 수 있다. 이때, 자차로의 중심선은 예를 들어, 영상 센서를 이용하거나 고정밀 지도(HD Map)에 기초한 일반적인 방법으로 생성될 수 있다.
실시예에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 LC 모드에서 예를 들어, 3차 스플라인 만곡(Cubic spline curve)을 이용하여, 차로변경을 위한 경로를 생성할 수 있다. 여기서, 경로는 [수학식 12]의 3차 다항식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00073
차로변경 경로 특성을 고려하여, [수학식 12]의 3차 다항식의 계수 값을 결정하기 위한 네 가지 조건은 [수학식 13]과 같다.
Figure 112021106267616-pat00074
Figure 112021106267616-pat00075
는 자율 주행 차량의 현재 위치이고,
Figure 112021106267616-pat00076
는 변경할 차로의 한 지점이다. 차량이 안전하게 차로변경을 수행하기 위해 고려되어야 할 차로변경 경로의 특성에는 예를 들어, 고속 주행에서 급격한 조향 입력을 피해야하고, 변경할 차로에 정확히 수렴한 후 차로유지를 위한 경로추종에 문제가 없어야 한다. 이를 위해, 변경할 차로의 한 지점
Figure 112021106267616-pat00077
을 결정하는 요소로 자율 주행 차량의 속도가 반영될 수 있다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 세 가지 모드에서 차로유지 또는 차로변경을 위한 경로를 생성한 후에는, 경로를 추종하는 횡방향 제어를 수행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 예를 들어, 퓨어 퍼슈트(Pure Pursuit) 경로추종 기법에 기반하여 경로를 추종할 수 있다. 구체적으로, 자율 주행 차량의 제어 장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 목표경로를 추종하기 위해 경로 위의 한 점을 예견점(801)(Look ahead point)으로 설정하고, 예견점을 지나기 위한 자율 주행 차량의 요구조향각을 생성할 수 있다. 예견점은 차량의 경로추종 성능과 조향 안정성을 결정하는 중요한 파라미터로서, [수학식 14]와 같이 자율 주행 차량의 속도에 기반하여 설정될 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00078
여기서,
Figure 112021106267616-pat00079
는 자율 주행 차량의 속도(
Figure 112021106267616-pat00080
)를 고려한 목표경로 위의 예견점까지의 거리를 나타내고,
Figure 112021106267616-pat00081
는 차로유지와 차로변경의 두 가지 상황에 대해 각각의 적합한 예견점을 설정하여 자율 주행 차량의 안정적인 요구조향각을 생성하기 위한 파라미터이다.
여기서, 목표경로를 추종하기 위한 최종 요구조향각(
Figure 112021106267616-pat00082
)은 [수학식 15]에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112021106267616-pat00083
여기서,
Figure 112021106267616-pat00084
은 차량의 축거이고,
Figure 112021106267616-pat00085
은 자율 주행 차량 좌표계 기준의 예견점의 요각도를 나타내며,
Figure 112021106267616-pat00086
은 회전 반경이다.
자율 주행 차량의 제어 장치는 퓨어 퍼슈트 알고리즘을 통해 자율 주행 차량의 요구조향각이 계산되면, 자율 주행 차량의 요구조향각을 조향 액츄에이터의 입력값으로 인가하여 차량의 횡방향 거동을 제어할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 12을 참조하여 자율 주행 차량의 제어 장치에서의 다양한 주행 일례를 설명한다. 도 9 내지 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 장치에서 4개의 시나리오에 따른 주행 일례를 도시한 도면이다.
여기서, 도 9 내지 도 11에서, 자율 주행 차량(901)은 예를 들어, 60㎞/h로 전방차량(902)을 추종할 수 있다. 이에 따라 자율 주행 차량(901)과 전방차량(902)은 동일한 속도로 주행하고 있으므로, 자율 주행 차량(901)과 전방차량(902) 사이의 간격은 차로변경 전까지 초기의 설정된 간격으로 유지될 수 있다. 도 12에서, 측후방차량(904)은 100㎞/h의 빠른 속도로 접근한 후 급감속하여 측전방차량을 추종할 수 있으며, 자율 주행 차량(901)은 측후방차량(904)이 자율 주행 차량(901) 후방 25m 지점에 도달한 시점에서 차로변경 요청을 수신할 수 있다.
또한, 도 9 내지 도 11에서, 자율 주행 차량(901)이 일정 거리를 유지하며 전방차량(902)을 추종할 때 최소의 안전을 위해 확보해야 하는 거리를 시간으로 나타낸 지표로서, 설정된 범위의 값(예를 들어, 1.5초∼2.2초)을 갖는 타임갭이 사용될 수 있다. 도 9 내지 도 11에서, 자율 주행 차량(901)은 차로변경 요청을 수신하기 직전까지 설정된 범위의 값 중에서 가장 작은 값인 1.5초의 타임갭으로 전방차량(902)을 추종할 수 있다. 여기서, 주변차량(전방차량, 측전방차량, 측후방차량)은 ACC 모드로 동작될 수 있다. ACC 등속도 제어 모드의 설정 속도는 미리 정해진 값으로 설정될 수 있고, ACC 등간격 제어 모드의 설정 타임갭은 나이와 성별에 따른 운전자의 수동운전 주행 특성을 분석한 결과에 기초하여 설정될 수 있다.
4개의 시나리오 경우 모두 예를 들어, 10초에서 운전자의 방향지시등 작동 또는 자율주행 로직의 판단에 의해 차로변경을 수신한 것으로 가정될 수 있다. 자율 주행 차량(901)의 주행 제어 모드는 ACC 모드, LC 모드, DC 모드로 구분된다. ACC 모드는 차로변경 요청 직전까지 자율 주행 차량(901)이 전방차량(902)을 일정 간격으로 추종하는 상황을 나타내며, LC 모드는 자율 주행 차량(901)이 차로변경을 하고 있는 과도상태를 나타낸다. DC 모드는 자율 주행 차량(901)이 차로변경을 바로 수행할 수 없어 최적의 지점으로 이동하고 있는 상태를 나타낸다.
도 13 내지 도 15는 도 9에서의 시나리오 1에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 각각 5초, 12초, 20초 시점에서의 주행상황을 나타낸다. 자율 주행 차량이 전방차량을 타임갭 1.5초로 추종 중인 상황에서, 10초 또는 190 m 근방에서 차로변경 요청이 들어온 경우이다. 10초 이전까지 측전방차량과 측후방차량은 동일한 60km/h의 속도로 달리고 있다. 10초 이전까지 측후방차량은 측전방차량과 40 m의 거리 간격으로 달리고 있고 이는 측전방차량의 타임갭 앞서 설정한 1.8초보다 큰 간격이기 때문에 측후방차량의 ACC 등간격 제어 모드는 작동하지 않은 상태라고 볼 수 있다.
도 14 및 도 15는 자율 주행 차량에서 본 전방차량과 측방차량들의 상대거리와 상대속도를 보여준다. 차로변경 요청 시점에서 측전방차량과 측후방차량의 상대거리가 각각 20m와 -20m이다. 이는 자율 주행 차량의 속도와 측방차량의 속도를 통해 도출한 [수학식 1]의 측전방안전거리 및 측후방안전거리 20m를 만족하므로 자율 주행 차량은 안전거리 확보를 위한 추가 거동 없이 바로 차로변경을 수행할 수 있다.
도 15에서 자율 주행 차량은 차로변경(LC) 영역에서 측전방차량에 대해 감속하며 최대 5㎞/h의 속도차를 만들어내는 것을 볼 수 있는데, 이는 차로변경 이후 측전방차량을 자신의 새로운 전방차량으로 삼아 타임갭 1.5초로 추종하기 위한 전략으로 볼 수 있다.
도 15를 통해, 자율 주행 차량은 차로변경 요청이 들어온 10초부터 감속을 하고 있지만, 측후방차량은 약 12.5초부터 감속을 하는 것을 볼 수 있는데, 이는 자율 주행 차량이 차로변경을 시작하더라도 측후방차량이 자율 주행 차량을 자신의 차로로 진입하는 차량으로 인지하는데 일정 시간이 걸리기 때문이다. 측후방차량은 이후 자율 주행 차량에 비해 최대 6㎞/h의 속도차가 나도록 감속을 하는 것을 볼 수 있는데, 이는 측후방차량이 자율 주행 차량의 차로변경 이후 자율 주행 차량을 자신의 새로운 전방차량으로 삼아 타임갭 1.8초로 추종하기 위함이다.
도 13 내지 도 15로부터 자율 주행 차량의 차로변경은 측후방차량에 위협을 가하지 않는 범위 내에서 수행된 것을 알 수 있다.
도 14에서, 차로변경 이후에 자율 주행 차량은 측전방차량에 대해 타임갭 1.5초 즉 차속 60 ㎞/h 기준 25 m의 간격을 유지하기 위해 종방향 제어를 하며, 측후방차량은 자율 주행 차량에 대해 타임갭 1.8초 즉 차속 60 ㎞/h 기준 30 m의 간격을 유지하기 위한 종방향 제어를 수행하는 것을 볼 수 있다. 전방차량과 측전방차량은 자율 주행 차량의 차로변경과 차속변경 그리고 측후방차량의 차속변경에 전혀 영향을 받지 않으며, 60㎞/h의 설정 속도로 계속 주행하는 것을 볼 수 있다.
도 16 내지 도 18은 도 10에서의 시나리오 2에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 16은 각각 5초, 12초, 18초, 25초 시점에서의 주행상황을 나타낸다. 자율 주행 차량이 전방차량을 타임갭 1.5초로 추종하는 도중 10초 지점에서 차로변경요청이 들어왔으며, 하지만 변경할 차로의 차량들과 안전거리가 확보되지 않아, 거리제어(DC)를 수행한 다음 차로변경을 수행하는 경우이다. 10초 이전까지 측후방차량은 측전방차량과 50m의 거리 간격으로 달리고 있으며, 이 거리는 측후방차량의 타임갭 1.8초보다 큰 간격이기 때문에 측후방차량의 ACC 등간격 제어 모드는 작동하지 않은 상태라고 볼 수 있다. 차로변경은 자율 주행 차량을 기준으로 측전방차량과 측후방차량 모두 안전거리가 확보되었을 때 수행될 수 있으나, 도 17을 통해, 10초 지점에서 측후방차량은 안전거리가 확보되었으나 측전방차량은 안전거리가 확보되지 않은 것을 알 수 있다. 이에 따라 자율 주행 차량은 측전방차량에 대해 안전거리를 확보하기 위해 약 3.5초 동안 거리제어(DC)를 수행한 후, 약 6.5초에 걸쳐 차로변경(LC)을 수행한다.
도 18에서 자율 주행 차량은 거리제어(DC) 영역에서 측전방차량에 대해 최대 6㎞/h의 속도차가 나도록 감속할 수 있다. 자율 주행 차량의 속도 변화로 인해 도 17에서와 같이, 측전방안전거리는 감소하며 측후방안전거리는 증가(크기에 있어서)한다. 거리제어(DC)를 수행한 지 3.5초가 지난 13.5초 시점에서 자율 주행 차량에 대한 측전방안전거리와 측후방안전거리가 모두 확보가 되어 그 때부터 자율 주행 차량의 차로변경(LC)이 시작된다. 차로변경은 약 6.5초에 걸쳐 진행이 되는데 차로변경 시작 후 2초 동안은 측전방차량에 대해 최대 7㎞/h의 속도차가 나도록 추가로 감속하며, 그 이후 4.5초 동안은 가속하여 차로변경 이후의 타임갭 제어에 대비하는 것을 볼 수 있다.
도 17로부터, 차로변경 이후 자율 주행 차량은 측전방차량에 대해 타임갭 1.5초의 간격을 유지하기 위해 종방향 제어를 하며, 측후방차량은 자율 주행 차량에 대해 타임갭 1.8초의 간격을 유지하기 위한 종방향 제어를 하는 것을 볼 수 있다. 전방차량과 측전방차량의 경우 자율 주행 차량의 차로변경과 차속변경 그리고 측후방차량의 차속변경에 전혀 영향을 받지 않으며 60㎞/h의 설정 속도로 계속 주행할 수 있다.
도 16 내지 도 18의 그래프들로부터 시나리오 2의 주행상황에 대해 자율 주행 차량은 주변차량들에 위험을 초래하지 않으며 차로변경을 잘 수행하는 것을 확인할 수 있다.
시나리오 2에서는 시나리오 1과 달리, 측전방차량에 대한 안전거리 미충족으로 인해 즉시 LC 모드로 진입하지 못하고, DC 모드 진입 후 충분한 안전거리가 확보되었다고 판단하였을 때 LC 모드로 천이된 것을 확인할 수 있다.
도 19 내지 도 21은 도 11에서의 시나리오 3에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
도 19는 각각 5초, 14초, 23초, 32초 시점에서의 주행상황을 나타낸다. 자율 주행 차량이 전방차량을 타임갭 1.5초로 추종하는 도중 10초 지점에서 차로변경 요청이 들어왔으며, 하지만 변경할 차로의 차량들과 안전거리가 확보되지 않아, 거리제어(DC)를 수행한 다음 차로변경(LC)을 수행하는 경우이다. 10초 이전까지 측후방차량은 측전방차량을 앞서 설정한 타임갭 1.5초로 추종하고 있는 경우이다.
도 20을 보면 10초 지점에서 측전방차량과 측후방차량 모두 차로변경을 위한 안전거리가 확보되지 않은 것을 알 수 있다. 이에 따라 자율 주행 차량은 측전방차량에 대해 안전거리를 확보하기 위해 약 11초 동안 거리제어(DC)를 수행한 다음 그 후 약 7초에 걸쳐 차로변경(LC)을 수행한다.
도 21에서 자율 주행 차량은 거리제어(DC) 영역에서 측전방차량에 대해 최대 17 km/h의 속도차가 나도록 감속을 하는데, 이는 앞의 두 시나리오의 경우에 비해 상당히 큰값임을 알 수 있다. 이에 대한 원인을 찾기 위해, 11초 동안의 거리제어(DC) 영역을 크게 처음 2초와 그 이후의 두 영역으로 나눠서 살펴볼 수 있다. 처음 2초 동안 자율 주행 차량의 감속으로 측전방차량과의 상대속도가 약10㎞/h로 벌어지면서 측전방차량에 대한 안전거리가 확보된다(도 20).
하지만 이러한 감속으로 인해 측후방차량과의 안전거리는 오히려 악화되고, 그 사이 측후방차량이 자율 주행 차량의 바로 측면까지 근접하게 된다. 이에 따라 자율 주행 차량은 측방차량들의 현재 거동이 계속 유지되는 한 측전방차량과 측후방차량의 사이 공간으로는 차로변경을 수행할 수 없다고 판단하고, 측후방차량의 후방으로 가서 차로변경을 하는 판단을 결정할 수 있다. 이에 추가적인 감속을 통해 측방차량들과 최대 17㎞/h의 속도 차이를 만들게 되고, 측후방차량의 뒤쪽에서 안전거리를 확보하게 된다.
도 20을 보면, 14초 시점에서 측후방차량의 상대거리가 음수에서 양수로 바뀌는 것을 볼 수 있는데 이는 측후방차량이 자율 주행 차량을 지나쳐 앞쪽으로 가는 것을 의미한다. 이에 따라 안전거리에 대한 기준도 후방안전거리에서 전방안전거리로 전환된다. 추가로 도 21을 보면 거리제어(DC) 영역의 약 15초 시점부터 자율 주행 차량은 가속하여 측방차량들과의 속도 차를 줄이는 것을 볼 수 있다. 이는, 이후 차로변경을 수행하는 상황에서 변경할 차로의 차량과 과도한 속도 차를 두는 것이 바람직하지 않기 때문에 수행한 올바른 거동이라 할 수 있으며, 이로 인해 자율 주행 차량은 차로변경(LC) 영역에서 완만한 감속 즉 측방차량과 속도차를 최대 2 ㎞/h만 발생시키며 타임갭 추종 모드로 진입하는 것을 볼 수 있다.
도 21에서 세 차량의 상대속도가 모두 동일하게 나오는 것은 이들 세 차량이 자율 주행 차량의 거동에 전혀 영향을 받지 않고 동일한 속도로 등속주행을 하기 때문이다.
도 19 내지 도 21의 그래프들로부터 운전자에게 상당히 어려울 만한 시나리오 3의 주행상황에 대해, 자율 주행 차량은 주변차량들에 위험을 초래하지 않으면서 차로변경을 잘 수행하도록 하는 것을 확인할 수 있다.
시나리오 3에서는 시나리오 2와 달리, 두 측방차량에 대한 안전거리를 모두 미충족한 상황으로 자율 주행 차량은 측방차량 사이의 차로변경 가능 공간이 없다고 판단하여 측후방차량의 후방으로 이동한 후 차로변경을 수행한 것을 확인할 수 있었다.
도 22 내지 도 24는 도 12에서의 시나리오 4에 따른 주행 결과를 도시한 도면이다.
자율 주행 차량이 전방차량을 타임갭 1.5초로 추종하는 도중 10초 지점에서 차로변경 요청이 들어왔지만 측후방차량이 고속으로 근접하며 자율 주행 차량의 차로변경 위험도를 높이고 있어, 자율 주행 차량은 거리제어를 수행한 다음 차로변경을 시도하는 경우이다. 도 22는 각각 5초, 14초, 21초, 28초 시점에서의 주행상황을 나타낸다.
도 23을 보면, 처음 5초 동안 측후방차량이 자율 주행 차량의 80m 이상 후방에 위치하고 있어 자율 주행 차량의 센서가 이를 인지하지 못하고 있다. 약 5초 시점부터 측후방차량이 인지되며 측후방차량의 높은 차속이 반영되어 후방 안전거리가 다른 시나리오에 비해 매우 큰 것을 볼 수 있으며 차로변경 요청이 있는 10초 지점에서 측후방차량에 대한 안전거리가 확보되지 않은 것을 볼 수 있다.
자율 주행 차량은 측전방차량과 측후방차량에 대한 상대거리와 안전영역을 고려하여 측전방차량과 측후방차량의 사이 공간으로는 차로변경을 수행할 수 없다고 판단하며, 이에 따라서 자율 주행 차량을 측후방차량의 후방으로 이동하기 위한 거리제어를 수행한다. 거리제어(DC)는 약 7초에 걸쳐 수행되며, 그 후 약 6초에 걸쳐 차로변경(LC)이 수행된다.
도 24에서 자율 주행 차량은 거리제어(DC) 영역에서 측전방차량에 대해 감속하며 최대 19 km/h의 속도차가 나도록 감속을 하는데, 이는 4개의 시나리오 중에서 가장 큰 값임을 알 수 있다. 이러한 감속을 통해 측후방차량의 상대거리는 급격히 작아지다가 약 12.5초 시점에는 양수로 전환되는데 이는 자율 주행 차량이 측후방차량의 후방으로 이동한 것을 의미한다. 측후방차량이 자율 주행 차량의 전방에 위치하게 되면서 본래 측후방차량이 측전방차량으로 전환되는데, 이는 도 23의 12.5초에서 전방안전거리 그래프에 약간의 불연속적 변화로도 확인할 수 있다. 이 불연속 변화의 크기가 크지 않은 것은 도 24에서 볼 수있듯이 12.5초 시점에서 측후방차량과 측전방차량의 속도의 차이가 4 km/h 정도로 그리 크지 않기 때문이다. 추가로, 도 23에서 10초 이후 후방안전거리가 시나리오 2, 3에서와 달리 빠르게 작아지는 것은 측후방차량이 주행 중 가까워진 측전방차량과 일정 거리를 유지하기 위해 급감속하는 정도가 자율 주행 차량이 차로변경을 위한 거리제어를 하기 위해 감속하는 정도보다 훨씬 크기 때문이다.
거리제어(DC) 영역의 종료 시점에서는 모든 차량의 상대거리가 전방안전거리의 상단에 위치하여 안전거리가 확보되었음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 시나리오 4에서도 측방차량에 대해 안전거리를 확보하기 위한 거동이 잘 수행되었다고 볼 수 있다.
자율 주행 차량은 차로변경(LC) 영역에서 자신보다 앞서 가는 측후방차량과의 속도 차를 줄이며 차로변경을 수행하고 있으며, 차로변경을 완료한 후에는 측후방차량에 대해 1.5초의 타임갭을 유지하며 추종 중인 것을 확인할 수 있다.
도 22 내지 도 24의 그래프들로부터 차로변경에 매우 악의적이며, 큰 사고로 이어질 수 있는 시나리오 4의 주행상황에 대해서도, 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량은 주변차량들에 위험을 초래하지 않으며 차로변경을 잘 수행하는 것을 확인할 수 있다.
이때, 시나리오 4에서는 시나리오 1과 달리, 측후방차량이 자율 주행 차량과 큰 속도차를 두고 급가속하여 접근하는 경우, 자율 주행 차량은 측방차량 사이의 차로변경 가능 공간이 없다고 판단하여 측후방차량의 후방으로 이동 후 차로변경을 수행한 것을 확인할 수 있다.
도 25는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자율 주행 차량의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 25를 참조하면, 단계 2510에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 자율 주행 차량을 제어할 수 있다.
단계 2520에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 차로변경 요청 발생에 연동하여, 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 자율 주행 차량과 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다. 여기서, 측방차량은 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함할 수 있다.
실시예에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량의 속도에 비례하여 측전방차량을 기준으로 하는 제1 안전거리를 결정하고, 측후방차량의 속도에 비례하여 측후방차량을 기준으로 하는 제2 안전거리를 결정한 후, 제1 안전거리 및 제2 안전거리에 기반하여 차로변경의 위험도를 판단할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량의 속도에서 측전방차량의 속도를 차감한 제1 결과값 및 자율 주행 차량의 속도에 기초하여 제1 안전거리를 결정할 수 있다. 또한, 자율 주행 차량의 제어 장치는 측후방차량의 속도에서 자율 주행 차량의 속도를 차감한 제2 결과값 및 측후방차량의 속도에 기초하여 제2 안전거리를 결정할 수 있다.
제1, 2 안전거리 결정시, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량의 속도 및 측후방차량의 속도에 각각 부여된 제1 가중치와, 제1 결과값 및 제2 결과값에 각각 부여된 제2 가중치에 기반하여 제1 안전거리 및 제2 안전거리를 결정할 수 있다. 제1 가중치 및 제2 가중치는 자율 주행 차량의 차로변경에 따른 측후방차량의 속도 변화, 자율 주행 차량의 차로변경 수행 중 측전방차량의 감속에 따른 자율 주행 차량의 속도 변화에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
이후, 자율 주행 차량의 제어 장치는 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 단계 2530에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 위험도가 차로변경의 위험이 존재하는 것으로 판단되면, 단계 2540에서, 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 자율 주행 차량의 종방향 제어를 수행할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 자율 주행 차량과 측전방차량 간의 거리 및 자율 주행 차량과 측후방차량 간의 거리에 관련된 조건들을 구속 조건으로 주행차로에서 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 위치를 결정할 수 있다. 여기서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 주행 차로 내에서 전방차량이 감지될 경우, 감지된 전방차량의 후방 범위에서 구속 조건을 만족하는 위치로 결정할 수 있다.
단계 2550에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 차로변경하도록 자율 주행 차량을 제어할 수 있다.
상기 단계 2530에서, 위험도가 차로변경의 위험이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 자율 주행 차량의 제어 장치는 상기 단계 2550로 이동하여, 차로변경하도록 자율 주행 차량을 제어할 수 있다.
실시예에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 전방차량 또는 측방차량을 목표차량으로 설정하고, 목표차량에 기초하여 자율 주행 차량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 자율 주행 차량의 제어 장치는 목표차량을 기준으로 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리, 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리, 목표차량의 속도 및 자율 주행 차량의 속도에 기초하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하고, 목표가속도에 기반하여 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량의 제어 장치는 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리와 제어요구거리 간의 제1 차이 및 목표차량의 속도 및 자율 주행 차량의 속도 간의 제2 차이에 기초하여 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출할 수 있다. 여기서, 목표차량과 자율 주행 차량 간의 거리와 제어요구거리는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드에 따라 다르게 설정될 수 있다.
또한, 자율 주행 차량이 목적 차로로 차로변경을 수행하는 LC 모드에서, 자율 주행 차량의 제어 장치는 목적 차로에 대한 수렴 정도에 기반하여 전방차량과 측방차량 사이의 가상차량을 설정하고, 가상차량을 목표차량으로 설정할 수 있다. 자율 주행 차량의 제어 장치는 차로변경시, 전방차량과 측방차량 사이의 가상차량을 목표차량으로 설정함으로써, 섬세한 주행을 수행하여 주변차량과의 충돌없이 부드럽게 자율 주행 차량의 차로변경을 수행할 수 있게 한다.
본 개시의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 개시에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 인자(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 자율 주행 차량
110: 자율 주행 차량의 제어 장치

Claims (19)

  1. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하고,
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금, 차로변경의 상기 위험도는 상기 측방차량에 대한 안전거리에 더 기초하여 판단하고, 상기 자율 주행 차량의 속도 또는 상기 측방차량의 속도 중 어느 하나인 제1 요소를 결정하고, 상기 자율 주행 차량의 속도와 상기 측방차량의 속도의 차이인 제2 요소를 결정하고, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소에 각각 가중치를 적용하여 상기 측방차량에 대한 상기 안전거리를 결정하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 위험도가 차로변경의 위험이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 상기 자율 주행 차량의 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측방차량은 차로변경의 상기 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 자율 주행 차량과 상기 측전방차량 간의 거리 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측후방차량 간의 거리에 관련된 조건들을 구속 조건으로 상기 주행 차로에서 상기 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 상기 위치를 결정하고, 상기 주행 차로 내에서 전방차량이 감지될 경우, 상기 감지된 전방차량의 후방 범위에서 상기 구속 조건을 만족하는 위치로 결정하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측방차량은 차로변경의 상기 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 자율 주행 차량의 속도에 비례하여 상기 측전방차량을 기준으로 하는 제1 안전거리를 결정하고, 상기 측후방차량의 속도에 비례하여 상기 측후방차량을 기준으로 하는 제2 안전거리를 결정하고, 상기 제1 안전거리 및 상기 제2 안전거리에 기반하여 상기 위험도를 판단하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00087
    )에서 상기 측전방차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00088
    )를 차감한 제1 결과값 및 상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00089
    )에 기초하여 상기 제1 안전거리를 결정하고, 상기 측후방차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00090
    )에서 상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00091
    )를 차감한 제2 결과값 및 상기 측후방차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00092
    )에 기초하여 상기 제2 안전거리를 결정하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00093
    ) 및 상기 측후방차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00094
    )에 각각 부여된 상기 제1 가중치와, 상기 제1 결과값 및 상기 제2 결과값에 각각 부여된 상기 제2 가중치에 기반하여 상기 제1 안전거리 및 상기 제2 안전거리를 결정하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는
    자율 주행 차량의 차로변경에 따른 측후방차량의 속도 변화, 자율 주행 차량의 차로변경 수행 중 측전방차량의 감속에 따른 자율 주행 차량의 속도 변화에 기초하여 미리 설정되는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하고,
    상기 목표차량을 기준으로 상기 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리(
    Figure 112021106267616-pat00095
    ), 상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리(
    Figure 112021106267616-pat00096
    ), 상기 목표차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00097
    ) 및 상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021106267616-pat00098
    )에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하고, 상기 목표가속도에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  8. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하고,
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하고,
    상기 목표차량을 기준으로 상기 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리(
    Figure 112021146437833-pat00130
    ), 상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리(
    Figure 112021146437833-pat00131
    ), 상기 목표차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00132
    ) 및 상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00133
    )에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하되,
    상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리(
    Figure 112021146437833-pat00134
    )와 상기 제어요구거리(
    Figure 112021146437833-pat00135
    ) 간의 제1 차이 및 상기 목표차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00136
    ) 및 상기 자율 주행 차량의 속도(
    Figure 112021146437833-pat00137
    ) 간의 제2 차이에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 상기 목표가속도를 산출하고,
    상기 목표가속도에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리(
    Figure 112021146437833-pat00138
    )와 상기 제어요구거리(
    Figure 112021146437833-pat00139
    )는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드에 따라 다르게 설정되는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  9. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하고,
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하고, 상기 목표차량을 기준으로 상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금, 상기 자율 주행 차량이 상기 목적 차로로 차로변경을 수행하는 LC 모드에서, 상기 목적 차로에 대한 수렴 정도에 기반하여 상기 전방차량과 상기 측방차량 사이의 가상차량을 설정하고, 상기 가상차량을 상기 목표차량으로 설정하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  10. 프로세서; 및
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금, 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 종방향 또는 횡방향 제어를 수행하는 ACC(Adaptive Cruise Control) 모드, 차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 정보, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 정보에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하고, 상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 LC(Lane Change) 모드 또는 차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 위험도에 기초하여 상기 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 상기 자율 주행 차량을 종방향 제어하는 DC(Distant Control) 모드 중 어느 하나로 동작하도록 야기하는 코드를 저장하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금, 상기 측방차량에 대한 안전거리에 더 기초하여 차로변경의 상기 위험도를 판단하고, 상기 자율 주행 차량의 속도 또는 상기 측방차량의 속도 중 어느 하나인 제1 요소를 결정하고, 상기 자율 주행 차량의 속도와 상기 측방차량의 속도의 차이인 제2 요소를 결정하고, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소에 각각 가중치를 적용하여 상기 측방차량에 대한 상기 안전거리를 결정하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    자율 주행 차량의 제어 장치.
  11. 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하는 단계;
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하되, 상기 측방차량에 대한 안전거리에 더 기초하여 차로변경의 상기 위험도를 판단하는 단계; 및
    상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 차로변경의 상기 위험도를 판단하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량의 속도 또는 상기 측방차량의 속도 중 어느 하나인 제1 요소를 결정하고, 상기 자율 주행 차량의 속도와 상기 측방차량의 속도의 차이인 제2 요소를 결정하고, 상기 제1 요소 및 상기 제2 요소에 각각 가중치를 적용하여 상기 측방차량에 대한 상기 안전거리를 결정하는 단계를 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 단계는,
    상기 위험도가 차로변경의 위험이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 주행 차로 내에서 차로변경 가능한 위치로 이동하도록 상기 자율 주행 차량의 종방향 제어를 수행하는 단계를 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측방차량은 차로변경의 상기 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함하고,
    상기 위치로 이동하도록 상기 자율 주행 차량의 종방향 제어를 수행하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량과 상기 측전방차량 간의 거리 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측후방차량 간의 거리에 관련된 조건들을 구속 조건으로 상기 주행 차로에서 상기 자율 주행 차량이 최소한으로 이동하도록 차로변경 가능한 상기 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 주행 차로 내에서 전방차량이 감지될 경우, 상기 감지된 전방차량의 후방 범위에서 상기 구속 조건을 만족하는 위치로 결정하는 단계를 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 측방차량은 차로변경의 상기 목적 차로에서 주행하는 측전방차량 및 측후방차량을 포함하고,
    상기 차로변경의 상기 위험도를 판단하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량의 속도에 비례하여 상기 측전방차량을 기준으로 하는 제1 안전거리를 결정하고, 상기 측후방차량의 속도에 비례하여 상기 측후방차량을 기준으로 하는 제2 안전거리를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 안전거리 및 상기 제2 안전거리에 기반하여 상기 위험도를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량의 속도에서 상기 측전방차량의 속도를 차감한 제1 결과값 및 상기 자율 주행 차량의 속도에 기초하여 상기 제1 안전거리를 결정하고, 상기 측후방차량의 속도에서 상기 자율 주행 차량의 속도를 차감한 제2 결과값 및 상기 측후방차량의 속도에 기초하여 상기 제2 안전거리를 결정하는 단계를 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고,
    상기 제2 안전거리를 결정하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량의 속도 및 상기 측후방차량의 속도에 각각 부여된 상기 제1 가중치와, 상기 제1 결과값 및 상기 제2 결과값에 각각 부여된 상기 제2 가중치에 기반하여 상기 제1 안전거리 및 상기 제2 안전거리를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는
    자율 주행 차량의 차로변경에 따른 측후방차량의 속도 변화, 자율 주행 차량의 차로변경 수행 중 측전방차량의 감속에 따른 자율 주행 차량의 속도 변화에 기초하여 미리 설정되는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하는 단계;
    상기 목표차량을 기준으로 상기 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리, 상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리, 상기 목표차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량의 속도에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하는 단계; 및
    상기 목표가속도에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  18. 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하는 단계;
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하는 단계;
    상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 단계;
    상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하는 단계;
    상기 목표차량을 기준으로 상기 자율 주행 차량이 이동해야 할 거리인 제어요구거리, 상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리, 상기 목표차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량의 속도에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하는 단계; 및
    상기 목표가속도에 기반하여 상기 자율 주행 차량의 종방향 속도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 자율 주행 차량의 목표가속도를 산출하는 단계는,
    상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리와 상기 제어요구거리 간의 제1 차이 및 상기 목표차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량의 속도 간의 제2 차이에 기초하여 상기 자율 주행 차량의 상기 목표가속도를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 목표차량과 상기 자율 주행 차량 간의 거리와 상기 제어요구거리는 자율 주행 차량의 주행 제어 모드에 따라 다르게 설정되는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
  19. 자율 주행 차량이 주행하는 주행 차로에서 전방차량과의 거리 또는 미리 설정된 속도에 기반하여 주행하도록 상기 자율 주행 차량을 제어하는 단계;
    차로변경 요청 발생에 연동하여, 상기 자율 주행 차량의 속도, 차로변경의 목적 차로에서 주행하는 측방차량의 속도 및 상기 자율 주행 차량과 상기 측방차량 간의 거리에 기초하여 차로변경의 위험도를 판단하는 단계;
    상기 전방차량 또는 상기 측방차량을 목표차량으로 설정하는 단계; 및
    상기 목표차량을 기준으로 상기 위험도에 기초하여 차로변경을 위한 횡방향 또는 종방향 제어를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 횡방향 또는 상기 종방향 제어를 수행하는 단계는,
    상기 자율 주행 차량이 상기 목적 차로로 차로변경을 수행하는 LC 모드에서, 상기 목적 차로에 대한 수렴 정도에 기반하여 상기 전방차량과 상기 측방차량 사이의 가상차량을 설정하는 단계; 및
    상기 가상차량을 상기 목표차량으로 설정하는 단계를 포함하는,
    자율 주행 차량의 제어 방법.
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