KR20160134105A

KR20160134105A - 차선 유지 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160134105A
Application number: KR1020150067564A
Authority: KR
Inventors: 윤지현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2035-05-14
Also published as: KR102299490B1

Abstract

본 발명은 차선 유지 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량이 차선 이탈 가능성이 있는 경우, 차량의 횡방향 가속도를 연산하고, 상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나는지를 확인하며, 상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나면 상기 차량의 차선 변경 조건을 만족하는지를 확인하고, 상기 차선 변경 조건을 만족하면 조향 제어를 통해 차선 변경 제어를 수행한다.

Description

차선 유지 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LANE KEEPING}

본 발명은 차선 유지 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차선 유지 제어 시 차량의 횡방향 가속도에 따라 차선변경을 고려하여 차량 거동을 제어하는 차선 유지 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차선 유지 제어 장치(Lane Keeping Assist System, LKAS)는 운전자의 안전을 위해 필수적인 시스템이다. 이러한 시스템은 통상적으로 차선을 검출하고 차량의 주행상태를 감지하여 차량이 검출된 차선을 이탈하지 않도록 차선 유지 제어를 수행하거나 차선 이탈을 경고할 수 있도록 구성된다.

종래의 차선 유지 제어 장치는 곡률이 심한 구간 또는 차선이 분명하지 않은 구간에서도 차선을 유지하기 위해 조향을 제어한다. 이때, 차선 유지 제어를 위해 조향장치에 역방향 토크(reverse torque)가 가해지는데 이로 인해 횡방향 가속도가 증가하여 운전자에게 위화감을 줄 수 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 차선 유지 제어 시 차량의 횡방향 가속도에 따라 차선 변경을 고려하여 차량 거동을 제어하는 차선 유지 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차선 유지 제어 방법은 차량이 차선 이탈 가능성이 있는 경우, 차량의 횡방향 가속도를 연산하는 단계와, 상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나는지를 확인하는 단계와, 상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나면 상기 차량의 차선 변경 조건을 만족하는지를 확인하는 단계와, 상기 차선 변경 조건을 만족하면 조향 제어를 통해 차선 변경 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차선 변경 조건 만족여부 확인단계는 상기 차량이 차선 변경이 가능한 구간에 위치하는지를 확인하는 단계와, 상기 차량이 차선 변경 가능구간에 위치하는 경우, 상기 차량의 주변상황이 차선변경이 가능한 상황인지를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량의 차선 변경 가능구간 위치여부 확인 단계는 차선 변경을 하고자 하는 방향의 차선 타입을 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량의 차선변경 가능구간 위치여부 확인 단계는 차선 변경을 하고자 하는 방향에 다른 차로가 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량의 주변상황 확인 단계는 차선 변경을 하고자 하는 방향의 차로에 장애물이 존재하는지를 확인하는 단계와, 상기 장애물과의 충돌 위험이 있는지를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지 제어 장치는 차량의 주변상황을 인식하는 센서와, 상기 차량이 차선 이탈 가능성이 있는 경우 상기 차량의 횡방향 가속도를 연산하고, 그 연산한 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나면 차선변경 제어 가능여부를 확인하여 차선변경 또는 차선유지를 결정하는 제어기와, 상기 제어기의 결정에 따라 상기 차량의 횡방향 거동을 제어하는 조향 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서는 라이다, 레이더, 카메라, 초음파를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 상기 차량이 차선 변경이 가능한 구간에 위치하는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 차선 변경하고자 하는 방향으로 다른 차로가 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는 차선 변경하고자 하는 방향의 차로에 장애물이 존재하는지를 확인하고 해당 장애물과의 충돌 위험이 있는지를 확인하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차선 유지 제어 시 차량의 횡방향 가속도에 따라 차선변경을 고려하여 차량 거동을 제어하므로, 곡률이 큰 구간에서 차선 변경을 통해 운전자가 느끼는 위화감을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 차선 변경 제어 또는 차선 유지 제어 중 운전자에게 더 안정적인 거동을 선택함으로써 횡방향 제어에 대한 선택의 폭을 넓힘으로써 운전자의 안전을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지 제어 장치의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지 제어 방법을 도시한 흐름도.
도 3a 및 도 3b는 차선 변경이 불가능 경우를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 차선 변경이 가능한 경우를 도시한 예시도.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 곡률이 큰 곡선구간에서 차선 이탈 직전 차선을 유지하기 위해 역방향 토크를 가하는 경우, 이로 인해 횡방향 가속도(횡가속도)가 증가하여 운전자에게 위화감을 줄 수 있기에 이를 줄이기 위해 차선 이탈이 발생하는 방향의 차로가 안전한 경우 차선 변경을 통해 운전자가 느끼는 위화감을 줄여주고 차량 거동의 안정성을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지 제어 장치의 블록구성도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차선 유지 제어 장치는 센서(110), 제어기(120), 조향 제어기(130)를 포함한다.

센서(110)는 차량의 전방위 주변상황을 인식한다. 이러한 센서(110)는 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 센서로 구현될 수 있다. ADAS 센서는 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR), 레이더(radar), 카메라, 초음파 등을 포함한다.

제어기(120)는 센서(110)를 통해 차량의 진행방향의 전방영상을 획득하고, 그 획득한 전방영상을 통해 자차의 주행차로 및 차선을 인식한다.

제어기(120)는 센서(110)를 통해 측정한 측정 데이터에 근거하여 차량이 주행 차로의 차선을 이탈할 가능성이 있는지를 확인한다. 그리고, 제어기(120)는 차량이 주행 차로의 차선을 이탈할 가능성이 있으면 조향 제어기(130)를 통해 조향장치에 역방향 토크를 입력한다. 이때, 제어기(120)는 차량의 횡방향 가속도(횡가속도)를 연산한다. 다시 말해서, 제어기(120)는 차량이 주행차로의 차선을 이탈하기 직전 차선 유지 제어를 위해 역방향 토크가 입력되면 횡가속도를 연산한다.

제어기(120)는 연산한 횡방향 가속도가 기준 범위를 벗어나는지를 확인하고, 그 확인결과 횡방향 가속도가 기준 범위를 벗어나면 차선 변경을 고려한다. 예컨대, 제어기(120)는 차량의 횡방향 가속도(acc_lat)가 임계 횡가속도(acc_{lat_threshold})를 초과하는지를 확인하고, 차량의 횡방향 가속도가 임계 횡가속도를 초과하면 차량의 차선변경을 고려한다. 여기서, 기준 범위(임계 횡가속도)는 일반적으로 통상되는 수치로서, 사전 실험을 통해 결정된다.

제어기(120)는 연산한 횡가속도가 기준 범위를 벗어나면 차량의 위치 및 주변상황이 차선변경 조건을 만족하는지를 확인한다.

제어기(120)는 차량의 현재위치가 차선 변경을 진행할 수 있는 구간인지를 확인한다. 다시 말해서, 제어기(120)는 센서(110)를 통해 주변영상을 획득하고, 그 주변영상을 통해 차선 변경을 하고자 하는 방향(차선 이탈 방향)의 차선 종류가 점선이거나 이중 차선인지를 확인하여 차선 변경이 가능한 구간인지 여부를 결정한다. 또한, 제어기(120)는 차선 변경하는 방향으로 다른 차로가 존재하는지를 확인한다. 예컨대, 차량이 주행중인 도로가 총 2차로인 경우, 차량이 2차로로 주행한다면 1차로로만 차선변경이 가능하다.

제어기(120)는 차량이 차선 변경 가능구간에 위치하는 경우, 차량의 주변상황이 차선변경이 가능한 상황인지를 확인한다. 제어기(120)는 센서(110)를 통해 차량의 주변상황을 인식한다. 다시 말해서, 제어기(120)는 차선 변경하고자 하는 방향(차선 이탈 방향)의 차로 상에 장애물(타차량, 사람 등)이 존재하는지 및 그 장애물과의 충돌 위험이 있는지를 확인한다.

제어기(120)는 주변상황이 차선변경 가능상황이면, 차선 변경 제어를 조향 제어기(130)에 지시한다. 한편, 제어기(120)는 차선변경이 불가한 상황이면 차량의 현재 차로를 유지하도록 조향 제어기(130)에 지시한다.

조향 제어기(130)는 제어기(120)의 제어에 따라 조향장치를 제어하여 차량의 횡방향 거동을 제어한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

제어기(120)는 센서(110)를 통해 차선 이탈 가능성이 존재하는지를 확인한다(S110). 다시 말해서, 제어기(120)는 차량이 주행 차로를 이탈하기 직전인지를 확인한다.

제어기(120)는 차량이 차선 이탈 가능성이 존재하면 차량의 횡방향 가속도를 연산한다(S120).

제어기(120)는 연산한 횡방향 가속도가 기준 범위을 벗어나는지를 확인한다(S130).

제어기(120)는 연산한 횡방향 가속도가 기준 범위를 벗어나면 자차가 차선변경이 가능한 구간에 위치하는지를 확인한다(S140).

제어기(120)는 자차가 차선 변경 가능구간에 위치하는 경우, 센서(110)를 통해 자차의 주변상황이 차선변경이 가능한 상황인지를 확인한다(S150).

제어기(120)는 자차의 주변상황이 차선 변경 가능상황이면 조향 제어기(130)를 통해 차선 변경 제어를 수행한다(S160).

한편, 제어기(120)는 차량의 차선 변경 조건들을 만족하지 않는 경우, 조향 제어기(130)를 통해 자차의 현재 주행 차로를 유지하도록 제어한다(S170).

도 3a 및 도 3b는 차선 변경이 불가능 경우를 도시한 예시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 자차 기준으로 우측 차선 이탈 직전인 경우 우측 차선 타입이 차선 변경이 불가능한 실선히거나 우측에 차로가 없는 경우 차선 변경이 불가능하다. 이 경우, 차선 유지 제어 장치는 차량의 주행차로를 유지하도록 제어한다.

또한, 제어기(120)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 자차를 기준으로 우측 차로에 존재하는 타차량(장애물)으로 인해 충돌위험이 존재하면 차선 유지 제어를 실행한다.

도 4는 본 발명에 따른 차선 변경이 가능한 경우를 도시한 예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 자차가 주행차로의 우측 차선을 이탈하기 직전인 경우, 종래에는 차선 유지 기능만을 수행하므로 차선 이탈 방지를 위한 경로로 주행하도록 거동 제어하므로 급격한 횡가속도가 발생하여 운전자에게 위화감을 주었다.

그러나, 본 발명의 차선 유지 제어 장치는 자차가 자차 기준 우측 방향으로 차선 이탈하기 직전이면 우측 차로 내 장애물 존재 유무 및 차선 타입 등을 확인하여 차선 변경이 가능하면 차선 변경 경로를 따라 주행하도록 조향 제어를 통해 차선 유지 시보다 완만한 횡방향 제어를 수행하여 운전자가 느끼는 위화감을 줄일 수 있다.

110: 센서
120: 제어기
130: 조향 제어기

Claims

차량이 차선 이탈 가능성이 있는 경우, 차량의 횡방향 가속도를 연산하는 단계와,
상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나는지를 확인하는 단계와,
상기 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나면 상기 차량의 차선 변경 조건을 만족하는지를 확인하는 단계와,
상기 차선 변경 조건을 만족하면 조향 제어를 통해 차선 변경 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 차선 변경 조건 만족여부 확인단계는,
상기 차량이 차선 변경이 가능한 구간에 위치하는지를 확인하는 단계와,
상기 차량이 차선 변경 가능구간에 위치하는 경우, 상기 차량의 주변상황이 차선변경이 가능한 상황인지를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 차량의 차선 변경 가능구간 위치여부 확인 단계는,
차선 변경을 하고자 하는 방향의 차선 타입을 확인하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 차량의 차선변경 가능구간 위치여부 확인 단계는,
차선 변경을 하고자 하는 방향에 다른 차로가 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 차량의 주변상황 확인 단계는,
차선 변경을 하고자 하는 방향의 차로에 장애물이 존재하는지를 확인하는 단계와,
상기 장애물과의 충돌 위험이 있는지를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 방법.
차량의 주변상황을 인식하는 센서와,
상기 차량이 차선 이탈 가능성이 있는 경우 상기 차량의 횡방향 가속도를 연산하고, 그 연산한 횡방향 가속도가 기준범위를 벗어나면 차선변경 제어 가능여부를 확인하여 차선변경 또는 차선유지를 결정하는 제어기와,
상기 제어기의 결정에 따라 상기 차량의 횡방향 거동을 제어하는 조향 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 센서는,
라이다, 레이더, 카메라, 초음파를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 차량이 차선 변경이 가능한 구간에 위치하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어기는,
차선 변경하고자 하는 방향으로 다른 차로가 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어기는,
차선 변경하고자 하는 방향의 차로에 장애물이 존재하는지를 확인하고 해당 장애물과의 충돌 위험이 있는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 차선 유지 제어 장치.