WO2014163307A1

WO2014163307A1 - 자동차 자동 운행 시스템

Info

Publication number: WO2014163307A1
Application number: PCT/KR2014/002257
Authority: WO
Inventors: 박수민
Original assignee: 박영일
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-10-09
Also published as: CN105073542B; JP2016517106A; BR112015025171A8; MX2015013903A; CA2905690C; MX369257B; AU2014250320A1; CA2905690A1; RU2015145860A; BR112015025171A2; AU2014250320B2; EP2982563A1; US20160288791A1; EP2982563A4; EP2982563B1; CN105073542A; RU2659341C2

Abstract

본 발명은 자동차 자동 운행 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 네비게이션 장치에서 운전자가 목적지를 설정하면, 신호등의 신호와 주변의 차량이나 물체를 고려하여 자동차를 제어하여 목적지까지 자동으로 운행하도록 하는 자동차 자동 운행 시스템에 관한 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량에 설치된 네비게이션 장치에서 설정한 경로정보를 수신받아 거리, 방향, 회전 각도를 실측 데이터로 변환하여 주행선을 설정하는 도면화모듈과, 상기 도면화모듈에서 설정한 주행선을 따라 차량을 주행하게 하는 주행제어모듈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 자동 운행 시스템

본 발명은 자동차 자동 운행 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 네비게이션 장치에서 운전자가 목적지를 설정하면, 신호등의 신호와 주변의 차량이나 물체를 고려하여 자동차를 제어하여 목적지까지 자동으로 운행하도록 하는 자동차 자동 운행 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 개발된 자동운전시스템은 희망하는 속도로 설정하면 운전자가 엑셀러레이터를 조작하지 않아도 그 속도를 유지하는 장치로서, 오토 드라이브, 오토매틱, 오토 크루즈 등으로 불려지고 있다.

이러한 자동운전시스템은 자동차의 속도를 제어하는 것과 함께 차간 거리도 컨트롤하게 되는데, 이는 선행차량과의 차간거리를 센서로 감지하여 스로틀과 브레이크를 컴퓨터로 제어함으로써, 차량 간의 안전거리를 유지하면서 운행하게 한다.

따라서, 고속운행이 가능한 도로에서 운전자가 임의의 속도를 지정하게 되면 지정된 속도로 자동운전하게 되므로 운전자가 가감속 페달을 조작하지 않아도 설정된 속도로 운행하게 되므로, 운전자의 피로도를 상당히 덜어주게 된다.

이러한 자동운전시스템의 일 예로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-0180496호에 기재된 기술이 있는데, 그 기술적 특징은 운전자가 임의로 수동 또는 자동운전을 선택하여 일정속도로 자동차를 운행하는 자동운전시스템에 있어서, 전방의 자동차 중 임의의 대상 자동차를 선택하기 위한 선택스위칭부와, 상기 선택스위칭부에 의해 선택된 자동차와의 거리를 측정하도록 송·수신부에 의해 전방자동차와의 거리를 감지하는 거리감지부(4)와, 상기 선택스위칭부에 의해 선택된 자동차와의 거리를 차속에 비례하여 거리를 설정하기 위한 거리설정부(6)와, 상기 거리설정부(6)에 의해 세팅된 신호에 의해 거리감지부(4)에서 감지되는 신호를 감안하여 전방자동차와의 안전거리를 제어하도록 가감속신호를 출력하는 전자제어모듈(8)과, 상기 전자제어모듈(8)에서 출력된 신호에 의해 엑셀러레이터 컨트롤용 모터의 회전량을 제어하여 전방자동차와의 안전거리를 유지시키는 스텝모터(M)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국등록특허 제10-0180496호에 기재된 기술은 운전자가 가감속 조절을 하지 않더라도, 운전자가 차량 내에서 앞차와의 거리를 유지하며 일정한 속도로 주행하도록 하여 장거리 운전시 운전자의 피로를 경감시키는 장점은 있으나, 단순한 속도 조절만 가능할 뿐, 차량의 조향 제어가 불가능하여 여전히 운전자가 조향핸들을 조절하여야 하므로 운전자의 피로가 여전한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 네비게이션 장치에서 운전자가 목적지를 설정하게 되면, 자동운행장치의 내부에 구비된 도면화모듈에서 네비게이션 장치에서 설정한 경로정보를 수신받아 거리, 방향, 회전 각도를 자동차가 실제로 주행하는 실측 데이터로 변환하여 주행선을 형성하고, 주행제어모듈에서는 상기 주행선을 따라 자동차의 엑셀러레이터, 브레이크, 조향타를 제어하여 주행하도록 함으로써, 목적지까지 자동으로 주행할 수 있게 하는 자동차 자동 운행 시스템을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 자동운행장치에 구비된 주행제어모듈에는 자동차의 각 바퀴의 정확한 위치와 조향타를 조절할 때 바퀴가 회전되는 각도와 바퀴의 크기에 대한 정보가 저장되어 도면화모듈에서 형성한 주행선을 따라 정확하게 주행할 수 있게 하는 자동차 자동 운행 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 자동운행장치에 구비된 주행안전모듈에 무선수신기를 구비하여, 각 신호등에서 송출하는 신호등의 정보를 실시간으로 수신받아 신호등의 신호를 감지함으로써, 신호에 따라 주행하도록 하여 안전하게 교차로와 횡단보도를 주행할 수 있게 하는 자동차 자동 운행 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 도면화모듈을 설정할 때, 차량이 주행하여야 하는 도로에 형성된 차선의 폭과 갯수를 설정하고, 도로에 형성된 차선 중 하나를 통하여 차량이 직접 주행하도록 하는 메인 주행선과 다른 차선을 통하여 주행할 수 있도록 하는 보조 주행선을 형성함으로써, 차선을 변경할 때, 보조 주행선을 메인 주행선으로 변경하도록 하여 용이하게 차선을 변경할 수 있도록 하는 자동차 운행 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 자동운행장치에 위치감지모듈을 구비하여, 도로상에서 차량이 위치하고 있는 차선을 정확하게 판단할 수 있게 하여, 보다 정확하게 차량을 제어할 수 있게 하며, 한번 가본 길에 대한 주행선과 카메라로 촬영한 영상을 저장부에 저장하여, 동일한 주행선을 사용할 경우 저장된 영상과 현재 촬영하는 영상을 비교하여 보다 정밀하게 제어할 수 있는 자동차 운행 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

차량에 설치된 네비게이션 장치에서 설정한 경로정보를 수신받아 거리, 방향, 회전 각도를 실측 데이터로 변환하여 주행선을 설정하는 도면화모듈과, 상기 도면화모듈에서 설정한 주행선을 따라 차량을 주행하게 하는 주행제어모듈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주행제어모듈에는 바퀴의 위치, 조향장치를 조절할 때 회전하는 바퀴의 회전각도, 바퀴의 지름에 대한 차량 정보가 저장되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 주행제어모듈은 차량에 구비된 이씨유(ECU, electronic control unit)를 통하여, 주행선을 따라 차량이 운행하도록 상기 차량 정보를 고려하여 엔진, 브레이크, 조향장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 네비게이션 장치에서 수신한 차량의 현재 위치와 주행선 상의 위치를 비교하여, 네비게이션 장치에서 수신한 차량의 현재 위치를 기본으로 주행선을 수정하는 오차보정모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량의 전후좌우에 설치된 거리감지센서에서 주위의 차량 또는 물체를 감지하여, 충돌을 방지하도록 하는 주행안전모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 주행안전모듈에는 교차로나 횡단보도의 신호등에 설치된 무선송신기에서 신호등정보를 수신받는 무선수신기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 도면화모듈에서는 주행선을 설정할 때, 교차로, 횡단보도, 터널, 신호등, 도로의 규정속도, 각 신호등의 고유 주파수에 대한 정보에 대한 정보를 같이 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도면화모듈에서는 주행하여야할 각 도로에 형성된 차선의 폭과 갯수에 대한 정보를 저장하고, 도로에 형성된 차선 중 하나를 통하여 차량이 직접 주행하도록 하는 메인 주행선과, 다른 차선을 통하여 주행할 수 있도록 하는 보조 주행선을 형성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 차량이 차선을 벗어나지 않도록 제어하는 차선을 감지하는 차선 제어 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 차선 제어 모듈은 차량의 전부에 설치된 카메라에서 전송되는 영상을 처리하는 이미지 처리 모듈과, 상기 이미지 처리 모듈에서 처리된 영상에서 차선의 패턴을 분석하여 각각의 차선을 판단하는 차선 감지 모듈로 이루어는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차선 제어 모듈은 차량의 전부에 설치된 카메라에서 전송되는 영상을 처리하는 이미지 처리 모듈과, 상기 이미지 처리 모듈에서 처리된 영상에서 차선의 패턴을 분석하여 각각의 차선을 판단하는 차선 감지 모듈로 이루어는 것을 특징으로 한다.

이때, 차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되, 상기 위치 감지 모듈은 상기 이미지 처리 모듈과 차선 감지 모듈을 통하여 감지한 차선 정보를 통하여 도로 상에서 차량이 위치한 차선을 판단하는 것을 특징으로 한다.

한편, 차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되, 상기 위치 감지 모듈에는 고주파 신호를 송수신하는 제1송수신장치가 구비되고, 도로의 양측에는 일정 간격으로 제1송수신장치의 신호를 수신한 후, 다시 송신하는 제2송수신장치가 구비되며, 상기 위치 감지 모듈은 제1,2송수신장치를 통하여 전송되는 신호를 통하여 감지한 도로 양측과의 거리와 차선의 폭 정보를 통하여 도로상에서 차량이 위치한 차선을 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 도로의 상태를 판단하는 도로 상태 감지 모듈이 더 구비되되, 상기 도로 상태 감지 모듈에는 차량에 구비된 카메라를 통하여 촬영된 영상을 분석하여, 도로에 크랙이나 파인 부분이 있는 지를 판단하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 저장부에는 차량이 주행한 주행선, 차량에 설치된 카메라를 사용하여 촬영한 영상이 포함된 주행정보를 저장하는 저장부가 더 구비되되, 상기 영상은 주행선 상의 위치와 매칭하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 한번 주행한 경로를 주행할 경우, 저장부에 저장된 영상과 현재 카메라로 촬영하는 영상을 비교하여 차량을 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 주차장에 구비된 무선송신기를 통하여 전송된 주차장의 지형 정보와 차량이 주차된 공간의 정보를 무선수신기를 통하여 수신하고, 상기 도면화모듈에서는 주행제어모듈에 저장된 차량 정보를 고려하여, 차량의 현재 위치에서 주차장의 주차할 위치로 차량을 이동시켜 주차하기 위한 구체적인 주행선을 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되, 상기 위치 감지 모듈에는 고주파 신호를 송수신하는 제1송수신장치가 구비되고, 주차장의 가장자리 부분에는 제1송수신장치의 신호를 수신한 후, 다시 송신하는 제3송수신장치가 구비되며, 상기 위치 감지 모듈은 제1,3송수신장치를 통하여 전송되는 신호를 통하여 감지한 가장자리 부분과 주차장의 지리 정보를 통하여 차량의 위치를 계측하는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량에 구비된 카메라를 통하여 촬영한 영상에서 신호등을 추출하고, 추출된 신호등과 주행제어모듈에 패턴 별로 저장된 신호등의 이미지를 비교하여 현재의 신호를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 네비게이션 장치에서 운전자가 목적지를 설정하게 되면, 자동운행장치의 내부에 구비된 도면화모듈에서 네비게이션 장치에서 설정한 경로정보를 수신받아 거리, 방향, 회전 각도를 자동차가 실제로 주행하는 실측 데이터로 변환하여 주행선을 형성하고, 주행제어모듈에서는 상기 주행선을 따라 자동차의 엑셀러레이터, 브레이크, 조향타를 제어하여 주행하도록 함으로써, 목적지까지 자동으로 주행할 수 있게 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 자동운행장치에 구비된 주행제어모듈에는 자동차의 각 바퀴의 정확한 위치와 조향타를 조절할 때 바퀴가 회전되는 각도와 바퀴의 크기에 대한 정보가 저장되어 도면화모듈에서 형성한 주행선을 따라 정확하게 주행할 수 있게 하는 자동차 자동 운행 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 자동운행장치에 구비된 주행안전모듈에 무선수신기를 구비하여, 각 신호등에서 송출하는 신호등의 정보를 실시간으로 수신받아 신호등의 신호를 감지함으로써, 신호에 따라 주행하도록 하여 안전하게 교차로와 횡단보도를 주행할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 도면화모듈을 설정할 때, 차량이 주행하여야 하는 도로에 형성된 차선의 폭과 갯수를 설정하고, 도로에 형성된 차선 중 하나를 통하여 차량이 직접 주행하도록 하는 메인 주행선과 다른 차선을 통하여 주행할 수 있도록 하는 보조 주행선을 형성함으로써, 차선을 변경할 때, 보조 주행선을 메인 주행선으로 변경하도록 하여 용이하게 차선을 변경할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 자동운행장치에 위치감지모듈을 구비하여, 도로상에서 차량이 위치하고 있는 차선을 정확하게 판단할 수 있게 하여, 보다 정확하게 차량을 제어할 수 있게 하며, 한번 가본 길에 대한 주행선과 카메라로 촬영한 영상을 저장부에 저장하여, 동일한 주행선을 사용할 경우 저장된 영상과 현재 촬영하는 영상을 비교하여 보다 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자동차 자동 운전 시스템의 블록도이다.

도 2는 종래의 자동차 자동 운전 시스템의 회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템에 적용된 차량의 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따른 교차로에 설치된 신호등 시스템의 개념도이다.

도 6은 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 도면화모듈에 의해 생성되는 주행선의 개념도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

도 9는 도 8의 실시 예에 따른 도로의 개념도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템에 적용된 차량의 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 교차로에 설치된 신호등 시스템의 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 도면화모듈에 의해 생성되는 주행선의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이고, 도 9는 도 8의 실시 예에 따른 도로의 개념도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자동차 자동 운행 시스템의 블록도이다.

본 발명은 차량에 설치되어 자동으로 목적지까지 운행하도록 하는 자동차 자동 운행 시스템에 관한 것으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 네비게이션 장치(200)에서 경로정보를 수신받아, 차량을 제어하는 자동운행장치(100)로 이루어지는데, 상기 자동운행장치(100)는 도면화모듈(110), 오차보정모듈(120), 주행제어모듈(130), 주행안전모듈(140)로 이루어진다.

여기서, 상기 도면화모듈(110)은 차량에 설치된 네비게이션 장치(200)에서 현재 위치에서 사용자가 설정한 목적까지의 경로정보를 수신받아 차량이 실제로 주행하기 위한 주행선을 설정하게 되는데, 상기 주행선은 수신받은 경로정보를 거리, 방향, 회전 각도를 실측 데이터로 변환하여 설정하게 된다.

그리고, 상기 주행제어모듈(130)은 상기 도면화모듈(110)에서 설정한 주행선을 따라 차량이 운행하도록 제어하게 되는데, 상기 주행제어모듈(130)은 차량에 설치된 ECU(electronic contron unit,131)를 통하여 엔진(132), 브레이크(133), 조향장치(134)를 제어하게 된다.

이때, 상기 주행제어모듈(130)에는 차량에 설치된 바퀴의 위치, 조향장치(134)를 조절할 때 회전하는 바퀴의 회전각도, 바퀴의 지름에 대한 차량 정보가 저장되는데, 주행선을 따라 차량을 제어할 때, 상기 차량 정보를 고려하여 제어하게 된다.

즉, 차량이 곡선구간을 주행할 경우에는 주행선의 곡률에 따라 조향장치(134)를 회전시키게 되는데, 조향장치(134)를 회전시키게 되면, 앞바퀴가 일정각도로 회전하게 되고, 앞바퀴와 뒷바퀴는 일정거리 이격되어 있기 때문에, 앞바퀴와 뒷바퀴의 거리에 따라 차량이 회전하는 곡률반경이 달라지게 되므로, 이를 계산하여 주행선의 곡률반경과 일치시키는 각도로 앞바퀴가 회전되도록 조향장치(134)를 조절하게 된다.

또한, 상기 조향장치(134)를 제어할 때는, 별도의 모터(미도시)를 조향장치(134)에 설치하여, 조향장치(134)의 회전을 제어하게 되는데, 이때, 상기 모터(미도시)에는 엔코더(미도시)를 구비하여 ECU(131)에서 모터(미도시)의 회전각도를 알 수 있게 함으로써, ECU(131)를 통하여 모터(미도시)의 회전을 정밀하게 제어하여 조향장치(134)의 정확한 회전각도를 제어하게 한다.

그리고, 차량의 바퀴가 설치되는 휠에는 회전감지센서(135)가 구비되는데, 주행제어모듈(130)에서는 상기 회전감지센서(135)에서 감지한 바퀴의 회전수에 바퀴의 지름에 따른 바퀴의 원주를 계산하여 곱하게 되면, 차량이 실제 이동한 거리를 알 수 있게 된다.

그래서, 상기 도면화모듈(110)에서 설정한 주행선 상에서 어느 부분에 위치하고 있는지를 판단할 수 있게 된다.

그리고, 상기 도면화모듈(110)에서는 주행선을 설정할 때, 주행선상에 교차로, 횡단보도, 터널, 신호등, 도로의 규정속도에 대한 정보를 같이 설정하게 되는데, 상기 주행제어모듈(130)에서는 회전감지센서(135)에서 감지한 단위시간당 회전수에 바퀴의 원주를 곱하게 되면 차량의 실제속도가 계산되므로, 이를 통하여 현재 도로의 규정속도에 따라 차량에 설치된 엔진(132)의 출력을 높이거나 낮추어 속도를 조절하게 된다.

물론, 급하게 속도를 감속할 필요가 있을 때에는 브레이크(133)를 조절하여 차량의 속도를 감속시켜 돌발상황에 대처할 수 있게 한다.

한편, 상기 자동운행장치(100)가 차량을 제어하여 일정거리 주행하게 되면, 아무리 정밀하게 차량을 제어하더라도 오차가 발생하게 되는데, 이때, 상기 오차보정모듈(120)은 차량의 오차를 보정하게 된다.

즉, 상기 오차보정모듈(120)은 상기 네비게이션 장치(200)에서 실시간으로 차량의 현재 위치를 수신받게 되는데, 자동주행모듈(130)에서 제어한 차량의 주행선 상의 위치와 네비게이션 장치(200)에서 수신받은 현재 위치를 실시간으로 비교하여, 오차가 일정 이상 벌어지게 되면 오차보정모듈(120)은 네비게이션 장치에서 수신한 차량의 현재 위치를 기본으로 주행선을 수정함으로써, 오차를 보정하게 된다.

여기서, 오차의 범위는 운전자가 설정하게 되므로, 오차의 범위를 너무 크게 설정하면 실제 차량의 위치와 자동주행모듈(130)에서 인지하는 차량의 위치의 차이가 너무 크기 때문에 안전운행을 위협하게 되고, 오차의 범위가 너무 작게 설정하게 되면, 주행선을 빈번하게 수정하여야 하므로 주행선을 수정하는 동안에는 나머지 모듈의 기능이 어느 정도 제한되기 때문에 적절한 오차범위를 설정하여 안전운행을 하도록 한다.

그리고, 상기 주행안전모듈(140)은 차량의 주변에 위치하는 다른 차량이나 물체를 감지하여 차량이 주행할 때, 다른 차량이나 물체와 충돌하지 않도록 차량을 제어하게 된다.

이때, 상기 차량의 주변에 위치하는 다른 차량이나 물체를 감지하기 위하여, 차량의 전후좌우에 각각 거리감지센서(142)를 설치하여 차량 주변의 물체나 다른 차량과의 거리를 감지하게 된다.

여기서, 상기 거리감지센서(142)는 차량의 전후좌우뿐만 아니라 각 대각선방향에도 설치하여 보다 정밀하게 차량의 주변의 위험요소를 감지하도록 함으로써, 차량이 안전하게 운행하도록 한다.

한편, 상기 주행안전모듈(140)에는 무선수신기(144)가 더 구비되는데, 상기 무선수신기(144)는 도 5에 도시된 바와 같이 교차로나 횡단보도에 설치된 신호등(300)에 구비되는 무선송신기(310)에서 송신하는 신호등정보를 수신받게 된다.

그래서, 상기 주행안전모듈(140)은 수신받은 신호등정보를 상기 주행제어모듈(130)에 보내줌으로써, 신호등의 신호를 고려하여 차량을 제어하게 함으로써, 신호등에 따라 차량을 안전하게 주행하도록 한다.

즉, 전술한 바와 같이 주행선을 설정할 때, 교차로, 횡단보도, 신호등의 정보를 같이 설정하게 되므로, 차량이 주행하다가 신호등(300)이 설치된 위치와 일정거리 이내에 위치하게 되면, 상기 주행안전모듈(140)은 해당 신호등(300)에 설치된 무선송신기(310)에서 송출하는 주파수를 신호등의 정보에서 획득하여 내부에 설치된 무선수신기(144)에서 해당 주파수만을 수신하도록 하여 근처에 위치하는 다른 신호등(300)에서 송출하는 신호와 혼동되지 않도록 하게 된다.

그리고, 하나의 교차로에는 다수의 신호등(300)이 설치되는데, 하나의 교차로에 설치된 다수의 신호등(300)은 서로 연동되어 신호가 변화되므로, 하나의 무선송신기(310)를 통하여 하나의 교차로에 설치된 모든 신호등(300)의 신호등신호가 송신되게 된다.

이때, 각각의 신호등(300)에 설치되는 무선송신기(310)에서는 각각 고유의 주파수를 사용하여 신호등정보를 실시간으로 송출하게 되므로, 주행안전모듈(140)에서는 주행선의 정보에 저장된 해당 신호등(300)의 주파수를 획득하여 해당 신호등(300)에 해당하는 신호만을 수신할 수 있게 된다.

그래서, 상기 주행제어모듈(130)은 신호등(300)의 신호를 실시간으로 감지할 수 있게 되어, 신호에 따라 안전하게 차량을 운행시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 도면화모듈(110)에는 각 도로의 세부정보가 저장되어 있어, 주행선을 설정할 때, 주행하여야할 각 도로에 형성된 차선의 폭과 갯수에 대한 정보를 설정하게 된다.

여기서, 상기 도면화모듈(110)이 주행선을 설정할 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 도로에 형성된 차선 중 하나를 통하여 차량이 직접 주행하도록 하는 메인 주행선(510)을 설정하고, 다른 차선을 통하여 주행할 수 있도록 하는 보조 주행선(520)을 동시에 설정하게 된다.

그래서, 차량이 메인 주행선(510)을 따라 주행하는 중에 해당 차선이 막히거나, 장애물이 있을 경우, 보조 주행선(520) 중 가장 인접한 주행선을 메인 주행선(510)으로 선택하고, 선택된 주행선을 때라 차선을 변경하도록 함으로써, 보다 안전하고 용이하게 차선을 변경할 수 있게 된다.

물론 차선을 변경할 때에는 주행안전모듈(140)을 통하여 차량의 주변에 다른 차량이 없는지 파악한 후, 차선을 변경하게 된다.

그리고, 상기 자동주행장치(100)에는 차량이 주행하고 있는 차선을 벗어나지 않도록 제어하기 위하여 차선을 감지하는 차선 제어 모듈(150)이 더 구비되는데, 상기 차선 제어 모듈(150)은 차량의 전부에 설치된 카메라(400)를 통하여 전송되는 영상을 처리하는 이미지 처리 모듈(152)과 상기 이미지 처리 모듈(152)에서 처리된 영상을 분석하여 다양한 차선(중앙선, 주행선, 갓길 등을 나타내는 차선)의 패턴을 비교하여 차선을 판단하고, 차량이 차선의 어느 위치에 있는 지를 판단하게 된다.

그래서, 이렇게 판단한 정보를 주행제어모듈(130)로 전송하게 되고, 주행제어모듈(130)에서는 차량의 현재 위치가 정상적인 위치가 아닌, 차선 위를 주행 중인 경우 즉시 정상적인 위치로 돌아오도록 제어하여, 차량 사고를 방지할 수 있게 한다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예로 도 7에 도시된 바와 같이, 자동운행장치(100)에는 차량의 현재 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈(160)이 구비되는데, 상기 위치 감지 모듈(160)은 차량에 구비되는 카메라(400)를 통하여 촬영한 영상에서 차선을 인식하여 차량의 현재 위치를 판단하게 된다.

여기서, 상기 카메라(400)는 전술한 바와 같이 차량의 전부에 위치할 수도 있으나, 도로 전체의 영상을 촬영 하여야 하므로 차량의 상부에 설치하여, 차량의 양측 방향을 촬영하게 된다.

그리고, 상기 카메라(400)에서 촬영한 영상은 자동운행장치(100)에 구비되는 차선 제어 모듈(150)의 내부에 구비된 이미지 처리 모듈(152)에서 처리하여, 차선 감지 모듈(154)에서 이미 저장된 다양한 차선과 비교하여 차선을 판단하게 된다.

이때, 상기 위치 감지 모듈(160)은 차선 제어 모듈(150)에서 판단한 차량의 좌측과 우측의 차선에 대한 정보를 통하여 차량이 위치하고 있는 차선을 정확하게 판단하게 된다.

그래서, 네비게이션의 정보 및 차량의 주행 정보를 통하여 감지한 차량의 위치, 즉, 어떠한 도로 상에 있는지 하는 정보와 상기 차량 위치 감지 모듈(160)에서 감지한, 차량이 도로 상에서 위치한 정확한 차선을 판단할 수 있어 정확하게 차량을 제어할 수 있게 된다.

그리고, 나머지 구성들은 전술한 구성과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 자동운행장치(100)에는 차량의 현재 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈(160)이 구비되는데, 상기 위치 감지 모듈(160)에는 도로의 가장자리에서 현재 차량까지의 거리를 계측하여 차량의 위치를 판단하게 된다.

여기서, 상기 위치 감지 모듈(160)에는 고주파 신호를 송신하고 수신하기 위한 제1송수신장치(165)가 구비되며, 차량이 주행하는 도로의 가장자리에는 도로를 따라 일정 간격으로 제2송수신장치(610)가 구비되어, 상기 제1송수신장치(165)에서 송신한 고주파 신호를 수신하여 다시 제1송수신장치(165)로 송신하게 된다.

이때, 상기 위치 감지 모듈(160)은 제1송수신장치(165)에서 전송한 신호가 되돌아 오는 시간을 계산하여 제2송수신장치(610)와의 거리를 계산할 수 있게 되며, 상기 각각의 제2송수신장치(610)는 고유 인식번호가 부여되어, 각각의 제2송수신장치(610)의 신호를 판단할 수 있어 각각의 제2송수신장치(160)와의 거리를 계산할 수 있게 된다.

그래서, 도로의 양측 가장자리와 차량의 위치를 정확하게 계산할 수 있으며 도면화모듈(110)에 저장된 차선의 폭을 참고하여, 현재 차량이 위치한 차선을 정확하게 판단할 수 있게 되어,차량을 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 제2송수신장치(610)는 도로의 중심부에 형성되는 중앙선에 설치될 수도 있다.

그리고, 나머지 구성들은 전술한 구성들과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동운행장치(100)에는 도로의 상태를 감지하기 위한 도로 상태 감지 모듈(170)이 구비되는데, 상기 도로 상태 감지 모듈(170)은 차량에 구비된 카메라(400)를 통하여 촬영된 영상을 처리하고, 일반적인 도로와 비교하여 도로에 파여진 부분이나 크랙이 있는 부분을 검출하고, 검출한 부분의 크기가 차량 운행에 영향을 줄정도의 크기인지를 판단하게 된다.

이렇게 차량 운행에 영향을 줄 정도로 판단되면 주행선을 변경하게 되고, 그렇지 않을 경우에는 원래의 주행선으로 주행하도록 한다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만 자동운행장치(100)의 내부에 별도로 저장부(미도시)를 구비하여, 차량이 주행한 주행선의 정보를 저장하여, 추후에 동일한 목적지나 근처의 목적지로 이동할 경우에 저장된 주행정보를 통하여 차량을 제어하도록 함으로써, 보다 안정적으로 차량을 제어하도록 한다.

또한, 주행정보를 저장할 때, 주행선뿐만 아니라 카메라(400)로 촬영한 영상을 같이 저장함으로써, 한번 주행한 경로를 이동할 경우, 미리 저장된 주행선을 따라 차량을 제어하되, 촬영된 영상과 현재 주행하면서 촬영하는 영상을 비교하여 차량을 제어할 수 있어 좁은 골목길이라도 주행할 수 있게 된다.

이때, 상기 카메라(400)는 차량의 상부에 구비되어 주행하는 방향을 촬영할 수 있도록 설치되게 되며, 촬영한 영상을 저장할 때에는 주행선 상에서의 현재 위치와 촬영한 영상을 매칭하여 저장하게 된다.

그리고, 차량이 차선이 없는 일반 골목길을 주행할 경우, 즉, 촬영한 영상은 이미지처리모듈(152)에서 처리하여 차선이 인식되지 않을 경우, 촬영한 영상에서 길부분을 추출하고, 길부분의 가장자리에 길의 경계선을 도시한 후, 저장하도록 하여, 추후에 동일한 경로를 주행할 때 길의 경계선을 참고하여 차량을 보다 안전하게 제어할 수 있게 된다.

또한, 상기 카메라(400)로 촬영한 영상에서 종래에 저장된 이미지와 비교하여 차량의 진행방향에 위치하는 특별한 물체나 사람을 감지하도록 하여, 안전사고를 예방할 수 있게 한다.

한편, 이러한 영상을 비교하는 기법은 이미 공개된 기술이므로 별도의 설명은 생 T하도록 하며, 또한, 나머지 구성들은 전술한 구성들과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 자동 주행 장치(100)에 구비된 주행 안전 모듈(140)에는 외부의 무선신호를 수신하는 무선수신기(144)가 구비되는데, 상기 무선수신기(144)는 각 주차장(700)에 구비되는 무선송신기(710)에서 송신하는 각 주차장(700)의 정보를 수신하게 된다.

여기서, 상기 주차장(700)은 각각 고유 인식번호가 부여되어, 무선신호에 고유번호를 포함하여 전송하게 되는데, 주차장(700)에서 전송하는 정보는 각 주차장(700)의 상세한 지형 정보와 현재 주차된 주차 현황을 전송하게 된다.

그래서, 상기 무선수신기(144)에서 주차장(700)에서 전송한 지형 정보와 주차현황 정보, 그리고 주행제어모듈(130)에 저장된 차량의 크기, 바퀴의 크기, 조향장치(134)를 조절할 때 회전하는 바퀴의 회전각도를 참고하여, 본 발명의 도면화모듈(110)에서는 차량이 주차할 위치를 선정하고, 주차할 위치로 차량을 이동시켜 주차하기 위한 구체적인 주행선을 형성하게 되어, 주행제어모듈(130)을 통하여 차량을 자동으로 제어하여 주차하게 된다.

한편, 각 주차장(700)에는 특정 위치에 제3송수신장치(620)가 구비되어, 차량에 구비된 제1송수신장치(165)를 통하여 주차장(700) 상에서 차량의 정확한 위치를 감지할 수 있게 되어, 정확하게 차량을 제어할 수 있게 된다.

이때, 상기 제3송수신장치(620)는 주차장(700)의 가장자리 부분이나, 모서리부분에 설치함으로써, 주차장(700) 내에서 차량의 위치를 정확하게 판단할 수 있게 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예는 차량에 설치된 카메라(400)를 통하여 차량의 전방을 촬영하게 되는데, 차량이 교차로 근처로 이동한 경우 상기 카메라(400)로 촬영한 영상 중에서 차량이 진행하여야 하는 방향에 있는 신호등(300)의 영상을 이미지처리모듈(152)에서 분석하여 현재 신호등의 신호를 판단하게 된다.

여기서, 상기 주행제어모듈(130)에는 다양한 신호등의 형태와 신호등에 표시된 신호에 따라서 각각의 견본을 저장되어 있어, 상기 이미지처리모듈(152)에서 캡처한 신호등의 이미지와 비교하여 현재 신호등의 신호를 판단하게 되며, 이렇게 판단한 신호에 따라 차량의 진행 여부를 결정하게 된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예는 주행안전모듈(140)에 구비되는 무선 수신기(144)는 일반적으로 사용되는 통신망의 정보를 수신할 수 있어, 원격지에 있는 차량의 사용자가 인터넷용 단말기(미도시)나 스마트폰과 같은 통신단말기(미도시)를 통하여 차량의 목적지를 전송하게 되면, 상기 무선수신기(144)는 통신망을 통하여 이를 전송받게 되고, 주행제어모듈(130)은 이를 감지하여 차량을 제어하여 목적지까지 무인으로 이동시키게 된다.

그래서, 사용자가 사정에 의해 차량과 떨어진 원거리에 있더라도, 차량이 필요하게 되면, 스마트폰이나, 컴퓨터를 사용하여 차량으로 목적지를 설정하게 되면, 차량은 이를 감지하여 무인으로 이동하게 되므로, 보다 용이하게 차량을 사용할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로, 차량의 내부에 별도로 감지모듈(미도시)을 구비하여, 차량이 사용자가 소유하고 있는 키나 별도의 RFID 카드를 감지하도록 하여, 차량의 감지모듈이 사용자가 일정거리 이내로 진입한 것이 감지되면, 차량이 경적을 울리거나 또는 별도로 구비된 스피커를 통하여 설정된 소리를 출력하거나 비상 깜빡이를 켜는 등, 사용자에게 차량의 위치를 알려주도록 하여 용이하게 차량을 찾을 수 있게 한다.

또한, 사용자가 키나 RFID 카드를 소지하지 않고 있을 경우, 차량에 구비된 카메라(400)에서 사용자의 영상을 입력받고, 이미지 처리모듈(152)에서 등록된 사용자인지를 판단하여, 등록된 사용자일 경우 키나 RFID 카드가 없더라도 차량의 모든 기능을 사용할 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로, 차량에 구비된 주행안전모듈(140)에 별도의 무선송신장치(미도시)를 구비하여, 차량의 현재 상태를 상기 무선송신장치(미도시)을 통하여 인접한 차량으로 전송하고, 인접한 차량은 주행안전모듈(140)에 구비된 무선수신기(144)를 통하여 이를 수신하여 주위의 차량의 정보를 실시간으로 알 수 있게 된다.

그래서, 차량의 도어가 완전히 닫기지 않은 상태 등을 실시간으로 알 수 있어, 해당 차량의 주변을 지나갈 때 주의를 기울이게 하여, 도어가 갑자기 열리는 등의 위급한 상황에 대처할 수 있게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

Claims

차량에 설치된 네비게이션 장치에서 설정한 경로정보를 수신받아 거리, 방향, 회전 각도를 실측 데이터로 변환하여 주행선을 설정하는 도면화모듈과,

상기 도면화모듈에서 설정한 주행선을 따라 차량을 주행하게 하는 주행제어모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

상기 주행제어모듈에는 바퀴의 위치, 조향장치를 조절할 때 회전하는 바퀴의 회전각도, 바퀴의 지름에 대한 차량 정보가 저장되는 것을 특징으로 하는 자동차 운행 시스템.
제2항에 있어서,

상기 주행제어모듈은 차량에 구비된 이씨유(ECU, electronic control unit)를 통하여, 주행선을 따라 차량이 운행하도록 상기 차량 정보를 고려하여 엔진, 브레이크, 조향장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

상기 네비게이션 장치에서 수신한 차량의 현재 위치와 주행선 상의 위치를 비교하여, 네비게이션 장치에서 수신한 차량의 현재 위치를 기본으로 주행선을 수정하는 오차보정모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

차량의 전후좌우에 설치된 거리감지센서에서 주위의 차량 또는 물체를 감지하여, 충돌을 방지하도록 하는 주행안전모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제5항에 있어서,

상기 주행안전모듈에는 교차로나 횡단보도의 신호등에 설치된 무선송신기에서 신호등정보를 수신받는 무선수신기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

상기 도면화모듈에서는 주행선을 설정할 때, 교차로, 횡단보도, 터널, 신호등, 도로의 규정속도, 각 신호등의 고유 주파수에 대한 정보에 대한 정보를 같이 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

상기 도면화모듈에서는 주행하여야할 각 도로에 형성된 차선의 폭과 갯수에 대한 정보를 저장하고,

도로에 형성된 차선 중 하나를 통하여 차량이 직접 주행하도록 하는 메인 주행선과,

다른 차선을 통하여 주행할 수 있도록 하는 보조 주행선을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

차량이 차선을 벗어나지 않도록 제어하는 차선을 감지하는 차선 제어 모듈이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제9항에 있어서,

상기 차선 제어 모듈은 차량의 전부에 설치된 카메라에서 전송되는 영상을 처리하는 이미지 처리 모듈과,

상기 이미지 처리 모듈에서 처리된 영상에서 차선의 패턴을 분석하여 각각의 차선을 판단하는 차선 감지 모듈로 이루어는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제10항에 있어서,

차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되,

상기 위치 감지 모듈은 상기 이미지 처리 모듈과 차선 감지 모듈을 통하여 감지한 차선 정보를 통하여 도로 상에서 차량이 위치한 차선을 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제8항에 있어서,

차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되,

상기 위치 감지 모듈에는 고주파 신호를 송수신하는 제1송수신장치가 구비되고,

도로의 양측에는 일정 간격으로 제1송수신장치의 신호를 수신한 후, 다시 송신하는 제2송수신장치가 구비되며,

상기 위치 감지 모듈은 제1,2송수신장치를 통하여 전송되는 신호를 통하여 감지한 도로 양측과의 거리와 차선의 폭 정보를 통하여 도로상에서 차량이 위치한 차선을 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

도로의 상태를 판단하는 도로 상태 감지 모듈이 더 구비되되,

상기 도로 상태 감지 모듈에는 차량에 구비된 카메라를 통하여 촬영된 영상을 분석하여, 도로에 크랙이나 파인 부분이 있는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제1항에 있어서,

상기 저장부에는 차량이 주행한 주행선, 차량에 설치된 카메라를 사용하여 촬영한 영상이 포함된 주행정보를 저장하는 저장부가 더 구비되되,

상기 영상은 주행선 상의 위치와 매칭하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제14항에 있어서,

한번 주행한 경로를 주행할 경우, 저장부에 저장된 영상과 현재 카메라로 촬영하는 영상을 비교하여 차량을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제2항에 있어서,

주차장에 구비된 무선송신기를 통하여 전송된 주차장의 지형 정보와 차량이 주차된 공간의 정보를 무선수신기를 통하여 수신하고,

상기 도면화모듈에서는 주행제어모듈에 저장된 차량 정보를 고려하여, 차량의 현재 위치에서 주차장의 주차할 위치로 차량을 이동시켜 주차하기 위한 구체적인 주행선을 형성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제16항에 있어서,

차량의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 모듈이 더 구비되되,

상기 위치 감지 모듈에는 고주파 신호를 송수신하는 제1송수신장치가 구비되고,

주차장의 가장자리 부분에는 제1송수신장치의 신호를 수신한 후, 다시 송신하는 제3송수신장치가 구비되며,

상기 위치 감지 모듈은 제1,3송수신장치를 통하여 전송되는 신호를 통하여 감지한 가장자리 부분과 주차장의 지리 정보를 통하여 차량의 위치를 계측하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제2항에 있어서,

차량에 구비된 카메라를 통하여 촬영한 영상에서 신호등을 추출하고,

추출된 신호등과 주행제어모듈에 패턴 별로 저장된 신호등의 이미지를 비교하여 현재의 신호를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제14항에 있어서,

상기 촬영한 영상에서 도로 양측 가장자리에 경계선을 부가한 후, 저장하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.
제15항에 있어서,

주행 중 촬영한 영상과 기존의 영상을 비교하여, 도로 상에 장애물이 있는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 자동차 자동 운행 시스템.