KR20210079992A - Multi-sensor fusion method and apparatus - Google Patents

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KR20210079992A KR1020190172310A KR20190172310A KR20210079992A KR 20210079992 A KR20210079992 A KR 20210079992A KR 1020190172310 A KR1020190172310 A KR 1020190172310A KR 20190172310 A KR20190172310 A KR 20190172310A KR 20210079992 A KR20210079992 A KR 20210079992A
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이승희
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed are a method and a device for fusing a multi-sensor. The method for fusing a multi-sensor comprises: a step (a) of obtaining sensing information from a plurality of sensors mounted on an own vehicle; a step (b) of determining an adjustment point for a target object for association with one target object by using each detection information differently detected by the plurality of sensors; and a step (c) of fusing each sensing information of the plurality of sensors by using the adjustment point.

Description

다중 센서 융합 방법 및 그 장치{Multi-sensor fusion method and apparatus}Multi-sensor fusion method and apparatus

본 발명은 다중 센서 융합 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-sensor fusion method and apparatus.

오브젝트 추적(object tracking)은 센서로부터 계측된 데이터를 기반으로 오브젝트의 이동 경로를 추적하는 기법을 말한다. 이러한 오브젝트 추적은 차량에 적용되어 자동 긴급 제동 장치(AEBS; Auto Emergency Braking System) 등 능동 안전 시스템(Active safety system)에서 많이 활용되고 있다.Object tracking refers to a technique for tracking the movement path of an object based on data measured from a sensor. Such object tracking is applied to a vehicle and is widely used in an active safety system such as an automatic emergency braking system (AEBS).

그러나, 종래의 기술들은 서로 다른 위치에 장착된 센서에 따라 서로 다른 지점을 인지(감지)함에 따라 발생되는 문제를 해결하는 방안을 제시하지 못하고 있다. However, conventional techniques do not suggest a solution to a problem that occurs when different points are recognized (sensed) according to sensors mounted at different locations.

(01) 대한민국공개특허공보 제10-2018-0079880호(2018.07.11.)(01) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0079880 (2018.07.11.)

본 발명은 다중 센서 융합 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a multi-sensor fusion method and apparatus.

또한, 본 발명은 서로 다른 위치에 장착된 다중 센서에 의해 측정된 정보들을 이용하여 객체의 원하는 지점을 측정할 수 있는 다중 센서 융합 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-sensor fusion method and apparatus capable of measuring a desired point of an object using information measured by multiple sensors mounted at different locations.

또한, 본 발명은 센서의 정확도를 고려하여 센서 융합이 가능한 다중 센서 융합 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a multi-sensor fusion method and apparatus capable of sensor fusion in consideration of the accuracy of the sensor.

또한, 본 발명은 자 차량에 영향을 미치는 일부 영역에서 다중 센서를 통해 객체의 원하는 지점을 측정할 수 있는 다중 센서 융합 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-sensor fusion method and apparatus capable of measuring a desired point of an object through multiple sensors in a partial area affecting the own vehicle.

본 발명의 일 측면에 따르면, 다중 센서 융합 방법이 제공될 수 있다. According to one aspect of the present invention, a multi-sensor fusion method may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 자 차량에 장착된 복수의 센서로부터 감지 정보를 각각 획득하는 단계; (b) 상기 복수의 센서에 의해 서로 다르게 감지된 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 위한 상기 타겟 객체에 대한 조정점을 결정하는 단계; 및 (c) 상기 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하는 단계를 포함하는 다중 센서 융합 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the method comprising: (a) acquiring detection information from a plurality of sensors mounted on the own vehicle; (b) determining an adjustment point for the target object for association with one target object by using the respective detection information detected differently by the plurality of sensors; and (c) fusing respective sensing information of a plurality of sensors using the adjustment point. A multi-sensor fusion method may be provided.

상기 (b) 단계 이전에, 센서 정확도 모델을 이용하여 에러 특성값을 도출하는 단계; 및 상기 에러 특성값을 이용하여 칼만 필터를 적용하여 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 단계를 더 포함하되, 상기 조정점은 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용하여 계산될 수 있다.Before step (b), deriving an error characteristic value using a sensor accuracy model; and calculating a combined state and covariance by applying a Kalman filter using the error characteristic value, wherein the adjustment point may be calculated using the combined state and covariance.

상기 에러 특성값을 도출하는 단계는, 상기 복수의 센서에 의해 감지 가능한 영역(FOV)을 고려하여 복수의 점유 구역을 구성하는 단계; 상기 자 차량의 센서의 장착 위치 및 상기 타겟 객체의 기준점, 상기 타겟 객체의 GPS 장착 위치를 이용하여 상기 타겟 객체의 표면상으로 보간된 센서 및 GPS 위치를 결정하는 단계; 상기 보간된 센서 및 GPS 위치를 이용하여 종축 오차 및 횡축 오차를 계산하는 단계; 및 상기 각각의 점유 구역에서 상기 종축 오차 및 횡축 오차의 평균값이 제로(0)가 되도록 에러 특성값이 도출하는 단계를 포함할 수 있다.The deriving of the error characteristic value may include: configuring a plurality of occupied areas in consideration of an area detectable by the plurality of sensors (FOV); determining an interpolated sensor and GPS position on the surface of the target object using a mounting position of the sensor of the own vehicle, a reference point of the target object, and a GPS mounting position of the target object; calculating an ordinate error and an abscissa error using the interpolated sensor and GPS position; and deriving an error characteristic value such that the average value of the vertical error and the horizontal error in each of the occupied areas becomes zero (0).

상기 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 단계는, 상기 복수의 점유 구역 중 상기 자 차량에 영향을 미치는 적어도 4개의 점유 구역을 선택하여 상기 조합된 상태 및 공분산을 계산할 수 있다. The calculating of the combined state and covariance may include calculating the combined state and covariance by selecting at least four occupancy areas affecting the own vehicle among the plurality of occupancy areas.

상기 (b) 단계는, 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용한 Mahalanobis 거리를 계산하고, 상기 계산된 Mahalanobis 거리가 최소인 거리를 이용하여 상기 조정점을 계산 할 수 있다.In the step (b), the Mahalanobis distance may be calculated using the combined state and covariance, and the adjustment point may be calculated using the distance at which the calculated Mahalanobis distance is the minimum.

상기 (c) 단계는, 타겟 객체 표면에서 적어도 두개의 보간된 센서 위치와 조정점 사이의 거리를 계산하는 단계; 및The step (c) may include calculating a distance between at least two interpolated sensor positions and an adjustment point on the target object surface; and

상기 계산된 거리를 상기 감지 정보를 융합하는 단계를 포함할 수 있다.It may include fusing the calculated distance with the sensing information.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 다중 센서 융합 장치가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a multi-sensor fusion device may be provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 자 차량에 장착된 복수의 센서로부터 감지 정보를 각각 획득하는 획득부; 상기 복수의 센서에 의한 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 고려하여 상기 타겟 객체에 대한 조정점을 결정하는 조정부; 및 상기 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하는 융합부를 포함하는 다중 센서 융합 장치가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an acquisition unit for acquiring detection information from a plurality of sensors mounted on the own vehicle, respectively; an adjustment unit configured to determine an adjustment point for the target object in consideration of association to one target object by using each detection information by the plurality of sensors; And a multi-sensor fusion device including a fusion unit that fuses respective sensing information of a plurality of sensors using the adjustment point may be provided.

상기 조정부는, 센서 정확도 모델을 이용하여 에러 특성값을 도출하고, 상기 에러 특성값을 이용하여 칼만 필터를 적용하여 조합된 상태 및 공분산을 계산하되, 상기 조정점은 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용하여 계산될 수 있다.The adjustment unit derives an error characteristic value using the sensor accuracy model, and calculates a combined state and covariance by applying a Kalman filter using the error characteristic value, wherein the adjustment point uses the combined state and covariance can be calculated by

상기 조정부는, 상기 복수의 센서에 의해 감지 가능한 영역(FOV)을 고려하여 복수의 점유 구역을 구성하며, 상기 자 차량의 센서의 장착 위치 및 상기 타겟 객체의 기준점, 상기 타겟 객체의 GPS 장착 위치를 이용하여 상기 타겟 객체의 표면상으로 보간된 센서 및 GPS 위치를 결정하고, 상기 보간된 센서 및 GPS 위치를 이용하여 종축 오차 및 횡축 오차를 계산하며, 상기 각각의 점유 구역에서 상기 종축 오차 및 횡축 오차의 평균값이 제로(0)가 되도록 에러 특성값을 도출할 수 있다.The adjusting unit configures a plurality of occupancy zones in consideration of an area detectable by the plurality of sensors (FOV), and determines a mounting position of a sensor of the own vehicle, a reference point of the target object, and a GPS mounting position of the target object. determine the interpolated sensor and GPS position on the surface of the target object using the An error characteristic value can be derived so that the average value of is zero (0).

상기 조정부는, 상기 복수의 점유 구역 중 상기 자 차량에 영향을 미치는 적어도 4개의 점유 구역을 선택하여 상기 조합된 상태 및 공분산을 계산할 수 있다. The adjustment unit may calculate the combined state and covariance by selecting at least four occupancy zones affecting the own vehicle from among the plurality of occupancy zones.

상기 조정부는, 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용한 Mahalanobis 거리를 계산하고, 상기 계산된 Mahalanobis 거리가 최소인 거리를 이용하여 상기 조정점을 계산할 수 있다.The adjustment unit may calculate a Mahalanobis distance using the combined state and covariance, and calculate the adjustment point using a distance at which the calculated Mahalanobis distance is a minimum.

상기 융합부는, 타겟 객체 표면에서 적어도 두개의 보간된 센서 위치와 조정점 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리를 상기 감지 정보를 융합할 수 있다.The fusion unit may calculate a distance between at least two interpolated sensor positions and an adjustment point on the surface of the target object, and fuse the calculated distance with the sensing information.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센서 융합 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 서로 다른 위치에 장착된 다중 센서에 의해 측정된 정보들을 이용하여 객체의 원하는 지점을 측정할 수 있다.By providing a multi-sensor fusion method and apparatus according to an embodiment of the present invention, a desired point of an object can be measured using information measured by multiple sensors mounted at different locations.

또한, 본 발명은 센서의 정확도를 고려하여 센서 융합이 가능하다.In addition, in the present invention, sensor fusion is possible in consideration of the accuracy of the sensor.

또한, 본 발명은 자 차량에 영향을 미치는 일부 영역에서 다중 센서를 통해 객체의 원하는 지점을 측정할 수 있다.In addition, the present invention can measure a desired point of an object through multiple sensors in a partial area that affects the own vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센서 융합 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장착 위치를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점유 구역을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정확도 모델을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택 구역을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 과정을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정점을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
1 is a flowchart illustrating a multi-sensor fusion method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a sensor mounting position according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an occupied area according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a sensor accuracy model according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a selection area according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a filter process according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an adjustment point according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a sensor fusion device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센서 융합 방법을 나타낸 순서도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장착 위치를 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점유 구역을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 정확도 모델을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택 구역을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 과정을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정점을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 1 is a flowchart illustrating a multi-sensor fusion method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a sensor mounting position according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention FIG. 4 is a diagram illustrating a sensor accuracy model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a selection zone according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram illustrating a filter process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating an adjustment point according to an embodiment of the present invention.

단계 110에서 센서 융합 장치(100)는 자 차량에 각각 부착된 복수의 센서로부터 각각 객체를 감지한 감지 정보를 획득한다. In step 110 , the sensor fusion device 100 obtains detection information for detecting an object from a plurality of sensors respectively attached to the own vehicle.

자 차량에 부착된 각각의 센서의 위치 및 각도에 따라 각각의 센서가 동일 객체를 감지하더라도 서로 다른 객체로 인식될 수 있다. 이하에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 자 차량에 부착된 각각의 센서가 레이더인 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하기로 한다. 도 2는 차량에 부착된 레이더 센서의 위치를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 전방 왼쪽, 차량의 전방 오른쪽, 차량의 후방 왼쪽, 차량의 후방 오른쪽과 같이 레이더 센서가 4개가 설치되어 있는 것을 가정하기로 한다. 도 2에 도시된 레이더 센서의 위치는 이해와 설명의 편의를 위해 도시한 것일 뿐이며, 레이더의 위치 및 개수는 상이할 수 있음은 당연하다. According to the position and angle of each sensor attached to the own vehicle, even if each sensor detects the same object, it may be recognized as a different object. Hereinafter, for convenience of understanding and explanation, it is assumed that each sensor attached to the own vehicle is a radar and will be mainly described. 2 is a diagram illustrating a position of a radar sensor attached to a vehicle. For example, as shown in FIG. 2 , it is assumed that four radar sensors are installed, such as the front left side of the vehicle, the front right side of the vehicle, the rear left side of the vehicle, and the rear right side of the vehicle. The positions of the radar sensors shown in FIG. 2 are only shown for convenience of understanding and description, and it is natural that the positions and the number of radars may be different.

단계 115에서 센서 융합 장치(100)는 센서 정확도 모델을 이용하여 에러 특성값을 도출한다. In step 115, the sensor fusion device 100 derives an error characteristic value using the sensor accuracy model.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 융합 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 레이더의 감지 가능한 영역(FOV)를 고려하여 점유 구역을 구성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensor fusion device 100 may configure an occupied area in consideration of a detectable area (FOV) of a radar as shown in FIG. 3 .

도 3에서 {X,Y}는 글로벌 좌표계를 나타내고, {x,y}는 자 차량의 좌표계를 나타낸다. 점유 구역은 차 차량의 좌표계에 기초하여 x-축은 자 차량의 길이(전체 길이)의 배수로 구획되며, y -축은 차선 간격을 고려하여 구획될 수 있다. 도 3의 점유 구역의 일 예는 예시일 뿐이며, 점유 구역의 x-축 및 y-축으로의 구획 방법은 다양할 수 있음은 당연하다. In FIG. 3 , {X,Y} denotes a global coordinate system, and {x,y} denotes a coordinate system of the own vehicle. Based on the coordinate system of the vehicle, the occupancy area may be partitioned on the x-axis by a multiple of the length (total length) of the own vehicle, and the y-axis may be partitioned on the basis of the vehicle's coordinate system. An example of the occupied area in FIG. 3 is only an example, and it is of course that the partitioning method of the occupied area on the x-axis and the y-axis may vary.

레이더 센서에 의해 감지된 분할된 점유 구역은 도 4에서 보여지는 바와 같이, 레이더 센서 데이터와 GT를 비교하여 레이더 정확도를 분석할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the divided occupied area sensed by the radar sensor may analyze the radar accuracy by comparing the radar sensor data with the GT.

이에 대해 우선 설명하기로 한다. This will be explained first.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 융합 장치(100)는 레이더와 가상 다각형 상자(타겟 차량 감지 영역)의 기준점을 연결하는 제1 직선과 레이더와 DGPS 탑재 지점을 연결하는 제2 직선을 사용하여 타겟 차량 표면에서 보간된 레이더 및 DGPS 위치(지점)을 찾는다. According to an embodiment of the present invention, the sensor fusion device 100 uses a first straight line connecting the reference point of the radar and the virtual polygon box (target vehicle detection area) and a second straight line connecting the radar and the DGPS mounting point. Find interpolated radar and DGPS positions (points) on the target vehicle surface.

이어, 센서 융합 장치(100)는 보간된 레이더 및 DGPS 위치(지점)을 이용하여 종축 레이더 에러와 횡축 레이더 에러를 각각 계산할 수 있다. Next, the sensor fusion apparatus 100 may calculate a vertical-axis radar error and a horizontal-axis radar error using the interpolated radar and DGPS positions (points), respectively.

보다 상세히 설명하면, 다음과 같다. In more detail, as follows.

측정 순간(k)에서, 상태(

Figure pat00001
) 및 출력(
Figure pat00002
) 변수를 포함하는 레이더 측정 모델은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. At the moment of measurement (k), the state (
Figure pat00001
) and output (
Figure pat00002
) The radar measurement model including the variable may be defined as in Equation 1.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서,

Figure pat00004
C는 항등 행렬(identity matrix)이며,
Figure pat00005
는 종방향 상대 거리를 나타내고,
Figure pat00006
는 횡방향 상대 거리를 나타내며,
Figure pat00007
는 종방향 상대 속도를 나타내고,
Figure pat00008
는 횡방향 상대 속도를 나타내며, m은 횡방향 상대 위치 구역 인덱스를 나타내고, n은 종방향 상대 위치 구역 인덱스를 나타내고, M은 Y축의 구역 개수를 나타내고, N은 X축의 구역 개수를 나타낸다. here,
Figure pat00004
C is the identity matrix,
Figure pat00005
represents the longitudinal relative distance,
Figure pat00006
represents the lateral relative distance,
Figure pat00007
represents the longitudinal relative velocity,
Figure pat00008
denotes the lateral relative velocity, m denotes the transverse relative position zone index, n denotes the longitudinal relative position zone index, M denotes the number of zones on the Y-axis, and N denotes the number of zones on the X-axis.

본 발명의 일 실시예에서는 레이더 측정 정확도(

Figure pat00009
)가 각 구역에서 제로 평균 백색 가우시안 분포 특성을 가지는 것을 가정하기로 한다. In an embodiment of the present invention, radar measurement accuracy (
Figure pat00009
) is assumed to have a zero-mean white Gaussian distribution characteristic in each region.

각각의 구역에서 레이더 측정 정확도 공분산(

Figure pat00010
)은 에러 특성에 기초하여 설정될 수 있다. 따라서, 위치 오차의 평균값이 "0"이 되도록 각 레이더는 각 구역에서 캘리브레이션될 수 있다. 그러므로, 제로 평균 백색 가우시안 분포 특성을 가지는 레이더 에러는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. The radar measurement accuracy covariance (
Figure pat00010
) can be set based on the error characteristics. Accordingly, each radar may be calibrated in each zone so that the average value of the position error becomes “0”. Therefore, a radar error having a zero-mean white Gaussian distribution characteristic can be expressed as Equation (2).

Figure pat00011
Figure pat00011

또한, 이에 대한 공분산은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. Also, the covariance can be expressed as Equation (3).

Figure pat00012
Figure pat00012

여기서, GT는 지면 데이터를 나타내고, RADAR는 캘리브레이트된 레이더 데이터를 나타낸다. Here, GT denotes ground data and RADAR denotes calibrated radar data.

단계 120에서 센서 융합 장치(100)는 에러 특성값을 이용하여 칼만 필터를 적용하여 조합된 상태 및 공분산을 계산한다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치(100)는 분할된 각각의 점유 구역에 대한 모호성 문제를 해결할 수 있다. In step 120, the sensor fusion device 100 calculates the combined state and covariance by applying the Kalman filter using the error characteristic value. Through this, the sensor fusion device 100 according to an embodiment of the present invention can solve the problem of ambiguity with respect to each divided occupied area.

이미 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 레이더 센서에 의해 감지 가능한 영역을 복수의 점유 구역으로 구성하고 있으며, 각각의 점유 구역은 멀티 모델로 정의될 수 있다. 이하에서 설명되는 멀티 모델은 각각의 분할된 점유 구역으로 이해되어야 할 것이다. As already described above, in an embodiment of the present invention, an area detectable by a radar sensor is configured as a plurality of occupied regions, and each occupied region may be defined by a multi-model. The multi-model described below should be understood as each divided occupancy area.

본 발명의 일 실시예에서는 에러 특성값을 이용하여 필터를 통해 각 점유 구역간의 모호성 문제를 해결할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the problem of ambiguity between each occupied area can be solved through a filter using an error characteristic value.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치(100)는 복수의 분할된 점유 구역 중 자 차량에 영역을 미치는 4개의 구역을 도 5에 도시된 바와 같이 선택할 수 있다. First, the sensor fusion device 100 according to an embodiment of the present invention may select four zones that affect the own vehicle among a plurality of divided occupied zones as shown in FIG. 5 .

기본적으로 자 차량에 영약을 미치는 4개의 구역이 선택될 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 바와 같이, 알려지지 않은 구역이 포함되는 경우, 해당 알려지지 않는 구역은 제외하고 점유 구역 중 차 차량과 가장 가까운 4개의 구역이 선택될 수 있다. Basically, 4 zones that affect your vehicle can be selected. However, as shown in FIG. 5 , when an unknown area is included, four areas closest to the car vehicle may be selected among the occupied areas except for the unknown area.

차량이 종 방향 및 횡 방향으로 각각 일정한 상대 속도로 움직이는 것을 가정하면, 타겟 차량 추종을 위한 모델은 이산 시간 상태-공간 모델로 표현될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. Assuming that the vehicle moves at a constant relative speed in the longitudinal and lateral directions, respectively, the model for following the target vehicle can be expressed as a discrete-time state-space model. If this is expressed as an equation, it can be expressed as in equation (4).

Figure pat00013
Figure pat00013

Figure pat00014
Figure pat00014

여기서,

Figure pat00015
는 시스템 잡음을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 센서 정확도 모델은 공분산(
Figure pat00016
)이 사용되는 KF 필터를 통해 시스템 잡음 공분산(
Figure pat00017
)을 조정함으로써 각 구역에서 최소값에 근접한 추정 에러를 획득할 수 있다. here,
Figure pat00015
is the system noise. As mentioned above, the sensor accuracy model is based on the covariance (
Figure pat00016
) with the system noise covariance (
Figure pat00017
), it is possible to obtain an estimation error close to the minimum value in each zone.

따라서, 센서 융합 장치(100)는 각각의 점유 구역에 대한 시스템 잡음 공분산(

Figure pat00018
)을 각각 설정할 수 있다. Therefore, the sensor fusion device 100 calculates the system noise covariance (
Figure pat00018
) can be set individually.

다중 모델 필터는 도 6에 도시된 바와 같이 동작된다. The multi-model filter is operated as shown in FIG. 6 .

본 발명의 일 실시예에서 센서 융합 장치(100)는 타겟 차량에 대해 4개의 선택된 구역에 상응하여 도 6에 도시된 바와 같이, 믹싱, 필터링 및 병합 과정을 수행할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the sensor fusion apparatus 100 may perform mixing, filtering, and merging processes as shown in FIG. 6 corresponding to four selected areas for a target vehicle.

이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. For convenience of understanding and explanation, this will be described in more detail.

단계 610에서 센서 융합 장치(100)는 이전 샘플 시간에서 예측된 상태와 공분산을 믹싱 확률을 이용하여 믹싱한다. In step 610, the sensor fusion apparatus 100 mixes the predicted state and the covariance at the previous sample time using a mixing probability.

믹싱 확률은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. The mixing probability can be expressed as Equation (6).

Figure pat00019
Figure pat00019

여기서,

Figure pat00020
는 k시간에서 모델 i의 모델 확률을 나타내고,
Figure pat00021
이며, 모델 인덱스는
Figure pat00022
이다. here,
Figure pat00020
represents the model probability of model i at k time,
Figure pat00021
and the model index is
Figure pat00022
to be.

또한,

Figure pat00023
는 정규화 인자를 나타내고,
Figure pat00024
는 모델 개수를 나타내며,
Figure pat00025
는 타겟 차량이 점유한 점유 구역의 인덱스를 나타내고,
Figure pat00026
는 모델 i에서 모델 j로 전이할 Markov 확률을 나타내고, 상태 전이 확률 행렬(
Figure pat00027
)는 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. Also,
Figure pat00023
represents the normalization factor,
Figure pat00024
represents the number of models,
Figure pat00025
represents the index of the occupied area occupied by the target vehicle,
Figure pat00026
represents the Markov probability of transition from model i to model j, and the state transition probability matrix (
Figure pat00027
) can be expressed as in Equation 7.

Figure pat00028
Figure pat00028

모델 j의 믹스된 초기 상태(

Figure pat00029
)와 믹스된 초기 공분산(
Figure pat00030
)은 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다. The mixed initial state of model j (
Figure pat00029
) and mixed initial covariance (
Figure pat00030
) can be expressed as in Equation 8.

Figure pat00031
Figure pat00031

여기서,

Figure pat00032
는 이전 샘플 시간(k-1)에서 모델 j의 예측된 상태를 나타내고,
Figure pat00033
는 이전 샘플 시간(k-1)에서 모델 j의 예측된 공분산을 나타낸다. here,
Figure pat00032
represents the predicted state of model j at the previous sample time (k-1),
Figure pat00033
denotes the predicted covariance of model j at the previous sample time (k-1).

단계 615에서 센서 융합 장치(100)는 이전 샘플 시간에서 모델 j의 예측된 상태 및 공분산에 칼만 필터를 기반으로 현재 상태 및 공분산을 추정한다. In step 615, the sensor fusion device 100 estimates the current state and covariance based on the Kalman filter on the predicted state and covariance of model j at the previous sample time.

예측 및 보정 과정은 수학식 9 및 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다. The prediction and correction process can be expressed as Equations (9) and (10).

Figure pat00034
Figure pat00034

Figure pat00035
Figure pat00035

여기서,

Figure pat00036
는 j 조건부 필터의 공분산을 나타내고, I는 항등 행렬을 나타낸다. 최적의 IMM-KF(칼만 필터) 게인은 모델링된 레이더 정확도 특성(에러 특성값)을 사용하여 각 점유 구역에 맞게 설계될 수 있다. here,
Figure pat00036
denotes the covariance of the j conditional filter, and I denotes the identity matrix. An optimal IMM-KF (Kalman filter) gain can be designed for each occupied zone using the modeled radar accuracy characteristic (error characteristic value).

다계 620에서 센서 융합 장치(100)는 추정된 현재 상태 및 공분산을 병합하여 조합된 상태 및 공분산을 출력한다. In multiphase 620, the sensor fusion device 100 outputs the combined state and covariance by merging the estimated current state and covariance.

시간 k에서 각 모델(j)의 우도 함수(

Figure pat00037
)는 가우시안 가정 하에 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다. The likelihood function of each model (j) at time k (
Figure pat00037
) can be expressed as in Equation 11 under the Gaussian assumption.

Figure pat00038
Figure pat00038

각 모델의 모델 확률은 수학식 12와 같이 계산될 수 있다. The model probability of each model can be calculated as in Equation 12.

Figure pat00039
Figure pat00039

여기서,

Figure pat00040
이다. here,
Figure pat00040
to be.

조합된 상태(

Figure pat00041
)와 공분산(
Figure pat00042
)은 모델 j로부터의 상태 추정치의 차이를 설명하기 위해 공분산 행렬에 대한 증분과 함께 표준 가우시안 혼합 평균 및 공분산 공식을 사용하여 수학식 13과 같이 계산될 수 있다. combined state (
Figure pat00041
) and covariance (
Figure pat00042
) can be calculated as in Equation 13 using the standard Gaussian mixed mean and covariance formula with increments to the covariance matrix to account for the difference in the state estimate from model j.

Figure pat00043
Figure pat00043

다시 도 1을 참조하여, 단계 125에서 센서 융합 장치(100)는 계산된 조합된 상태 및 공분산을 이용하여 조정점을 계산한다. Referring back to FIG. 1 , in step 125 , the sensor fusion device 100 calculates an adjustment point using the calculated combined state and covariance.

이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 레이더 센서에 의해 동일한 타겟 객체의 서로 다른 표면 점을 융합하는 방법을 설명하기 위해 예시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 센서에 의해 동일한 타겟 객체의 다른 표면위치를 계산할 때, 동일한 타겟 객체를 다른 타겟으로 인식하지 않도록 타겟 객체의 연결은 신중하게 수행되어야 한다. This will be described in more detail. 7 is a diagram illustrating a method of fusing different surface points of the same target object by a plurality of radar sensors according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7 , when different surface positions of the same target object are calculated by a plurality of sensors, the connection of the target objects must be carefully performed so that the same target object is not recognized as different targets.

각각의 레이더 센서가 자체 측정을 수행하고, 감지 영역을 각각 유지하는 멀티 레이더 네트워크 환경에서, 연관(association)은 다른 센서가 중첩 영역에서 동일 타겟 객체를 표현할지를 결정하는 방법이다. In a multi-radar network environment in which each radar sensor performs its own measurement and maintains a detection area, association is a method of determining whether another sensor represents the same target object in an overlapping area.

연관을 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 센싱된 타겟 객체의 비교를 통해 최소 거리에 해당하는 센서 인덱스와 타겟 객체 인덱스를 찾을 수 있다. For correlation, in an embodiment of the present invention, a sensor index corresponding to a minimum distance and a target object index may be found through comparison of the sensed target object.

각 레이더의 중첩 영역을 위한 연관 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 수학식 13을 이용한다. In order to solve the association problem for the overlapping area of each radar, Equation 13 is used in an embodiment of the present invention.

간단히 표현하기 위해, 수학식 13에서 계산되는 조합된 상태(

Figure pat00044
)와 공분산(
Figure pat00045
)은 k 시간에 다른 센서(
Figure pat00046
)를 사용하여 센서 예측치(
Figure pat00047
)와 공분산 행렬(
Figure pat00048
)로 나타낼 수 있다. For simplicity, the combined state calculated in Equation 13 (
Figure pat00044
) and covariance (
Figure pat00045
) is the other sensor (
Figure pat00046
) using the sensor prediction (
Figure pat00047
) and the covariance matrix (
Figure pat00048
) can be expressed as

인접한 타겟 객체 위치를 찾기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 Mahalanobis 거리 방법을 사용한다.

Figure pat00049
를 포함하는 Mahalanobis 거리는 수학식 14와 같이 계산될 수 있다. To find an adjacent target object location, an embodiment of the present invention uses the Mahalanobis distance method.
Figure pat00049
The Mahalanobis distance including ? can be calculated as in Equation (14).

Figure pat00050
Figure pat00050

여기서,

Figure pat00051
는 일반적인 유클리드 거리와 달리 레이더 특성을 고려하기 위해 사용될 수 있다. here,
Figure pat00051
can be used to consider radar characteristics, unlike the general Euclidean distance.

이는 멀티 센서와 각 레이더 센서가 다수의 타겟 객체를 감지하는 연관 구조이다. This is an associative structure in which multiple sensors and each radar sensor detect multiple target objects.

본 발명의 일 실시예에서는 MOMS 최소화(MOMS minimiztion)을 통한 최소 거리를 가지는 연관된 센서 인덱스와 연관된 센싱된 타겟 객체 인덱스를 찾을 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 수학식 15와 같다. In an embodiment of the present invention, a sensed target object index associated with an associated sensor index having a minimum distance through MOMS minimization may be found. This can be expressed as Equation (15).

Figure pat00052
Figure pat00052

여기서,

Figure pat00053
는 센싱된 레이더 셋을 나타낸다. 따라서, 연관된 타겟 객체의 포즈는
Figure pat00054
,
Figure pat00055
이다. here,
Figure pat00053
denotes the sensed radar set. Thus, the pose of the associated target object is
Figure pat00054
,
Figure pat00055
to be.

자율 주행 환경에서 2개의 레이더 센서가 중첩 영역을 구성한다. 따라서, 두 개의 서로 다른 센서로 구성된 중첩된 영역에 대한 연관 및 융합 문제를 해결했다. In an autonomous driving environment, two radar sensors constitute an overlapping area. Therefore, we solved the association and fusion problems for the overlapping regions composed of two different sensors.

센서 융합 장치(100)는 연관된 타겟 객체의 포즈(

Figure pat00056
,
Figure pat00057
)를 이용하여 조정점을 획득한다. The sensor fusion device 100 performs a pose (
Figure pat00056
,
Figure pat00057
) to obtain the adjustment point.

연관된 타겟 객체의 포즈(

Figure pat00058
,
Figure pat00059
)는 동일한 객체에 대한 값이나 동일한 위치(포인트)는 아니다. 이는 복수의 레이더가 동일한 타겟 객체에 대해 다른 점을 계산하는 비-일치 지점의 문제이다. The pose of the associated target object (
Figure pat00058
,
Figure pat00059
) are values for the same object, but not the same location (point). This is a problem of non-matching points where multiple radars calculate different points for the same target object.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에서 도시된 바와 같이, 자 차량의 기준점에 영향을 주는 조정점을 획득할 수 있다. Accordingly, in an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 , it is possible to obtain an adjustment point affecting the reference point of the own vehicle.

이상적인 상황에서 타겟 객체 표면의 여러 지점을 자기 차량의 기준점의 영향력을 미치는 표면 지점으로 조정할 수 있다. In an ideal situation, several points on the surface of the target object can be adjusted as surface points that influence the reference point of the own vehicle.

이상적인 상황에서 타겟 차량 표면의 조정된 포즈(

Figure pat00060
)는 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다. The adjusted pose of the target vehicle surface (
Figure pat00060
) can be expressed as in Equation 16.

Figure pat00061
Figure pat00061

여기서,

Figure pat00062
Figure pat00063
는 정규화된 조정 가중치 행렬을 나타낸다.here,
Figure pat00062
Wow
Figure pat00063
denotes a normalized adjustment weight matrix.

예를 들어, 기하학적 정보가

Figure pat00064
Figure pat00065
과 같이 주어진 경우,
Figure pat00066
Figure pat00067
는 도 7에 도시된 바와 같이 쉽게 획득될 수 있다. For example, geometric information
Figure pat00064
and
Figure pat00065
If given as
Figure pat00066
Wow
Figure pat00067
can be easily obtained as shown in FIG.

즉, 센서 융합 장치(100)는 타겟 객체 표면에서 두개의 통합된 레이더 위치(

Figure pat00068
)와 자 차량의 DGPS 장착 지점 위치(
Figure pat00069
)를 알고 있으므로, 도 7과 같이 기하학적 증명(즉, 두 위치에 의해 정의된 선)에 의해 타겟 객체 표면의 조정된 조정점(
Figure pat00070
)를 계산할 수 있다. That is, the sensor fusion device 100 has two integrated radar positions (
Figure pat00068
) and the location of the DGPS mounting point on your vehicle (
Figure pat00069
), as shown in Fig. 7, the adjusted control point of the target object surface by geometric proof (i.e., a line defined by two positions) (
Figure pat00070
) can be calculated.

즉, 도 7에서 보여지는 바와 같이, 보간된 레이터 위치(

Figure pat00071
)와 조정점(
Figure pat00072
) 사이의 거리(
Figure pat00073
)가 계산될 수 있다. 계산된 거리(
Figure pat00074
)는 조정점에 대한 보간된 레이더 위치의 가중치 행렬로 표현될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다. That is, as shown in FIG. 7, the interpolated rate position (
Figure pat00071
) and the control point (
Figure pat00072
) the distance between (
Figure pat00073
) can be calculated. Calculated distance (
Figure pat00074
) can be expressed as a weighting matrix of interpolated radar positions with respect to the control point. If this is expressed as an equation, it can be expressed as Equation 17.

Figure pat00075
Figure pat00075

Figure pat00076
,
Figure pat00077
가 즉각적으로 계산될 수 있다.
Figure pat00076
,
Figure pat00077
can be calculated immediately.

정규화된 조정된 가중치 행렬은 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다. The normalized adjusted weight matrix can be expressed as Equation (18).

Figure pat00078
Figure pat00078

정규화된 조정된 가중치 행렬

Figure pat00079
Figure pat00080
은 보간된 레이더 위치(
Figure pat00081
,
Figure pat00082
)와 조정점(
Figure pat00083
)의 거리에 관한 비율로 계산될 수 있다. Normalized Adjusted Weight Matrix
Figure pat00079
Wow
Figure pat00080
is the interpolated radar position (
Figure pat00081
,
Figure pat00082
) and the control point (
Figure pat00083
) can be calculated as a ratio with respect to the distance.

계산된 정규화된 조정된 가중치 행렬은 보간된 레이더 위치의 종축 및 횡축 상대 거리(

Figure pat00084
) 및 종축/횡축 상대 속도(
Figure pat00085
)와 관련될 수 있다. The computed normalized adjusted weight matrix is the ordinate and abscissa relative distances (
Figure pat00084
) and longitudinal/horizontal relative speed (
Figure pat00085
) may be related to

단계 130에서 센서 융합 장치(110)는 조정점을 이용하여 복수의 센서에 의해 중복되는 감지 구역에 대한 감지 정보를 융합한다. In step 130, the sensor fusion device 110 fuses the sensing information for the sensing area overlapped by the plurality of sensors using the adjustment point.

센서 융합 장치(100)는 연관된 타겟 객체 포즈(

Figure pat00086
)를 융합하기 위해 이전 획득된 정규화된 조정된 가중치 행렬(
Figure pat00087
)과 공분산 행렬(
Figure pat00088
)을 이용할 수 있다. The sensor fusion device 100 is associated with the target object pose (
Figure pat00086
), the previously obtained normalized adjusted weight matrix (
Figure pat00087
) and the covariance matrix (
Figure pat00088
) can be used.

센서가 동일한 타겟 객체의 다른 표면점을 계산하는 경우(예를 들어, 타겟 객체가 감지 영역보다 크거나 센서에 매우 근접한 경우) 센서 융합 오류가 증가할 수 있다. 이는 센서가 동일 타겟 객체에 대해 다른 위치를 계산하기 때문이다. 서로 다른 센서가 감지하는 중첩되는 구역(영역)은 독립적이므로, 수학식 19와 같이 융합 알고리즘에 의해 추정된 상태(좌표)가 획득될 수 있다. Sensor fusion errors may increase if the sensor calculates different surface points of the same target object (eg, if the target object is larger than the sensing area or very close to the sensor). This is because the sensor calculates different positions for the same target object. Since overlapping regions (regions) detected by different sensors are independent, a state (coordinates) estimated by the fusion algorithm can be obtained as shown in Equation (19).

Figure pat00089
Figure pat00089

예측된 조정된 공분한은 수학식 20과 같이 계산될 수 있다. The predicted adjusted covariance may be calculated as in Equation (20).

Figure pat00090
Figure pat00090

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a sensor fusion device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치(100)는 복수의 센서(810), 획득부(815), 조정부(820), 융합부(825), 메모리(830) 및 프로세서(835)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 8 , the sensor fusion device 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sensors 810 , an acquisition unit 815 , an adjustment unit 820 , a fusion unit 825 , a memory 830 and and a processor 835 .

복수의 센서(810)는 차량의 각각의 위치에 부착되며, 각각의 감지 영역을 감지할 수 있다. 복수의 센서(810)에 의해 감지되는 영역은 중복될 수도 있다. The plurality of sensors 810 may be attached to respective positions of the vehicle, and may detect respective sensing areas. Regions sensed by the plurality of sensors 810 may overlap.

획득부(815)는 자 차량에 장착된 복수의 센서로부터 감지 정보를 각각 획득하기 위한 수단이다.The acquisition unit 815 is a means for acquiring detection information from a plurality of sensors mounted on the own vehicle, respectively.

조정부(820)는 복수의 센서에 의한 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 고려하여 타겟 객체에 대한 조정점을 결정하기 위한 수단이다.The adjustment unit 820 is a means for determining an adjustment point for a target object in consideration of association with one target object using respective detection information by a plurality of sensors.

융합부(825)는 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하기 위한 수단이다. The fusion unit 825 is a means for fusing respective sensing information of a plurality of sensors using an adjustment point.

조정부(820) 및 융합부(825)의 세부 기능은 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Detailed functions of the adjustment unit 820 and the fusion unit 825 are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 7 , and thus overlapping descriptions will be omitted.

메모리(830)는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 방법을 수행하기 위해 필요한 프로그램 코드들(명령어들)을 저장하기 위한 수단이다. The memory 830 is a means for storing program codes (instructions) necessary for performing the sensor fusion method according to an embodiment of the present invention.

프로세서(835)는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 융합 장치(100)의 내부 구성 요소들(에를 들어, 센서(810), 메모리(830) 등)을 제어하기 위한 수단이다. The processor 835 is a means for controlling internal components (eg, the sensor 810 , the memory 830 , etc.) of the sensor fusion device 100 according to an embodiment of the present invention.

또한, 프로세서(835)에 의해 실행된 명령어들은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 센서 융합 방법을 수행할 수 있다. 이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In addition, the instructions executed by the processor 835 may perform the sensor fusion method as described with reference to FIGS. 1 to 7 . Since this is the same as that described above, the overlapping description will be omitted.

본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The apparatus and method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the computer readable medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and available to those skilled in the computer software field. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floppy disks. - Includes magneto-optical media and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at focusing on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 다중 센서 융합 장치
810: 센서
815: 획득부
820: 조정부
825: 융합부
830: 메모리
835: 프로세서
100: multi-sensor fusion device
810: sensor
815: Acquisition Department
820: adjustment unit
825: fusion unit
830: memory
835: processor

Claims (14)

(a) 자 차량에 장착된 복수의 센서로부터 감지 정보를 각각 획득하는 단계;
(b) 상기 복수의 센서에 의해 서로 다르게 감지된 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 위한 상기 타겟 객체에 대한 조정점을 결정하는 단계; 및
(c) 상기 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하는 단계를 포함하는 다중 센서 융합 방법.
(a) acquiring detection information from a plurality of sensors mounted on the own vehicle, respectively;
(b) determining an adjustment point for the target object for association with one target object by using the respective detection information detected differently by the plurality of sensors; and
(c) fusing each sensing information of a plurality of sensors using the adjustment point.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계 이전에,
센서 정확도 모델을 이용하여 에러 특성값을 도출하는 단계; 및
상기 에러 특성값을 이용하여 칼만 필터를 적용하여 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 단계를 더 포함하되,
상기 조정점은 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 방법.
According to claim 1,
Before step (b),
deriving an error characteristic value using the sensor accuracy model; and
Further comprising the step of calculating a combined state and covariance by applying a Kalman filter using the error characteristic value,
and the adjustment point is calculated using the combined state and covariance.
제2 항에 있어서,
상기 에러 특성값을 도출하는 단계는,
상기 복수의 센서에 의해 감지 가능한 영역(FOV)을 고려하여 복수의 점유 구역을 구성하는 단계;
상기 자 차량의 센서의 장착 위치 및 상기 타겟 객체의 기준점, 상기 타겟 객체의 GPS 장착 위치를 이용하여 상기 타겟 객체의 표면상으로 보간된 센서 및 GPS 위치를 결정하는 단계;
상기 보간된 센서 및 GPS 위치를 이용하여 종축 오차 및 횡축 오차를 계산하는 단계; 및
상기 각각의 점유 구역에서 상기 종축 오차 및 횡축 오차의 평균값이 제로(0)가 되도록 에러 특성값이 도출하는 단계를 포함하는 다중 센서 융합 방법.
3. The method of claim 2,
The step of deriving the error characteristic value is,
configuring a plurality of occupied zones in consideration of an area detectable by the plurality of sensors (FOV);
determining an interpolated sensor and GPS position on the surface of the target object using a mounting position of the sensor of the own vehicle, a reference point of the target object, and a GPS mounting position of the target object;
calculating an ordinate error and an abscissa error using the interpolated sensor and GPS position; and
and deriving an error characteristic value such that the average value of the vertical error and the horizontal error in each of the occupied zones becomes zero (0).
제3 항에 있어서,
상기 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 단계는,
상기 복수의 점유 구역 중 상기 자 차량에 영향을 미치는 적어도 4개의 점유 구역을 선택하여 상기 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 방법.
4. The method of claim 3,
Calculating the combined state and covariance comprises:
and calculating the combined state and covariance by selecting at least four occupancy zones affecting the own vehicle among the plurality of occupancy zones.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 조합된 상태 및 공분산을 이용한 Mahalanobis 거리를 계산하고, 상기 계산된 Mahalanobis 거리가 최소인 거리를 이용하여 상기 조정점을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 방법.
According to claim 1,
Step (b) is,
and calculating a Mahalanobis distance using the combined state and covariance, and calculating the adjustment point using a distance at which the calculated Mahalanobis distance is a minimum.
제1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
타겟 객체 표면에서 적어도 두개의 보간된 센서 위치와 조정점 사이의 거리를 계산하는 단계;
상기 계산된 거리를 상기 감지 정보를 융합하는 단계를 포함하는 다중 센서 융합 방법.
According to claim 1,
The step (c) is,
calculating a distance between at least two interpolated sensor positions and an adjustment point on the target object surface;
A multi-sensor fusion method comprising the step of fusing the calculated distance with the sensing information.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.
A computer-readable recording medium product on which a program code for performing the method according to any one of claims 1 to 6 is recorded.
자 차량에 장착된 복수의 센서로부터 감지 정보를 각각 획득하는 획득부;
상기 복수의 센서에 의해 서로 다르게 감지된 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 위한 상기 타겟 객체에 대한 조정점을 결정하는 조정부; 및
상기 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하는 융합부를 포함하는 다중 센서 융합 장치.
an acquisition unit configured to acquire sensing information from a plurality of sensors mounted on the own vehicle;
an adjustment unit configured to determine an adjustment point for the target object for association with one target object by using each detection information differently detected by the plurality of sensors; and
A multi-sensor fusion device including a fusion unit that fuses respective sensing information of a plurality of sensors using the adjustment point.
제8 항에 있어서,
상기 조정부는,
센서 정확도 모델을 이용하여 에러 특성값을 도출하고, 상기 에러 특성값을 이용하여 칼만 필터를 적용하여 조합된 상태 및 공분산을 계산하되,
상기 조정점은 상기 조합된 상태 및 공분산을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 장치.
9. The method of claim 8,
The adjustment unit,
The error characteristic value is derived using the sensor accuracy model, and the combined state and covariance are calculated by applying the Kalman filter using the error characteristic value,
and the adjustment point is calculated using the combined state and covariance.
제9 항에 있어서,
상기 조정부는,
상기 복수의 센서에 의해 감지 가능한 영역(FOV)을 고려하여 복수의 점유 구역을 구성하며, 상기 자 차량의 센서의 장착 위치 및 상기 타겟 객체의 기준점, 상기 타겟 객체의 GPS 장착 위치를 이용하여 상기 타겟 객체의 표면상으로 보간된 센서 및 GPS 위치를 결정하고, 상기 보간된 센서 및 GPS 위치를 이용하여 종축 오차 및 횡축 오차를 계산하며, 상기 각각의 점유 구역에서 상기 종축 오차 및 횡축 오차의 평균값이 제로(0)가 되도록 에러 특성값을 도출하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 장치.
10. The method of claim 9,
The adjustment unit,
A plurality of occupancy zones are configured in consideration of an area detectable by the plurality of sensors (FOV), and the target using the mounting position of the sensor of the own vehicle, the reference point of the target object, and the GPS mounting position of the target object determine the interpolated sensor and GPS position on the surface of the object, calculate the ordinate error and the abscissa error using the interpolated sensor and GPS position, and the average value of the ordinate error and the abscissa error in each of the occupied areas is zero A multi-sensor fusion device, characterized in that the error characteristic value is derived to be (0).
제10 항에 있어서,
상기 조정부는,
상기 복수의 점유 구역 중 상기 자 차량에 영향을 미치는 적어도 4개의 점유 구역을 선택하여 상기 조합된 상태 및 공분산을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 장치.
11. The method of claim 10,
The adjustment unit,
and calculating the combined state and covariance by selecting at least four occupancy zones affecting the own vehicle among the plurality of occupancy zones.
제8 항에 있어서,
상기 조정부는,
상기 조합된 상태 및 공분산을 이용한 Mahalanobis 거리를 계산하고, 상기 계산된 Mahalanobis 거리가 최소인 거리를 이용하여 상기 조정점을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 장치.
9. The method of claim 8,
The adjustment unit,
and calculating a Mahalanobis distance using the combined state and covariance, and calculating the adjustment point using a distance at which the calculated Mahalanobis distance is a minimum.
제8 항에 있어서,
상기 융합부는,
타겟 객체 표면에서 적어도 두개의 보간된 센서 위치와 조정점 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리를 상기 감지 정보를 융합하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 융합 장치.
9. The method of claim 8,
The fusion part,
A multi-sensor fusion device, comprising: calculating a distance between at least two interpolated sensor positions and an adjustment point on a target object surface, and fusing the calculated distance with the sensing information.
자 차량에 장착된 복수의 센서; 및
상기 복수의 센서에 의해 획득된 각각의 감지 정보를 이용하여 하나의 타겟 객체로의 연관을 고려하여 상기 타겟 객체에 대한 조정점을 결정한 후 상기 조정점을 이용하여 복수의 센서의 각각의 감지 정보를 융합하는 다중 센서 융합부를 포함하는 차량.

a plurality of sensors mounted on the own vehicle; and
After determining an adjustment point for the target object in consideration of association to one target object using each detection information obtained by the plurality of sensors, the detection information of each of the plurality of sensors is obtained using the adjustment point A vehicle comprising a fusion multi-sensor fusion unit.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017142171A (en) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社Soken Object detection device
KR20180079880A (en) 2017-01-03 2018-07-11 자동차부품연구원 Apparatus and method for tracking object
KR20180099090A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 전자부품연구원 Multi-Lidar Signal Convergence Device for Autonomous Vehicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017142171A (en) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社Soken Object detection device
KR20180079880A (en) 2017-01-03 2018-07-11 자동차부품연구원 Apparatus and method for tracking object
KR20180099090A (en) * 2017-02-28 2018-09-05 전자부품연구원 Multi-Lidar Signal Convergence Device for Autonomous Vehicles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611112A (en) * 2021-07-29 2021-11-05 中国第一汽车股份有限公司 Target association method, device, equipment and storage medium
CN113611112B (en) * 2021-07-29 2022-11-08 中国第一汽车股份有限公司 Target association method, device, equipment and storage medium

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