KR101291067B1 - 차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율 주행 기법에 관한 것으로, 본 발명은, 자율 주행 시스템에서 자율 주행 서비스가 요청되면, 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전송하고, 이를 지역 서버 장치를 통해 전역 서버 장치에서 수신하여 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하며, 지역 서버 장치에서 전송된 센싱 정보를 이용하여 주행 제어 명령을 생성하여 이를 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 전송하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하여 차량의 자율 주행을 수행함으로써, 모든 서비스 지역에 대한 각종 센싱 정보를 이용하여 자율 주행을 효과적으로 수행할 수 있는 것이다.
자율 주행, 지역 서버, 전역 서버, 인프라 센서

Description

차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법{CAR CONTROL APPARATUS AND ITS AUTONOMOUS DRIVING METHOD, LOCAL SEVER APPARATUS AND ITS AUTONOMOUS DRIVING SERVICE METHOD, WHOLE REGION SEVER APPARATUS AND ITS AUTONOMOUS DRIVING SERVICE METHOD}
본 발명은 차량 제어 장치, 지역 서버 장치 및 전역 서버 장치를 이용한 자율 주행 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인프라에 설치된 각종 센서들의 센싱 정보를 참조하여 지역 서버 장치 및 전역 서버 장치에서 생성된 주행 정보를 통해 차량의 자율 주행을 수행하는데 적합한 차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 각종 주행 수단에 내장되어 주행 위치 탐색을 통해 자율 주행을 수행하는 자율 주행 장치는 주로 선박, 항공기 등에 적용되고 있는데, 최근 들어 도로를 주행하는 차량에도 적용되어 예를 들면, 주행 경로, 도로 혼잡도 등과 같은 다양한 정보를 모니터를 통해 사용자에게 알려주거나, 자율 주행 장치가 스스로 차량을 운전하거나 주행 상태를 제어한다.
이러한 자율 주행 장치는 예를 들어 차량과 같이 고속으로 움직이는 이동체의 경우, 주행 환경(예를 들면, 전방 차량 인식, 장애물 검출 등)을 실시간으로 인식하여 운전자에게 알려주거나, 주행 환경을 실시간으로 판단하여 스스로 그에 대응하는 각각의 응급 기능을 수행해야 하며, 이를 위해서 많은 데이터량을 실시간으로 처리할 수 있는 고성능의 프로세서가 필요하게 된다.
예를 들면, 차량 내에 스캐닝 장치, 카메라, 레이더 등과 같은 모든 센서 장비와, 컴퓨팅 장치와, 차량 제어 및 자율 주행용 소프트웨어를 탑재하여 기 설정된 조건에 다라 차량이 자동으로 주행할 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 종래 방식과 같은 자율 주행의 경우 자율 주행 차량에 탑재되는 센서 및 컴퓨팅 장치는 고가의 장비이기 때문에, 다수의 차량에 탑재되어 상용화하기에는 한계가 있으며, 자율 주행 차량에 이러한 장비를 탑재하여 자율 주행을 수행할 경우에 차량 주변의 정보들만 센싱할 수 있기 때문에 센싱 범위를 벗어난 지역에 발생된 이벤트에 대해서는 인지하지 못하게 되고, 이에 따라 안전한 자율 주행을 보장하기에는 한계가 있다.
이에 따라, 본 발명은 인프라에 설치된 센서 장치와 다수의 지역 서버 장치로부터 제공되는 센싱 정보 및 주행 정보에 따라 차량의 자율 주행을 수행할 수 있는 차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전역 서버 장치에서 자율 주행을 위한 도로 네트워크 데이터를 생성함으로써, 차량의 자율 주행을 효과적으로 수행할 수 있는 차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 어느 하나의 지역 서버 장치에서 다른 지역 서버 장치로 차량이 이동할 경우 그 지역 서버간 제어권을 효과적으로 핸드오버할 수 있는 차량 제어 장치 및 그 자율 주행 방법, 지역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법, 전역 서버 장치 및 그 자율 주행 서비스 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예의 일 양태에 따르면, 지역 서버 장치와의 데이터 통신을 담당하는 통신 관리부와, 자율 주행 서비스 요청에 따라 상기 지역 서버 장치로부터 수신되는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하는 지역 경로 생성부와, 상기 생성된 지역 경로를 차량이 추종하도록 차량 엑츄에이터를 제어하는 경로 추종 제어부와, 상기 차량 엑츄에이터의 제어에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는 차량 구동부를 포함하는 차량 제어 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 차량 제어 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 차량 제어 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예의 다른 양태에 따르면, 자율 주행 서비스 요청에 따라 지역 서버 장치로부터 수신되는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하는 단계와, 상기 생성된 지역 경로를 차량이 추종하도록 차량 엑츄에이터를 제어하는 단계와, 상기 차량 엑츄에이터의 제어에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는 단계를 포함하는 차량 제어 장치의 자율 주행 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 차량 제어 장치의 자율 주행 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 차량 제어 장치의 자율 주행 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시 예의 일 양태에 따르면, 차량 제어 장치 및 인프라 센 서 장치와의 무선 통신을 담당하고, 전역 서버 장치와의 유선 통신을 담당하는 통신 관리부와, 상기 인프라 센서 장치를 통한 센싱 제어를 수행하고, 상기 차량 제어 장치로부터 차량 정보 및 자율 주행 서비스 요청을 상기 전역 서버 장치로 전송하며, 상기 전역 서버 장치로부터 전송되는 주행 제어 명령을 상기 차량 제어 장치로 전송하는 센서 제어부와, 상기 인프라 센서 장치로부터 전송되는 센싱 정보를 전처리하는 센서 데이터 전처리부와, 상기 전처리된 센싱 정보를 융합하는 센서 데이터 융합 처리부와, 융합된 상기 센싱 정보를 지속적으로 수집하여 저장한 후, 상기 센싱 정보를 상기 전역 서버 장치 및 차량 제어 장치로 전송하는 센서 데이터 스트림 처리부를 포함하는 지역 서버 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 지역 서버 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 지역 서버 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시 예의 다른 양태에 따르면, 인프라 센서 장치로부터 전송되는 센싱 정보를 전처리하고, 융합한 후에, 이러한 상기 센싱 정보를 지속적으 로 수집하여 저장한 후, 상기 센싱 정보를 전역 서버 장치 및 차량 제어 장치로 주기적으로 전송하는 단계와, 상기 센싱 정보를 주기적으로 전송하는 중에 상기 차량 제어 장치로부터 차량 정보 및 자율 주행 서비스 요청이 수신되면 상기 수신된 차량 정보 및 자율 주행 서비스 요청을 상기 전역 서버 장치로 전송하는 단계와, 상기 전역 서버로부터 전송되는 주행 제어 명령을 상기 차량 제어 장치로 전송하는 단계를 포함하는 지역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 지역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 지역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시 예의 일 양태에 따르면, 지역 서버 장치와의 데이터 통신을 담당하는 통신 관리부와, 상기 지역 서버 장치로부터 전송되는 자율 주행 서비스 요청에 따라 해당 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하는 전역 경로 생성부와, 상기 생성된 전역 경로 상에 상기 지역 서버 장치로부터 전송되는 센싱 정보에 따라 탐색된 회피 경로를 선택 반영하여 주행 제어 명령을 생성한 후, 상기 지역 서버 장치로 전송하는 주행 명령 제어부와, 상기 지역 서버 장치간의 자율 주행 제어권의 핸드오버를 처리하는 핸드오버 처리부와, 상기 도로 네트워크 데이터의 저장 관리, 상기 지역 서버 장치의 등록 관리를 수행하는 전역 환경 관리부를 포함하는 전역 서버 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 전역 서버 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 전역 서버 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 도로 네트워크 데이터는, 좌표점 표현과, 도로 설계 기반 함수 표현과, 좌표 근사치 함수 표현과, 상기 좌표점 표현, 도로 설계 기반 함수 표현 및 좌표 근사치 함수 표현 중 적어도 두 개의 복합 표현 중에서 어느 하나의 방식으로 표현되는 전역 서버 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시 예의 다른 양태에 따르면, 지역 서버 장치로부터 전송되는 자율 주행 서비스 요청에 따라 해당 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하는 단계와, 상기 생성된 전역 경로 상에 상기 지역 서버 장치로부터 전송되는 센싱 정보에 따라 탐색된 회피 경로를 선택 반영하여 주행 제어 명령을 생성한 후, 상기 지역 서버 장치로 전송하는 단계와, 상기 주행 제어 명령에 따라 차량의 자율 주행 중에 상기 센싱 정보를 이용하여 상기 지역 서버간의 핸드오버를 처리하는 단계를 포함하는 전역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하며, 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 전역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는 전역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 도로 네트워크 데이터는, 좌표점 표현과, 도로 설계 기반 함수 표현과, 좌표 근사치 함수 표현과, 상기 좌표점 표현, 도로 설계 기반 함수 표현 및 좌표 근사치 함수 표현 중 적어도 두 개의 복합 표현 중에서 어느 하나의 방식으로 표현되는 전역 서버 장치의 자율 주행 서비스 방법이 제공된다.
본 발명은, 본 발명은, 자율 주행 시스템에서 자율 주행 서비스가 요청되면, 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전송하고, 이를 지역 서버 장치를 통해 전역 서버 장치에서 수신하여 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하며, 지역 서버 장치에서 전송된 센싱 정보를 이용하여 주행 제어 명령을 생성하여 이를 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 전송하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하여 차량의 자율 주행을 수행함으로써, 모든 서비스 지역에 대한 각종 센싱 정보를 이용하여 자율 주행을 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명은, 자율 주행 시스템에서 자율 주행 서비스가 요청되면, 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전송하고, 이를 지역 서버 장치를 통해 전역 서버 장치에서 수신하여 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하며, 지역 서버 장치에서 전송된 센싱 정보를 이용하여 주행 제어 명령을 생성하여 이를 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 전송하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하여 차량의 자율 주행을 수행한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 인프라에 설치된 센서의 센싱 정보와 지역 서버 및 전역 서버로부터 제공되는 주행 정보에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는데 적합한 자율 주행 시스템의 블록 구성도로서, 인프라 센서 장치(100), 지역 서 버 장치(200), 전역 서버 장치(300), 차량 제어 장치(400) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 인프라 센서 장치(100)는 예를 들면, 카메라, 2차원 또는 3차원 레이저 스캐너, 초음파 센서 등을 포함하는 것으로, 주행 경로 상의 각종 이벤트, 장애물, 차량 등을 센싱하여 그 센싱 정보(즉, 센서 데이터)를 지역 서버 장치(200)로 전송한다. 여기에서, 인프라 센서 장치(100)와 지역 서버 장치(200)간의 데이터 통신은 무선 통신망이 담당할 수 있다.
그리고, 지역 서버 장치(200)는 인프라 센서 장치(100)의 센싱 범위에 따라 적어도 하나가 설치되며, 인프라 센서 장치(100)와 연동하여 차량 제어 장치(400)의 자율 주행을 제어하는 것으로, 인프라 센서 장치(100)로부터 무선 통신망을 통해 전송되는 센싱 정보를 전역 서버 장치(300) 및 차량 제어 장치(400)로 전송하고, 차량 제어 장치(400)로부터 전송되는 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전역 서버 장치(300)로 전송하며, 이에 따라 전역 서버 장치(300)로부터 전송되는 주행 제어 명령을 차량 제어 장치(400)로 전송한다. 여기에서, 지역 서버 장치(200)와 전역 서버 장치(300)간의 데이터 통신은 유선 통신망이 담당하며, 지역 서버 장치(200)와 차량 제어 장치(400)간의 데이터 통신은 무선 통신망이 담당할 수 있다.
다음에, 전역 서버 장치(300)는 지역 서버 장치(200)와 차량 제어 장치(400)를 관리하여 자율 주행 서비스를 제공하는 것으로, 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 차량 정보를 등록한 후에, 자율 주행 서비스 요청에 따라 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로(즉, 출발지에서 목적지까지의 경로)를 생성하고, 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 센싱 정보에 따라 전역 경로 상에 블로킹(즉, 통행 불가능 지역)이 있는지를 체크한 후에, 블로킹 존재 유무에 따라 선택적으로 회피 경로를 탐색하며, 그에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하여 지역 서버 장치(200)로 전송한다.
한편, 차량 제어 장치(400)는 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 주행 제어 명령에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는 것으로, 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 주행 제어 명령과 센싱 정보(예를 들면, 장애물 센싱 정보, 이벤트 센싱 정보 등)에 따라 지역 경로(즉, 지역 서버 장치(200)의 구간 내 장애물 및 이벤트를 회피하는 경로)를 생성하고, 차량의 엑츄에이터를 구동시켜 차량의 조향, 구동, 제동 등을 제어함으로써, 차량의 자율 주행을 수행한다.
예를 들면, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 시스템을 예시한 도면으로, 차량 내에 탑재된 차량 제어기와, 지역 서버1 및 지역 서버2와, 전역 서버와, 인프라 센서 등을 포함하는 자율 주행 시스템을 나타내며, 차량 제어기와 지역 서버1 또는 지역 서버2간은 무선 통신을, 지역 서버1 또는 지역 서버2와 전역 서버간은 유선 통신을 통해 통신하고, 인프라 센서로부터 장애물, 차량의 센싱 정보를 지역 서버1 또는 지역서버2에서 수신하여 전역 서버로 전송하며, 전역 서버에서는 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성할 수 있다.
따라서, 자율 주행 시스템에서 인프라 센서 장치를 통해 센싱된 센싱 정보와 자율 주행 서비스 요청이 전송되면, 전역 서버 장치에서 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하고, 센싱 정보에 따라 회피 경로를 선택 탐색하며, 그에 대응하는 주행 제어 명령을 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 제공하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하여 구동함으로써, 차량의 자율 주행을 수행할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 자율 주행 시스템에서 차량의 센싱 정보, 장애물 센싱 정보, 이벤트 센싱 정보를 전송하는 인프라 센서 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 인프라에 설치된 각종 센서를 통해 센싱된 센싱 정보를 전송하는데 적합한 인프라 센서 장치의 블록 구성도로서, 제 1 통신 관리부(102), 영상 촬영부(104), 스캐닝부(106), 센서부(108) 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 통신 관리부(102)는 예를 들면, 무선 통신 모듈 등을 포함하는 것으로, 무선 통신 모듈을 통해 무선 통신망에 접속하여 인프라 센서 장치(100)와 지역 서버 장치(200)간의 데이터 통신을 담당한다.
그리고, 영상 촬영부(104)는 예를 들면, 교통 CCTV, 교통 감시 카메라 등을 포함하는 것으로, 이들로부터 차량 영상, 장애물 영상, 이벤트(예를 들면, 사고, 도로 정비 등) 영상 데이터를 센싱 정보로 제 1 통신 관리부(102)를 통해 지역 서버 장치(200)로 전송한다.
또한, 스케닝부(106)는 예를 들면, 2차원 또는 3차원 스캐너 등을 포함하는 것으로, 이로부터 차량, 장애물 등을 스캐닝한 데이터를 센싱 정보로 제 1 통신 관리부(102)를 통해 지역 서버 장치(200)로 전송한다.
한편, 센서부(108)는 예를 들면, 초음파 센서 등을 포함하는 것으로, 이로부 터 차량, 장애물 등을 센싱한 데이터를 센싱 정보로 제 1 통신 관리부(102)를 통해 지역 서버 장치(200)로 전송한다.
따라서, 인프라에 설치되어 차량, 장애물, 이벤트에 대한 영상 데이터, 스캐닝 데이터 및 센서 데이터를 센싱 정보로 지역 서버 장치에 전송함으로써, 인프라 센서 구간별로 각종 상황에 대해 센싱하여 그 센싱 정보를 효과적으로 전송할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 자율 주행 시스템에서 인프라 센서 장치로부터 무선 통신망을 통해 전송되는 센싱 정보를 전역 서버 장치 및 차량 제어 장치로 전송하고, 차량 제어 장치로부터 전송되는 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전역 서버 장치로 전송하며, 이에 따라 전역 서버 장치로부터 전송되는 주행 제어 명령을 차량 제어 장치로 전송하는 지역 서버 장치에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 전송되는 센싱 정보와 주행 제어 명령을 전송하여 자율 주행 서비스를 제공하는데 적합한 지역 서버 장치의 블록 구성도로서, 제 2 통신 관리부(202), 센서 제어부(204), 센서 데이터 전처리부(206), 센서 데이터 융합 처리부(208), 센서 데이터 스트림 처리부(210) 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제 2 통신 관리부(202)는 예를 들면, 유선 통신 모듈, 무선 통신 모듈 등을 포함하는 것으로, 무선 통신 모듈을 통해 무선 통신망에 접속하여 인프라 센서 장치(100)와 지역 서버 장치(200)간 및 차량 제어 장치(400)와 지역 서버 장치(200)간의 데이터 통신을 담당하며, 유선 통신 모듈을 통해 유선 통신 망에 접속하여 전역 서버 장치(300)와 지역 서버 장치(200)간의 데이터 통신을 담당한다.
그리고, 센서 제어부(204)는 인프라 센서 장치(100)의 구동 및 제어를 수행하며, 자율 주행 서비스 요청 및 주행 제어 명령을 전송하는 것으로, 제 2 통신 관리부(202)를 통해 인프라 센서 장치(100)로 영상 촬영 제어신호, 스캐닝 제어신호, 센서 제어신호 등을 제공하여 예를 들면, 차량, 장애물, 각종 이벤트 등을 센싱하도록 제어한다.
또한, 센서 제어부(204)는 차량 제어 장치(400)로부터 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청이 수신되면, 이를 센싱 정보와 함께 제 2 통신 관리부(202)를 통해 전역 서버 장치(300)로 전송하고, 전역 서버 장치(400)로부터 수신되는 주행 제어 명령을 센싱 정보와 함께 제 2 통신 관리부(202)를 통해 차량 제어 장치(400)로 전송한다.
다음에, 센서 데이터 전처리부(206)는 수신되는 센싱 정보(즉, 센서 데이터)의 전처리를 수행하는 것으로, 인프라 센서 장치(100)로부터 제 2 통신 관리부(202)를 통해 수신되는 센싱 정보(예를 들면, 영상 데이터, 스캐닝 데이터, 센서 데이터 등)에 대한 노이즈 제거, 선 추출 등의 전처리를 수행한다.
또한, 센서 데이터 융합 처리부(208)는 센싱 정보를 융합하여 각종 센싱값을 추출하는 것으로, 센서 데이터 전처리부(206)를 통해 전처리된 센싱 정보의 각 영상 데이터, 스캐닝 데이터, 센서 데이터 등을 융합하여 예를 들면, 차량, 장애물, 이벤트 등에 대한 센싱값을 추출한다.
한편, 센서 데이터 스트림 처리부(210)는 추출된 센싱값을 포함하는 센싱 정보를 지속적으로 저장하여 그 센싱 정보를 제공하는 것으로, 센서 데이터 융합 처리부(208)를 통해 추출된 센싱값들을 지속적으로 저장하며, 이들을 필요에 따라 추출하여 제 2 통신 관리부(202)를 통해 전역 서버 장치(300) 또는 차량 제어 장치(400)로 전송한다.
한편, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따라 지역 서버 장치에서 센싱 정보를 표현하기 위한 데이터 형식을 예시한 도면으로, 차량을 제어하기 위해서는 현재 차량의 위치와 진행 방향 정보가 필요하게 되는데, 이를 위해서 도 8a에 도시한 바와 같이 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR : minimum bounding rectangle)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보를 진북에 대한 각도로 표현할 수 있다.
또한, 도 8b에 도시한 바와 같이 장애물 센싱 정보는 비트맵 방식과 벡터 방식으로 표현하게 되는데, 비트맵 방식은 지역 서버 장치(200)의 센서 영역을 격자로 나누고, 각 격자에 장애물의 존재 여부를 표시하는 것이고, 벡터 방식은 차량 센싱 정보와 같이 장애물을 최소 경계 사각형(MBR) 형식(즉, 벡터 형식)으로 표현하는 것으로, 비트맵 방식은 장애물이 상대적으로 많이 존재하는 경우, 벡터 방식은 장애물이 상대적으로 적게 존재하는 경우에 주로 사용될 수 있다. 여기에서, 이벤트 센싱 정보도 장애물 센싱 정보와 같이 표현할 수 있으며, 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 표현될 수 있다.
따라서, 지역 서버 장치에서는 인프라 센서 장치의 각종 센서를 제어하여 그 로부터 제공되는 센싱 정보를 처리하며, 처리된 센싱 정보를 필요에 따라 전역 서버 장치 또는 차량 제어 장치로 전송하며, 차량 제어 장치로부터의 자율 주행 서비스 요청에 따라 전역 서버 장치로부터 수신되는 주행 제어 명령을 센싱 정보와 함께 차량 제어 장치에 전송함으로써, 자율 주행 서비스를 효과적으로 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 자율 주행 시스템에서 지역 서버 장치로부터 전송되는 차량 정보를 등록한 후에, 자율 주행 서비스 요청에 따라 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하고, 지역 서버 장치로부터 전송되는 센싱 정보에 따라 전역 경로 상에 블로킹이 있는지를 체크한 후에, 블로킹 존재 유무에 따라 선택적으로 회피 경로를 탐색하며, 그에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하여 지역 서버 장치로 전송하는 전역 서버 장치에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도로 네트워크 데이터와 센싱 정보를 통해 주행 제어 명령을 생성하여 자율 주행 서비스를 제공하는데 적합한 전역 서버 장치의 블록 구성도로서, 제 3 통신 관리부(302), 전역 경로 생성부(304), 주행 명령 생성부(306), 핸드오버 처리부(308), 전역 환경 관리부(310), 전역 정보 DB(312) 등을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제 3 통신 관리부(302)는 예를 들면, 유선 통신 모듈 등을 포함하는 것으로, 유선 통신 모듈을 통해 유선 통신망에 접속하여 지역 서버 장치(200)와 전역 서버 장치(300)간의 데이터 통신을 담당한다.
그리고, 전역 경로 생성부(304)는 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경 로를 생성하는 것으로, 제 3 통신 관리부(302)를 통해 수신되는 자율 주행 서비스 요청에 따라 함께 수신되는 차량 정보를 등록한 후에, 전역 정보 DB(312)에 저장된 도로 네트워크 데이터를 추출하여 전역 경로 계획을 수행하고, 이에 따라 출발지에서 목적지까지의 전체 경로인 전역 경로를 생성한다.
또한, 주행 명령 생성부(306)는 생성된 전역 경로에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하는 것으로, 전역 경로 생성부(304)를 통해 생성된 전역 경로 상의 좌표 경로점에 부가 정보(예를 들면, 제한 속도, 주행 차선 등)를 포함시켜 주행 제어 명령을 생성하며, 생성된 주행 제어 명령을 제 3 통신 관리부(302)를 통해 지역 서버 장치(200)로 전송한다. 여기에서, 주행 제어 명령은 제 3 통신 관리부(302)를 통해 수신되는 센싱 정보를 이용하여 전역 경로 상에 블로킹(통행 불가능한 지역)이 존재하는지 체크하여 블로킹이 존재할 경우 그에 대응하는 회피 경로를 탐색하여 이를 전역 경로에 반영할 수 있다.
다음에, 핸드오버 처리부(308)는 차량에 대응하는 센싱 정보에 따라 어느 하나의 지역 서버에서 다른 지역 서버로 핸드오버를 수행하는 것으로, 제 3 통신 관리부(302)를 통해 수신되는 센싱 정보 중 차량 센싱 정보에 따라 차량이 어느 하나의 지역 서버에서 다른 지역 서버로 이동할 경우 핸드오버 준비 지점의 통과에 대한 알림 메시지 전송 및 핸드오버 지점의 통과에 대한 알림 메시지 전송을 통해 핸드오버를 수행 및 관리한다.
그리고, 전역 환경 관리부(310)는 예를 들면, 차량 정보 등록 관리, 지역 서버 등록 관리, 도로 네트워크 데이터 저장 관리 등의 환경 정보를 관리하는 것으 로, 제 3 통신 관리부(302)를 통해 수신되는 차량 정보를 등록 관리하며, 지역 서버 장치(200)의 각종 정보(예를 들면, 식별 번호, 담당 영역, 센서 영역 등)를 등록 관리하고, 도로 네트워크 데이터를 저장 관리한다. 이들은 전역 정보 DB(312)에 저장될 수 있으며, 필요에 따라 추출되어 전역 환경 관리부(310)를 비롯한 각 구성부에 선택적으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시 예에 따라 도로 네트워크 데이터를 구성하는 것을 예시한 도면으로, 전역 서버 장치(300)의 전역 환경 관리부(310)에서 저장 관리하는 도로 네트워크 데이터는 경로 계산에 활용되는 노드/링크 데이터 구조에 추가하여 실제 차량이 추종할 수 있는 경로에 대한 표현 방식이 필요하게 되는데, 표현 방식으로는 예를 들면, 도 7a에 도시한 바와 같은 좌표점 표현, 도 7b에 도시한 바와 같은 도로 설계 기반 함수 표현, 도 7c에 도시한 바와 같은 좌표 근사치 함수 표현, 도 7a 내지 도 7c의 표현 방식 중 적어도 두 개의 복합 표현 등이 있다.
여기에서, 경로점은 도로 위의 주요 지점으로, 노드(예를 들면, 교차점, 도로 속성이 변하는 지점 등)의 경우도 포함되고, 특정 위치에서 차량의 주행 변경이 요구될 경우 해당 지점도 경로점으로 포함될 수 있으며, 경로점의 경우 경로점 간 간격이 차량 제어 장치(400)가 추종하기에 간격이 넓을 수 있기 때문에, 경로점 사이 구간의 경로에 대한 정보가 필요한 방식이다.
이와 같은 경로점을 포함하는 도 7a에 도시한 바와 같은 좌표점 표현 방식에서는 경로점 사이 구간을 기하점이라는 좌표를 이용하여 표현하고, 곡선의 경우에 는 직선보다 상대적으로 더 짧은 간격에 따라 기하점을 생성하게 되며, 이러한 방식은 자율 주행이 가능한 영역, 차량의 추종 알고리즘이 상이할 경우 사용될 수 있고, 도 7b 및 도 7c에 도시한 바와 같은 도로 설계 기반 함수 표현 방식 및 좌표 근사치 함수 표현 방식은 경로점 사이 구간을 함수의 형식으로 표현하는 것으로, 도 7b에 도시한 방식에서는 도로 설계 시에 도로의 속성(예를 들면, 경사도, 마찰력 등)과 차량 속도 등을 고려하여 도로 선형을 설계하게 되는데, 이러한 정보를 이용하여 도로 설계 시 곡선 정보(예를 들면, 클로소이드 곡선과 같은 완화 곡성, 원곡선 등)를 함수로 표현할 수 있므며, 도 7c에 도시한 방식에서는 자율 주행 서비스 지역이 일반 도로가 아니거나 도로 설계 방식을 알 수 없을 경우 해당 지역에 대한 GPS 좌표를 수집하여 수집된 GPS 좌표에 가장 근접한 직선 및 곡선 함수(예를 들면, 최소자승법 활용)로 표현할 수 있다. 여기에서, 곡선 함수는 예를 들면, 다항식, B-Spline 등의 곡선을 표현할 수 있다.
따라서, 전역 서버 장치에서는 지역 서버 장치로부터 전송되는 차량 정보 및 센싱 정보에 따라 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하고, 센싱 정보에 따라 그에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하여 지역 서버 장치에 전송함으로써, 차량의 자율 주행 서비스를 효과적으로 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 자율 주행 시스템에서 지역 서버 장치로부터 전송되는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하고, 차량의 엑츄에이터를 구동시켜 차량의 조향, 구동, 제동 등을 제어하는 차량 제어 장 치에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전송되는 센싱 정보와 주행 제어 명령을 통해 지역 경로를 생성하여 자율 주행을 수행하는데 적합한 차량 제어 장치의 블록 구성도로서, 제 4 통신 관리부(402), 지역 경로 생성부(404), 경로 추종 제어부(406), 차량 구동부(408) 등을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 4 통신 관리부(402)는 예를 들면, 무선 통신 모듈 등을 포함하는 것으로, 무선 통신 모듈을 통해 무선 통신망에 접속하여 지역 서버 장치(200)와 차량 제어 장치(400)간의 데이터 통신을 담당한다.
그리고, 지역 경로 생성부(404)는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하는 것으로, 사용자가 자율 주행 서비스를 요청하면, 차량 정보 및 자율 주행 서비스 요청을 제 4 통신 관리부(402)를 통해 지역 서버 장치(200)로 전송하고, 이에 대응하여 제 4 통신 관리부(402)를 통해 지역 서버 장치(200)로부터 수신되는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보(예를 들면, 장애물 센싱 정보, 이벤트 센싱 정보 등)를 이용하여 지역 경로(즉, 지역 서버 장치(200)의 구간 내 장애물 및 이벤트를 회피하는 경로)를 생성한다.
또한, 경로 추종 제어부(406)는 생성된 지역 경로를 추종하기 위해 차량의 구동을 제어하는 것으로, 지역 경로 생성부(404)를 통해 생성된 지역 경로에 따라 차량의 자율 주행을 수행하도록 차량의 엑츄에이터를 제어하는 제어신호를 제공한다.
다음에, 차량 구동부(408)는 엑츄에이터 제어신호에 따라 차량의 구동 엑츄 에이터, 제동 엑츄에이터, 조향 엑츄에이터 등을 구동시켜 차량의 자율 주행을 수행한다.
따라서, 차량 제어 장치에서는 지역 서버 장치로부터 전송되는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하고, 이러한 지역 경로를 추종하도록 차량의 엑츄에이터를 제어 및 구동시킴으로써, 차량의 자율 주행을 효과적으로 수행할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 자율 주행 시스템에서 자율 주행 서비스가 요청되면, 차량 정보와 자율 주행 서비스 요청을 전송하고, 이를 지역 서버 장치를 통해 전역 서버 장치에서 수신하여 차량 정보를 등록한 후, 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하며, 지역 서버 장치에서 전송된 센싱 정보를 이용하여 주행 제어 명령을 생성하여 이를 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 전송하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 이용하여 지역 경로를 생성하여 차량의 자율 주행을 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 주행 제어 명령 및 센싱 정보에 따라 자율 주행을 수행하는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 9를 참조하면, 자율 주행 시스템의 대기 모드에서(단계902), 차량 제어 장치(400)에서는 사용자가 자율 주행 서비스를 요청하는지를 체크한다(단계904).
상기 단계(904)에서의 체크 결과, 자율 주행 서비스를 요청할 경우 차량 제어 장치(400)에서는 차량 정보(예를 들면, 차량 번호, 차종, 운전자 정보 등)를 자율 주행 서비스 요청과 함께 무선 통신망을 통해 지역 서버 장치(200)로 전송한다 (단계906).
그리고, 지역 서버 장치(200)에서는 차량 정보 및 자율 주행 서비스 요청을 인프라 센서 장치(100)로부터 주기적으로 수신되는 센싱 정보(예를 들면, 영상 데이터, 스캐닝 데이터, 센서 데이터 등)와 함께 유선 통신망을 통해 전역 서버 장치(300)로 전송한다(단계908). 예를 들면, 도 8a에 도시한 바와 같이 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보를 진북에 대한 각도로 표현할 수 있고, 도 8b에 도시한 바와 같이 장애물 센싱 정보는 비트맵 방식과 벡터 방식으로 표현할 수 있다. 이러한 비트맵 방식은 지역 서버 장치(200)의 센서 영역을 격자로 나누고, 각 격자에 장애물의 존재 여부를 표시하는 것이고, 벡터 방식은 차량 센싱 정보와 같이 장애물을 최소 경계 사각형(MBR) 형식(즉, 벡터 형식)으로 표현하는 것으로, 비트맵 방식은 장애물이 상대적으로 많이 존재하는 경우, 벡터 방식은 장애물이 상대적으로 적게 존재하는 경우에 주로 사용될 수 있다.
다음에, 전역 서버 장치(300)에서는 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 차량 정보를 등록한 후에(단계910), 도로 네트워크 데이터를 추출하고, 이러한 도로 네트워크 데이터를 이용하여 출발지부터 목적지까지의 전체 경로인 전역 경로를 생성한다(단계912). 예를 들면, 도 7a에 도시한 바와 같은 좌표점 표현, 도 7b에 도시한 바와 같은 도로 설계 기반 함수 표현, 도 7c에 도시한 바와 같은 좌표 근사치 함수 표현, 도 7a 내지 도 7c의 표현 방식 중 적어도 두 개의 복합 표현 등과 같은 방식으로 도로 네트워크 데이터를 구성할 수 있으며, 이러한 도로 네트워크 데이터 를 이용하여 전역 경로를 효과적으로 생성할 수 있다.
한편, 전역 서버 장치(300)에서는 지역 서버 장치(200)로부터 수신되는 센싱 정보를 참조하여 생성된 전역 경로 상에 블로킹(즉, 통행 불가능한 지역)이 존재하는지를 체크한다(단계914).
상기 단계(914)에서의 체크 결과, 전역 경로 상에 블로킹이 존재하지 않은 경우 전역 서버 장치(300)에서는 부가 정보(예를 들면, 제한 속도, 주행 차선 등)를 포함하는 주행 제어 명령을 생성한다(단계916).
한편, 상기 단계(914)에서의 체크 결과, 전역 경로 상에 블로킹이 존재할 경우 전역 서버 장치(300)에서는 전역 경로 상에서 블로킹을 회피하는 회피 경로를 탐색하고, 그 회피 경로가 반영된 주행 제어 명령을 생성한다(단계918). 여기에서, 주행 제어 명령은 단계914에서 생성되는 주행 제어 명령과 같이 예를 들면, 제한 속도, 주행 차선 등의 부가 정보를 포함할 수 있다.
다음에, 전역 서버 장치(300)에서는 생성된 주행 제어 명령을 지역 서버 장치(200)로 유선 통신망을 통해 전송하고, 지역 서버 장치(200)에서는 인프라 센서 장치(100)로부터 수신되는 센싱 정보를 주행 제어 명령과 함께 무선 통신망을 통해 차량 제어 장치(400)로 전송한다(단계920).
이어서, 차량 제어 장치(400)에서는 지역 서버 장치(200)로부터 전송되는 주행 제어 명령에 따라 센싱 정보를 참조하여 지역 경로(즉, 장애물 및 이벤트를 회피하는 경로)를 생성하고, 이의 추종을 위해 차량 엑츄에이터를 구동시켜 자율 주행을 수행한다(단계922).
따라서, 자율 주행 시스템에서 인프라 센서 장치를 통해 센싱된 센싱 정보와 자율 주행 서비스 요청이 전송되면, 전역 서버 장치에서 도로 네트워크 데이터를 이용하여 전역 경로를 생성하고, 센싱 정보에 따라 회피 경로를 선택 탐색하며, 그에 대응하는 주행 제어 명령을 지역 서버 장치를 통해 차량 제어 장치로 제공하면, 차량 제어 장치에서는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하여 구동함으로써, 차량의 자율 주행을 수행할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같이 자율 주행을 수행하는 중에 기 설정된 주기에 따라 센싱 정보를 전송하고, 핸드오버 준비 지점을 차량이 통과할 경우 핸드오버 준비 알림 메시지를 전송하고, 이에 대응하는 센싱 정보를 전송하며, 핸드오버 지점을 통과하면 핸드오버 실행 알림 메시지를 전송하여 지역 서버 장치의 제어권을 핸드오버하는 과정에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 어느 하나의 지역 서버에서 다른 지역 서버로 제어권을 핸드오버하는 과정을 도시한 플로우차트이다. 이하에서는 차량이 현재 자율 주행하는 구간을 담당하는 제 1 지역 서버 장치에서 차량이 자율 주행하여 이동할 다음 구간을 담당하는 제 2 지역 서버 장치로 핸드오버되는 것으로 하여 설명하며, 그 도면 부호는 제 1 지역 서버 장치(200a), 제 2 지역 서버 장치(200b)로 하여 설명한다.
도 10을 참조하면, 자율 주행 시스템의 대기 모드에서(단계1002), 제 1 지역 서버 장치(200a)에서는 기 설정된 주기(예를 들면, 1분, 5분, 10분 등)가 되는지를 체크한다(단계1004).
상기 단계(1004)에서의 체크 결과, 기 설정된 주기가 되면, 제 1 지역 서버 장치(200a)에서는 센싱 정보(즉, 제 1 지역 서버 장치(200a)가 담당하는 구간의 센싱 정보)를 전송하도록 인프라 센서 장치(100)로 요청하고, 인프라 센서 장치(100)에서는 예를 들면, 카메라, 레이저 스캐너, 초음파 센서 등을 통해 센싱된 영상 데이터, 스캐닝 데이터, 센서 데이터 등의 센싱 정보(예를 들면, 차량 센싱 정보, 장애물 센싱 정보, 이벤트 센싱 정보)를 제 1 지역 서버 장치(200a)로 전송하고, 이러한 센싱 정보는 주기적으로 전역 서버 장치(300)로 전송된다(단계1006).
한편, 전역 서버 장치(300)에서는 제 1 지역 서버 장치(200a)로부터 전송되는 센싱 정보 중 차량 센싱 정보를 참조하여 차량이 제 1 지역 서버 장치(200a)로부터 제 2 지역 서버 장치(200b)로 핸드오버되는 준비 지점을 통과하는지를 체크한다(단계1008).
상기 단계(1008)에서의 체크 결과, 핸드오버되는 준비 지점을 통과할 경우 전역 서버 장치(300)에서는 핸드오버 준비 알림 메시지를 제 1 지역 서버 장치(200a)와 제 2 지역 서버 장치(200b)로 전송하고, 제 1 지역 서버 장치(200a)에서는 차량 제어 장치(400)로 핸드오버 준비 알림 메시지를 전송한다(단계1010).
그리고, 제 2 지역 서버 장치(200b)에서는 전송되는 핸드오버 준비 알림 메시지에 따라 인프라 센서 장치(100)로부터 전송되는 센싱 정보(즉, 제 2 지역 서버 장치(200b)가 담당하는 구간의 센싱 정보)를 차량 제어 장치(400)로 전송한다(단계1012). 물론, 제 1 지역 서버 장치(200a)에서는 이전과 마찬가지로 인프라 센서 장치(100)로부터 전송되는 센싱 정보(즉, 제 1 지역 서버 장치(200a)가 담당하는 구 간의 센싱 정보)를 차량 제어 장치(400)로 전송하며, 이러한 센싱 정보들은 전역 서버 장치(300)로 전송된다.
다음에, 전역 서버 장치(300)에서는 제 1 지역 서버 장치(200a) 및 제 2 지역 서버 장치(200b)로부터 전송되는 각 센싱 정보에 따라 차량이 핸드오버 지점을 통과하는지를 체크한다(단계1014).
상기 단계(1014)에서의 체크 결과, 차량이 핸드오버 지점을 통과할 경우 전역 서버 장치(300)에서는 제 1 지역 서버 장치(200a)와 제 2 지역 서버 장치(200b)에 핸드오버 실행 알림 메시지를 전송한다(단계1016). 여기에서, 제 1 지역 서버 장치(200a)에 전송되는 핸드오버 실행 알림 메시지에는 차량 제어 종료를 알리는 메시지가 포함되고, 제 2 지역 서버 장치(200b)에 전송되는 핸드오버 실행 알림 메시지에는 차량 제어 시작을 알리는 메시지가 포함될 수 있다.
따라서, 인프라 센서 장치로부터 주기적으로 전송되는 차량 센싱 정보에 따라 핸드오버 준비 지점을 체크하여 지역 서버 장치간의 핸드오버를 준비시키고, 핸드오버 지점을 통과하면, 그 핸드오버 실행 메시지를 전송하여 어느 하나의 지역 서버 장치로부터 다른 지역 서버 장치로의 제어권에 대한 핸드오버를 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 13은 본 발명에 따라 자율 주행을 위한 지역 적응형 항법 중 센싱 영역을 확장하기 위한 버퍼 구간의 운용 기법을 설명하기 위한 도면으로, 인프라 센서 장치(100)의 센싱 정보를 기반으로 하는 자율 주행에서는 그 자율 주행 서비스 지역이 각 지역 서버 장치(200)에 의해 구분되는데, 각 지역 서버 장 치(200)가 자신의 제어 영역에 대해 센싱할 경우 차량이 현재 지역 서버 장치에서 다음 지역 서버 장치로 핸드오버될 경우 곧바로 장애물이 존재할 가능성이 있기 때문에, 각 지역 서버 장치(200)의 센싱 영역을 확장하기 위한 버퍼 구간을 설정해 두어야만 한다.
이에 따라, 도 11에 도시한 바와 같이 각 지역 서버 장치(200)의 제어 구간을 인프라 세서 장치(100)의 센싱 영역보다 상대적으로 작은 범위로 설정하고, 각 지역 서버 장치(200) 간의 센싱 영역을 중첩시킬 경우 각 지역 서버 장치(200)가 다음 지역 서버 장치의 제어 영역에 대해서도 버퍼 구간만큼 더 센싱할 수 있기 때문에, 핸드오버 시 차량이 다음 지역 서버 장치로 이동할 때 장애물을 만나는 상황을 방지할 수 있다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이 유도점을 이용할 경우 전역 서버 장치(300)에서 각 지역 서버 장치(200)간 핸드오버 지점을 기준으로 특정 거리(즉, 기 설정된 거리) 이내에 장애물이 존재하면 핸드오버 지역에 유도점(예를 들면, 경로점과 유사하게 동적으로 추가되는 좌표점)을 추가하여 차량이 자연스럽게 장애물을 회피할 수 있도록 하는 것으로, 생성된 전역 경로에 따라 1번 경로로 자율 주행을 해야만 하지만 다음 지역 서버 시작 지점에 장애물이 존재하기 때문에 기존 경로점을 삭제하고, 핸드오버 지점에서 유도점을 추가하여 장애물을 회피할 수 있다.
그리고, 도 13에 도시한 바와 같이 인프라 센싱 정보를 기반으로 하는 경우 인프라 센서 장치(100)의 센싱 정보를 통해 자율 주행 서비스 지역에서 발생하는 이벤트(예를 들면, 교통 사고, 병목, 장애물 등)등을 파악할 수 있고, 자율 주행을 수행하는 차량의 전역 경로 상에 이벤트가 발생할 경우 해당 전역 경로를 재탐색하여 차량이 목적지까지 최적 경로로 최적 시간을 소요하면서 원하는 목적지까지 도착할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 인프라에 설치된 센서의 센싱 정보와 지역 서버 및 전역 서버로부터 제공되는 주행 정보에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는데 적합한 자율 주행 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행 시스템을 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 인프라에 설치된 각종 센서를 통해 센싱된 센싱 정보를 전송하는데 적합한 인프라 센서 장치의 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 전송되는 센싱 정보와 주행 제어 명령을 전송하여 자율 주행 서비스를 제공하는데 적합한 지역 서버 장치의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 도로 네트워크 데이터와 센싱 정보를 통해 주행 제어 명령을 생성하여 자율 주행 서비스를 제공하는데 적합한 전역 서버 장치의 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전송되는 센싱 정보와 주행 제어 명령을 통해 지역 경로를 생성하여 자율 주행을 수행하는데 적합한 차량 제어 장치의 블록 구성도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시 예에 따라 도로 네트워크 데이터를 구성하는 것을 예시한 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따라 지역 서버 장치에서 센싱 정보를 표현하기 위한 데이터 형식을 예시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 주행 제어 명령 및 센싱 정보에 따라 자율 주행을 수행하는 과정을 도시한 플로우차트,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 어느 하나의 지역 서버에서 다른 지역 서버로 제어권을 핸드오버하는 과정을 도시한 플로우차트,
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따라 자율 주행을 위한 지역 적응형 항법 중 센싱 영역을 확장하기 위한 버퍼 구간의 운용 기법을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 인프라 센서 장치 102 : 제 1 통신 관리부
104 : 영상 촬영부 106 : 스캐닝부
108 : 센서부 200 : 지역 서버 장치
202 : 제 2 통신 관리부 204 : 센서 제어부
206 : 센서 데이터 전처리부 208 : 센서 데이터 융합 처리부
210 : 센서 데이터 스트림 처리부 300 : 전역 서버 장치
302 : 제 3 통신 관리부 304 : 전역 경로 생성부
306 : 주행 명령 생성부 308 : 핸드오버 처리부
310 : 전역 환경 관리부 312 : 전역 정보 DB
400 : 차량 제어 장치 402 : 제 4 통신 관리부
404 : 지역 경로 생성부 406 : 경로 추종 제어부
408 : 차량 구동부

Claims (20)

  1. 전역서버 장치와 유선 통신망을 통해 데이터 통신을 하는 지역 서버 장치와의 데이터 통신을 담당하는 통신 관리부와,
    자율 주행 서비스 요청에 따라 상기 지역 서버 장치로부터 수신되고 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하는 지역 경로 생성부와,
    상기 생성된 지역 경로를 차량이 추종하도록 차량 엑츄에이터를 제어하는 경로 추종 제어부와,
    상기 차량 엑츄에이터의 제어에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는 차량 구동부를 포함하고,
    어느 하나의 상기 지역 서버장치에서 다른 지역 서버장치로 차량이 이동할 경우 상기 지역 서버장치간에 제어권을 핸드오버하고, 상기 지역서버 장치의 센싱 영역을 확장하기 위한 버퍼 구간을 설정하는
    차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하는
    차량 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각 형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는
    차량 제어 장치.
  4. 자율 주행 서비스 요청에 따라 전역서버 장치와 유선 통신망을 통해 데이터 통신을 하는 지역 서버 장치로부터 수신되고 장애물 또는 이벤트의 발생에 대응하는 회피 경로를 포함하는 주행 제어 명령과 센싱 정보에 따라 지역 경로를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 지역 경로를 차량이 추종하도록 차량 엑츄에이터를 제어하는 단계와,
    상기 차량 엑츄에이터의 제어에 따라 차량의 자율 주행을 수행하는 단계를 포함하고,
    어느 하나의 상기 지역 서버장치에서 다른 지역 서버장치로 차량이 이동할 경우 상기 지역 서버장치간에 제어권을 핸드오버하고, 상기 지역서버 장치의 센싱 영역을 확장하기 위한 버퍼 구간을 설정하는
    차량 제어 장치의 자율 주행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주행 제어 명령은, 출발지에서 목적지까지의 전체 경로를 포함하는 것으로, 차량 속도 및 주행 차선을 포함하는 부가 정보를 포함하는
    차량 제어 장치의 자율 주행 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센싱 정보는, 차량 센싱 정보 및 장애물 센싱 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 차량 센싱 정보의 경우 차량을 둘러싸는 최소 경계 사각형(MBR)에 대한 4개의 절대 좌표와 차량 진행 방향에 대한 정보가 진북에 대한 각도를 포함하며, 상기 장애물 센싱 정보의 경우 비트맵 방식 및 벡터 방식 중 적어도 어느 하나로 표현되는
    차량 제어 장치의 자율 주행 방법.
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