KR101491622B1 - 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR101491622B1 KR20140017842A KR20140017842A KR101491622B1 KR 101491622 B1 KR101491622 B1 KR 101491622B1 KR 20140017842 A KR20140017842 A KR 20140017842A KR 20140017842 A KR20140017842 A KR 20140017842A KR 101491622 B1 KR101491622 B1 KR 101491622B1
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연세대학교 산학협력단
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders

Abstract

본 발명은 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치는, 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 입력 변환부; 통합 표준 데이터에 따라 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부; 및 표준 구동제어 메시지의 포맷을 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 구동명령 신호 생성부를 포함한다.

Description

자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING CONTROL OF SELF-DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율 주행형 차량(self-driving vehicle)의 주행을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무인 자동차, 즉 자율 주행형 차량(self-driving vehicle)은 운전자의 조작이 없이도 자동차 스스로 주행 환경을 인식하여, 목표 지점까지 운행할 수 있는 기능을 구비한 차량을 의미한다. 무인 자동차는 스스로 위치를 파악하고 장애물을 인식할 수 있는 감지 시스템(예를 들어, LIDAR, GPS 모듈 등), 감지 시스템의 감지 결과에 따라 가/감속, 조향 등의 명령을 내리는 중앙제어 장치, 명령에 따라 필요한 작동을 취하는 액추에이터(actuator)와 같은 구동 장치 등으로 구성된다. 무인 자동차는 이에 구비되는 센서들 및 구동 장치들과 호환 작동 가능한 주행 알고리즘 플랫폼(platform)을 지원하는 시스템을 필요로 한다. 무인 자동차에는 하드웨어 및 소프트웨어 프로토콜이 서로 다른 다양한 센서들(WDR, LIDAR 등)과 구동 장치들이 제공될 수 있으며, 센서와 구동 장치의 종류에 따라, 혹은 동종의 센서와 구동 장치라 하더라도 제조사나 모델명에 따라 다른 플랫폼을 지원하는 시스템을 필요로 한다. 센서의 종류나 제조사 혹은 모델명 등에 따라 데이터 포맷이 다양하고, 다양한 구동 장치마다 구동 제어를 위한 신호 포맷이 서로 다르기 때문에, 특정 센서와 구동 장치의 포맷에 따라 설계된 플랫폼을 다른 센서가 장착된 차량에는 적용하지 못하여 호환성이 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 무인 자동차에 적용될 모든 센서와 구동 장치의 종류, 제조사, 그리고 모델명이 결정된 후에 비로소 플랫폼의 설계가 가능하여, 무인 자동차에서 핵심적인 주행 알고리즘 플랫폼의 설계 구현 및 검증이 지연되는 문제점을 갖는다. 뿐만 아니라, 무인 자동차에 적용될 센서와 구동 장치의 사양에 따라 다른 플랫폼을 설계해야 하기 때문에, 플랫폼을 구현함에 있어서 상당한 어려움을 초래하며, 센서와 구동 장치를 다른 제조사나 모델명으로 교체하려는 경우, 주행 제어 알고리즘의 변경이 요구되기 때문에, 교체 시간과 비용의 상승을 초래하게 된다.
본 발명은 하드웨어 및 소프트웨어 스펙이 서로 다른 센서와 구동 장치를 갖는 다양한 자율 주행형 차량에 대해 주행 제어 알고리즘의 재사용 및 호환을 가능하게 하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 자율 주행형 차량의 센서와 구동 장치의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 자율 주행형 차량의 주행을 제어하는 것이 가능한 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치는, 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 입력 변환부; 상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부; 및 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 구동명령 신호 생성부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 입력 변환부는, 미리 결정된 센서의 포맷 정보 및 상기 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 입력 변환부는, 동일한 기능을 수행하는 동종의 서로 다른 센서들 각각의 포맷 정보와, 각 센서의 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보가 구축된 센서 데이터베이스를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 입력 변환부는, 상기 센서 데이터로부터 상기 센서의 식별 정보를 추출하고, 추출한 식별 정보에 대응하는 센서의 포맷 정보 및 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 포맷 변환부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구동명령 신호 생성부는, 미리 결정된 구동 장치에 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구동명령 신호 생성부는, 다수의 구동 장치 각각에 일대일 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보가 구축된 구동 장치 데이터베이스를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구동명령 신호 생성부는, 상기 구동 장치와의 초기 연결 시 상기 구동 장치 측으로부터 제공되는 메시지로부터 상기 구동 장치의 디바이스 식별 정보를 추출하고, 추출한 디바이스 식별 정보에 대응하는 구동 장치의 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 메시지 포맷 변환부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 통합 표준 데이터는, 센서의 종류를 나타내는 식별 번호, 메시지 동기화를 위한 타임 스탬프(time stamp), 데이터 크기 및 센서에 의해 측정된 미가공 데이터를 통합 포맷의 형태로 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치는, 상기 타임 스탬프를 이용하여 상기 통합 표준 데이터를 동기화하여 상기 표준 구동제어 메시지 생성부로 출력하는 메시지 동기화부를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 입력 변환부; 및 상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치가 제공된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 이용하여, 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부; 및 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 구동명령 신호 생성부를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치가 제공된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 단계; 상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 단계; 및 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 통합 표준 데이터를 생성하는 단계는, 미리 결정된 센서의 포맷 정보 및 상기 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 통합 표준 데이터를 생성하는 단계는, 상기 센서 데이터로부터 상기 센서의 식별 정보를 추출하고, 추출한 식별 정보에 대응하는 센서의 포맷 정보 및 포맷 변환 테이블 정보를 센서 데이터베이스에서 독출하고, 상기 포맷 정보 및 상기 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구동명령 신호를 생성하는 단계는, 미리 결정된 구동 장치에 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구동명령 신호를 생성하는 단계는, 상기 구동 장치와의 초기 연결 시 상기 구동 장치 측으로부터 제공되는 메시지로부터 상기 구동 장치의 디바이스 식별 정보를 추출하고, 추출한 디바이스 식별 정보에 대응하는 구동 장치의 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 구동 장치 데이터베이스에서 독출하고, 상기 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법은, 상기 통합 표준 데이터의 타임 스탬프(time stamp)를 이용하여 상기 통합 표준 데이터를 동기화하여 상기 표준 구동제어 메시지 생성부로 출력하는 단계를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 하드웨어 및 소프트웨어 스펙이 서로 다른 센서와 구동 장치를 갖는 다양한 자율 주행형 차량 간에 주행 제어 알고리즘의 재사용 및 호환이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 자율 주행형 차량의 센서와 구동 장치의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 자율 주행형 차량의 주행을 제어할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구비한 자율 주행형 차량을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구성하는 입력 변환부를 좀 더 구체적으로 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치에의해 생성된 통합 표준 데이터의 예를 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구성하는 구동 명령신호 생성부를 좀 더 구체적으로 보여주는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.
본 명세서 전체에서 사용되는 '~부'의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부'가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부' 안에서 제공되는 기능은 다수의 구성요소들이나 '~부'들로 분리되거나 추가적인 구성요소와 '~부'와 함께 통합될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치는 입력 변환부, 표준 구동제어 메시지 생성부 및 구동명령 신호 생성부를 포함한다. 입력 변환부는 자율 주행형 차량(self-driving vehicle)의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성한다. 표준 구동제어 메시지 생성부는 통합 표준 데이터에 따라 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성한다. 구동명령 신호 생성부는 표준 구동제어 메시지의 포맷을 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성한다. 구동명령 신호는 구동 장치를 제어하여 자율 주행형 차량의 가/감속, 조향 등을 제어하는데 활용된다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 하드웨어 및 소프트웨어 스펙이 서로 다른 센서와 구동 장치를 갖는 다양한 자율 주행형 차량 간에 주행 제어 알고리즘의 재사용 및 호환이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 자율 주행형 차량의 센서와 구동 장치의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 자율 주행형 차량의 주행을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구비한 자율 주행형 차량을 개략적으로 보여주는 도면이다. 자율 주행형 차량(10)은 다수의 센서(11, 12)를 구비할 수 있다. 센서들(11, 12)은 자율 주행형 차량(10)의 위치를 파악하고 자율 주행형 차량(10) 주변의 장애물을 인식하도록 제공될 수 있다. 도 1의 실시 예에서, 자율 주행형 차량(10)의 상부 측에 구비된 제1 센서(11)는 펄스 레이저광을 대기중에 발사하여 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리를 측정하는 라이더(LIDAR; Light Detection And Ranging)이고, 자율 주행형 차량(10) 내부에 구비된 제2 센서(12)는 자율 주행형 차량(10)의 위치를 측정하는 GPS(Global Positioning System) 모듈일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자율 주행형 차량(10)은 WDR(Wide Dynamic Range) 등의 다른 센서를 구비할 수도 있다.
주행 제어 장치(100)는 자율 주행형 차량(10)에 설치되고, 운전자의 조작이 없이도 자동차 스스로 주행 환경을 인식하여, 목표 지점까지 운행할 수 있는 기능을 제공한다. 주행 제어 장치(100)는 센서들(11, 12) 각각으로부터 센서 데이터를 입력받고, 센서 데이터를 분석해 구동명령 신호를 생성하여 구동 제어부(13)로 출력한다. 본 발명의 실시 예에서, 구동 제어부(13)는 구동 장치에 상응한다. 구동 제어부(13)는 예를 들어, 자율 주행형 차량(10)을 감속 혹은 가속하거나, 조향 등을 제어하는 액추에이터를 포함한다.
센서(11, 12)는 종류나, 제조사 혹은 모델명에 따라 서로 다른 하드웨어 및 소프트웨어 스펙을 가지며, 서로 다른 포맷의 센서 데이터를 출력할 수 있다. 구동 제어부(13) 역시 그 종류나, 제조사 혹은 모델명에 따라 서로 다른 하드웨어 및 소프트웨어 스펙을 가지며, 특정 포맷의 구동명령 신호를 필요로 할 수 있다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예는 자율 주행형 차량(10)의 하드웨어 및 소프트웨어 스펙이 서로 다른 다양한 센서들(11, 12)와 구동 장치(13)들에 대응하여 주행 제어 플랫폼을 지원할 수 있고, 주행 제어 알고리즘의 재사용 및 호환이 가능한 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치(100)를 제시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 개략적으로 보여주는 구성도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 자율 주행형 차량(10)의 주행 제어 장치(100)는 입력 변환부(110), 표준 구동제어 메시지 생성부(120), 구동명령 신호 생성부(130) 및 메시지 동기화부(140)를 포함한다.
입력 변환부(110)는 센서(11)로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 입력 변환부(110)는 미리 결정된 센서(11)의 포맷 정보 및 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 이용해 센서 데이터의 포맷을 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성한다.
포맷 정보는 예를 들어, 센서(11)의 센서의 종류나 모델명 등을 나타내는 식별 정보(device ID), 요청 메시지, 미가공 데이터 크기 등의 센서 정보를 나타내는 데이터 헤더(header), 각 센서 정보의 데이터 유형(type)과 바이트(bytes) 등의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 변환부(110)는 포맷 정보를 이용하여 센서 데이터를 각 센서 정보별로 분석하고, 센서 데이터의 각 센서 정보를 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성할 수 있다. 통합 표준 데이터는 센서 데이터와 다른 센서 정보와 타임 스탬프(time stamp) 정보를 포함하는 데이터 헤더를 갖는다. 센서(11)의 종류나 제조사 모델명 등과 무관하게, 통합 표준 데이터는 미리 설정된 표준 포맷으로 제공된다.
메시지 동기화부(140)는 통합 표준 데이터의 타임 스탬프를 이용하여 통합 표준 데이터를 동기화하여 표준 구동제어 메시지 생성부(120)로 출력할 수 있다. 다수의 센서로부터 센서 데이터들이 입력되는 경우, 입력 변환부(110)에 의해 센서 데이터들로부터 변환된 통합 표준 데이터들은 각각의 타임 스탬프 정보에 따라 센서에 의해 측정되어 입력되는 시간별로 동기화될 수 있다. 예를 들어, 동일하거나 상응하는 시점에 LIDAR 데이터와 GPS 모듈에 의해 측정된 센서 데이터는 동일하거나 상응하는 타임 스탬프가 부여되어 통합 표준 데이터로 변환될 수 있다.
표준 구동제어 메시지 생성부(120)는 통합 표준 데이터에 따라 자율 주행형 차량(10)의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성한다. 센서(11)에 무관하게 통합 표준 데이터의 포맷은 공통 포맷으로 정형화되어 있기 때문에, 표준 구동제어 메시지 생성부(120)는 어떠한 센서(11)에 대응하는 통합 표준 데이터를 입력받더라도, 동일한 주행 제어 알고리즘에 의하여 표준 구동제어 메시지를 생성할 수 있다. 표준 구동제어 메시지는 구동명령 신호에 따라 제어될 구동 제어부(13)의 종류나 식별 정보, 자율 주행형 차량(10)의 가/감속, 조향 등 구동명령 정보 등을 포함한다. 표준 구동제어 메시지는 센서(11)나 구동 제어부(13)의 사양과 무관하게 공통 포맷으로 제공된다.
구동명령 신호 생성부(130)는 표준 구동제어 메시지의 포맷을 자율 주행형 차량(10)의 구동 제어부(13)에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 구동명령 신호 생성부(130)는 미리 결정된 구동 제어부(13)에 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 표준 구동제어 메시지의 포맷을 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성할 수 있다. 구동 제어부(13)는 요구되는 메시지 포맷으로 제공되는 구동명령 신호를 이용해 구동명령 정보를 바이트 단위로 인식하고, 그에 따라 자율 주행형 차량(10)을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구성하는 입력 변환부를 좀 더 구체적으로 보여주는 구성도이다. 도 3을 참조하면, 입력 변환부(110)는 포맷 변환부(111), 센서 데이터베이스(112), 정보 축약부(113) 및 메시지 래퍼(114)를 포함한다. 센서 데이터베이스(112)는 동일한 기능을 수행하는 동종의 서로 다른 센서들 각각의 포맷 정보와, 각 센서의 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 구축하고 있다. 포맷 변환부(111)는 센서 데이터로부터 센서(11)의 식별 정보를 추출하고, 추출한 식별 정보에 대응하는 센서(11)의 포맷 정보 및 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 센서 데이터의 포맷을 표준 포맷으로 변환한다.
예를 들어, 포맷 변환부(111)는 미리 설정된 다수의 센서의 식별 정보 중 어느 하나의 식별 정보가 센서 데이터의 비트 스트림에 포함되어 있는 것을 검색하여, 센서(11)를 인식할 수 있다. 포맷 변환부(111)는 인식한 센서(11)의 포맷 정보와 포맷 변환 테이블 정보를 센서 데이터베이스(112)에서 독출하고, 이를 이용하여 센서 데이터의 센서 정보를 포맷 변환 테이블 정보를 이용해 표준 포맷으로 변환할 수 있다.
정보 축약부(113)는 센서 데이터의 센서 정보들 중 불필요한 데이터를 제거하여 정보를 축약하고, 데이터 처리량을 최소화한다. 메시지 래퍼(Message Wrapper)(114)는 메시지를 요약하여 정규의 표준 포맷을 갖는 통합 표준 데이터를 생성한다. 통합 표준 데이터는 통신 인터페이스(미도시)를 이용하여 메시지 동기화부(message synchronizer)(140)로 보내진다. 도 3의 실시 예에 의하면, 자율 주행형 차량(10)의 센서의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 크로스 플랫폼(cross platform)으로 제공되는 주행 제어 알고리즘을 이용하여 센서 데이터로부터 통합 표준 데이터를 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 플랫폼 관리자는 내부 시스템 아키텍쳐에 관해 알지 못하더라도, 주행 제어를 위한 플랫폼을 설계할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치에의해 생성된 통합 표준 데이터의 예를 보여주는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 통합 표준 데이터는 센서의 종류(예를 들어, LIDAR, GPS)를 나타내는 식별 번호(Magic Number), 센서에 의해 요청된 메시지 정보(Requested message), 오류 정보를 나타내는 상태 코드(Status Code), 동기화를 위한 타임 스탬프(time stamp), 데이터 크기(Size of the data) 및 센서에 의해 측정된 미가공 데이터(RAW data)를 통합 포맷의 형태로 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치를 구성하는 구동 명령신호 생성부를 좀 더 구체적으로 보여주는 구성도이다. 도 5를 참조하면, 구동명령 신호 생성부(130)는 메시지 포맷 변환부(131), 및 구동 장치 데이터베이스(132)를 포함한다. 구동 장치 데이터베이스(132)는 다수의 구동 장치 각각에 일대일 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 구축하고 있다. 일 실시 예에 있어서, 메시지 포맷 변환부(131)는 통신 인터페이스부(미도시)를 통해 구동 제어부(13)와 초기 연결 시 구동 제어부(13) 측으로부터 제공되는 메시지로부터 구동 제어부(13)의 디바이스 식별 정보를 추출하고, 추출한 디바이스 식별 정보에 대응하는 구동 제어부(13)의 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 구동장치 데이터베이스(132)로부터 독출한 후, 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 표준 구동제어 메시지의 포맷을 구동 제어부(13)에 대응하는 메시지 포맷으로 변환할 수 있다. 도 5의 실시 예에 의하면, 자율 주행형 차량(10)의 구동 제어부(13)의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 크로스 플랫폼(cross platform)으로 제공되는 주행 제어 알고리즘을 이용하여 자율 주행형 차량(10)의 주행을 제어하기 위한 구동명령 신호를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에 도시된 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법의 단계들은 도 1 내지 도 5에 도시된 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 자율 주행형 차량(10)의 주행 제어 방법은 입력 변환부(110)가 자율 주행형 차량(10)의 센서(11, 12)로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 단계(S61), 메시지 동기화부(140)가 통합 표준 데이터의 타임 스탬프(time stamp)를 이용하여 통합 표준 데이터를 동기화하여 표준 구동제어 메시지 생성부(120)로 출력하는 단계(S22), 표준 구동제어 메시지 생성부(120)가 통합 표준 데이터에 따라 자율 주행형 차량(10)의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 단계(S63), 및 표준 구동제어 메시지의 포맷을 자율 주행형 차량(10)의 구동 제어부(13)에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 하나의 통합 플랫폼에 의하여, 다양한 무인 자동차의 서로 다른 하드웨어 및 소프트웨어 프로토콜을 갖는 센서들 및 구동 장치들에 대응할 수 있으며, 다양한 센서와 구동 장치의 플랫폼들과 호환이 가능하다. 본 발명의 실시 예에 따른 자율 주행형 차량(10)의 주행 제어 장치(100)는 센서(11, 12)와 구동 장치(13)의 종류, 제조사, 모델명 등의 정보를 알지 못하는 경우에 있어서도, 자율 주행형 차량(10)의 주행을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 플랫폼 관리자는 내부 시스템 아키텍쳐에 관해 알지 못하더라도, 주행 제어를 위한 플랫폼을 설계할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 예를 들어 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 광학적 판독 매체 예를 들어 시디롬, 디브이디 등과 같은 형태의 저장매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 자율 주행형 차량 11, 12: 센서
13: 구동 제어부 100: 주행 제어 장치
110: 입력 변환부 111: 포맷 변환부
112: 센서 데이터베이스 113: 정보 축약부
114: 메시지 래퍼 120: 표준 구동제어 메시지 생성부
130: 구동명령 신호 생성부 131: 메시지 포맷 변환부
132: 구동장치 데이터베이스 140: 메시지 동기화부

Claims (18)

  1. 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 입력 변환부;
    상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부; 및
    상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 구동명령 신호 생성부를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 변환부는, 미리 결정된 센서의 포맷 정보 및 상기 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 변환부는, 동일한 기능을 수행하는 동종의 서로 다른 센서들 각각의 포맷 정보와, 각 센서의 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보가 구축된 센서 데이터베이스를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 입력 변환부는, 상기 센서 데이터로부터 상기 센서의 식별 정보를 추출하고, 추출한 식별 정보에 대응하는 센서의 포맷 정보 및 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 포맷 변환부를 더 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 구동명령 신호 생성부는, 미리 결정된 구동 장치에 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동명령 신호 생성부는, 다수의 구동 장치 각각에 일대일 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보가 구축된 구동 장치 데이터베이스를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 구동명령 신호 생성부는, 상기 구동 장치와의 초기 연결 시 상기 구동 장치 측으로부터 제공되는 메시지로부터 상기 구동 장치의 디바이스 식별 정보를 추출하고, 추출한 디바이스 식별 정보에 대응하는 구동 장치의 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 메시지 포맷 변환부를 더 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 통합 표준 데이터는, 센서의 종류를 나타내는 식별 번호, 메시지 동기화를 위한 타임 스탬프(time stamp), 데이터 크기 및 센서에 의해 측정된 미가공 데이터를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 타임 스탬프를 이용하여 상기 통합 표준 데이터를 동기화하여 상기 표준 구동제어 메시지 생성부로 출력하는 메시지 동기화부를 더 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  10. 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 입력 변환부; 및
    상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  11. 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 이용하여, 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 표준 구동제어 메시지 생성부; 및
    상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 구동명령 신호 생성부를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 기재된 자율 주행형 차량의 주행 제어 장치에 의해 수행되는 주행 제어 방법으로서,
    상기 자율 주행형 차량의 적어도 하나의 센서로부터 제공되는 센서 데이터를 입력받고, 상기 센서 데이터의 포맷을 미리 정의된 표준 포맷으로 변환하여 통합 표준 데이터를 생성하는 단계;
    상기 통합 표준 데이터에 따라 상기 자율 주행형 차량의 주행 제어를 위한 표준 구동제어 응답을 결정하여 미리 정의된 공통 포맷을 갖는 표준 구동제어 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 자율 주행형 차량의 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하여 구동명령 신호를 생성하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 표준 데이터를 생성하는 단계는, 미리 결정된 센서의 포맷 정보 및 상기 포맷 정보에 대응하여 설정된 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 표준 데이터를 생성하는 단계는, 상기 센서 데이터로부터 상기 센서의 식별 정보를 추출하고, 추출한 식별 정보에 대응하는 센서의 포맷 정보 및 포맷 변환 테이블 정보를 센서 데이터베이스에서 독출하고, 상기 포맷 정보 및 상기 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 센서 데이터의 포맷을 상기 표준 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 구동명령 신호를 생성하는 단계는, 미리 결정된 구동 장치에 대응하여 설정된 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 구동명령 신호를 생성하는 단계는, 상기 구동 장치와의 초기 연결 시 상기 구동 장치 측으로부터 제공되는 메시지로부터 상기 구동 장치의 디바이스 식별 정보를 추출하고, 추출한 디바이스 식별 정보에 대응하는 구동 장치의 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 구동 장치 데이터베이스에서 독출하고, 상기 구동명령 포맷 변환 테이블 정보를 이용하여 상기 표준 구동제어 메시지의 포맷을 상기 구동 장치에 대응하는 메시지 포맷으로 변환하는 단계를 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 표준 데이터의 타임 스탬프(time stamp)를 이용하여 상기 통합 표준 데이터를 동기화하여 상기 표준 구동제어 메시지 생성부로 출력하는 단계를 더 포함하는 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법.
  18. 제12 항에 기재된 자율 주행형 차량의 주행 제어 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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