KR101620911B1 - Auto Pilot Vehicle based on Drive Information Map and Local Route Management Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 무인차량에는 FDB(Feature Database)나 DRM(Digital Road Map)에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성으로부터 무인차량의 인식 및 경로계획에 활용 가능한 정보 변환이 이루어지는 지리정보제공부(30), 지리정보제공부(30)에서 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 추정 주행로를 산출하는 주행로추정부(40), 인식한 주행로 형태를 비교 하여 위치정보를 제공하는 센서의 시변 특성에 의한 오차로부터 위치 오차를 산출하는 오차추정부(50)가 포함되고, 이러한 구성을 이용한 무인차량에서는 위치와 주행로 인식이 이루어진 주행 공간을 지리정보로 공간의 연결 정보와 속성을 검출한 다음, 탐색된 공간의 곡선구간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정하면서 추정된 주행로와 획득한 주행로 사이에 발생되는 위치 오차를 산출한 후, 주행맵 생성과 경로점 산출 및 주행속도 제한값 산출이 이루어짐으로써 무인차량의 경로제어시 곡선이 포함된 주행로에 대한 정확성이 크게 개선되는 특징을 갖는다.The unmanned vehicle of the present invention is provided with a geographic information providing unit 30 for converting information available for recognition and path planning of an unmanned vehicle from connection information and attributes of a space included in a FDB (Feature Database) or DRM (Digital Road Map) A travel route estimating unit 40 for calculating an estimated travel route from the linear connection information on the space searched by the geographic information providing unit 30, a time varying characteristic of the sensor for providing the location information by comparing the recognized travel route types And an error estimating unit 50 for calculating a position error from the error. In the unmanned vehicle using such a configuration, the connection information and attributes of the space are detected by the geographical information of the traveling space in which the location and the traveling route are recognized, The position error between the estimated traveling route and the obtained traveling route is estimated while estimating the traveling route from the linear connection information for the curved region of the space, As a result yirueojim path that calculates and outputs the traveling speed limit value has a characteristic that the accuracy is greatly improved for a drive that contains a path control while the curve of the unmanned vehicle.
Description
본 발명은 무인차량에 관한 것으로, 특히 곡선이 포함된 주행로에서 주행정보지도가 이용됨으로써 지역경로계획의 수행에 필요한 정보를 생성하여 제공할 수 있는 주행정보지도 기반 무인차량 및 이를 이용한 지역경로계획 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned vehicle, and more particularly, to an unmanned vehicle based on a travel information map capable of generating and providing information necessary for performing a regional route plan by using a travel information map in a road including a curve, Management method.
일반적으로 무인차량의 자율주행은 이동하고자 하는 주행 공간에 대한 충분한 인식 정보를 바탕으로 안전한 경로계획 수립함이 요구되고, 이를 위해 센서가 탑재됨으로써 주행 환경에 대한 인식과 인식된 공간에서 이동 가능한 경로에 대한 탐색이 이루어진다.Generally, autonomous driving of an unmanned vehicle is required to establish a safe route plan based on sufficient recognition information about the moving space to be moved. For this, it is necessary to recognize the driving environment by the sensor, A search is performed.
일례로, 도로 또는 비포장 길 등 제한된 주행 공간에서의 경로계획 수립할 때, 탑재 센서가 이동해야 할 전방 주행로에 대한 충분한 인식 정보를 획득하고, 획득된 충분한 인식 정보로부터 무인차량이 이동해야 하는 방향과 일치하는 방향의 공간 정보를 추출하며, 추출된 공간 정보를 이용한 경로계획이 수립됨으로써 무인차량의 이동이 이루어지는 방식이다.For example, when establishing a route plan in a limited running space, such as a road or a non-running road, sufficient information is obtained about a forward running route to which the onboard sensor should travel, and a direction in which the unmanned vehicle must move And the path planning using the extracted spatial information is established, thereby moving the unmanned vehicle.
하지만, 탑재된 센서를 이용한 무인차량의 경로계획수행에는 이동해야 할 전방 주행로 조건이 탑재된 센서에서 충분한 인식 정보로 획득될 수 있어야 하는 제약을 가질 수밖에 없다.However, in the path planning of the unmanned vehicle using the mounted sensor, it is inevitable that the forward traveling road condition to be moved must be acquired with sufficient recognition information in the mounted sensor.
일례로, 무인차량이 곡선 구간이 있는 주행로에 대한 경로계획 수행시 탑재 센서 성능에 의한 탐지 영역의 제한과 장착 위치에 따른 탐지 영역 제한 등으로 인하여 주행로에 대한 인식 정보가 부족하거나 없는 상태에 직면하게 된다.For example, when an unmanned vehicle is performing a route planning for a road with a curved section, there is a lack of recognition information on the road due to limitations of the detection area due to the performance of the onboard sensors, Will face.
이로 인하여 무인차량이 곡선 등의 주행로를 포함하는 공간에 직면하게 되면, 탑재 센서로부터의 주행 가능 영역 인식만으로는 정보의 부족으로 인하여 곡선 등의 주행로를 포함하는 공간에 대한 경로를 계획할 수 없는 상황이 발생될 수밖에 없다.Therefore, if the unmanned vehicle is confronted with a space including a curved road, it is impossible to plan a route to a space including a curved road due to a lack of information only by recognizing the movable area from the mounted sensor The situation is bound to happen.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 주행정보기반의 곡선 주행로 추정과 함께 탑재센서로부터 획득한 곡선 주행로 인식 정보와의 비교를 통한 위치보정이 이루어짐으로써 곡선을 포함한 주행로에 대한 주행이 원활하게 이루어지는 주행정보지도 기반 무인차량 및 이를 이용한 지역경로계획 관리 방법의 제공에 목적이 있다.In view of the above, the present invention is based on a curved road traveling route estimation based on travel information, and a location correction is performed through comparison with curve travel route recognition information obtained from an onboard sensor, so that traveling on a road including a curve is smooth And to provide a route planning management method using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주행정보지도를 이용한 무인차량의 지역경로계획 관리 방법은 (A) 무인차량에서 인식한 위치와 주행 공간이 지리정보로부터 공간에 대해 탐색된 후 공간의 연결 정보와 속성이 검출되는 단계; (B) 상기 무인차량이 탐색된 공간의 곡선구간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정하는 단계; (C) 상기 무인차량이 추정된 주행로와 탑재센서에서 획득한 주행로 사이에 발생되는 위치 오차를 산출하는 단계; (D)상기 위치오차가 추정된 주행로 정보 및 탑재센서 주행로 정보와 함께 주행맵 생성에 적용되는 단계; (E) 상기 주행맵으로부터 경로점 산출이 이루어지는 단계; (F) 상기 추정된 주행로의 곡률을 이용해 주행속도 제한값을 계산하는 단계; (G) 상기 경로점과 상기 주행속도 제한값이 적용되어 상기 무인차량이 경로제어를 실행하는 단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, there is provided a method of managing a local route plan of an unmanned vehicle using a running information map of the present invention, the method comprising the steps of: (A) detecting a location and a traveling space from an unmanned vehicle, Detecting information and attributes; (B) estimating a traveling route from the linear connection information on a curve section of the space in which the unmanned vehicle is searched; (C) calculating a position error generated between the estimated travel route and the travel route acquired by the onboard sensor; (D) applying the position error to the travel map creation together with the estimated travel route information and the on-board sensor travel route information; (E) calculating route points from the running map; (F) calculating a traveling speed limit value using the curvature of the estimated traveling route; (G) applying the route point and the travel speed limit value to execute the route control of the unmanned vehicle; As shown in FIG.
상기 (C)단계에서 이루어지는 오차 산출은 주행정보지도 상에 나타난 주행로 위치 정보와, 상기 무인차량이 주행중 획득한 위치 센서의 시변 특성에 의한 오차를 보정하기 위해 수행된다.The error calculation in the step (C) is performed to correct the error due to the travel route position information displayed on the travel information map and the time-varying characteristics of the position sensor acquired during the running of the unmanned vehicle.
상기 오차 산출은 (c-1) 산출한 주행 가능 영역이 상기 무인 차량의 진행 방향을 기준으로 일정 격자 크기로 나눈 후 그 중심점을 연결해 주행 가능 영역에 대한 주행로 중심점을 추출하고, (c-2) 상기 주행로 중심점을 같은 직선상에 존재하는 N개 점의 집합을 정의하고, (c-3) 상기 N개 점의 집합을 구성하는 점들의 직선의 기울기 및 절편을 구하며, (c-4) 점과 다음 점이 이어진 거리를 추정거리로 가정한 다음 상기 추정거리와 기준 거리를 서로 비교하고, (c-5) 상기 추정거리가 상기 기준거리보다 큰 경우에 새로운 N개 점의 집합을 구성한 다음 그 다음 점에 대해 같은 직선상에 있는지 점의 집합을 구하는 반면, 상기 추정거리가 상기 기준거리보다 작은 경우에 상기 N개 점의 집합에 포함시키며, (c-6) 유사 직선상에 존재하는 점의 집합 그룹을 찾을 때 까지 상기 주행로 중심점을 같은 직선상에 존재하는 점의 그룹에 대해 반복 수행하고. (c-7) 상기 주행로 중심점에서 같은 직선상의 점으로 분류된 점의 집합 정보와, 주행정보지도 상의 구분적 선형 연결 정보가 비용 함수로 정의되고, 상기 비용 함수로부터 주행정보지도상의 주행로 선분과 주행로 중심점으로부터 추정한 선분간의 회전 및 병진 이동거리가 최소가 되는 값을 산출하여 위치 오차를 나타낸다.The error calculation is performed by (c-1) dividing the calculated travelable area by a certain lattice size based on the traveling direction of the unmanned vehicle, and then connecting the center points thereof to extract the travel route center point for the travelable area, (C-3) calculating a slope and a slope of a straight line of the points constituting the set of N points, (c-4) calculating a slope and a slice of the straight line of the points constituting the set of N points, (C-5) if the estimated distance is larger than the reference distance, a new set of N points is constructed, and then the estimated distance is compared with the reference distance, (C-6) a point existing on a similar straight line is included in the set of N points when the estimated distance is smaller than the reference distance, while (c-6) Until we find a group of sets Repeatedly performed for a group of points existing on a straight line as the center point to a group and travel. (c-7) collective information of points classified into points on the same straight line at the center point of the travel route and segmental linear connection information on the travel information map are defined as a cost function, and from the cost function, And the position error is calculated by calculating a value that minimizes the rotational and translational distance between line segments estimated from the center of the road.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주행정보지도 기반 무인차량은 무인차량의 위치가 추정되는 위치추정부; 상기 무인차량이 주행하고 있는 공간의 주행로를 인식하는 추정주행로인식부; FDB(Feature Database)나 DRM(Digital Road Map)에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성으로부터 상기 무인차량의 인식 및 경로계획에 활용 가능한 정보 변환이 이루어지는 지리정보제공부; 상기 지리정보제공부에서 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 추정 주행로를 산출하는 주행로추정부; 상기 추정주행로인식부에서 인식한 주행로 형태를 비교 하여 상기 위치추정부로 위치정보를 제공하는 센서의 시변 특성에 의한 오차로부터 위치 오차를 산출하는 오차추정부; 상기 위치오차와 상기 추정 주행로에 의해 주행맵을 생성하는 주행맵생성부; 상기 주행맵을 이용해 주행로에 대한 경로점 수립이 이루어지는 지역경로계획부; 상기 주행로의 곡선 구간에 대한 곡률 산출이 이루어지는 곡률추정부, 상기 곡률 산출의 값으로 주행속도 제한값을 산출하는 주행속도제한부; 상기 경로점 수립과 상기 주행속도 제한값을 이용해 경로제어를 수행하는 경로제어부; 가 포함된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an unmanned vehicle based on a running information map including a position estimating unit estimating a position of an unmanned vehicle; An estimated running road recognizing unit that recognizes a running road in a space where the unmanned vehicle runs; A geographic information providing unit for converting information available for recognition and path planning of the unmanned vehicle from connection information and attributes of a space included in an FDB (Feature Database) or a DRM (Digital Road Map); A driving route estimating unit for calculating an estimated driving route from the linear connection information for the space searched in the geographic information providing unit; An error estimator for calculating a position error from an error by a time-varying characteristic of a sensor that compares a travel route type recognized by the estimated travel route recognizing unit and provides position information to the position estimating unit; A running map generating unit for generating a running map by the position error and the estimated running route; A route path planner for establishing a route point for a traveling route using the traveling map; A curvature estimator for calculating a curvature with respect to a curve section of the traveling passage; a traveling speed limiting unit for calculating a traveling speed limit value based on the curvature calculation value; A path controller for performing path control using the path point establishment and the traveling speed limit value; Is included.
상기 위치추정부는 GPS(Global Positioning System)/INS(Inertial navigation system)과 연계된다. 상기 주행로인식부는 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar)와 연계된다. 상기 지리정보제공부는 지도검색부와 연동하여 위치를 기반으로 공간 정보가 탐색되어져 상기 무인차량이 위치하고 있는 일정한 공간의 주행정보가 제공되는 주행정보지도부를 포함한다.The position estimator is linked to a Global Positioning System (GPS) / Inertial Navigation System (INS). The traveling road recognizing unit is connected to a camera, a lidar, and a radar. The geographical information providing unit includes a driving information management unit for searching space information based on a location in cooperation with a map search unit and providing driving information of a certain space in which the unmanned vehicle is located.
이러한 본 발명은 무인차량의 지역경로계획 수립시 주행정보지도를 기반으로 탑재 센서로부터의 주행 공간에 대한 인식 정보가 부족한 곡선의 주행로가 포함된 영역에서 활용 가능한 정보 생성이 이루어질 수 있는 효과가 있다.The present invention is advantageous in that information can be generated in a region including a traveling route of a curve lacking recognition information on a traveling space from a mounted sensor based on the traveling information map when establishing the local route planning of the unmanned vehicle .
또한, 본 발명은 곡선의 주행로가 포함된 영역에서 생성된 활용 가능한 정보가 무인차량의 지역경로계획에 제공됨으로써 지역경로계획에 따라 주행되는 무인차량의 안전성이 크게 향상되는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the available information generated in the area including the curved road is provided to the local route planning of the unmanned vehicle, thereby greatly improving the safety of the unmanned vehicle traveling according to the local route plan.
도 1은 본 발명에 따른 지역경로계획 관리 장치가 구비된 주행정보지도 기반 무인차량의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 주행정보지도 기반 무인차량의 지역경로계획 관리 방법 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따라 주행정보지도의 공간 연결에 대한 선형 정보로부터 주행로 추정 결과이고, 도 4는 본 발명에 따라 주행로 중심점을 같은 직선상에 존재하는 점의 그룹으로 분류하는 과정이며, 도 5는 도 4의 상세 절차이고, 도 6은 주행로인식부의 주행로 중심점으로부터 추정한 구분적 선형 주행로와 주행정보지도에 포함된 주행로 선형 정보와의 비교를 통해 오차를 최소화하는 회전 및 병진 이동 값을 구하는 과정의 도식화 예이다.2 is a flowchart of a method for managing a regional route plan of an unmanned vehicle based on a travel information map according to the present invention, and FIG. 3 FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of classifying a traveling route center according to the present invention into a group of points existing on the same straight line according to the present invention, and FIG. 5 FIG. 6 is a detailed procedure of FIG. 4, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a detailed procedure of the rotation and translational movement, which minimizes the error by comparing the segmented linear travel route estimated from the travel route central point of the travel route recognition section, This is an example of the process of calculating the value.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.
도 1은 본 실시예에 따른 지역경로계획 관리 장치가 구비된 주행정보지도 기반 무인차량의 구성을 나타낸다.1 shows a configuration of a traveling information map based unmanned vehicle equipped with a local route planning management device according to the present embodiment.
도시된 바와 같이, 무인차량에는 위치추정부(10)와, 주행로인식부(20), 지리정보제공부(30), 주행로추정부(40), 오차추정부(50), 주행맵생성부(60), 지역경로계획부(70), 곡률추정부(80), 주행속도제한부(90) 및 경로제어부(100)가 포함된다.As shown in the figure, the unmanned vehicle includes a
상기 위치추정부(10)는 무인차량의 위치를 추정하며, 이를 위해 위치추정부(10)는 GPS(Global Positioning System)/INS(Inertial navigation system)(10-1)이 연계되고, 이들로부터 제공된 정보에 연동되어져 동작한다.The
상기 주행로인식부(20)는 무인차량이 주행하고 있는 공간의 주행로를 인식하며, 이를 위해 주행로인식부(20)는 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)와 연동되고, 이들로부터 제공된 정보에 연동되어져 동작한다. 통상, 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)는 무인차량의 탑재센서로 칭한다.The traveling
상기 지리정보제공부(30)는 주행정보지도부(30-1)와 지도검색부(30-2)로 구분된다.The geographical
상기 주행정보지도부(30-1)에서는 지리정보의 일종인 FDB(Feature Database), DRM(Digital Road Map) 등에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성으로부터 무인차량의 인식 및 경로계획에 활용 가능한 정보 변환이 이루어진다. 특히, 상기 주행정보지도부(30-1)는 지도검색부(30-2)와 연동하여 위치를 기반으로 공간 정보가 탐색됨으로써 무인차량이 현재 위치하고 있는 일정한 공간의 주행정보가 제공된다.The driving information leadership unit 30-1 extracts from the connection information and attributes of the space included in the FDB (Feature Database) and DRM (Digital Road Map), which are kinds of geographical information, information conversion . In particular, the driving information map unit 30-1 searches the space information based on the position in cooperation with the map searching unit 30-2, thereby providing driving information of a certain space in which the unmanned vehicle is currently located.
상기 주행로추정부(40)는 주행정보지도부(30-1)로부터 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정한다.The travel
상기 오차추정부(50)는 탑재센서인 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)가 인식한 주행로와의 형태 비교를 하고, 이를 통하여 GPS/INS(10-1)의 오차에 의해 발생한 위치 오차를 산출한다.The
상기 주행맵생성부(60)는 오차추정부(50)가 산출한 위치오차와 주행로추정부(40)가 주행정보지도로부터 추출한 주행로 정보, 탑재센서인 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)로부터 획득한 정보로부터 주행맵을 생성한다.The travel
상기 지역경로계획부(70)는 주행맵생성부(60)가 생성한 주행맵을 전달받고, 이를 통해 경로점을 계획한다. 또한, 주행속도제한부(90)가 제공하는 주행속도를 제한값을 전달받는다.The regional
상기 곡률추정부(80)는 추정된 주행로에 대한 곡률을 추정한다.The
상기 주행속도제한부(90)는 곡률추정부(80)가 추정한 주행로 곡률로부터 무인차량이 안전하게 주행할 수 있는 주행속도를 제한값을 설정하고 주행속도를 제한값을 지역경로계획부(70)로 전달한다.The traveling
상기 경로제어부(100)는 지역경로계획부(70)가 제공한 계획된 경로점과 주행속도제한부(90)가 제공한 주행속도 제한값을 수신하고, 이들 정보를 이용해 무인차량의 경로제어를 수행한다.The
한편, 도 2는 본 발명에 따른 주행정보지도 기반 무인차량의 지역경로계획 관리 방법 순서도를 나타낸다.Meanwhile, FIG. 2 shows a flowchart of a method of managing a regional route plan of an unmanned vehicle based on a travel information map according to the present invention.
S10과 같이 무인차량은 자신의 위치와 주행로에 대해 인식이 이루어진다. 이는 GPS(Global Positioning System)/INS(Inertial navigation system)(10-1)에 연계된 위치추정부(10)와, 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)에 연계된 주행로인식부(20)를 통해 이루어진다.As in S10, the unmanned vehicle recognizes its own position and travel route. This includes a
그러면, S20과 같이 무인차량은 지리정보로부터 공간의 연결 정보와 속성을 검출하고, 이어 S30과 같이 무인차량이 현재 위치하고 있는 공간에 대해 탐색한다. 이는, 주행정보지도부(30-1)와 지도검색부(30-2)로 구분된 지리정보제공부(30)를 통해 이루어지고, 특히 지리정보의 일종인 FDB(Feature Database), DRM(Digital Road Map)등에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성이 이용된다.Then, as shown in S20, the unmanned vehicle detects connection information and attributes of the space from the geographical information, and then searches for the space where the unmanned vehicle is currently located, such as S30. This is accomplished through a geographic
이어, S40과 같이 무인차량은 탐색된 공간에 대한 주행로를 추정한다. 이는 주행로추정부(40)가 주행정보지도부(30-1)로부터 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정함으로써 이루어진다. 이러한 예는 도 3을 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 주행로(200)는 곡선 구간이고, 주행로(200)의 곡선구간은 선으로 이어진 공간 연결정보(300)로 구분됨으로써 주행정보지도의 공간 연결에 대한 선형 정보로부터 곡선 주행로에 대한 추정이 이루어진다.Then, as in S40, the unmanned vehicle estimates the traveling route to the searched space. This is done by estimating the traveling route from the linear connection information for the space searched by the traveling
이후, S50과 같이 무인차량은 추정된 주행로와 탑재센서에서 획득한 주행로 사이의 오차 산출이 이루어진다. 이러한 오차 산출의 과정은 도 4내지 도6을 통해 예시된다. 도 4내지 도6으로 구현되는 실시예는 주행정보지도 상에 나타난 주행로 위치 정보와, 주행 중인 무인차량의 위치추정부(10)에 의한 위치 정보가 GPS/INS(10-1)와 같은 위치 센서의 시변 특성에 의해 오차가 존재함이 기반된다.Thereafter, as in S50, the unmanned vehicle calculates an error between the estimated traveling route and the traveling route acquired from the onboard sensor. The process of calculating this error is illustrated in FIGS. 4 to 6, the travel route location information displayed on the travel information map and the location information by the
그러므로, 오차추정부(50)는 주행로인식부(20)가 탑재 센서인 카메라(Camera)(20-1), 라이다(Lidar)(20-2), 레이다(Radar)(20-3)로부터 인식한 주행로와 주행로추정부(40)에서 추정한 주행로의 공간적 비교를 통하여 오차 추정이 이루어진다.Therefore, the
도 4(가)는 주행로인식부(20)가 산출한 주행 가능 영역이 무인 차량의 진행 방향을 기준으로 일정 격자 크기로 나누고, 이들의 중심점을 연결함으로써 주행 가능 영역에 대한 주행로 중심점이 추출되는 예를 나타낸다.Fig. 4 (A) shows a case where the travelable area calculated by the travel
도 4(나)는 도 4(가)로부터 추출된 주행로 중심점으로부터 주행정보지도 상의 주행로 위치 정보와의 오차를 계산하기 위하여, 주행로 중심점의 집합으로부터 순서에 따라 구분적 선형의 정보로 변환하는 예를 나타낸다.Fig. 4 (B) is a view for explaining a method for calculating an error from the center of the traveling route extracted from Fig. 4 (A) and the traveling route information on the running information map, .
도 5는 도 4(나)의 구체적인 실시예로서, 이로부터 주행로 중심점을 같은 직선상에 존재하는 점의 그룹으로 분류하는 과정에 대한 상세 절차를 알 수 있다.FIG. 5 is a concrete example of FIG. 4 (B), and a detailed procedure of a process of classifying the center of a traveling route from the area into a group of points existing on the same straight line can be seen.
도시된 바와 같이, 같은 직선 상에 Ds, ..., Dj의 점이 있다면 이 점의 집합을 Gi로 정의한다(S51). 이어, Gi를 구성하는 점들의 직선의 기울기 및 절편을 구한다(S52). 이 후, 그 다음 점인 Dj+1과 Li 사이의 거리를 rj+1이라고 가정한다(S53). 이어, rj+1 거리와 기준값 r을 서로 비교한다(S54). 이어서, rj+1 거리가 기준값 r 보다 큰 경우에는 Li상에 있지 않은 점으로 분류하여 새로운 점의 집합 Gj를 구성하고 그 다음 점에 대해 같은 직선 상에 있는지 검사하여 Lj+1을 이루는 점의 집합을 구한다(S55-1). 반면, rj+1 거리가 기준값 r 보다 작은 경우 Dj+1은 Li상에 있는 것으로 Gi에 Dj+1을 추가하고 그 다음 Dj+2에 대한 검사를 수행한다(S55-2).As shown, if there are points of D s , ..., D j on the same straight line, the set of points is defined as G i (S51). Next, the slope and slice of the straight line of the points constituting G i are obtained (S52). Thereafter, it is assumed that the distance between the next point D j + 1 and L i is r j + 1 (S53). Next, the distance rj + 1 and the reference value r are compared with each other (S54). Next, if the distance rj + 1 is larger than the reference value r, it is classified as a point that is not on the line L i to construct a new set of points G j , and whether L j + 1 is on the same line A set of points to be obtained is obtained (S55-1). In contrast, when the distance r j + 1 is smaller than the reference value r D j + 1 is added to D j + 1 to G i to be in the L i and performs a check for the next D j + 2 (S55-2 ).
이와 같이 S51내지 S55-1 또는 S55-2를 주행로 중심점에 대해 수행함으로써 유사 직선상에 존재하는 점의 집합 그룹이 찾아질 수 있다.Thus, by performing S51 to S55-1 or S55-2 with respect to the center point of the running route, a group of points existing on the similar straight line can be found.
이후, 오차추정부(50)에서는 주행로인식부의 주행 가능 영역에 대한 주행로 중심점으로부터 찾은 유사 직선상의 점의 집합 그룹이 형성한 직선의 집합이 주행정보지도에서 어느 구분적 선형 공간 정보와 일치하는지 탐색된다. 도 6은 이러한 탐색 과정에 필요한 정보의 예를 나타낸다.Then, in the
도시된 바와 같이, 주행로 중심점에서 같은 직선 상의 점으로 분류된 점의 집합을 Gi로 정의하고, 주행정보지도 상의 구분적 선형 연결 정보를 Mk로 정의한다.As shown in the figure, a set of points classified into the same straight line at the center of the traveling route is defined as G i , and a piecewise linear connection information on the driving information map is defined as M k .
그러면, djj를 Gj에 포함된 점들이 이루는 직선 Li와 Mk사이의 거리, li를 직선 Li의 선분의 길이, σi 2를 Gi에 포함된 점들과 Lj사이의 분산이라고 하면 다음과 같은 비용 함수가 정의된다(수식1).Then, let d jj be the distance between the straight lines L i and M k formed by the points included in G j , l i be the length of the line segment of the straight line L i , σ i 2 be the variance between the points included in G i and L j The following cost function is defined (Equation 1).
------- (수식1) ------- (Equation 1)
상기 비용 함수(수식1)를 이용함으로써 주행정보지도상의 주행로 선분 Mk와 주행로 중심점으로부터 추정한 선분 Lj간의 회전 Φ 및 병진 이동 P(py, py)거리가 최소가 되는 값이 구해진다.By using the cost function (Equation 1), a value that minimizes the rotation Φ and the translational movement distance P (p y , p y ) between the line segment M k running on the running information map and the line segment L j estimated from the running route center Is obtained.
그러면, 구하여진 Φ및 P는 주행정보지도에서의 주행로와 주행로인식부에서의 주행로 간의 위치 오차를 나타내고, 오차추정부(50)는 이 값을 지역경로계획부(70)로 전달해줌으로써 지역경로계획부(70)가 경로계획에 사용된다.Then, the obtained? And P represent the position error between the running route in the running information map and the running route in the running route recognizing unit, and the
다시 도 2를 참조하면, S60은 S50에서 산출된 산출된 위치오차와 추정된 주행로 정보 및 탑재센서 주행로 정보에 의한 주행맵을 생성하는 단계이다. 이는 오차추정부(50)와 주행로추정부(40)에 연계된 주행맵생성부(60)를 통해 이루어진다.Referring again to FIG. 2, S60 is a step of generating a traveling map based on the calculated position error, estimated travel route information, and on-board sensor travel route information calculated in S50. This is done through the
S70은 주행맵으로부터 경로점 산출이 이루어지는 단계이다. 이는 주행맵생성부(60)가 생성한 주행맵을 전달받은 지역경로계획부(70)를 통해 이루어진다.Step S70 is a step of calculating route points from the running map. This is done through the local
S80은 주행속도 제한이 있는지 여부를 판단하는 단계이다. 이는 곡률추정부(80)가 추정된 주행로에 대해 추정한 곡률을 전달받은 주행속도제한부(90)를 통해 이루어진다. 상기 주행속도제한부(90)는 산출한 주행속도를 제한값을 지역경로계획부(70)로 전달한다.S80 is a step of determining whether or not there is a traveling speed limitation. This is done through the traveling
S100은 무인차량이 경로제어를 실시하는 단계로서, 이는 지역경로계획부(70)가 제공한 계획된 경로점과 주행속도제한부(90)가 제공한 주행속도 제한값을 전달받은 경로제어부(100)를 통해 이루어진다.In step S100, the unmanned vehicle carries out the path control, which is performed by the
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무인차량에는 FDB(Feature Database)나 DRM(Digital Road Map)에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성으로부터 무인차량의 인식 및 경로계획에 활용 가능한 정보 변환이 이루어지는 지리정보제공부(30), 지리정보제공부(30)에서 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 추정 주행로를 산출하는 주행로추정부(40), 인식한 주행로 형태를 비교 하여 위치정보를 제공하는 센서의 시변 특성에 의한 오차로부터 위치 오차를 산출하는 오차추정부(50)가 포함되고, 이러한 구성을 이용한 무인차량에서는 위치와 주행로 인식이 이루어진 주행 공간을 지리정보로 공간의 연결 정보와 속성을 검출한 다음, 탐색된 공간의 곡선구간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정하면서 추정된 주행로와 획득한 주행로 사이에 발생되는 위치 오차를 산출한 후, 주행맵 생성과 경로점 산출 및 주행속도 제한값 산출이 이루어짐으로써 무인차량의 경로제어시 곡선이 포함된 주행로에 대한 정확성이 크게 개선된다.As described above, in the unmanned vehicle according to the present embodiment, information conversion that can be used for recognition and path planning of the unmanned vehicle is performed from connection information and attributes of a space included in the FDB (Feature Database) or DRM (Digital Road Map) The travel
10 : 위치추정부 10-1 : GPS/INS
20 : 주행로인식부 20-1 : Camera
20-2 : Lidar 20-3 : Radar
30 : 지리정보 제공 30-1 : 주행정보지도부
30-2 : 지도검색부 40 : 주행로추정부
50 : 오차추정부 60 : 주행맵생성부
70 : 지역경로계획부 80 : 곡률추정부
90 : 주행속도제한부 100 : 경로제어부
200 : 주행로 300 : 공간 연결정보10: Position estimation unit 10-1: GPS / INS
20: Driving road recognition unit 20-1: Camera
20-2: Lidar 20-3: Radar
30: Providing geographic information 30-1: Driving information leadership
30-2: map search unit 40:
50: Error estimating unit 60: Travel map generating unit
70: local path planning unit 80: curvature estimation unit
90: traveling speed limiting unit 100: path control unit
200: Driveway 300: Space connection information
Claims (6)
(B) 상기 무인차량이 탐색된 공간의 곡선구간에 대한 선형 연결 정보로부터 주행로를 추정하는 단계;
(C) 상기 무인차량이 추정된 주행로 선분과 주행로 중심점으로부터 추정한 선분간의 회전 및 병진 이동거리가 최소가 되는 값을 계산하고, 계산된 값을 추정된 주행로와 탑재센서에서 획득한 주행로 사이에 발생되는 위치 오차로 산출하는 단계;
(D)상기 위치오차가 추정된 주행로 정보 및 탑재센서 주행로 정보와 함께 주행맵 생성에 적용되는 단계;
(E) 상기 주행맵으로부터 경로점 산출이 이루어지는 단계;
(F) 상기 추정된 주행로의 곡률을 이용해 주행속도 제한값을 계산하는 단계;
(G) 상기 경로점과 상기 주행속도 제한값이 적용되어 상기 무인차량이 경로제어를 실행하는 단계;
로 수행되는 것을 특징으로 하는 주행정보지도를 이용한 무인차량의 지역경로계획 관리 방법.
(A) detecting connection information and attributes of a space after a location and a traveling space recognized by an unmanned vehicle are searched for a space from geographical information;
(B) estimating a traveling route from the linear connection information on a curve section of the space in which the unmanned vehicle is searched;
(C) calculating a value that minimizes the rotation and translational distance between the estimated travel route segment and the line segment estimated from the travel route center point of the unmanned vehicle, and calculating the calculated value from the estimated travel route and the travel Calculating a position error generated between the first and second electrodes;
(D) applying the position error to the travel map creation together with the estimated travel route information and the on-board sensor travel route information;
(E) calculating route points from the running map;
(F) calculating a traveling speed limit value using the curvature of the estimated traveling route;
(G) applying the route point and the travel speed limit value to execute the route control of the unmanned vehicle;
Wherein the route guidance is performed by using the map of the running route of the unmanned vehicle.
The method as claimed in claim 1, wherein the error calculation in the step (C) is performed to correct an error caused by the travel route position information displayed on the travel information map and the time-varying characteristic of the position sensor acquired during running of the unmanned vehicle A Method of Regional Route Planning Management of Unmanned Vehicle Using Driving Information Map.
상기 무인차량이 주행하고 있는 공간의 주행로를 인식하는 추정주행로인식부;
FDB(Feature Database)나 DRM(Digital Road Map)에 포함되어 있는 공간의 연결 정보와 속성으로부터 상기 무인차량의 인식 및 경로계획에 활용 가능한 정보 변환이 이루어지는 지리정보제공부;
상기 지리정보제공부에서 탐색된 공간에 대한 선형 연결 정보로부터 추정 주행로를 산출하는 주행로추정부;
상기 추정주행로인식부에서 인식한 주행로 형태를 비교 하여 상기 위치추정부로 위치정보를 제공하는 센서의 시변 특성에 의한 오차로부터 위치 오차를 산출하는 오차추정부;
상기 위치오차와 상기 추정 주행로에 의해 주행맵을 생성하는 주행맵생성부;
상기 주행맵을 이용해 주행로에 대한 경로점 수립이 이루어지는 지역경로계획부;
상기 주행로의 곡선 구간에 대한 곡률 산출이 이루어지는 곡률추정부, 상기 곡률 산출의 값으로 주행속도 제한값을 산출하는 주행속도제한부;
상기 경로점 수립과 상기 주행속도 제한값을 이용해 경로제어를 수행하는 경로제어부;
가 포함된 것을 특징으로 하는 주행정보지도 기반 무인차량.
A position estimating unit estimating a position of the unmanned vehicle on which the local path planning management method of the unmanned vehicle using the running information map of claim 1 or 2 is performed;
An estimated running road recognizing unit that recognizes a running road in a space where the unmanned vehicle runs;
A geographic information providing unit for converting information available for recognition and path planning of the unmanned vehicle from connection information and attributes of a space included in an FDB (Feature Database) or a DRM (Digital Road Map);
A driving route estimating unit for calculating an estimated driving route from the linear connection information for the space searched in the geographic information providing unit;
An error estimator for calculating a position error from an error by a time-varying characteristic of a sensor that compares a travel route type recognized by the estimated travel route recognizing unit and provides position information to the position estimating unit;
A running map generating unit for generating a running map by the position error and the estimated running route;
A route path planner for establishing a route point for a traveling route using the traveling map;
A curvature estimator for calculating a curvature with respect to a curve section of the traveling passage; a traveling speed limiting unit for calculating a traveling speed limit value based on the curvature calculation value;
A path controller for performing path control using the path point establishment and the traveling speed limit value;
Wherein the vehicle information is a map of the vehicle.
4. The unmanned vehicle according to claim 3, wherein the position estimating unit is associated with a Global Positioning System (GPS) / Inertial Navigation System (INS).
4. The unmanned vehicle according to claim 3, wherein the traveling road recognizing unit is associated with a camera, a lidar, and a radar.
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