KR101852158B1 - 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 레이더 검지기로부터 수신한 신호를 이용하여 차량의 궤적 정보를 생성하고, 차량의 궤적 정보에 따라 차량이 주행하는 도로의 차로를 구분함으로써, 차량의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 도로의 정체 등을 최소화하여 도로의 효율적인 운영이 가능한 이점이 있다. 또한, GPS의 이용이 어려운 터널이나 산악 지형에서도 정확한 위치 정보를 수집할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템 및 방법 {System and Method for distinguish road lane using data for trajectory of vehicles}

본 발명은 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이더 검지기에서 검지된 신호에 따른 차량의 궤적 정보를 이용하여 차량이 주행하는 도로의 차로를 구분할 수 있는 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

GPS를 이용하여 보행자나 도로 위를 주행하는 차량의 위치를 감지하고, 감지된 위치 정보를 제공하는 검지 기술에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나, GPS를 이용하여 차량의 위치 정보를 감지하는 기존의 검지 방법은, GPS의 오차범위는 약 15m 수준이므로, 위치 정보의 정확도가 떨어지며, 다양한 오차 보정방법을 제시하고는 있으나, 차량이 주행하는 도로의 위치는 감지하되 차선을 구분하지 못하는 한계가 있다.

최근에는 GPS이외에 DGPS(Differential GPS)나 CDGPS(Carrier Differential GPS) 기술이 발전하고 있으나, DGPS나 CDGPS는 매우 고가라는 한계를 극복하기 어려우므로 차선을 구분하기 위해 상용화되기는 어려운 문제점이 있다.

한국등록특허 10-1416385

본 발명의 목적은, 차량이 주행하는 차로 정보를 보다 정확하게 검지할 수 있는 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템은, 도로의 상측에 설치되어, 도로 위를 주행하는 다수의 차량들을 검지하는 레이더 검지기와; 상기 레이더 검지기가 검지한 신호로부터 상기 차량들의 위치 정보와 궤적 정보를 생성하여 수집하고, 수집된 궤적 정보에 따라 상기 차량들이 주행하는 차로를 구분하여 차로 정보를 생성하는 제어부와; 상기 제어부에서 판단한 차로 정보와, 상기 차로 정보를 포함하는 차량의 위치 정보를 외부 단말기에 전송하는 통신부를 포함한다.

본 발명에 따른 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 방법은, 레이더 검지기가 도로를 주행하는 다수의 차량들을 검지하는 단계와; 제어부가 상기 레이더 검지기에서 검지된 신호에 따라 상기 차량들의 위치 정보와 상기 차량들의 궤적 정보를 생성하고 수집하는 단계와; 상기 제어부가 상기 수집된 궤적 정보들로부터 상기 차량들이 주행하는 차로의 폭, 개수 및 위치를 포함하는 차로 정보를 생성하는 단계와; 상기 제어부가 상기 생성된 차로 정보를 외부 단말기에 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 레이더 검지기로부터 수신한 신호를 이용하여 차량의 궤적 정보를 생성하고, 차량의 궤적 정보에 따라 차량이 주행하는 도로의 차로를 구분함으로써, 차량의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 도로의 정체 등을 최소화하여 도로의 효율적인 운영이 가능한 이점이 있다.

또한, GPS의 이용이 어려운 터널이나 산악 지형에서도 정확한 위치 정보를 수집할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차로 구분 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 시스템방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 궤적 정보의 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 궤적 정보를 정규 분석하여 최빈값을 추출하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차로 구분 방법에 의해 차로와 차로의 중심선을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차로 구분 시스템의 개략적인 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차로 구분 시스템은, 레이더 검지기(10), 제어부(20), 통신부(30)를 포함한다.

상기 레이더 검지기(10)는, 도로의 상측에 설치되어, 도로 위에 무선 신호를 송출하고, 도로 위를 주행하는 차량으로부터 반사되는 무선 신호를 수신하는 센서이다. 상기 레이더 검지기(10)는, 도로 주변에 서로 소정간격 이격된 위치에 복수개가 설치될 수 있다.

상기 제어부(20)는, 상기 레이더 검지기(10)로부터 무선 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 상기 도로를 주행하는 차량들의 위치 정보를 생성하고, 상기 위치 정보에 따라 상기 차량의 궤적 정보를 생성하여 수집한다. 상기 차량들의 위치 정보는, 상기 차량들의 위치를 좌표값(x,y,z)으로 나타낸 정보이다. 상기 차량들의 위치변화를 지속적으로 수집하면, 상기 차량들의 궤적 정보를 생성할 수 있다. 상기 차량의 궤적 정보는 상기 차량이 이동하는 경로를 나타낸 정보이다.

상기 제어부(20)는, 상기 차량들의 궤적 정보를 수집하는 정보 수집부(미도시)와, 상기 정보 수집부에서 수집된 궤적 정보들로부터 차로를 구분하여 판단하는 정보 분석부(미도시)를 포함한다.

상기 정보 수집부(미도시)는, 상기 차량들의 궤적 정보를 수집하여, 미리 설정된 설정량에 도달할 때까지 누적한다.

상기 정보 분석부(미도시)는, 상기 정보 수집부에서 수집된 궤적 정보의 양이 미리 설정된 설정량에 도달하면, 상기 궤적 정보들로부터 상기 차량들이 주행하는 차로의 폭, 개수 및 위치를 포함하는 차로 정보를 판단한다. 여기서, 차로(Lane)는 차선들에 의해 구분되는 차도를 의미한다. 즉, 상기 궤적 정보들로부터 현재 도로의 차로가 총 n개의 차로이며, 총 n개의 차로 중에서 차량들이 이용하는 차로가 몇 차로인지를 판단할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 차로의 폭, 개수 및 위치를 모두 판단하는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 이 중 적어도 하나만을 판단하는 것도 물론 가능하다.

상기 정보 분석부는, 각 차로에 대한 궤적 정보들을 정규분포 분석하여, 각 차로의 중심선을 추출한다. 상기 차로의 중심선을 추출함으로써, 주행 차량과 상기 중심선 사이의 상대적 위치를 파악할 수 있다.

상기 통신부(30)는, 상기 제어부(20)에서 판단한 차로 정보, 상기 차로 정보를 포함하는 차량의 위치 정보를 유,무선 통신을 통해 외부 단말기(40)에 전송한다. 상기 외부 단말기(40)는, 상기 시스템을 운영하는 운영자의 단말기, 상기 도로를 주행하는 차량들의 단말기, 상기 도로를 관리하는 도로관리센터의 단말기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 방법의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 궤적 정보를 이용한 차로 구분 방법을 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 상기 차로 구분 시스템을 초기화한다.(S1)

상기 레이더 검지기(10)가 도로 위를 주행하는 다수의 차량들을 검지하면, 상기 제어부(20)는 상기 레이더 검지기(10)의 검지 정보를 수신한다. (S2)

상기 제어부(20)는, 상기 레이더 검지기(10)의 검지 정보로부터 상기 차량들의 각 위치 정보를 생성하고, 상기 위치 정보에 따라 궤적 정보를 생성하여 수집한다.(S3) 상기 제어부(20)는, 상기 레이더 검지기(10)의 검지 정보로부터 상기 각 차량들의 위치 정보를 알 수 있으며, 상기 위치 정보로부터 각 차량의 궤적 정보를 생성할 수 있다.

상기 제어부(20)는, 수집된 궤적 정보가 설정 수준 이상인가를 판단한다.(S4) 상기 제어부(20)는, 정해진 시간 동안 차량의 궤적 정보를 수집하는 것도 가능하고, 정해진 차량의 대수만큼 차량의 궤적 정보를 수집하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 미리 설정된 대수 이상의 차량에 대한 궤적 정보를 수집하는 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 제어부(20)는, 상기 수집된 궤적 정보가 설정 수준 이상이라고 판단되면, 수집된 궤적 정보들로부터 상기 도로에 대한 차로 정보를 생성한다.(S5)

도 3은 다수의 차량들의 궤적 정보들의 예를 나타낸 것이며, 다수의 차량들에 대한 각 궤적 정보를 모두 표시하면 서로 겹쳐져 나타나는 것을 알 수 있다. 여기서, 궤적들이 겹쳐져 나타나는 부분은 대부분의 차량들이 주로 주행하는 차로를 나타낸다. 예를 들어, 도 3으로부터 다수의 차량들이 총 4개의 차로를 이용하고 있는 것을 판단할 수 있다.

또한, 도 3에 표시된 궤적들의 범위에 의해 차로의 폭을 추출할 수 있다.

또한, 도 3에 표시된 궤적들의 위치에 따라 차로의 위치도 판단할 수 있다.

상기와 같은 방법으로, 차로의 개수, 폭, 위치를 포함한 차로 정보를 생성할 수 있다.

한편, 예를 들어, 2차로에서 사고, 정체 등의 돌발 상황 발생시, 차량들이 2차로를 피하고 다른 차로로 이동하여 주행하기 때문에, 2차로의 궤적 정보가 나타나지 않는다. 따라서, 상기 궤적 정보들로부터, 사고가 발생한 차로를 정확하게 판단할 수도 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 궤적 정보가 생성되지 않는 차로를 추출하여, 사고 등의 돌발상황이 발생한 차로라고 판단할 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 사고 등의 돌발상황이 발생한 차로에 대한 정보를 상기 차로 정보에 포함시켜, 상기 단말기에 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(20)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 각 차로에 대한 궤적 정보들을 정규분포 분석하여 최빈값을 추출하고, 상기 최빈값을 상기 각 차로의 중심선으로 추출할 수 있다. 예를 들어, 도로가 4개의 차로(L1~L4)로 구분되면, 각 차로에 대한 궤적 정보들을 정규분포 분석하여, 최빈값을 추출하고 최빈값이 나타나는 위치를 각 차로의 중심선(C1~C4)으로 추출할 수 있다. 즉, 동일 차로를 주행하는 차량들이 해당 차로의 중심을 따라 이동하는 경우가 가장 많기 때문에, 최빈값이 각 차로의 중심선을 나타낸다고 판단할 수 있다.

상기와 같이 각 차로의 중심선을 알면, 각 차로의 정확한 차선 위치도 판단할 수 있다. 또한, 각 차로의 중심선을 알면, 각 차로 내에서 차량의 위치도 정확하게 판단할 수 있으며, 차량이 차로 내에서 일측으로 치우칠 경우 경보를 통해 알림으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다. 즉, 상기 차로의 중심선과 상기 차로를 주행하는 차량과의 상대적 위치를 계산하고, 계산된 정보에 따라 상기 차량이 상기 차로 내에서 일측으로 치우쳤다고 판단할 수 있다. 판단된 정보는 상기 외부 단말기(40)에 제공할 수 있다.

상기와 같이 차로 정보가 생성되면, 상기 제어부(20)는, 차로 구분 수준이 적절한지를 판단한다.(S6)

상기 차로 구분 수준이 적절한지를 판단하는 방법은, 상기 제어부(20)가 미리 저장된 도로의 차로의 개수와 상기 차로 정보에서 차로의 개수를 비교하는 방법이다. 상기 미리 저장된 도로의 차로의 개수는, 일반적으로 도로를 관리하는 도로관리센터로부터 제공받는 도로의 기본 정보이다. 상기 도로의 기본 정보는, 상기 제어부(20)에 미리 저장되는 것도 가능하고, 필요시에 상기 통신부(30)를 통해 전달받는 것도 가능하다. 상기 미리 저장된 도로의 차로의 개수와 상기 차로 정보에서 생성된 차로의 개수가 일치하면, 차로 구분 수준이 적절하다고 판단한다.

상기 차로 구분 수준이 적절한지를 판단하는 또 다른 방법은, 상기 차로 정보에 포함된 차로의 폭을 미리 저장된 차로의 폭과 비교하여, 그 차이를 통해 차로 구분 수준이 적절한지를 판단하는 것도 물론 가능하다. 예를 들어, 일반적인 차로의 폭과 상기 제어부(20)에서 판단된 차로의 폭의 차이가 오차 범위를 초과하면, 생성된 차로 정보가 잘못되었다고 판단하여 상기 차량의 궤적 정보를 수집하는 단계를 다시 수행할 수 있다. 한편, 일반적인 차로의 폭과 상기 제어부(20)에서 판단된 차로의 폭의 차이가 오차 범위 이내이면, 생성된 차로 정보가 정확하다고 판단할 수 있다.

상기 제어부(20)는, 상기 차로 구분 수준이 적절하다고 판단되면, 상기 차로 정보로부터 상기 도로를 실시간으로 주행하는 실시간 주행 차량의 주행 차로 확인이 가능한지를 판단한다. (S7)

상기 실시간 주행 차량은, 상기 궤적 정보의 수집이 완료되고 상기 차로 정보가 생성된 이후, 상기 도로로 실시간으로 진입하여 주행하는 차량을 의미한다.

상기 레이더 검지기(10)가 상기 실시간 주행 차량을 검지하고, 상기 제어부(20)가 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보를 확인한다. 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보와 상기 차로 정보를 비교 분석하여, 상기 실시간 주행 차량이 상기 도로에서 몇 차로를 주행하고 있는지 확인이 가능한지를 판단한다. 예를 들어, 상기 실시간 주행 차량이 1차로를 주행하는지 2차로를 주행하는 지를 판단한다. 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보가 상기 차로 정보에 포함된 차로의 위치 정보에 포함되지 않으면, 상기 실시간 주행 차량이 몇 차로를 주행하는지 알 수 없다. 이러한 경우, 상기 차로 정보가 부정확하다고 판단하여, 상기 차량의 궤적 정보를 수집하는 단계를 다시 수행한다. 한편, 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보가 상기 차로 정보에 포함된 차로의 위치 정보에 포함되면, 상기 실시간 주행 차량이 몇 차로를 주행하는지 알 수 있다.

상기 실시간 주행 차량의 주행 차로 확인이 가능하다고 판단되면, 상기 제어부(20)는 상기 차로 정보를 상기 시스템의 운영자 단말기에 전송하여, 상기 운영자의 단말기에서 상기 차로 정보를 표시한다.(S8)

상기 차로 정보는, 상기 운영자 단말기에 표시된 맵에 표시할 수 있다. 상기 운영자는, 상기 단말기에 표시된 차로 정보를 통해 차로의 총 개수, 차로의 폭, 차로의 위치, 총 n개의 차로 중에서 차량들이 이용하고 있는 차로, 총 n개의 차로 중에서 사고 등 돌발 상황이 발생한 차로 등을 모두 확인할 수 있다.

본 실시예에서는 운영자의 단말기에만 표시되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 도로를 주행하는 차량의 단말기에 표시하는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 제어부(20)는, 상기 도로를 실시간으로 주행하는 차량의 위치 정보를 상기 차로 정보와 연계하여 생성하고, 상기 차로 정보와 연계된 위치 정보를 상기 차량의 단말기 등의 외부 단말기(40)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 도로를 주행하는 차량이 총 4차로의 도로에서 1차로를 주행하고 있다는 것을 판단할 수 있으므로, 네비게이션 등을 통해 주행 경로를 안내시 차로 변경 등을 제안하는 것이 가능하다.

한편, 상기 제어부(20)는, 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보를 통해 기 생성된 차로 정보를 보정하기 위한 보정 정보를 생성하여, 상기 보정 정보를 상기 운영자 단말기에 송신한다.(S9)

즉, 상기 레이더 검지기(10)로부터 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보를 실시간으로 수신하고, 상기 실시간 주행 차량의 궤적 정보를 실시간으로 생성하여 기 생성된 차로 정보를 보정하는 보정 정보를 생성할 수 있다. 상기 생성된 보정 정보를 상기 운영자 단말기에 송신하여, 상기 운영자 단말기에 표시되는 차로 정보를 실시간으로 업데이트할 수 있다.

또한, 상기 제어부(20)는, 상기 차로 정보의 정확도가 유의 수준인지 확인할 수 있다. (S10)

상기 차로 정보의 정확도가 유의 수준인지를 확인하는 방법은, 도로 주변에 설치된 CCTV 등을 통해 촬영된 영상 정보와 상기 제어부(20)에서 판단한 차로 정보를 비교하여 판단한다. 상기 영상 정보와 상기 차로 정보의 유사도가 미리 설정된 기준 이상일 경우, 정확도가 있다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 차로 정보에서 상기 4차로의 도로에서 2차로에서 사고가 발생되었다고 판단되면, 상기 CCTV의 영상 정보를 확인하여 상기 2차로에서 사고 발생 유무를 시각적으로 확인하여, 상기 차로 정보의 정확도를 판단할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 차로 정보의 정확도가 유의 수준인지 확인하는 단계가 상기 보정 정보를 생성한 이후에 수행하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 순서가 바뀌는 것도 물론 가능하다.

상기 차로 정보의 정확도가 유의수준이라고 판단되면, 상기 차로 정보를 상기 운영자의 단말기 또는 주행 차량의 단말기 또는 도로관리센터의 단말기 등에 제공할 수 있다. (S11)

상기 운영자는, 상기 차로 정보를 확인한 후, 상기 차로 정보를 도로 위에 설치된 전광판 등에 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 차로 정보를 통해 2차로에서 사고가 발생되었다고 판단되면. 상기 2차로에서 사고 발생을 알리고 상기 2차로를 제외한 나머지 차로를 이용하도록 안내할 수 있다. 따라서, 사고 지점을 진입하기 이전에 차량들이 미리 2차로를 피해서 나머지 차로로 이동할 수 있게 되어, 차량 정체 등이 최소화될 수 있다.

본 발명은, 레이더 검지기에서 검지된 신호에 따른 차량의 궤적 정보를 이용하여 차량이 주행하는 도로의 차로를 구분함으로써, 상기 도로가 총 몇개의 차로인지, 상기 차량이 현재 몇 번째 차로를 주행하고 있는 지, 상기 몇 번째 차로에서 사고나 정체가 발생하였는 지 등을 모두 확인할 수 있다. 따라서, 차로와 연계된 차량의 위치 정보를 파악하여 보다 정확한 위치 파악이 가능하며, 도로를 효율적으로 운영할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 레이더 검지기 20: 제어부
30: 통신부 40: 단말기

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 레이더 검지기가 도로를 주행하는 다수의 차량들을 검지하는 단계와;
   제어부가 상기 레이더 검지기에서 검지된 신호에 따라 상기 차량들의 위치 정보와 상기 차량들의 궤적 정보를 생성하고 수집하는 단계와;
   상기 제어부는 상기 수집된 궤적 정보들이 미리 설정된 설정량 이상이면, 상기 수집된 궤적 정보들로부터 차로의 총 개수, 차로의 폭, 위치, 차량들이 주행하는 차로 및 돌발상황이 발생한 차로를 포함하는 차로 정보를 생성하는 단계와;
   상기 차로 정보가 생성되면, 상기 제어부는 상기 생성된 차로 정보의 차로의 개수와 미리 저장된 차로의 개수가 일치하면 차로 구분 수준이 적절하다고 판단하고, 일치하지 않으면 차로 정보가 잘못되었다고 판단하여 상기 궤적 정보를 다시 수집하는 과정과, 상기 생성된 차로의 폭과 미리 저장된 차로의 폭의 차이가 오차 범위 이내이면 차로 구분 수준이 적절하다고 판단하고, 상기 오차 범위를 초과하면 차로 정보가 잘못되었다고 판단하여 상기 궤적 정보를 다시 수집하는 과정을 포함하는 차로 구분이 적절한지 판단하는 단계를 포함하고,
   상기 차로 구분이 적절하다고 판단되면, 상기 도로로 실시간으로 진입하여 주행하는 실시간 주행 차량을 상기 레이더 검지기가 검지하고, 상기 실시간 주행 차량의 위치 정보와 상기 차로 정보를 비교하여, 상기 실시간 주행 차량의 주행 차로 확인이 가능한지 판단하는 단계와;
   상기 실시간 주행 차량의 위치 정보가 상기 차로 정보에 포함된 차로의 위치 정보에 포함되면, 상기 제어부는 상기 차로 정보를 차로 구분 시스템을 운영하는 운영자의 단말기, 상기 도로를 주행하는 차량들의 단말기, 상기 도로를 관리하는 도로관리센터의 단말기를 포함하는 외부 단말기에 제공하는 단계를 포함하고,
   상기 차로 정보를 생성하는 단계에서는,
   상기 제어부는 각 차로에 대한 궤적 정보들을 정규분포 분석하여 최빈값을 추출하여, 상기 최빈값을 상기 각 차로의 중심선으로 추출하고,
   상기에서 생성된 차로 정보와 상기 차로의 중심선에 따라 상기 도로를 실시간으로 주행하는 차량의 주행 차로와 상기 주행 차로내에서 상기 중심선과 상기 차량 사이의 상대적 위치를 판단하고, 판단한 정보를 상기 차량의 단말기와 상기 운영자의 단말기에 제공하고,
   상기 궤적 정보가 생성되지 않는 차로를 추출하여 사고를 포함한 돌발상황이 발생한 차로라고 판단하여, 상기 돌발상황이 발생한 차로를 상기 차량들의 단말기에 표시하고, 상기 차량의 네비게이션을 통해 차로 변경을 포함한 주행 경로를 안내하는 차량 궤적을 이용한 차로 구분 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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