KR102099407B1

KR102099407B1 - 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치

Info

Publication number: KR102099407B1
Application number: KR1020180148543A
Authority: KR
Inventors: 윤영; 주민범; 오혜윤; 이재성
Original assignee: 주식회사 파크에이아이
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-05-15

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법은 자율 주행 장치가 주차장을 주행중인 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하는 단계, 상기 자율 주행 장치가 상기 수신한 주차장 이미지를 분석하여 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계, 상기 자율 주행 장치가 상기 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐(Parking Lot Puzzle)을 결정하는 단계 및 상기 자율 주행 장치가 상기 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계를 포함한다.

Description

자율 주행 방법 및 자율 주행 장치{METHOD FOR AUTONOMOUS DRIVING AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 인식한 주차장 바닥의 형상을 주차장 퍼즐에 매칭하여 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치에 관한 것이다.

차량 기술이 발전하면서, 운전자의 조작 없이 차량 스스로 주행할 수 있는 자율 주행 차량이 등장하였다. 이러한 자율 주행 차량의 대부분은, 차량에 설치된 복수 개의 센서가 차선 및 차량 주변의 상황 등을 지속적으로 인식하고, 인식한 결과에 따라 차량을 제어하는 방식을 취하는 것이 일반적이다.

그러나 이러한 자율 주행 차량은 자율 주행을 위해 설치되는 센서 자체가 매우 고가인바, 자율 주행 구현을 위해서는 차량의 제조 및 판매 비용이 증가할 수밖에 없으며, 복수 개의 센서 중, 어느 하나의 센서가 고장나거나 오류가 발생하는 경우, 자율 주행 자체를 수행할 수 없다는 문제점이 있다.

한편, 자율 주행 차량은 차선을 인식하는 센서를 필수적으로 포함시킴으로써 차량이 차선을 벗어나지 않도록 제어하는 방식을 취하는바, 일반 도로처럼 차선이 균일하게 표시되지 않은 주차장과 같은 공간 내에서는 자율 주행 자체가 불가능하다는 문제점도 있다.

이에, 최근의 자율 주행 차량은 주차장 내에서 부분적 자율 주행만을 구현하고 있는바, 차량에 설치된 센서가 빈 공간을 인식하면 스티어링 휠, 액셀레이터(Accelator) 및 브레이크를 자동으로 제어하여 주차를 완료하거나, 운전자에게 스티어링 휠, 액셀레이터 및 브레이크의 제어 지침을 제공하는 방식으로 부분적 자율 주행을 구현하고 있다.

그러나 주차장 내에서 구현되는 부분적 자율 주행은 완전한 자율 주행으로 볼 수 없는바, 빈 공간 인식을 위해 운전자가 저속으로 차량을 주행해야 하며, 주차 완료 후 출차 과정에서 주차장 외부까지 나가기 위해서는 운전자의 주행이 요구되기 때문이다.

따라서, 자율 주행을 위한 고가의 센서 없이 하나의 장치만으로 자율 주행을 구현함과 동시에 주차장 내에서도 완전한 자율 주행을 구현할 수 있는 새로운 방법이 요구된다. 본 발명은 이와 관련된 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137427호(2017.12.13)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 자율 주행을 위한 고가의 센서 없이 자율 주행을 구현함에 따라 차량의 제조 및 판매 비용 증가를 방지할 수 있는 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 자율 주행을 위한 복수 개의 센서 없이 하나의 장치만을 차량에 연결하여 자율 주행을 구현함에 따라 복수 개의 센서 중 어느 하나의 센서가 고장나거나 오류가 발생하는 경우라도 자율 주행을 문제없이 수행할 수 있는 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 주차장 출입 시점부터 출차 시점까지 운전자의 주행이 전혀 요구되지 않는 완전 자율 주행의 구현이 가능한 자율 주행 방법 및 자율 주행 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법은 자율 주행 장치가 주차장을 주행중인 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하는 단계, 상기 자율 주행 장치가 상기 수신한 주차장 이미지를 분석하여 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계, 상기 자율 주행 장치가 상기 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐(Parking Lot Puzzle)을 결정하는 단계 및 상기 자율 주행 장치가 상기 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계는, 상기 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하는 단계, 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 단계 및 상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 타차량을 인식하는 단계는, 상기 주차장 이미지 내에서 제1 타차량을 인식하는 단계, 상기 주차장 이미지 내에서 제2 타차량을 인식하는 단계 및 상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 제1 타차량 및 제2 타차량 사이의 공간을 인식하고, 상기 인식한 공간에서 상기 주차장 바닥을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 구조물은, 상기 주차장에 세워진 기둥 및 막다른 벽 중 어느 하나 이상일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 주차장 퍼즐은, 좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 개방된 직진 경로 퍼즐, 막다른 직진 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐 중 어느 하나 이상일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계는, 상기 자율 주행 장치가 상기 차량에 자율 주행 제어 명령을 전달하는 시점에서의 상기 차량의 주행 패턴을 마킹(Marking)하는 단계를 포함하며, 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계 이후에, 상기 자율 주행 장치가 주차 가능한 빈 공간을 인식하는 단계 및 상기 자율 주행 장치가 상기 인식한 빈 공간에 상기 차량을 주차시키기 위한 자율 주행 제어 명령을 상기 차량에 전달하여 주차를 완료하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 주차 가능한 빈 공간은, 상기 자율 주행 장치가 상기 차량에 자율 주행 제어 명령을 전달하며 자율 주행을 수행하는 중, 최초로 발견한 빈 공간일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 주차를 완료하는 단계 이후에, 상기 자율 주행 장치가 상기 마킹을 인식하는 단계 및 상기 자율 주행 장치가 상기 마킹한 시점에서 상기 차량에 전달한 자율 주행 제어 명령과 반대의 자율 주행 제어 명령을 상기 차량에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자율 주행 장치는 주차장을 주행중인 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하는 이미지 수신부, 상기 이미지 수신부가 수신한 주차장 이미지를 분석하여 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 바닥 형상 인식부, 상기 바닥 형상 인식부가 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐을 결정하는 퍼즐 결정부 및 상기 퍼즐 결정부가 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 자율 주행 제어 명령 전달부를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 바닥 형상 인식부는, 상기 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하고, 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장에 세워진 구조물을 인식하며, 상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 상기 주차장 바닥의 형상을 인식할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하기만 하면, 자율 주행 장치가 주차장 이미지를 분석하여 주차장 바닥의 형상을 인식하고, 이를 주행 패턴이 맵핑된 주차장 퍼즐에 매칭시켜 주행 패턴에 따른 자율 주행 제어 명령을 차량에 전달하는바, 자율 주행을 위한 고가의 센서 없이 자율 주행을 구현할 수 있으며, 그에 따라 차량의 제조 및 판매 비용 증가를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 차량에 기 설치되어 있는 카메라만 이용하면 충분하며, 자율 주행을 위한 복수 개의 센서 자체가 요구되지 않는바, 복수 개의 센서 중 어느 하나의 센서가 고장나거나 오류가 발생하여 자율 주행이 불가능해지는 상황 자체가 발생하지 않을 수 있다는 효과가 있다.

또한, 주차장 출입 시점부터 출차 시점까지 운전자의 주행이 전혀 요구되지 않는 완전 자율 주행이 가능한바, 운전자에게 제공할 수 있는 편의성이 비약적으로 향상될 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 포함하는 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법의 대표적인 단계를 도시한 순서도이다.
도 3은 차량의 전면에 설치된 카메라가 차량 전면으로 보이는 주차장을 촬영한 2차원 주차장 이미지를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 타차량을 인식하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 6은 도 3에 예시적으로 도시된 2차원 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식한 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 단계를 구체화한 순서도이다.
도 8은 도 3에 예시적으로 도시된 주차장 이미지 내에서 구조물을 인식한 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 도 6 및 도 8에 도시된 주차장 바닥을 기초로 주차장 바닥의 형상을 인식하는 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 8개의 2차원 주차장 퍼즐 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은 8개의 3차원 주차장 퍼즐 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 8개의 2차원 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 통해 빈 공간에 주차를 하는 단계까지 포함하여 도시한 순서도이다.
도 14는 Learn by Demonstration을 통해 자율 주차 경로를 학습하는 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 통해 빈 공간에 주차 후, 출차하는 단계까지 포함하여 도시한 순서도이다.
도 16은 출차를 위한 주행 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 포함하는 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)는 이미지 수신부(10), 바닥 형상 인식부(20), 퍼즐 결정부(30) 및 자율 주행 제어 명령 전달부(40)를 포함할 수 있으며, 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위한 부가적인 구성 역시 포함할 수 있음은 물론이다.

한편, 이미지 수신부(10), 바닥 형상 인식부(20), 퍼즐 결정부(30) 및 자율 주행 제어 명령 전달부(40)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)를 기능을 기준으로 분류한 임시 또는 가상적인 구성일 뿐이며, 어느 한 구성이 수행하는 기능을 다른 구성이 함께 수행할 수 있으며, 하나의 구성이 전체 구성이 기능을 모두 수행할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 하나의 프로세서(미도시)가 이미지 수신부(10), 바닥 형상 인식부(20), 퍼즐 결정부(30) 및 자율 주행 제어 명령 전달부(40)의 기능을 모두 수행할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)는 차량(5)의 제조사가 차량(5) 제조 시에 함께 설치하여 판매할 수도 있으며, 차량(5)의 제조사와 무관하게 차량(5) 판매 이후 별도 구매하여 설치 가능한 제품으로 판매할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)의 설치 위치는 차량(5)의 구조에 따라 상이할 수 있으며 특별한 제한은 없으나, 자율 주행 제어 명령을 차량에 전달하여 차량(5)으로 하여금 자율 주행을 수행할 수 있도록 해야 하므로, ECU(Electronic Control Unit, 미도시)가 설치되어 있는 엔진룸(미도시) 내부에 설치되는 것이 일반적일 것이나, 이 경우 차량(5) 판매 이후 별도 구매하여 설치하는 상황을 가정하여 엔진룸(미도시) 내부에 설치하되 비교적 설치가 용이한 엔진(미도시) 주변 등에 설치할 수 있도록 함이 바람직하다 할 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 포함하는 구성을 설명하도록 한다.

이미지 수신부(10)는 주차장을 주행중인 차량(5)에 설치된 카메라(미도시)로부터 주차장 이미지를 수신한다.

여기서 카메라(미도시)는 차량(5)에 설치된 카메라(미도시)이기만 하면, 본연의 용도와 무관하게 어떠한 것이라도 무방하며, 예를 들어, 이미지 수신부(10)는 차량(5)의 전면 및 후면에 설치된 주차용 카메라(미도시) 모두로부터 주차장 이미지를 수신할 수 있다.

한편, 본 발명의 실 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 엔진룸 내부에 설치되는 경우, 차량(5)의 후면에 설치된 카메라(미도시)는 비교적 멀리 설치되어 있는 것으로 볼 수 있기 때문에, 거리의 제약 상 주차장 이미지를 빠르고 유효하게 수신하기 어려울 수도 있는바, 이 경우 차량(5)의 전면에 설치된 카메라(미도시)가 촬영한 주차장 이미지를 수신하는 것이 바람직할 것인바, 주차장 내에서 차량(5)의 자율 주행은 후진보다는 직진이 우선시되기 때문이다.

바닥 형상 인식부(20)는 이미지 수신부(10)가 수신한 주차장 이미지를 분석하여 주차장 이미지 내에서 주차장 바닥의 형상을 인식한다.

보다 구체적으로, 바닥 형상 인식부(20)는 이미지 분석 알고리즘을 내장하여, 주차장 이미지 내에서 타차량 및 주차장에 세워진 구조물을 인식하며, 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 주차장 바닥의 형상을 인식한다.

여기서 바닥 형상 인식부(20)가 주차장 이미지 내에서 타차량 및 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 것은 제1 타차량과 제2 타차량, 제1 구조물과 제2 구조물 사이의 공간을 인식하고, 인식한 공간에서 주차장 바닥을 인식하는바, 이에 대한 자세한 설명은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자유 주행 방법에 대한 설명에서 자세히 후술하도록 한다.

퍼즐 결정부(30)는 바닥 형상 인식부가 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐(Puzzle)을 결정한다.

여기서 주차장 퍼즐은 입체 공간인 주차장을 블록(Block) 형식의 퍼즐로 구현해 놓은 것인바, 좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 개방된 직진 경로 퍼즐, 막다른 직진 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐 중 어느 하나 이상일 수 있다.

이렇게 주차장 퍼즐을 상기 언급한 8개의 퍼즐로 구현한 것은 현존하는 주차장의 내부 구조와 무관하게, 8개의 퍼즐 형상을 서로 연결하여 차량(5)을 주행하는 주차장 바닥을 구현할 수 있기 때문이다.

한편, 개방된 경로와 막다른 경로는 직진만을 대상으로 구현하였으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐도 어느 하나의 경로 이상이 막다른 경로가 존재하는 것으로 구현할 수도 있고, 이 경우 퍼즐은 상기 언급한 8개 이상이 될 수 있을 것이다.

예를 들어, 직진/좌회전 경로 퍼즐에서 직진 경로가 막다른 경로인 퍼즐, 좌회전 경로가 막다른 경로인 퍼즐, 직진 및 좌회전 경로가 모두 막다른 경로인 퍼즐 등을 더 구현할 수도 있을 것이다.

한편, 주차장 퍼즐은 2차원 퍼즐 또는 3차원 퍼즐 어느 것으로 구현하여도 무방하나, 바닥 형상 인식부(20)가 2차원 주차장 이미지로부터 주차장 바닥의 형상을 인식한 경우 2차원 퍼즐로, 3차원 주차장 이미지로부터 주차장 바닥의 형상을 인식한 경우 3차원 퍼즐로 구현하는 것이 바람직할 것인바, 형상과 퍼즐의 차원을 동일하게 맞추는 것이 매칭의 정확도를 상승시킬 수 있는 방법이 되기 때문이다.

자율 주행 제어 명령 전달부(40)는 퍼즐 결정부(30)가 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑(Mapping)된 주행 패턴을 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달한다.

여기서 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴은 각각의 퍼즐 별로 차량(5)이 주행해야 하는 경로를 패턴으로 맵핑해 놓은 것인바, 예를 들어, 좌회전 경로 퍼즐이라면 좌회전 주행 패턴이, 우회전 경로 퍼즐이라면 우회전 주행 패턴이, 개방된 직진 경로 퍼즐이라면 직진 주행 패턴이, 막다른 직진 경로 퍼즐이라면 후진 주행 패턴이 맵핑될 수 있으며, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐과 같이 분기점이 존재하는 퍼즐의 경우 소정의 우선순위에 따라 주행 패턴이 맵핑될 수 있을 것이다.

예를 들어, 직진/좌회전 경로 퍼즐 및 직진/우회전 경로 퍼즐의 경우 우선순위에 따른 주행 패턴을 직진 경로 패턴을 제1 우선순위로 맵핑하되, 전방에 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴(직진/좌회전 경로 퍼즐의 경우) 또는 우회전 경로 패턴(직진/우회전 경로 퍼즐)을 제2 우선순위로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

한편, 좌회전/우회전 경로 퍼즐의 경우 국내 도로 교통법 상, 우회전 경로가 현재 차량이 주행 중인 경로와 곧바로 연결되므로 우회전 경로 패턴을 제1 우선순위로 맵핑하되, 우측에서 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴을 제2 우선순위로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐의 경우 우선순위에 따른 주행 패턴을 직진 경로 패턴을 제1 우선순위로 맵핑하되, 전방에 다른 차량이 접근하고 있는 경우 우회전 경로 패턴을 제2 우선순위로 선택하도록 하며, 우측에서 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴을 제3 우선순위로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

한편, 자율 주행 제어 명령은 앞서 설명한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 따라 차량(5)이 주행할 수 있는 제어 명령을 의미하며, 예를 들어, 좌회전 경로 퍼즐이라면 좌회전 주행 패턴이 맵핑되어 있기에 좌회전할 수 있는 제어 명령이, 우회전 경로 퍼즐이라면 우회전 주행 패턴이 맵핑되어 있기에 우회전할 수 있는 제어 명령이, 개방된 직진 경로 퍼즐이라면 직진 주행 패턴이 맵핑되어 있기에 직진할 수 있는 제어 명령이, 막다른 직진 경로 퍼즐이라면 후진 주행 패턴이 맵핑되어 있기에 후진할 수 있는 제어 명령이, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐과 같이 우선순위에 따른 주행 패턴이 맵핑되어 있는 경우 그에 따른 제어 명령이 차량(5)에 전달될 수 있고, 제어 명령은 스티어링 휠(미도시), 방향 지시등(미도시), 액셀레이터(미도시) 및 브레이크(미도시) 중 어느 하나 이상을 구동시키는 제어 명령을 포함함으로써 차량(5)은 자율 주행을 수행할 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 포함하는 구성에 대하여 설명하였다. 이하, 도 2 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 설명하도록 하며, 앞서 설명을 보류한 내용을 주차장 이미지와 주차장 퍼즐의 구체적인 도면과 함께 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법의 대표적인 단계를 도시한 순서도이다.

이는 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 바람직한 순서도에 해당하나, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.

아울러, 각 단계는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 장치(100)가 포함하는 개별적인 구성에 의해 수행되나, 설명의 편의상 자율 주행 장치(100)가 수행하는 것으로 대신하도록 한다.

우선, 자율 주행 장치(100)가 주차장을 주행중인 차량(5)에 설치된 카메라(미도시)로부터 주차장 이미지를 수신한다(S210).

도 3을 참조하면, 차량(5)의 전면에 설치된 카메라(미도시)가 차량(5) 전면으로 보이는 주차장을 촬영한 2차원 주차장 이미지가 예시적으로 도시되어 있는바, 자율 주행 장치(100)는 이를 수신한다.

한편, 자율 주행 장치(100)는 카메라(미도시)로부터 3차원 주차장 이미지를 수신할 수도 있는바, 여기서 3차원 주차장 이미지는 주차장 영상일 수 있으며, 이하의 설명에서는 도 3에 도시된 2차원 주차장 이미지를 기준으로 설명을 이어가도록 한다.

여기서 주차장 이미지의 수신은 소정의 통신 방식을 통해 수행될 수 있는바, 통신 방식의 제한은 없으며, 예를 들어, CAN(Controller Area Network) 통신 방식, 이더넷(Ethernet) 통신 방식 등과 같이 공지된 차량용 통신 방식을 이용할 수 있다.

다시 도 2에 대한 설명으로 돌아가도록 한다.

주차장 이미지를 수신했다면, 자율 주행 장치(100)가 수신한 주차장 이미지를 분석하여 주차장 이미지 내에서 주차장 바닥의 형상을 인식한다(S220).

보다 구체적으로, S220 단계는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하는 단계(S222), 주차장 이미지 내에서 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 단계(S224) 및 주차장 이미지 내에서 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계(S226)을 포함한다.

우선 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하는 단계(S222)를 설명하도록 한다.

이 경우, 타차량을 인식하는 단계(S222)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 주차장 이미지 내에서 제1 타차량을 인식하는 단계(S222-1), 주차장 이미지 내에서 제2 타차량을 인식하는 단계(S222-2) 및 주차장 이미지 내에서 인식한 제1 타차량 및 제2 타차량 사이의 공간을 인식하고, 인식한 공간에서 주차장 바닥을 인식하는 단계(S222-4)를 포함할 수 있다.

여기서 제1 타차량과 제2 타차량은 복수 대의 차량 중 어느 두 대의 차량을 선택하여도 무방하나, 나란하게 주차된 두 대의 차량이 인식된 경우 두 대의 차량 사이의 공간은 차량이 주행할 수 없는 단순 주차 공간인 것이 일반적인바, 주차장 바닥을 인식하기 위한 제1 타차량 및 제2 타차량은 주차장 이미지 내에서 소정 간격 이상 이격되어 있는 두 대의 차량을 선택하는 것이 바람직할 것이다. 여기서 소정 간격은 주차장 이미지의 화소를 기준으로 소정 화소 이상 이격된 경우를 결정할 수 있고, 객체 인식 알고리즘을 이용하여 인식된 객체인 차량 사이의 조합 중, 가장 멀리 이격된 차량 사이의 조합으로 결정할 수도 있을 것이다.

도 6은 도 3에 예시적으로 도시된 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식한 모습을 도시하고 있는바, 주차장 이미지 내에는 복수 대의 타차량이 주차되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 6을 참조하면, 앞부분에 제1 타차량(5-1)과 제2 타차량(5-2)가 주차되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1 타차량(5-1)과 제2 타차량(5-2) 사이의 간격은 뒷부분에 주차되어 있는 타차량들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1 타차량(5-1)과 제2 타차량(5-2) 사이의 공간을 주차장 바닥(a)으로 인식할 수 있을 것이다.

또한, 도 6을 참조하면, 앞부분 우측의 제2 타차량(5-2)을 기준으로 뒷부분 우측에 제1' 타차량(5-1')이 주차되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제2 타차량(5-2)과 제1' 타차량(5-1') 사이의 간격 역시 뒷부분에 주차되어 있는 타차량들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제2 타차량(5-2)과 제1' 타차량(5-1') 사이의 공간을 주차장 바닥(b)으로 인식할 수 있을 것이다.

또한, 도 6을 참조하면, 앞부분 좌측의 제1 타차량(5-1)을 기준으로 뒷부분 좌측에 제1″ 타차량(5-1″)이 주차되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1 타차량(5-1)과 제1″ 타차량(5-1″) 사이의 간격 역시 뒷부분에 주차되어 있는 타차량들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1 타차량(5-1)과 제1″ 타차량(5-1″) 사이의 공간을 주차장 바닥(c)으로 인식할 수 있을 것이다.

마지막으로, 도 6을 참조하면 뒷부분 우측에 있는 제1' 타차량(5-1')을 기준으로 뒷부분 좌측에 제1″ 타차량(5-1″)이 주차되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1' 타차량(5-1')과 제1″ 타차량(5-1″) 사이의 간격 역시 뒷부분에 주차되어 있는 타차량들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1' 타차량(5-1')과 제1″ 타차량(5-1″) 사이의 공간을 주차장 바닥(d)으로 인식할 수 있을 것이다.

상기 설명한 도 6에 도시된 주차장 이미지에 따르면, 제1 타차량 및 제2 타차량의 조합을 네 가지 경우의 수로 만들어 네 개의 주차장 바닥 a, b, c 및 d를 인식한바, 이를 연결하면 십자가 모양의 주차장 바닥(e)이 형성될 수 있다.

한편, 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 단계(S224)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 주차장 이미지 내에서 제1 구조물을 인식하는 단계(S224-1), 주차장 이미지 내에서 제2 구조물을 인식하는 단계(S224-2) 및 주차장 이미지 내에서 인식한 제1 구조물 및 제2 구조물 사이의 공간을 인식하고, 인식한 공간에서 주차장 바닥을 인식하는 단계(S224-4)를 포함할 수 있다.

여기서 제1 구조물과 제2 구조물은 주차장에 세워진 기둥 및 막다른 벽 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 이와 더불어 주차장 이미지 내에서 타차량을 제외하고 움직임이 없는 모든 사물을 구조물로 인식할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 타차량과 마찬가지로 복수 개의 구조물 중 어느 두 개의 구조물을 선택하여도 무방하나, 나란하게 배치된 두 개의 구조물이 인식된 경우 두 개의 구조물 사이의 공간은 차량이 주행할 수 없는 단순 주차 공간인 것이 일반적인바, 주차장 바닥을 인식하기 위한 제1 구조물 및 제2 구조물은 주차장 이미지 내에서 소정 간격 이상 이격되어 있는 두 개의 구조물을 선택하는 것이 바람직할 것이다. 여기서 소정 간격은 주차장 이미지의 화소를 기준으로 소정 화소 이상 이격된 경우를 결정할 수 있고, 객체 인식 알고리즘을 이용하여 인식된 객체인 구조물 사이의 조합 중, 가장 멀리 이격된 구조물 사이의 조합으로 결정할 수도 있을 것이다.

도 8은 도 3에 예시적으로 도시된 주차장 이미지 내에서 구조물을 인식한 모습을 도시하고 있는바, 주차장 이미지 내에는 복수 개의 구조물이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 8을 참조하면, 앞부분에 제1 구조물(6-1)과 제2 구조물(6-2)이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1 구조물(6-1)과 제2 구조물(6-2) 사이의 간격은 뒷부분에 배치되어 있는 구조물들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1 구조물(6-1)과 제2 구조물(6-2) 사이의 공간을 주차장 바닥(a')으로 인식할 수 있을 것이다.

또한, 도 8을 참조하면, 앞부분 우측의 제2 구조물(6-2)을 기준으로 뒷부분 우측에 제1' 구조물(6-1')이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제2 구조물(6-2)과 제1' 구조물(6-1') 사이의 간격 역시 뒷부분에 배치되어 있는 구조물들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제2 구조물(6-2)과 제1' 구조물(6-1') 사이의 공간을 주차장 바닥(b')으로 인식할 수 있을 것이다.

또한, 도 8을 참조하면, 앞부분 좌측의 제1 구조물(6-1)을 기준으로 뒷부분 좌측에 제1″ 구조물(6-1″)이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1 구조물(6-1)과 제1″ 구조물(6-1″) 사이의 간격 역시 뒷부분에 배치되어 있는 구조물들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1 구조물(6-1)과 제1″ 구조물(6-1″) 사이의 공간을 주차장 바닥(c')으로 인식할 수 있을 것이다.

마지막으로, 도 8을 참조하면 뒷부분 우측에 있는 제1' 구조물(6-1')을 기준으로 뒷부분 좌측에 제1″ 구조물(6-1″)이 배치되어 있는 것을 확인할 수 있는바, 제1' 구조물(6-1')과 제1″ 구조물(6-1″) 사이의 간격 역시 뒷부분에 배치되어 있는 구조물들 사이의 간격보다 넓다. 이 경우 제1' 구조물(6-1')과 제1″ 구조물(6-1″) 사이의 공간을 주차장 바닥(d')으로 인식할 수 있을 것이다.

상기 설명한 도 8에 도시된 주차장 이미지에 따르면, 제1 구조물 및 제2 구조물의 조합을 네 가지 경우의 수로 만들어 네 개의 주차장 바닥 a', b', c' 및 d'를 인식한바, 이를 연결하면 십자가 모양의 주차장 바닥(e')이 형성될 수 있다.

한편, 제1 타차량 및 제2 타차량을 통해 인식한 주차장 바닥과 제1 구조물 및 제2 구조물을 통해 인식한 주차장 바닥은 상이할 수도 있는바, 이를 위해 주차장 이미지 내에서 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계(S226)를 최종적으로 수행하는 것이다. 보다 구체적으로, S226 단계는 S222 단계를 통해 인식한 주차장 바닥과 S224 단계를 통해 인식한 주차장 바닥이 일치하는지 확인하고, 일치하지 않는 부분은 주차장 바닥이 아닌 것으로 인식할 수 있다.

이는 도 9에 예시적으로 도시되어 있는바, 주차장 내에서 차량은 구조물 바깥쪽이 아닌 안쪽에 주차하는 것이 일반적인바, 제1 타차량 및 제2 타차량을 통해 인식한 주차장 바닥(e)이 제1 구조물 및 제2 구조물을 통해 인식한 주차장 바닥(e')보다 넓은 것을 확인할 수 있으며, 이 경우 일치하는 부분인 십자가 형상만 주차장 바닥의 형상으로 인식하고(음영 표시 부분), 일치하지 않는 부분은 주차장 바닥의 형상이 아닌 것으로 인식할 수 있을 것이다.

지금까지 도 4 내지 도 9를 참조하여 십자가 모양의 주차장 바닥을 인식하는 방법에 대해 설명한바, 이는 주차장 바닥을 인식함에 있어서 하나의 실시 예에 불과하며, 주차된 타차량의 대수가 상이하거나 배치된 구조물의 개수가 상이한 경우에도 동일한 방식을 통해 주차장 바닥을 인식할 수 있음은 물론이라 할 것이다. 예를 들어, 도 6 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 제1 타차량 및 제2 타차량과 제1 구조물 및 제2 구조물이 주차장 이미지 내에서 앞부분의 좌측 및 우측, 뒷부분의 좌측 및 우측에 반드시 존재하지 않을 수도 있으나, 이 경우 인식된 범위 내의 타차량 및 구조물을 통해 주차장 바닥을 인식하면 되며, 각각의 경우에 인식한 주차장 바닥에서 일치하는 부분만을 연결하여 주차장 바닥의 형상으로 인식하면 충분하다 할 것이다.

다시 도 2에 대한 설명으로 돌아가도록 한다.

주차장 바닥의 형상을 인식했다면, 자율 주행 장치(100)가 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐을 결정한다(S230).

여기서 주차장 퍼즐은 좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 개방된 직진 경로 퍼즐, 막다른 직진 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐 중 어느 하나 이상일 수 있고, 개방된 경로와 막다른 경로는 직진만을 대상으로 구현하였으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐도 어느 하나의 경로 이상이 막다른 경로가 존재하는 것으로 구현할 수도 있고, 이 경우 퍼즐은 상기 언급한 8개 이상이 될 수 있을 것이다.

도 10에는 8개의 2차원 주차장 퍼즐을, 도 11에는 8개의 3차원 주차장 퍼즐을 예시적으로 도시한바, 주차장 퍼즐은 2차원 퍼즐 또는 3차원 퍼즐 어느 것으로 구현하여도 무방하나, S220 단계에서 2차원 주차장 이미지로부터 주차장 바닥의 형상을 인식한 경우 2차원 퍼즐을, 3차원 주차장 이미지로부터 주차장 바닥의 형상을 인식한 경우 3차원 퍼즐을 매칭하는 것이 바람직할 것인바, 형상과 퍼즐의 차원을 동일하게 맞추는 것이 매칭의 정확도를 상승시킬 수 있는 방법이 되기 때문이다.

앞서 설명한 도 9에 도시된 주차장 바닥의 형상은 십자가 형상의 주차장 바닥이었으며, 주차장 이미지는 2차원 주차장 이미지였던바, 자율 주행 장치(100)는 도 10에 도시된 8개의 2차원 주차장 퍼즐 중, 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐인 도 10(h)를 주차장 바닥의 형상에 매칭하도록 결정할 수 있을 것이다.

다시 도 2에 대한 설명으로 돌아가도록 한다.

주차장 퍼즐을 결정했다면, 자율 주행 장치(100)가 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 차량(5)에 자율 주행 제어 명령으로 전달한다(S240).

여기서 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴은 각각의 퍼즐 별로 차량(5)이 주행해야 하는 경로를 패턴으로 맵핑해 놓은 것인바, 도 12는 도 10에 도시된 8개의 2차원 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.

이 경우 좌회전 경로 퍼즐(도 12(a))이라면 좌회전 주행 패턴(①)이, 우회전 경로 퍼즐(도 12(e))이라면 우회전 주행 패턴(①)이, 개방된 직진 경로 퍼즐(도 12(c))이라면 직진 주행 패턴(①)이, 막다른 직진 경로 퍼즐(도 12(d))이라면 후진 주행 패턴(①)이 맵핑될 수 있으며, 직진/좌회전 경로 퍼즐(도 12(b)), 직진/우회전 경로 퍼즐(도 12(f)), 좌회전/우회전 경로 퍼즐(도 12(g)) 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐(도 12(h))과 같이 분기점이 존재하는 퍼즐의 경우 소정의 우선순위에 따라 주행 패턴이 맵핑될 수 있을 것이다.

직진/좌회전 경로 퍼즐(12(b)) 및 직진/우회전 경로 퍼즐(도 12(f))의 경우 우선순위에 따른 주행 패턴을 직진 경로 패턴(①)을 제1 우선순위로 맵핑하되, 전방에 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴(직진/좌회전 경로 퍼즐의 경우, ②) 또는 우회전 경로 패턴(직진/우회전 경로 퍼즐, ②)을 제2 우선순위로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

한편, 좌회전/우회전 경로 퍼즐(도 12(g))의 경우 국내 도로 교통법 상, 우회전 경로가 현재 차량이 주행 중인 경로와 곧바로 연결되므로 우회전 경로 패턴(①)을 제1 우선순위로 맵핑하되, 우측에서 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴을 제2 우선순위(②)로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐(도 12(h))의 경우 우선순위에 따른 주행 패턴을 직진 경로 패턴(①)을 제1 우선순위로 맵핑하되, 전방에 다른 차량이 접근하고 있는 경우 우회전 경로 패턴(②)을 제2 우선순위로 선택하도록 하며, 우측에서 다른 차량이 접근하고 있는 경우 좌회전 경로 패턴(③)을 제3 우선순위로 선택하도록 조건부 경로 패턴을 맵핑할 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 차량(5)에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하기만 하면, 자율 주행 장치(100)가 주차장 이미지를 분석하여 주차장 바닥의 형상을 인식하고, 이를 주행 패턴이 맵핑된 주차장 퍼즐에 매칭시켜 주행 패턴에 따른 자율 주행 제어 명령을 차량(5)에 전달하는바, 자율 주행을 위한 고가의 센서 없이 자율 주행을 구현할 수 있으며, 그에 따라 차량의 제조 및 판매 비용 증가를 방지할 수 있다. 또한, 최근의 차량(5)은 전면 또는 후면에 카메라(미도시)가 설치되어 있는 것이 일반적인바, 본 발명에 따르면 기 설치되어 있는 카메라(미도시)만 이용하면 충분하며, 자율 주행을 위한 복수 개의 센서 자체가 요구되지 않는바, 복수 개의 센서 중 어느 하나의 센서가 고장나거나 오류가 발생하여 자율 주행이 불가능해지는 상황 자체가 발생하지 않을 수 있다.

한편, 이상의 설명은 차량(5)이 주차장에 진입하여 자율 주행하는 경우에만 한하여 적용될 수 있는 설명인바, 주차장 내에서의 주행은 주차 및 출차 단계까지 모두 포함될 수 있다. 이하 자세히 설명하도록 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 통해 빈 공간에 주차를 하는 단계까지 포함하여 도시한 순서도이다.

도 13에 따르면, 앞서 설명한 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 S240 단계는 자율 주행 장치(100)가 차량(5)에 자율 주행 제어 명령을 전달하는 시점에서의 차량(5)의 주행 패턴을 마킹(Marking)하는 단계(S245)를 더 포함할 수 있다.

여기서 마킹하는 차량(5)의 주행 패턴은 자율 주행 제어 명령에 따른 차량(5)의 주행 방향을 의미한다. 예를 들어, 도 12(b)에 도시된 직진/좌회전 경로 퍼즐에서 직진 경로 패턴(①)을 자율 주행 제어 명령으로 차량(5)에 전달한 경우, 직진 경로 패턴(①)을 마킹하는 것이며, 이는 후술할 출차 단계에서 이용될 수 있다.

자율 주행 제어 명령으로 전달하는 S240 단계 이후에, 자율 주행 장치(100)가 주차 가능한 빈 공간을 인식하는 단계(S250) 및 자율 주행 장치(100)가 인식한 빈 공간에 차량을 주차시키기 위한 자율 주행 제어 명령을 차량(5)에 전달하여 주차를 완료하는 단계(S260)를 더 포함할 수 있다.

여기서 주차 가능한 빈 공간은 자율 주행 장치(100)가 차량(5)에 자율 주행 제어 명령을 전달하여 차량(5)이 자율 주행을 수행하는 중, 최초로 발견한 빈 공간일 수 있으며, 주차 가능한 빈 공간의 인식은 차량(5)에 설치된 카메라(미도시) 등과 같이 공지된 방식을 채택할 수 있다.

한편, 주차를 완료하는 단계(S260)에선 자율 주차를 위해 Learn by Demonstration과 같은 주차 솔루션을 이용할 수 있다. 이는 운전자의 주행 모습을 지향하는 학습 방법으로서, 최적의 주차 경로를 탐색함에 있어서 고도로 숙련된 운전자의 습관을 자율 주행 장치(100)에 학습시키고, 학습된 습관을 통해 주차 경로를 탐색하는 솔루션인바, 본 명세서를 통해 최초 제안하는 바이다.

도 14에는 Learn by Demonstration을 예시적으로 도시한바, 동일한 빈 공간에 주차를 하는 주차 경로는 동일한 운전자라도 매번 상이할 수 있다(①, ②, ③). 자율 주행 장치(100)는 매번 상이한 주차 경로를 지속적으로 학습하여 가장 효율적인 주차 경로, 보다 구체적으로 스티어링 휠(미도시), 액셀레이터(미도시) 및 브레이크(미도시) 중 어느 하나 이상의 구동을 최소화할 수 있는 주차 경로(②)를 학습해, 이를 기초로 자율 주차를 수행할 수 있다.

이러한 Learn by Demonstration은 동일한 운전자뿐만 아니라 서로 상이한 운전자의 주차 경로를 기초로 학습될 수도 있는바, 제1 운전자의 주차 경로(①, ②, ③) 및 제2 운전자의 주차 경로(④, ⑤, ⑥)를 별도의 서버(미도시) 또는 차량(5) 간 통신을 통해 공유함으로써 이들 중 가장 효율적인 주차 경로(②)를 각자 학습하여 자율 주차를 수행할 수도 있을 것이다.

한편, 도 14에 도시된 Learn by Demonstration의 예시는 후방 주차를 기준으로 도시되어 있으나, 주차의 모습은 다양할 수 있기 때문에, 평행 주차, 전방 주차, 이열 주차, 대각선 주차 등과 같은 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이렇게 자율 주차에 Learn by Demonstration이 적용됨으로써, S260 단계에서의 자율 주행 제어 명령은 Learn by Demonstration에 따라 선택된 가장 효율적인 주차 경로를 따라 자율 주차를 수행할 수 있는 스티어링 휠(미도시), 액셀레이터(미도시) 및 브레이크(미도시) 중 어느 하나 이상의 구동을 제어하는 명령일 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 통해 빈 공간에 주차 후, 출차하는 단계까지 포함하여 도시한 순서도이다.

주차를 완료하는 단계(S260) 이후에, Learn by Demonstration에 따라 선택된 가장 효율적인 주차 경로를 역으로 주행하면, 빈 공간에 주차하기 이전에 상태로 회귀할 수 있으며, 이 경우, 자율 주행 장치(100)는 앞서 S245 단계에서 수행한 마킹을 인식할 수 있다(S270).

이후, 자율 주행 장치(100)는 마킹한 시점에서 차량(5)에 전달한 자율 주행 제어 명령과 반대의 자율 주행 제어 명령을 차량에 전달한다(S280).

예를 들어, 차량(5)이 도 16(a)에 도시된 바와 같이, 우회전 경로 퍼즐(도 12(e)), 직진 경로 퍼즐(도 12(c)) 및 우회전 경로 퍼즐(도 12(e))에 맵핑된 주행 패턴(①)을 따라 주차를 완료했다면, 출차를 위해 도 16(b)에 도시된 바와 같이 좌회전 주행 패턴(①), 직진 경로 패턴(①) 및 좌회전 주행 패턴(①)을 차량(5)에 전달하는 것이다. 즉, 주차를 위해 우회전-직진-우회전을 수행하였으나, 출자를 위해서는 이와 반대로 좌회전-직진-좌회전을 수행하는 것이다.

여기서 반대의 자율 주행 제어 명령 전달은 직진 경로 패턴의 경우 예외로 두어야 하는바, 직진 경로 패턴의 반대는 후진 경로 패턴이며, 직진 경로 퍼즐을 후진으로 주행하는 것은 주차장 내일지라도 위험하기 때문이다. 따라서 출차 단계는 어디까지나 차량(5)이 자율 주차를 통해 전방 주차된 경우에 수행되는 것이 바람직한바, 전방 주차를 한 경우 후진으로 빈 공간에서 나와야 하며, 이 경우 주차를 위해 주행해온 주행 패턴을 반대로 따라가기 위해서는 직진 경로 패턴이 아니라 후진 주행 패턴을 따라야 하기 때문이다.

한편, S270 단계 및 S280단계에서 이용하는 마킹은 차량(5)의 주행 패턴이 아니라 차량(5)에 자율 주행 제어 명령을 전달하는 S240 단계 또는 주차 가능한 빈 공간을 인식하는 S250 단계와 같이 차량(5)이 자율 주행하고 있는 것으로 볼 수 있는 단계에서, 주차장 곳곳에 위치한 출구 표시를 마킹한 것을 이용할 수도 있다. 이 경우 출구 표시 역시 마킹이기 때문에 앞서 설명한 S270 단계 및 S280 단계를 동일하게 수행할 수 있을 것이나, 마킹 자체를 이용함 없이 주차장 곳곳에 위치한 출구 표시 인식하여 출차를 진행할 수도 있을 것이다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법, 보다 구체적으로 주차장 내에서 주차 및 출차 단계까지 수행할 수 있는 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 주차장 출입 시점부터 출차 시점까지 운전자의 주행이 전혀 요구되지 않는 완전 자율 주행이 가능한바, 운전자에게 제공할 수 있는 편의성이 비약적으로 향상될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법은, 동일한 기술적 특징을 모두 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현할 수도 있다. 중복 서술을 방지하기 위해 자세히 기재하지는 않았지만, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법의 모든 기술적 특징은 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 모두 동일하게 적용될 수 있으며, 그에 따라 동일한 효과를 도출할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

5: 차량
5-1: 제1 타차량
5-1': 제1' 타차량
5-1″: 제1″ 타차량
5-2: 제2 타차량
6-1: 제1 구조물
6-1': 제1' 구조물
6-1″: 제1″ 구조물
6-2: 제2 구조물
10: 이미지 수신부
20: 바닥 형상 인식부
30: 퍼즐 결정부
40: 자율 주행 제어 명령 전달부

Claims

자율 주행 장치가 주차장을 주행중인 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하는 단계;
상기 자율 주행 장치가 상기 수신한 주차장 이미지를 분석하여 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계;
상기 자율 주행 장치가 상기 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐(Parking Lot Puzzle)을 결정하는 단계; 및
상기 자율 주행 장치가 상기 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑(Mapping)된 주행 패턴을 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계; 를 포함하고,
상기 주차장 퍼즐은,
좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 개방된 직진 경로 퍼즐, 막다른 직진 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐 중 어느 하나 이상이고,
상기 주행 패턴은,
상기 주차장 퍼즐 중 분기점이 존재하는 퍼즐의 경우, 기 설정된 경로의 우선순위에 따라 주행 패턴이 맵핑되는,
자율 주행 방법.
제1항에 있어서,
상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계는,
상기 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하는 단계;
상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장에 세워진 구조물을 인식하는 단계; 및
상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 단계;
를 포함하는 자율 주행 방법.
제2항에 있어서,
상기 타차량을 인식하는 단계는,
상기 주차장 이미지 내에서 제1 타차량을 인식하는 단계;
상기 주차장 이미지 내에서 제2 타차량을 인식하는 단계; 및
상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 제1 타차량 및 제2 타차량 사이의 공간을 인식하고, 상기 인식한 공간에서 상기 주차장 바닥을 인식하는 단계;
를 포함하는 자율 주행 방법.
제2항에 있어서,
상기 구조물을 인식하는 단계는,
상기 주차장 이미지 내에서 제1 구조물을 인식하는 단계;
상기 주차장 이미지 내에서 제2 구조물을 인식하는 단계; 및
상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 제1 구조물 및 제2 구조물 사이의 공간을 인식하고, 상기 인식한 공간에서 상기 주차장 바닥을 인식하는 단계;
를 포함하는 자율 주행 방법.
제2항에 있어서,
상기 구조물은,
상기 주차장에 세워진 기둥 및 막다른 벽 중 어느 하나 이상인,
자율 주행 방법.
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제1항에 있어서,
상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계는,
상기 자율 주행 장치가 상기 차량에 자율 주행 제어 명령을 전달하는 시점에서의 상기 차량의 주행 패턴을 마킹(Marking)하는 단계;
를 포함하며,
상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 단계 이후에,
상기 자율 주행 장치가 주차 가능한 빈 공간을 인식하는 단계; 및
상기 자율 주행 장치가 상기 인식한 빈 공간에 상기 차량을 주차시키기 위한 자율 주행 제어 명령을 상기 차량에 전달하여 주차를 완료하는 단계;
를 포함하는 자율 주행 방법.
제7항에 있어서,
상기 주차 가능한 빈 공간은,
상기 자율 주행 장치가 상기 차량에 자율 주행 제어 명령을 전달하며 자율 주행을 수행하는 중, 최초로 발견한 빈 공간인,
자율 주행 방법.
제7항에 있어서,
상기 주차를 완료하는 단계 이후에,
상기 자율 주행 장치가 상기 마킹을 인식하는 단계; 및
상기 자율 주행 장치가 상기 마킹한 시점에서 상기 차량에 전달한 자율 주행 제어 명령과 반대의 자율 주행 제어 명령을 상기 차량에 전달하는 단계;
를 포함하는 자율 주행 방법.
주차장을 주행중인 차량에 설치된 카메라로부터 주차장 이미지를 수신하는 이미지 수신부;
상기 이미지 수신부가 수신한 주차장 이미지를 분석하여 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는 바닥 형상 인식부;
상기 바닥 형상 인식부가 인식한 주차장 바닥의 형상에 매칭되는 주차장 퍼즐을 결정하는 퍼즐 결정부; 및
상기 퍼즐 결정부가 결정한 주차장 퍼즐에 맵핑된 주행 패턴을 상기 차량에 자율 주행 제어 명령으로 전달하는 자율 주행 제어 명령 전달부; 를 포함하고,
상기 주차장 퍼즐은,
좌회전 경로 퍼즐, 우회전 경로 퍼즐, 직진/좌회전 경로 퍼즐, 직진/우회전 경로 퍼즐, 개방된 직진 경로 퍼즐, 막다른 직진 경로 퍼즐, 좌회전/우회전 경로 퍼즐 및 직진/좌회전/우회전 경로 퍼즐 중 어느 하나 이상이고,
상기 주행 패턴은,
상기 주차장 퍼즐 중 분기점이 존재하는 퍼즐의 경우, 기 설정된 경로의 우선순위에 따라 주행 패턴이 맵핑되는,
자율 주행 장치.
제10항에 있어서,
상기 바닥 형상 인식부는,
상기 주차장 이미지 내에서 타차량을 인식하고, 상기 주차장 이미지 내에서 상기 주차장에 세워진 구조물을 인식하며, 상기 주차장 이미지 내에서 상기 인식한 타차량 및 구조물을 기초로 상기 주차장 바닥의 형상을 인식하는,
자율 주행 장치.
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