KR102160281B1 - 무인 자율 주행 경로 안내 방법 및 이에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템 - Google Patents

무인 자율 주행 경로 안내 방법 및 이에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템 Download PDF

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Abstract

레이저 빔을 이용한 무인 자율 주행 경로 안내 방법 및 이에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템이 개시된다.
무인 자율 주행 경로 안내 방법은
2차원 좌표계로 표현되며 주차 구역, 주차면을 포함하는 주차 공간 정보를 준비하는 과정(주차 공간 정보 준비 과정);
복수의 교차로 구간 각각에 설치된 복수의 교차로 카메라 및 복수의 제2레이저 빔 프로젝터들의 위치, 인접한 교차로 구간들 사이의 직진 구간에 설치된 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터들의 위치를 주차 공간 정보에 매핑하는 과정(매핑 과정);
주행 안내될 차량에 대해 직진 구간 및 교차로 구간을 포함하는 주행 안내 경로를 할당하고 할당된 주행 안내 경로에 포함된 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터, 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터, 노드(교차로의 중심점)별 방향값을 결정하는 과정(경로 획득 과정);
상기 차량의 현재 위치 및 결정된 주행 안내 경로에 따라 상기 차량을 안내하되 직진 구간에서는 상기 제1레이저 노선 투영 장치에 의해 차량이 진행할 차선을 표시하며, 교차로 구간에서는 상기 노드에 설치된 교차로 카메라로 차량 번호 및 위치를 파악하고 노드별 방향값에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터로 차량이 진행할 차선을 표시하는 과정(경로 안내 과정); 및
직진 구간 혹은 교차로 구간을 나타내는 구간값과 노드별 방향값을 상기 차량으로 전송하는 과정;
을 포함한다.

Description

무인 자율 주행 경로 안내 방법 및 이에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템 { Method for guiding path of unmanned autonomous vehicle and assistant system for unmanned autonomous vehicle therefor }
본 발명은 차량 주행 경로 안내 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 레이저 빔을 이용한 무인 자율 주행 경로 안내 방법 및 이에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템에 관한 것이다.
자동차 산업은 최근 IT 기술들이 접목된 친환경, 첨단자동차의 시대로 변모해가고 있고, 자동차 기술 발전과 더불어 운전자의 안전과 편의성 증대를 위한 사고예방, 사고회피, 충돌안전, 편의성 향상, 차량 정보화 그리고 자율주행 기술 등을 적용한 지능형 자동차들이 상용화되고 있다.
이러한 지능형 자동차는 운전자의 부주의나 조작 미숙에 대한 지원기술, 음성인식 등을 통한 편의 기능을 지원하는 차량으로서, 운전자의 과실에 의한 사고를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 시간감소, 연료낭비, 배기가스 저감 등의 이점을 기대할 수 있는 특징이 있다.
무인 자율 주행 자동차(Unmanned Autonomous Vehicle)는 지능형 자동차 기술의 집합체로 운전자가 차량에 탑승하여 원하는 목적지를 지정하면 이후 특별한 조작을 하지 않아도 현재 위치나 목적지까지 최적의 경로를 생성하여 주행을 수행할 수 있다.
또한 도로의 교통신호나 표지판을 인지하고, 교통 흐름에 맞게 적절한 속도를 유지, 위험상황을 인지하여 사고 예방에 능동적으로 대처할 수 있으며, 스스로 차선을 유지하며 필요한 경우에는 차선변경이나 추월, 장애물 등을 회피하기 위해 적절한 조향을 하며 원하는 목적지까지 주행할 수 있다.
특히, 최근 들어 무인 발렛 주차와 관련된 기술이 시도되고 있다. 무인 자동 발렛 주차(Automated Valet Parking)는 도심 주차 환경과 주차 공간의 부족 등 여러 문제를 해결하기 위한 방안으로 떠오르고 있다.
도 22는 종래의 무인 발렛 주차 시스템을 도시한다.
도 22에 도시된 시스템은 차량에 5개의 카메라 센서, 10여개의 초음파 센서가 달려있고 주차면에도 미리 센서를 설치하여, 완전 자동 주차를 유도하는 기술로서 지능형 자동차와 도로 인프라기반 IT기술이 융합된 것이다.
이 기술의 핵심은 주변에 다른 차량과 같은 장애물 유무와 상관없이 영상 센서를 사용, 무인 자율 주차가 가능하다는 점이다. 물론, 이 기술은 주차장내 지도 등이 선행적으로 완비된 주차 관리 시스템에 적용되어야 이용이 가능하다. 따라서 주차장 인근에 도착했을 때 ‘앱’을 통해 해당 주차장의 지도를 다운받아 무인 발렛 주차가 가능하게 된다.
그렇지만, 이러한 장점들에도 불구하고 종래의 무인 발렛 주차 기술은 정밀한 GPS 맵과 영상 센서를 이용해야만 하기 때문에 GPS를 사용할 수 없는 지하 주차장, 실내 주차장 등에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
특히, 지하 주차장은 천정이나 벽면에 설치된 표시등, 노면에 설치된 방향 지시선 등으로 차량의 흐름을 통제하고 있을 뿐, 일반 도로에서와 같이 주행선이 표시되지 않는 경우가 많다.
자율 주행 자동차는 차량에 설치된 카메라로 노면에 그어진 주행선을 감시하여 차선을 추종하도록 하고 있는 데, 주차장처럼 바닥에 주행선이 표시되지 않는 환경에서는 그만큼 자율 주행이 어려울 수밖에 없다.
다른 방법으로 차량에 장착된 내비게이션을 통하여 주행 경로를 안내하는 방법이 있다.
구체적으로 주차장에 진입하는 차량에 대하여 내비게이션에 주차장 맵을 표시하고 차량의 현재 위치 및 진행 경로를 표시하는 것으로서 직진, 좌회전, 우회전 등을 화살표로 표시하게 하는 것이다.
그렇지만 이러한 종래의 내비게이션을 통한 주행 경로 안내 방법 역시 GPS를 이용하는 것이기 때문에 지하/실내 주차장과 같이 GPS를 이용할 수 없는 환경에서는 적용하기 어렵고 또한 이러한 방법은 무인 자율 주행을 위해서는 사용할 수가 없다는 문제점이 있다.
미국특허청 US2014/0207326A1 대한민국특허청 등록특허 10-1799527
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 지하 주차장처럼 GPS를 사용할 수 없는 환경에서도 무인 자율 주행이 가능하게 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 주차장 바닥에 주행선이 표시되지 않거나 불완전하게 표시된 환경에서도 무인 자율 주행을 가능하게 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 무인 자율 주행 경로 안내 방법에 적합한 무인 자율 주행 지원 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법은
무인 자율 주행 지원 시스템이 차량의 주행 경로를 안내하는 방법에 있어서,
2차원 좌표계로 표현되며 주차장 내의 주차 구역, 주차면을 포함하는 주차 공간 정보를 준비하는 과정(주차 공간 정보 준비 과정);
복수의 교차로 구간 각각에 설치된 복수의 교차로 카메라 및 복수의 제2레이저 빔 프로젝터들의 위치, 인접한 교차로 구간들 사이의 직진 구간에 설치된 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터들의 위치를 주차 공간 정보에 매핑하는 과정(매핑 과정);
주행 안내될 차량에 대해 직진 구간 및 교차로 구간을 포함하는 주행 안내 경로를 할당하고 할당된 주행 안내 경로에 포함된 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터, 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터, 노드(교차로의 중심점)별 방향값을 결정하는 과정(경로 획득 과정);
상기 차량의 현재 위치 및 결정된 주행 안내 경로에 따라 상기 차량을 안내하되 직진 구간에서는 상기 제1레이저 빔 프로젝터에 의해 차량이 진행할 차선을 표시하며, 교차로 구간에서는 노드별 방향값에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터로 차량이 진행할 차선을 표시하는 과정(경로 안내 과정); 을 포함하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
여기서, 직진 구간 혹은 교차로 구간을 나타내는 구간값과 노드별 방향값을 상기 차량으로 전송하는 과정;
을 더 포함한다.
여기서, 교차로 구간에서 상기 차량이 주차장 바닥에 투영된 레이저 빔에 의해 표시되는 방향값을 판단하고 상기 차량 자신이 수신한 방향값과 비교하여 양자가 일치할 경우 레이저 빔에 의해 지시된 방향으로 진행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 양자가 일치하지 않을 경우 상기 차량이 상기 무인 자율 주행 지원 시스템으로 오류 정보를 전송하는 과정; 및
상기 무인 자율 주행 지원 시스템이 상기 오류 정보를 수신하면, 상기 경로 획득 과정으로 복귀하여 주행 안내 경로를 재설정하고 경로 안내를 재수행하는 과정;
을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 경로 안내 과정은
상기 차량의 진행 방향을 지시하는 레이저 빔을 차량의 전방 주차장 바닥에 투영시키는 과정; 및
상기 차량의 이동 속도에 맞춰 투영된 레이저 빔의 길이를 줄여주는 레이저 빔 길이 조절 과정;
을 포함하며, 상기 차량의 이동 속도에 맞춰 투영된 레이저 빔의 길이를 줄여줌으로써 레이저 빔이 상기 차량의 운전석으로 투사되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 레이저 빔을 발생하는 레이저 빔 프로젝터가 차량의 진행 방향을 따라 복수개 설치되어 있고, 상기 레이저 빔 프로젝터 각각에 대하여 레이저 빔을 투영하는 영역에 차량이 진입 및 진출하는 것을 검출하는 근접 센서가 설치되어 있고,
상기 레이저 빔 길이 조절 과정은 상기 근접 센서들에 의해 발생된 검출 신호 사이의 시간을 분석함에 의해 차량의 이동 속도를 추출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 레이저 빔 길이 조절 과정은 카메라에 의해 상기 차량을 촬영하여 얻어지는 영상 데이터를 분석함에 의해 상기 차량의 이동 속도를 추출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 차량이 주차 위치(주차면에 인접한 위치)에 도달하면, 마지막 구간을 제외하고 레이저 빔을 더 이상 투영하지 않도록 함으로써 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 차량이 주차 위치(주차면에 인접한 위치)에 도달하면 마지막 구간에서의 레이저 빔을 반복적으로 점등 혹은 소등시킴에 의해 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 차량이 출차 위치(출구에 인접한 위치)에 도달하면, 마지막 구간을 제외하고 레이저 빔을 더 이상 투영하지 않도록 함으로써 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 차량이 출차 위치(출구에 인접한 위치)에 도달하면 마지막 구간에서의 레이저 빔을 반복적으로 점등 혹은 소등시킴에 의해 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 지원 시스템은
주차 공간의 노드(교차로의 중심점)에 설치되는 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터;
노드와 노드 사이의 직진 구간에 설치되는 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터;
주차 구역 및 주차면이 2차원 좌표계로 표시되며, 상기 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터, 상기 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터의 위치가 매핑된 주차 공간 정보를 저장하는 데이터베이스;
주행 안내될 차량의 시작 위치 및 종료 위치를 결정하고, 상기 데이터베이스에 저장된 주차 공간 정보를 참조하여 시작 위치로부터 종료 위치까지의 주행 안내 경로를 결정하고, 상기 주행 안내 경로에 포함되는 노드 및 각 노드별 방향값을 결정하는 경로 설정부;
상기 근접 센서 및 상기 교차로 카메라의 검출 결과에 근거하여 상기 차량의 현재 위치를 파악하고, 파악된 현재 위치에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터 및 상기 제2레이저 빔 프로젝터를 제어하여 상기 차량이 주행 안내 경로를 따라 주행하게 하는 경로 제어부; 및
상기 차량의 현재 위치 및 주행 안내 경로를 참조하여 직진/교차로 구간을 나타내는 구간값 및 노드별 방향값을 상기 차량으로 전송하는 통신부;
를 포함한다.
여기서, 입차 경로와 출차 경로를 지시하기 위한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 경로 제어부는
직진 구간에서의 경로를 제어하는 직진 구간 경로 제어부; 및
교차로 구간에서의 경로 제어를 수행하는 교차로 구간 경로 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 직진 구간 경로 제어부는
직진 구간에서 상기 제1레이저 빔 프로젝터마다 설치된 상기 근접 센서의 검출 신호를 수신하는 근접 센서 출력 수신부; 및
상기 근접 센서 출력 수신부에서 수신된 검출 신호 및 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 위치를 참조하여 주행 안내 경로 상에서의 차량의 현재 위치를 판단하고, 판단된 현재 위치에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 직진 구간 판단 및 제어 신호 생성부;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 직진 구간 경로 제어부는 인접된 근접 센서들의 검출 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절함으로써 레이저 빔이 상기 차량의 운전석으로 투사되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 노드와 노드 사이의 직선 구간에 설치되어 상기 차량을 촬영하는 복수의 직선 구간 카메라; 및
상기 직선 구간 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 입력받는 직선 구간 영상 데이터 수신부;
를 더 포함하고,
상기 직선 구간 경로 제어부는 상기 근접 센서에 의해 판단되는 차량 위치와 상기 직선 구간 카메라에 의해 판단되는 차량 위치에 기반하여 상기 제1레이저 빔 프로젝터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 직진 구간 경로 제어부는 인접된 근접 센서들의 검출 신호 및 상기 직선 구간 카메라의 영상 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교차로 구간 경로 제어부는
교차로 구간에 진입한 상기 차량을 촬영하는 상기 교차로 카메라에서 제공되는 영상 데이터를 수신하는 교차로 구간 영상 데이터 수신부; 및
상기 영상 데이터 수신부에서 수신된 영상 데이터를 분석하여 상기 차량이 교차로 구간에 진입하였는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 교차로 구간 판단 및 제어 신호 생성부;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 교차로 구간에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 차량의 폭(차폭), 차량의 길이, 도로 폭에 따라 다르게 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 교차로 구간에서 두 대 이상의 차량이 교행하는 경우 각각에 대한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 교차로 구간 경로 제어부는 상기 교차로 카메라의 영상 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절함으로서 레이저 빔이 상기 차량의 운전석으로 투사되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2레이저 빔 프로젝터는
각각이 레이저 빔을 발생하여 주차장 바닥면에 투사하는 제1 내지 제3의 서브 레이저 빔 프로젝터; 및
상기 교차로 구간 경로 제어부의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3의 서브 레이저 빔 프로젝터를 제어하는 제어기;
를 포함하며,
여기서, 상기 제1 및 제3 서브 레이저 빔 프로젝터는 소정의 곡률을 가지는 레이저 빔을 투영하는 것들이고, 상기 제2서브 레이저 빔 프로젝터는 직선 형상의 레이저 빔을 투영하는 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법은 주차장 바닥에 투영된 레이저 빔을 이용하여 차량을 안내하도록 하므로 GPS가 없는 환경에서도 차량을 안전하게 안내할 수 있다는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 무인 자율 주행 지원 시스템은 주행 안내 경로 상에서의 차량 위치에 따라 차량이 진행할 방향을 레이저 빔을 이용하여 투영하도록 함으로써 차량이 라인 트레이싱 방식에 의해 차선을 추종할 수 있게 하는 효과를 갖는다.
도 1은 주차 공간 정보에 의해 표현되는 주차장의 평면도를 보인다.
도 2는 입구측 카메라에 의해 촬영된 영상의 예를 보인다.
도 3은 입차 경로의 예를 보인다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 개념을 도식적으로 보인다.
도 5는 직진 구간에서의 레이저 빔 투영의 예를 보인다.
도 6은 제1레이저 빔 프로젝터의 예를 보인다.
도 7은 차량의 진행에 따라 투영된 레이저 빔의 길이가 줄어들도록 제어하는 예를 보인다.
도 8은 제1레이저 빔 프로젝터의 다른 예를 보인다.
도 9는 도 8에 도시된 제2마스크의 구현 예를 보인다.
도 10은 교차로 구간에서의 레이저 빔 투영의 예를 보인다.
도 11은 제2레이저 빔 프로젝터의 예를 보인다.
도 12는 도 11에 도시된 서브 레이저 발생기의 구성을 보인다.
도 13은 제2레이저 빔 프로젝터에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 제어하는 것을 보인다.
도 14는 제1 및 제3서브 레이저 빔 프로젝터에서 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구성을 보인다.
도 15는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법을 보이는 흐름도이다.
도 16은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 실시예를 보이는 것으로서, 입차시의 예를 보이는 것이다.
도 17은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 다른 실시예를 보이는 것으로서, 출차시의 예를 보이는 것이다.
도 18은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법이 적용된 무인 자율 주행 지원 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.
도 19는 직진 구간 경로 제어부의 구성을 보인다.
도 20은 교차로 구간 경로제어부의 구성을 보인다.
도 21은 주차장의 다른 예를 보인다.
도 22는 종래의 무인 발렛 주차 시스템을 도시한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소로 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 주차 공간 정보에 의해 표현되는 주차장의 평면도를 보인다.
도 1을 참조하면, 주차장(100)은 복수의 구차 구획(P)들을 포함하며, 각각의 구차 구획(P)들은 복수의 주차면(PA)을 포함한다. 주차 공간 정보는 주차 구역, 주차면이 표현된 2차원 지도이며, 각 구성물의 위치는 X,Y 좌표로 표현된다. 주차면(PA)은 서로 다른 높이 및 너비를 가지는 차량을 수용할 수 있도록 서로 다른 높이 및 너비를 가지도록 마련될 수 있다.
주차장의 입구(102) 및 출구(104)에는 차량의 진입 및 진출을 검출하기 위한 입구측 카메라(202) 및 출구측 카메라(204)가 각각 설치된다.
입구측 카메라(202) 및 출구측 카메라(204)의 위치는 도 1에서 입구(102) 및 출구(104)에 인접하게 도시된 원(빨간 색 원)으로 표시된다.
주차장의 도로는 직진 구간(straight line section) 및 교차로 구간(intersection)을 포함한다. 직진 구간마다 차량과의 거리 측정을 위한 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)가 설치되고, 교차로 구간에는 교차로의 중심점(노드)마다 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)가 설치된다.
근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)는 예를 들어, 도 1에서 네모 박스(하늘색 박스)로 표시되는 부분에 설치될 수 있고, 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)는 도 1에서 교차로 중심에서 원(빨간 색 원)으로 표시되는 부분에 설치될 수 있다.
근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(220)는 근접 센서(210a)와 제1레이저 빔 프로젝터(210b)가 하나의 박스에 통합되어 설치된 것일 수도 있고 서로 인접하여 별개로 설치된 것일 수도 있다. 본 발명에서는 근접 센서(210a)와 제1레이저 빔 프로젝터(210b)가 통합되어 설치된 것을 예시로 하여 설명한다.
근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)는 주차장 천정에 설치되며, 제1레이저 빔 프로젝터(210b)는 주차장 바닥면에 직선 형상의 레이저 빔을 투영한다.
교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220) 역시 교차로 카메라(220a)와 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 하나의 박스에 통합되어 설치된 것일 수도 있고 서로 인접하여 별개로 설치된 것일 수도 있다. 본 발명에서는 교차로 카메라(220a)와 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 서로 인접되어 설치된 것을 예시로 하여 설명한다.
교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)는 주차장 천정에 설치되며, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)는 주차장 바닥면에 소정의 곡률을 가지는 아크 형상의 레이저 빔 혹은 직선 형상의 레이저 빔을 투영한다.
주차 공간 정보에는 노드(교차로의 중심점)에 설치된 복수의 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)들의 위치, 교차로와 교차로간의 직선구간에 설치된 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)들의 위치가 매핑되어 있다.
각각의 주차면(PA)에는 해당 주차면에서의 차량의 주차 여부를 검출하는 주차 상태 검출 센서(206)가 설치된다. 주차 상태 검출 센서(206)의 위치는 도 1에서 녹색의 별표로 표시되는 곳이 될 수 있다. 주차 상태 감지 센서(206)는 주차면(PA)에 매립되는 루프 센서(loop sensor)이거나 벽면에 설치되어 주차면(PA)에 차량이 있는 지를 검출하는 광 센서이거나 주차면(PA)의 천정에 설치되는 근접 센서일 수 있다.
도 2는 입구측 카메라에 의해 촬영된 영상의 예를 보인다.
주차장 입구(102)에 설치된 차량 진입 검출기(미도시)가 차량(106)이 주차장(100)에 진입한 것을 검출하면, 입구측 카메라(202)가 진입 차량(106)을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석함에 의해 차량(106)의 번호판, 차고, 차폭 등을 검출한다. 차량 번호, 차고, 차폭 등의 진입 차량 관련 정보가 경로 생성부(미도시)에 제공된다. 경로 생성부는 진입 차량(106)에 적합한 주차면(PA)을 선정하고, 해당 주차면(PA)까지의 입차 경로 및 입차 경로에 포함된 노드, 노드별 방향값을 결정한다. 진입 차량(106)에 적합한 주차면(PA)는 차량의 차종, 차폭, 차량의 길이 등에 따라 선택될 수 있다.
도 3은 입차 경로의 예를 보인다.
도 3을 참조하면, 선정된 주차면(PA_selected)까지의 경로(입차 경로 302)가 선(빨간 색 선)으로 표시되고 있음을 알 수 있다. 입차 경로(302)는 복수의 직진 구간 및 복수의 교차로 구간을 포함한다. 입차 경로는 예를 들어, 노드(304a, 304b, 304c, 304d, 304e), 각 노드에서의 방향값(우회전/직진/좌회전)을 포함한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법에 있어서의 경로 제어는 직진 구간에서의 차선 표시 과정 및 노드에서의 회전에 따른 차선 표시 과정으로 구성될 수 있다.
여기서, 직진 구간이란 다소의 굴곡이 있더라도 중간에 분기하는 차선이 없는 구간을 말하며, 교차로 구간이란 두 개 이상의 차선이 서로 교차하거나 분기하는 구간을 말한다. 직진 구간에서는 단순히 직진 주행만이 이루어지고 교차로 구간에서는 회전 주행이 수반될 수 있다.
본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법에 있어서 직진 구간에서는 근접 센서(210a)에 의해 차량의 현재 위치를 파악하고, 제1레이저 빔 프로젝터(210b)에 의해 교차로 구간까지의 차선을 안내한다. 직진 구간의 길이가 하나의 제1레이저 빔 프로젝터(210b)만으로 커버하지 못할 정도로 긴 경우에는 복수의 제1레이저 빔 프로젝터(210b)를 차선을 따라 연달아 배치할 수 있다. 제1레이저 빔 프로젝터(210b)는 지하 주차장의 천정에 설치되어 주차장 바닥(46)으로 레이저 빔을 투영한다.
교차로 구간에서는 교차로 카메라(220a)에 의해 차량이 교차로 구간에 진입했는지를 검출하고, 차량이 교차로 구간에 진입하면 해당 노드의 방향값에 따라 제2레이저 빔 프로젝터(220b)에 의해 회전 또는 직진 방향을 안내한다. 제2레이저 빔 프로젝터(220b) 역시 지하 주차장의 천정에 설치되어 주차장 바닥(46)으로 레이저 빔을 투영한다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 개념을 도식적으로 보인다.
도 4를 참조하면, 차량의 위치는 노드 및 두 개의 노드 사이의 거리에 의해 특정될 수 있음을 알 수 있다.
여기서, 노드(node)는 교차로의 중심점이며, 이 노드의 위치에 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)가 설치된다. 교차로 카메라(220a)의 촬영 범위는 교차로 구간을 충분히 커버하도록 설정된다.
교차로와 교차로 사이는 실질적인 직진 구간인 것으로 가정하며, 대부분의 경우에 있어서 이러한 가정은 적합하다.
노드와 노드 사이에는 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)가 설치되어 있고, 노드에는 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)가 설치되어 있다.(도 1 참조)
여기서, 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)는 근접 센서(210a)와 제1레이저 빔 프로젝터(210b)로 이루어지는 것이며, 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)는 교차로 카메라9220a)과 제2레이저 빔 프로젝터(220b)로 이루어지는 것이다.
제1레이저 빔 프로젝터(210b)는 직진 구간에서의 직선 주행 차선을 표시하기 위한 것이며, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)는 교차로 구간에서의 회전/직진 방향을 표시하기 위한 것이다.
노드에 설치된 교차로 카메라(220a)에 의해 차량이 감지되기 시작하면 해당 차량(106)이 교차로 구간에 진입한 것으로 인식하게 된다. 교차로 구간에 진입한 차량(106)의 차량 번호를 인식하고 이 차량 번호(106)를 바탕으로 해당 차량(106)에 대해 설정된 경로를 참조하여 차량(106)이 다음 노드로 진행하기 위한 방향(회전/직진)을 지시하게 된다. 이를 위해, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 턴온(turn on)하여 해당 노드의 방향값에 따른 회전 방향을 표시하여 차량(106)을 안내한다.
도 5는 직진 구간에서의 레이저 빔 투영의 예를 보인다.
도 5의 왼쪽 그림 (a)을 참조하면, 각 직진 구간은 수직 구간(V1, V2,,,)과 수평 구간(H1, H2,,,)으로 구분할 수 있다. 각 직진 구간의 레이저 빔의 길이는 제1레이저 빔 프로젝터(210b)의 성능에 따라 달라질 수 있다. 도 5에는 서로 다른 길이의 레이저 빔들이 도시되고 있다. 여기서, H1 직진 구간에 보이는 바와 같이 직진 구간의 레이저 빔이 교차로 구간의 레이저 빔과 중첩되도록 설치될 수도 있지만 될수록 H2 직진 구간에 보이는 바와 같이 직진 구간의 레이저 빔이 교차로 구간의 레이저 빔과 중첩되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.
도 5의 오른쪽 위 (b)에 보이는 바와 같이, 각 직진 구간에는 제1레이저 빔 프로젝터(210b)와 함께 근접 센서(210a)가 설치되어 직진 구간에서의 차량 위치를 파악하도록 하고 있다.
근접 센서(210a)는 차량(106)이 감지 범위 내에 들어오거나 나가는 것을 검출하며, 근접 센서(210a)의 감지 범위에 의해 차량의 위치를 특정할 수 있다. 즉, 차량이 근접 센서(210a)의 감지 범위 내에 있다는 것은 차량의 현재 위치가 근접 센서(210a)의 위치에 인접해 있음을 나타낸다.
근접 센서(210a)는 확산 방식의 광검출기, 초음파 검출기 등으로 구현될 수 있다. 다른 방식으로는 감시 범위 안으로 들어오는 것을 검출하는 하나의 광검출기와 감시 범위 밖으로 벗어나는 것을 검출하는 다른 하나의 광검출기를 조합함에 의해 구현될 수 있다. 근접 센서(210a)는 차량의 위치를 특정하기 위한 용도 뿐만 아니라 후술하는 레이저 빔의 투영 범위(혹은 투영된 레이저 빔의 길이)를 조절하는 데도 유용하게 사용된다.
차량의 현재 위치를 특정하기 위한 다른 방법으로서 도 5의 오른쪽 아래 (c)에 보이는 바와 같이, 또 하나의 카메라(직진 구간 카메라, 212)를 함께 설치하는 것이 고려될 수 있으며, 이 경우 근접 센서(210a)만에 의해서 파악하는 것보다 위치 파악의 신뢰도를 훨씬 더 높일 수 있다.
도 6은 제1레이저 빔 프로젝터의 예를 보인다.
도 6의 (a)를 참조하면, 제1레이저 빔 프로젝터(210a)는 레이저 빔(14)을 발생하는 레이저 발생기(12), 확산 렌즈(16), 마스크(22)를 포함한다. 레이저 발생기(12)는 여러 가지 색깔의 레이저 빔들 중의 하나를 선택적으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생기(12)는 RGB 삼색 레이저 다이오드를 구비하면서 RGB 세 가지 레이저 다이오드 중의 하나를 선택적으로 구동하도록 하는 것일 수 있다. 제1레이저 빔 프로젝터(210a)가 여러 색깔의 레이저 빔을 발생시킬 수 있도록 하는 것은 주차장 바닥면의 색상과 구분되는 색상의 레이저 빔을 발생하기 위해서도 필요하고 입차 경로와 출차 경로를 구분하기 위해서도 필요하다.
레이저 발생기(12)에서 발생되는 레이저 빔(14)은 확산 렌즈(16)에 의해 확산되며, 마스크(22)의 위치를 좌우로 조절함에 의해 확산각도(20) 즉, 레이저 빔의 투영 범위를 조절할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 제1레이저 빔 프로젝터(210a)를 주차장 천정에 설치하여 주차장 바닥(46)으로 레이저 빔을 투영하는 것이 도시된다. 마스크(22)의 위치를 조절함에 의해 주차장의 바닥면(46)에 투영되는 레이저 빔의 길이(C1, C2)를 조절하는 것을 알 수 있다.
바닥면(46)에 투영되는 레이저 빔은 차량의 진행과 더불어 그 길이가 줄어들도록 제어되는 것이 바람직하다. 레이저 빔이 운전자나 탑승자에게 직접 투사되는 것은 결코 바람직하지 않다. 이에 따라, 차량이 진행함에 따라 레이저 빔이 차량 특히 차량의 전면 윈도우에 투영되지 않도록 제1레이저 빔 프로젝터(210b)로부터 투영된 레이저 빔의 길이가 줄어들도록 제어하는 것이 바람직하다.
도 7은 차량의 진행에 따라 투영된 레이저 빔의 길이가 줄어들도록 제어하는 예를 보인다.
도 7의 왼쪽 그림(a)은 차량이 레이저 빔 투영 범위 내에 들어가기 전의 상태를 보이고 도 7의 오른쪽 그림 (b)는 차량이 투영 범위 내에 있는 상태를 보인다. (a)에서는 레이저 빔이 T1 길이만큼 투영되지만 (b)에서는 T2(T2<T1)길이만큼 투영되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 차량의 진행에 따라 투영되는 레이저 빔의 길이가 줄어들도록 함으로써 레이저 빔이 운전석으로는 투영되지 않게 되는 것을 알 수 있다.
도 8은 제1레이저 빔 프로젝터의 다른 예를 보인다.
도 8에 도시된 제1레이저 빔 프로젝터(210b)는 차량의 진행에 따라 투영되는 레이저 빔의 길이가 줄어들도록 하는 것이다.
도 8의 왼쪽 그림 (a)을 참조하면, 마스크(22)는 제1마스크(22a, 22b)를 포함하며, 이들 중에서 제2마스크(22b)가 광축과 수직 방향으로 광축쪽으로 이동하여 광경로를 차단할 수 있도록 구성된다. 제2마스크(22b)는 제1마스크(22a)와 맞닿아서 레이저 빔을 완전히 차단할 수 있을 정도까지 움직이도록 제어할 수 있다.
도 8의 오른쪽 그림 (b)를 참조하면, 제2마스크(22b)의 위치를 조절함에 의해 레이저 빔의 길이가 변화하는 것을 알 수 있다(T1 > T2)
도 9는 도 8에 도시된 제2마스크의 구현 예를 보인다.
제2마스크(22b)는 원판(92)과 회전 중심축(94) 그리고 회전 모터(96)로 구현될 수 있다. 회전 모터(96)에 의해 회전축(94)들 회전 시키면 원판(92)이 따라서 회전된다. 원판(92)의 회전 위치(A, B, C)에 따라 레이저 빔의 투사 범위(A1, A2)가 달라지고 그 결과 투영된 레이저 빔의 길이가 변화된다.
투영된 레이저 빔의 길이를 제어하는 것은 차량의 위치 및 차량의 이동 속도에 맞출 필요가 있다.
차량의 위치는 근접 센서(210a)에 의해 파악될 수 있다. 근접 센서(210a)가 차량이 레이저 빔 투사 범위로 들어온 것을 감지하면, 차량의 현재 위치는 근접 센서(210a)의 위치를 참조하여 특정될 수 있다.
차량의 이동 속도는 여러 가지 방법으로 파악될 수 있다. 근접 센서(210a)를 이용하는 경우에는, 인접한 근접 센서(210a) 사이에서의 차량 이동 속도를 구하여 이를 적용할 수 있다. 직선 구간 카메라(212)을 사용하는 경우에는, 직선 구간 카메라(212)의 영상을 분석함에 의해 차량의 이동 속도를 구할 수 있다.
또 다른 방법으로서 차량으로부터 OBD(On-Board Diagnostics) 정보를 수신함에 의해 차량의 이동 속도를 결정할 수도 있다. OBD는 차량의 상태를 진단하고 결과를 알려주는 장치이다. 최근에 생산되는 자동차는 여러 가지 계측과 제어를 위한 센서를 탑재하고 있고, 센서들은 ECU(Electronic Control Unit)가 제어하고 있다. ECU의 원래 개발 목적은 점화시기와 연료 분사, 가변 밸브 타이밍, 공회전, 한계값 설정 등 엔진의 핵심 기능을 정밀 제어하는 것이었으나 차량과 컴퓨터 성능의 발전과 함께 자동변속기 제어를 비롯해 구동계통, 제동계통, 조향계통 등 차량의 모든 부분을 제어하고 있다. 이러한 전자 진단 시스템은 거듭 발전해, 최근 OBD-II(On-Board Diagnostic version II)라는 표준 진단 시스템이 되었다.
차량으로부터 OBD(On-Board Diagnostics) 정보를 수신함에 의해 차량의 위치 및 이동 속도를 결정하는 경우, 근접 센서(210a)의 검출 신호를 이용하여 차량의 현재 위치 및 이동 속도를 보정하도록 구성할 수도 있다.
도 10은 교차로 구간에서의 레이저 빔 투영의 예를 보인다.
도 10의 왼쪽 그림 (a)을 참조하면, 교차로 구간에서의 방향 전환을 위하여 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 노드별로 설치된다.
레이저 빔의 길이는 제2레이저 빔 프로젝터(220b)의 성능에 따라 달라질 수 있다.
교차로에서의 차량의 방향 전환(좌회전/직진/우회전)을 위하여 차량의 가로 폭, 도로 폭 등을 고려한 곡률이 계산되어 레이저 빔의 곡률에 반영된다.
제2레이저 빔 프로젝터(210b)는 세 개의 서브 프로젝터 즉, 좌회전 표시를 위한 제1서브 레이저 빔 프로젝터, 직진 표시를 위한 제2서브 레이저 빔 프로젝터 그리고 우회전 표시를 위한 제3서브 레이저 빔 프로젝터들의 조합으로 구성될 수 있다.
해당 노드에서의 방향값에 따라 세 가지 서브 레이저 빔 프로젝터들 중의 하나가 턴온(turn on)되어 방향을 안내하도록 한다.
도 10의 오른쪽 그림 (b)을 참조하면, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)와 함께 교차로 카메라(220a)가 설치되어 차량의 위치를 파악하도록 한다. 교차로 카메라(220a)에서 발생되는 영상 데이터를 분석함에 의해 차량 번호, 차폭, 차량의 길이 등의 정보를 얻을 수 있다.
도 11은 제2레이저 빔 프로젝터의 예를 보인다.
도 11을 참조하면, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)는 3개의 서브 레이저 빔 프로젝터(232, 234, 236) 및 제어기(238)를 구비한다. 각각의 서브 레이저 빔 프로젝터(232, 234, 236)는 좌회전, 직진, 우회전을 표시하기 위한 레이저 빔을 발생한다. 제어기(238)는 서브 레이저 빔 프로젝터(232, 234, 236)를 제어한다. 제어 신호는 서브 레이저 빔 프로젝터(232, 234, 236)를 On/Off, 레이저 빔의 곡률, 레이저 빔의 길이 등을 제어하기 위한 신호이다.
도 11에 도시된 제2레이저 빔 프로젝터(220b)에 있어서 가운데의 제2서브 레이저 빔 프로젝터(234)는 도 6 내지 도 9에 도시되는 구성을 가질 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 서브 레이저 발생기의 구성을 보인다.
도 12 (a)를 참조하면, 제1 및 제3서브 레이저 빔 프로젝터(232, 236) 각각은 레이저 빔을 발생하는 레이저 발생기(111), 렌티큘러 렌즈(112. lenticular lens) 그리고 렌티큘러 렌즈(112)를 회동시켜 렌티큘러 렌즈(112)의 법선과 광축이 이루는 각도(θ)를 조절하는 회전 모터(미도시)를 포함한다.
레이저 발생기(111)는 여러 가지 색깔의 레이저 빔들 중의 하나를 선택적으로 발생할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생기(12)는 RGB 삼색 레이저 다이오드를 구비하면서 RGB 세 가지 레이저 다이오드 중의 하나를 선택적으로 구동하도록 하는 것일 수 있다. 제2레이저 빔 프로젝터(220a)가 여러 색깔의 레이저 빔을 발생시킬 수 있도록 하는 것은 주차장 바닥면의 색상과 구분되는 색상의 레이저 빔을 발생하기 위해서도 필요하고 입차 경로와 출차 경로를 구분하기 위해서도 필요하다.
레이저 광원(111)이 광축상으로 광을 출사하면, 프리즘 패턴 렌즈(121)의 법선(N)과의 각도에 의해 제2 광 경로(L2)가 결정되며, 주차장 바닥(46)에 대하여 직선 또는 소정의 곡률을 갖는 곡선이 투영된다.
도 12 (b) 및 (c)를 참조하면, 렌티큘러 렌즈(112)는 톱니 모양의 표면(122)을 가지며, 각각의 톱니(122)에 의해 레이저 광이 확산된다. 이때, 렌티큘러 렌즈(112)의 법선과 광축이 이루는 각도(θ)를 변경시킴에 의해 주차장 바닥(46)에 투영되는 레이저 빔의 곡률을 제어할 수 있다.
도 13은 제2레이저 빔 프로젝터에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 제어하는 것을 보인다.
도 13의 (a) 및 (b)는 렌티큘러 렌즈(112)의 법선(N)과 레이저 빔이 이루는 각도(θ)를 변경시킴에 의해 투영되는 레이저 빔(P1, P2)의 곡률을 제어하는 것을 도시한다.
광축과 법선(N)과의 각도(θ)가 0°부터 점점 증가하여 90°에 가까워질수록 이에 비례하여 곡률도 증가하게 된다. 즉 제2 입사각도(θ2 )가 제1입사각도(θ1 ) 보다 크면(θ2>θ1), 제2선 형상(P2)의 곡률이 제1선 형상(P1)보다 더 크게 된다.
교차로 구간에서 차량의 종류, 차폭, 차량의 길이, 도로 폭에 따라 우회전/좌회전을 표시하는 레이저 빔의 곡률을 다르게 한다. 예를 들어, 차량의 길이가 짧은 차량과 긴 차량의 경우 레이저 빔의 곡률을 서로 다르게 표시함으로서 차량(106)이 안전하게 주행하도록 안내할 수 있다.
도 14는 제1 및 제3서브 레이저 빔 프로젝터에서 레이저 빔의 길이를 조절하기 위한 구성을 보인다.
도 14를 참조하면, 차단판(114)들 광축에 대하여 수직 방향으로 이동시킴에 의해 투영된 레이저 빔의 길이를 조절하는 것을 알 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법을 보이는 흐름도이다.
본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법은 레이저 빔을 바닥면에 투영함에 의해 차량이 진행할 차선을 나타내는 것과 직진 구간에서는 제1레이저 빔 프로젝터(210b)에 의해 직선 형태의 레이저 빔을 발생하고 교차로 구간에서는 제2레이저 빔 프로젝터(220b)에 의해 좌회전/직진/우회전을 나타내는 레이저 빔을 발생하여 안내하도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법은 주차 공간 정보 준비 과정(S1002), 교차로 카메라 및 레이저 빔 프로젝터 매핑 과정(S1004), 경로 획득 과정(S1006), 차량 위치 파악 과정(S1008), 통신 과정(S1010), 경로 안내 과정(S1012)을 포함한다.
먼저, 2차원 좌표계로 표현되며 주차 구역, 주차면(주차자리)을 포함하는 주차 공간 정보가 준비된다(주차 공간 정보 준비 과정, S1002).
주차장 벽면, 기둥, 주차 구획, 주차면의 위치를 레이저 거리 측정 장치를 이용해 측정하여 2차원 지도(주차장 지도)를 작성한다. 2차원 지도에는 주차 구역, 주차면 등이 설정되어 있다.
복수의 노드(노드는 교차로의 중심점), 노드 각각에 설치된 복수의 교차로 카메라 및 복수의 제2레이저 빔 프로젝터(220)들의 위치, 노드와 노드간의 직진 구간에 설치된 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)들의 위치를 주차 공간 정보에 매핑한다(매핑 과정, S1004).
노드(교차로 중심점) 마다 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220)를 설치하고, 노드와 노드 사이에 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210)를 설치하고 이들의 위치를 주차장 지도에 매핑한다.
입차 또는 출차 차량에 대해 직진 구간 및 교차로 구간을 포함하는 주행 안내 경로(입차 경로 혹은 출차 경로)를 할당하고 할당된 주행 안내 경로에 포함된 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210), 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220), 각 노드에서의 방향값을 결정한다(경로 획득 과정, S1006).
입차시에는 입구에 설치된 입구측 카메라(202)에 의해 차량 번호판, 차고, 차폭, 차량의 길이 등을 검출하고, 주차 공간 정보를 참조하여 적절한 주차면(PA)을 할당하고, 해당 주차면(PA)까지 도달하는 데 필요한 경로(입차 경로)를 획득한다. 출차시에는 주차 상태 검출 센서, 스마트폰 애플리케이션 등에 의해 출차 시작을 검출하고, 출구까지 도달하는 데 필요한 경로(출차 경로)를 획득한다.
차량의 현재 위치를 파악한다(S1008). 차량이 교차로 구간에 있는 지 혹은 직진 구간에 있는지를 판단함에 의해 차량의 현재 위치를 파악할 수 있다. 차량이 교차로 구간에 있을 때는 노드마다 설치된 교차로 카메라(220a)에 의해 차량의 위치를 특정한다. 차량이 직선 구간에 있을 때는 근접 센서(210a) 혹은 직선 구간에 별도로 설치되는 직선 구간 카메라(212)에 의해 차량의 위치를 특정한다.
차량의 현재 위치 및 해당 차량에 할당된 주행 안내 경로에 따라 구간값, 노드별 방향값을 결정하고 이를 차량으로 전송한다(통신 과정, S1010).
결정된 주행 안내 경로에 따라 차량을 안내한다(경로 안내 과정, S1008).
여기서, 직진 구간에서는 제1레이저 빔 프로젝터(210b)에 의해 차량이 진행할 차선을 표시하며, 교차로 구간에서는 노드에 설치된 교차로 카메라(210a)로 차량 번호 및 위치를 파악하고 노드에서의 방향값에 따라 제2레이저 빔 프로젝터(220b)로 차량이 진행할 차선을 표시하여 안내한다.
차량이 주차 위치(주차면에 인접한 위치)에 도달하면, 레이저 빔 프로젝터(210b 혹은 220b)에 의해 투영되는 레이저 빔을 더 이상 표시하지 않도록 함으로써 안내 경로의 끝임을 표시할 수 있다. 다른 방법으로 마지막 구간에서의 레이저 빔 프로젝터(210b 혹은 220b)를 반복적으로 점등 혹은 소등시킴에 의해 안내 경로의 끝임을 표시할 수 있다.
무인 자율 주행 지원 시스템은 주차장에 설치된 카메라를 이용하여 차량(106) 주변의 상황을 파악하다가 차량(106)이 주차 위치에 도달하였는 지의 여부를 판단한다.
레이저 빔으로 주차 위치를 표시함과 더불어 주차면(PA)에 설치된 주차 위치 표시등을 이용하는 것이 병행될 수 있다.
즉, 주차면(PA)의 바닥에 레이저 빔을 발산하는 주차 위치 표시등을 설치하고, 해당 주차면(PA)에 주차할 차량(106)이 접근할 경우 해당 주차면(PA)에 설치된 주차 위치 표시등을 점등시킴으로서 주차면(PA)을 알려줄 수 있다. 다른 방법으로서 차량(106)으로 주차면 번호를 전송하고, 차량(106)이 내장 카메라를 통해 주차면 번호를 인식하게 할 수도 있다.
경로 안내가 완료되면, 주차 공간 정보를 갱신한다(S1012, S1014).
본 발명에 따른 방법은 종래의 내비게이션을 이용한 주차 안내 방법과 병용될 수 있다. 예를 들어, 차량(106)은 자신이 수신한 구간값 및 노드별 방향값을 내비게이션 화면에 표시하도록 할 수 있다. 즉, 네비게이션에 보이는 주차장 지도 상에 직진 구간에서는 직진 화살표를 표시하고, 교차로 구간에서는 우회전/직진/좌회전 화살표를 표시하도록 할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 실시예를 보이는 것으로서, 입차시의 예를 보이는 것이다.
무인 자율 주차에 있어서, 차량은 무인 자율 주행 지원 시스템과 통신하여 필요한 정보를 주고받는다. 도 16에 있어서 ‘는 차량에 설치된 클라이언트 차량제어부를 의미하고 '서버’는 무인 자율 주행 지원 시스템의 서버를 의미한다. 여기서, 장애물 혹은 돌발 상황에 대한 충돌 회피, 교차로나 직진 구간에서의 교행에 따른 대기 동작 등에 대해서는 본 발명의 범위가 아니므로 언급하지 않기로 한다.
차량(106)은 주차장 바닥면에 투영되는 레이저 빔을 따라 주행하며, 이를 위해 차량(106)에는 바닥면에 투영된 레이저 빔을 촬영하기 위한 카메라, 카메라 영상을 분석하여 레이저 빔의 궤적을 추출하고 추출된 궤적을 따라가도록 차량을 제어하는 라인 트레이싱 제어부가 구비된다. 이러한 장치들은 통상의 라인 트레이싱(line tracing)에 요구되는 구성과 같으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
입차하는 차량(106)에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 주차장 입구를 인식하고, 무인 자율 주행 지원 시스템(미도시)으로 입차 신호를 전송한다. 클라이언트 차량제어부는 예를 들어, 주차장 입구에 설치된 입차 표시 이미지를 내장 카메라로 촬영 및 분석함에 의해 주차장 입구를 인식하거나 또는 주차장 입구에 설치된 비콘 신호 발생기에서 전송하는 비콘 신호를 수신함에 의해 주차장 입구를 인식할 수 있다.
무인 자율 주행 지원 시스템은, 입차 신호에 응답하여, 입구측 카메라(202)에 의해 입차하는 차량(106)의 차량번호를 인식하고, 해당 차량(106)에 대해 적당한 주차면(PA)을 할당하고, 입차 경로를 생성한다(S1102). 입차 경로는 최단 거리 알고리즘 혹은 주차 구역별로 순차로 채워나가는 알고리즘 등이 될 수 있다.
무인 자율 주행 지원 시스템은 결정된 입차 경로에 포함된 제1레이저 빔 프로젝터(210b), 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220), 각 노드에서의 방향값을 결정한다.
차량의 현재 위치 및 구간(직진/교차로 구간)을 파악한다(s1106).
구간값 및 입차 경로를 참조하며, 구간값 및 노드별 방향값을 결정한다(S1108, S1110, S1112).
직진/교차로 구간의 여부는 일차적으로 노드에 설치된 교차로 카메라(220a)에 의해 판단된다. 노드에 설치된 교차로 카메라(220a)의 촬영 범위 안으로 해당 번호의 차량(106)이 들어온 경우 해당 번호의 차량(106)이 교차로 구간에 위치한 것으로 판단한다.
해당 차량(106)이 노드에 설치된 교차로 카메라(220a)의 촬영 범위 내에 있지 않으면 직진 구간에 위치한 것으로 판단한다. 직진 구간에서는 입차 경로 상에서 이전에 통과한 노드와 다음으로 진행할 노드 사이에 위치한 근접 센서(210a)에 의해 해당 차량(106)의 위치를 파악한다.
무인 자율 주행 지원 시스템은 차량(106)의 현재 위치에 따른 구간값, 노드별 방향값(우회전/직진/좌회전)을 클라이언트 차량제어부로 전송하고(S1114), 해당 차량(106)의 구간값, 노드별 방향값대로 레이저 빔 프로젝터를 제어한다(S1116).
오류 처리 요청이 있으면(S1118), S1104과정으로 복귀하여 주차면 및 입차 경로를 재설정하고 위의 과정을 다시 실행한다.
주차 종료 여부를 판단하고(S1120), 주차가 완료되었으면 주차장 전체 상태를 갱신한다(S1122).
한편, 이에 대응하는 클라이언트 차량제어부의 동작은 다음과 같이 수행된다.
입차하는 차량(106)에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 주차장 입구에 설치된 비콘 신호 발생기에서 전송하는 비콘 신호를 수신함에 의해 주차장 입구를 인식하고, 무인 자율 주행 지원 시스템으로 입차 신호를 전송한다(S1152).
클라이언트 차량제어부는 무인 자율 주행 지원 시스템으로부터 전송된 구간값 및 노드별 방향값을 수신한다(S1154).
교차로 구간인지를 판단하여, 교차로 구간이 아니라면 즉, 직진 구간이라면, 클라이언트 차량제어부는 차량(106)이 레이저 빔 즉, 제1레이저 빔 프로젝터(210b) 혹은 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 투영하는 레이저 빔을 따라 직진하도록 제어한다(S1156, S1158).
교차로 구간이라면, 클라이언트 차량제어부는 일단 차량(106)을 멈추게 한 후에, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 투영하는 레이저 빔을 인식한다(S1160).
이때, 무인 자율 주행 지원 시스템은 노드(교차로 중심점)에 위치한 교차로 카메라(220a)를 이용하여 교차로 범위 내로 들어온 차량(106)을 인식하고, 해당 차량(106)의 특정 노드에 할당된 방향값대로 제2레이저 빔 프로젝터(220b)를 구동한다.
차량(106)에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 주차장 바닥면(46)에 투영된 레이저 빔을 촬영 및 분석함에 의해 얻어지는 방향값과 차량(106)이 가진 노드별 방향값과 일치하는 지를 판단하고, 일치할 경우 인식된 방향을 따라 주행한다.
인식된 레이저 빔을 분석함에 의해 얻어지는 방향값과 차량(106)이 가진 노드별 방향값이 일치하지 않으면, 클라이언트 차량제어부는 오류 처리를 요청하고(S1164) S1154과정으로 복귀하여 구간값 및 노드별 방향값을 다시 수신하고 S1156 및 S1160 과정을 다시 진행한다.
도 17은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법의 다른 실시예를 보이는 것으로서, 출차시의 예를 보이는 것이다.
출차 과정을 설명함에 있어서, 주차 요금 정산에 관한 것은 본 발명의 범위를 벗어나는 것이므로 논의에서 제외하기로 한다.
출차하는 차량에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 출차 신호를 무인 자율 주행 지원 시스템으로 전송한다.
무인 자율 주행 지원 시스템은 출차 신호에 응답하여, 출차 경로를 생성한다(S1202, S1204).
무인 자율 주행 지원 시스템은 결정된 출차 경로에 포함된 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210), 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220), 각 노드에서의 방향값을 결정한다.
차량(106)의 현재 위치 및 구간(직진/교차로 구간)을 파악하고, 출차 경로를 참조하며, 구간값 및 노드별 방향값을 결정한다(S1206, S1208, S1210, S1212).
무인 자율 주행 지원 시스템은 구간값, 노드별 방향값(우회전/직진/좌회전)을 클라이언트 차량제어부로 전송하고(S1216), 해당 차량(106)의 구간값, 노드별 방향값대로 레이저 빔 프로젝터를 제어한다(S1218).
오류 처리 요청이 있으면(S1220), S1204과정으로 복귀하여 출차 경로를 재설정하고 S1206 ~S1218 과정을 다시 실행한다.
차량(106)이 출차 게이트를 통과하면(S1222), 주차장 전체 상태를 갱신한다(S1224). 차량(106)의 출차 여부는 출구측 카메라(204) 혹은 주차장 진출입 검출기(미도시)에 의해 파악될 수 있다.
한편, 이에 대응하는 클라이언트 차량제어부의 동작은 다음과 같이 수행된다.
출차하는 차량에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 출차 신호를 무인 자율 주행 지원 시스템으로 전송한다(S1252).
클라이언트 차량제어부는 무인 자율 주행 지원 시스템으로부터 전송된 구간값 및 노드별 방향값을 수신한다(S1254).
교차로 구간인지를 판단하여, 교차로 구간이 아니라면 즉, 직진 구간이라면, 클라이언트 차량제어부는 차량이 레이저 빔 즉, 제1레이저 빔 프로젝터(210b) 혹은 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 투영하는 레이저 빔을 따라 직진하도록 제어한다(S1256, S1258).
‘교차로 구간’이라면, 클라이언트 차량제어부는 일단 차량(106)을 멈추게 한 후에, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)가 투영하는 레이저 빔을 인식한다(S1260).
이때, 무인 자율 주행 지원 시스템은 노드(교차로 중심점)에 위치한 교차로 카메라(220a)를 이용하여 교차로 범위 내로 들어온 차량(106)을 인식하고, 해당 차량(106)의 특정 노드에 할당된 방향값대로 제2레이저 빔 프로젝터(220b)를 구동한다.
차량에 탑재된 클라이언트 차량제어부는 자체 카메라에 의해 인식된 레이저 빔을 분석함에 의해 얻어지는 방향값과 차량(106)이 수신한 노드별 방향값과 일치하는 지를 판단하고, 일치할 경우 인식된 방향을 따라 차량(106)이 주행하도록 제어한다(S1262, S1266).
S1262과정에서 자체 카메라에 의해 레이저 빔을 분석함에 의해 얻어지는 방향값과 차량(106)이 수신한 노드별 방향값이 일치하지 않으면, 클라이언트 차량제어부는 무인 자율 주행 지원 시스템으로 오류 처리를 요청하고(S1264), S1254과정으로 복귀하여 구간값 및 노드별 방향값을 다시 수신하고 S1254~S1260 과정을 다시 진행한다.
차량이 출차 게이트를 통과하면(S1268) 출차 과정을 종료한다.
도 18은 본 발명에 따른 무인 자율 주행 경로 안내 방법이 적용된 무인 자율 주행 지원 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 무인 자율 주행 지원 시스템(1300)은 컴퓨터로 구현되며, 데이터베이스(1302), 서버(1304), 운영체제(OS, 1306)를 포함한다. 무인 자율 주행 지원 시스템(1300)은 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터(210), 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터(220), 직선 구간 카메라(212), 입구측 카메라(202), 출구측 카메라(204) 등과 유무선 통신으로 연결되며, 차량의 클라이언트 차량제어부와 무선으로 연결된다.
데이터베이스(1302)에는 주차 공간 정보(주차구역, 주차면), node 정보, 입/출구 정보, 카메라 정보(교차로, 직진 구간, 입/출구), 근접 센서 정보, 입차 경로 정보, 출차 경로 정보, 레이저 빔 프로젝터 정보(교차로), 레이저 빔 프로젝터 정보(직진 구간) 등이 저장된다.
또한, 데이터베이스(1302)는 차량 정보, 글로벌 위치 정보, 로컬 위치 정보 등을 저장한다. 글로벌 위치(global path)는 해당 차량의 대략적인 위치 예를 들어, 1번 노드와 2번 노드 사이에 있다고 알려주는 정보이며 로컬 위치(local path)는 해당 차량의 정확한 위치 예를 들어, 1번 노드와 2번 노드 사이에 있으며 좌표(X,Y)에 위치하고 있다라고 알려주는 정보이다.
서버(1302)는 경로 생성부(1310), 경로 제어부(1312) 그리고 통신부(1314)를 포함한다. 경로 생성부(1312) 및 경로 제어부(1314)는 프로그램 혹은 모듈로 구성될 수 있다. 경로 생성부(1312)는 주차면 할당 및 최적 주행 안내 경로 생성을 수행한다. 경로 제어부(1314)는 생성된 주행 안내 경로에 따라 레이저 빔 프로젝터(210b, 220b)를 제어한다. 통신부(1316)는 차량(106)과의 통신을 위한 것으로서, 차량(106)의 현재 위치 및 주행 안내 경로를 참조하여 얻어지는 직진/교차로 구간을 나타내는 구간값 및 노드별 방향값을 상기 차량(106)으로 전송하거나 차량(106)으로부터의 출차 신호, 오류 처리 요청 신호 등을 수신한다.
경로 제어부(1314)는 입차 경로와 출차 경로를 지시하기 위한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 하도록 할 수 있다. 예를 들어, 입차 경로에 대해서는 파란 색의 레이저 빔을 투영하도록 하고 출차 경로에 대해서는 붉은 색의 레이저 빔을 투영하도록 할 수 있다.
또한, 경로 제어부(1314)는 교차로 구간에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 차량의 폭(차폭), 차량의 길이, 도로 폭 등에 따라 다르게 하도록 할 수 있다.
또한, 경로 제어부(1314)는 교차로 구간에서 두 대 이상의 차량이 교행하는 경우 각각에 대한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 할 수 있다.
서버(1304)의 경로 제어부(1310)는 직진 구간에서의 경로 제어를 담당하는 직진 구간 경로제어부(Module 1, 1320)과 교차로 구간에서의 경로 제어를 담당하는 교차로 구간 경로 제어부(Module2, 1340)로 구분될 수 있다.
도 19는 직진 구간 경로 제어부의 구성을 보인다.
도 19를 참조하면, 직진 구간 경로 제어부(1320)는 직진 구간 카메라(212) 혹은 근접 센서(210a)를 이용하여 차량(106)의 현재 위치를 인식하고, 판단된 위치에 따라 제1레이저 빔 프로젝터(210b)를 제어하는 신호를 생성한다. 제어 신호는 제1레이저 빔 프로젝터(210b)에 인가되고, 제1레이저 빔 프로젝터(210b)는 제어 신호에 따라 레이저 빔을 생성한다. 생성된 레이저 빔은 주차장의 바닥면(46)에 투영된다.
직진 구간 경로 제어부(1320)는 직진 구간에서 차량(106)까지의 거리 및 투영 범위로의 진출입 여부를 검출하는 근접 센서(210a)의 검출 신호를 수신하는 뎁스(depth) 데이터 수신부(1322) 및 뎁스 데이터 수신부(1322)에서 수신된 검출 신호 및 제1레이저 빔 프로젝터(210b)의 위치를 참조하여 주행 안내 경로 상에서의 차량(106)의 현재 위치를 판단하고, 판단된 현재 위치에 따라 제1레이저 빔 프로젝터(210b)의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 직진 구간 판단 및 제어 신호 생성부(1324)를 포함한다.
한편, 직진 구간 경로 제어부(1320)는 직진 구간에 설치된 직진 구간 카메라(212)로부터 전송되는 영상 데이터를 수신하는 직진 구간 영상 데이터 수신부(1322)를 더 포함할 수 있다.
직진 구간 카메라(212)로부터 수신된 영상 데이터로부터 차량 정보(차량 번호, 차량의 윤곽선, 차량의 높이, 차량의 폭 등)을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 차량과의 거리도 얻을 수 있다.
한편, 근접 센서(210a)로서 광검출기를 이용하는 경우 TOF(Time Of Flight) 방식에 의해 차량과의 거리를 얻을 수 있다.
근접 센서(210a) 및 직진 구간 카메라(1330)의 위치는 주차 공간 정보에 매핑되어 있으므로, 차량(106)과의 거리를 참조하며 주차 공간 내에서의 차량(106)의 이차원 좌표를 얻을 수 있다. 차량(106)의 이차원 좌표를 주행 안내 경로와 비교함에 의해 주행 안내 경로 상에서의 차량(106)의 위치, 직진/교차로 구간의 여부를 결정할 수 있다.
한편, 클라이언트 차량제어부는 주차장의 바닥면(46)에 투영된 레이저 빔을 인식하고, 주행 방향을 결정하고, 결정된 주행 방향에 따라 스티어링(steering) 등을 제어하게 된다.
도 20은 교차로 구간 경로제어부의 구성을 보인다.
도 20을 참조하면, 교차로 구간 경로 제어부(1340)는 노드에 설치된 교차로 카메라(220a)를 이용하여 차량(106)의 현재 위치를 인식하고, 판단된 위치에 따라 제2레이저 빔 프로젝터(220b)를 제어하는 제어신호를 생성한다. 제어 신호는 제2레이저 빔 프로젝터(220b)에 인가되고, 제2레이저 빔 프로젝터(220b)는 제어 신호에 따라 레이저 빔을 생성한다. 생성된 레이저 빔은 주차장의 바닥면(46)에 투영된다.
교차로 구간 경로 제어부(1340)는 교차로 구간에 진입한 상기 차량을 촬영하는 교차로 카메라(220a)에서 제공되는 영상 데이터를 수신하는 교차로 구간 영상 데이터 수신부(1342) 및 영상 데이터 수신부(1342)에서 수신된 영상 데이터를 분석하여 차량(106)이 교차로 구간에 진입하였는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터(220b)의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 교차로 구간 판단 및 제어 신호 생성부(1344)를 포함한다.
차량(106)이 노드에 설치된 교차로 카메라(220a)의 촬영 범위 내에 들어오면 교차로 구간에 들어온 것으로 판단한다. 차량 번호 및 해당 차량에 설정된 주행 안내 경로를 비교함에 의해 해당 노드에서의 방향값을 결정할 수 있다.
교차로 구간 경로 제어부(1340)는 교차로 구간에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 차량의 폭(차폭), 차량의 길이, 도로 폭 등에 따라 다르게 하도록 할 수 있다.
또한, 교차로 구간 경로 제어부(1340)는 교차로 구간에서 두 대 이상의 차량이 교행하는 경우 각각에 대한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 할 수 있다.
한편, 클라이언트 차량제어부는 주차장의 바닥면에 투영된 레이저 빔을 인식하고, 주행 방향을 결정하고, 결정된 주행 방향에 따라 스티어링 등을 제어하게 된다.
도 21은 주차장의 다른 예를 보인다.
도 21을 참조하면, 주차장(100)의 외부로 경유 통로(2102)가 배치된 것이 도시된다. 여기서, 경유 통로(2102)란 차량이 지상으로부터 지하로 들어오기 위해 통과하는 지상과 지하 주차장 사이의 공간, 차량이 위층과 아래층 사이에서 이동하기 위해 통과하는 공간 등을 말하는 것으로서, 이러한 경유 통로(2102)는 대부분 45이상의 경사도와 급격한 회전 구간을 가지며, 차량은 오로지 통과만 할 뿐 주차해서는 안 된다는 제약이 있다.
이러한 경유 통로(2102)에서도 레이저 빔에 의해 차량을 유도하도록 제3레이저 빔 프로젝터(240)가 설치될 수 있다.
또한, 이러한 제3레이저 빔 프로젝터(240)는 차량이 경유 통로(2102)에 진입하는 순간부터 경유 통로를 빠져나가는 동안 작동되도록 제어될 수 있다. 이를 위하여 경유 통로(2102)의 양 끝에 차량의 진출입을 검출할 수 있는 진출입 검출기(미도시)가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, "서버" 및 "애플리케이션" 내의 각종 구성 요소들은 데이터 또는 디지털 신호들을 프로세싱하는데 채용된 하드웨어, 펌웨어, 및 소프트웨어의 임의의 조합을 포함하도록 본 명세서에서 사용된다. 하드웨어적 구성요소는 예를 들어서, ASIC들(애플리케이션 특정 집적 회로들), 범용 또는 특정 목적의 중앙 프로세싱부들 (CPU들), 디지털 신호 프로세서들(DSP들), 그래픽 프로세싱부들 (GPU들), 및 FPGA들(field programmable gate arrays)과 같은 프로그램가능한 로직 디바이스들을 포함할 수 있다. 제어부 내에서, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 각 기능은 해당 기능을 수행하도록 구성된, 즉 하드-와이어된(hard-wired) 하드웨어에 의해서 또는 비일시적 저장 매체 내에 저장된 인스트럭션들을 실행하도록 구성된 CPU와 같은 보다 범용의 하드웨어에 의해서 수행된다. 제어부는 단일 인쇄 회로 보드 (PCB) 상에서 제조되거나, 몇 개의 상호접속된 PCB들에 걸쳐서 분포될 수 있다. 프로세싱부는 다른 프로세싱부들을 포함할 수 있다; 예를 들어서, 프로세싱부는 PCB상에서 상호접속된 2 개의 프로세싱부들을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 메모리 내에서 프로그램될 수 있다. "메모리"는 머신이 특정 방식으로 동작하게 하는 데이터 및/또는 명령을 저장하는 임의의 비일시적 매체를 나타낸다. 이러한 저장 매체는 비휘발성 매체 및/또는 휘발성 매체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 비휘발성 매체는 광 또는 자기 디스크를 포함한다. 예를 들면, 휘발성 매체는 동적 메모리를 포함한다. 저장 매체의 일반적인 형태는, 예를 들면, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기데이터 저장 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 데이터 저장 매체, 홀 패턴을 갖는 임의의 물리적 매체, RAM,PROM, 및 EPROM, FLASH-EPROM, NVRAM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지를 포함한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100...주차장
102...입구 104...출구
106...차량
202...입구측 카메라 204...출구측 카메라
210...근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터
212...직진 구간 카메라
210a...근접 센서 210b...제1레이저 빔 프로젝터
220...교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터
220a...교차로 카메라 220b...제2레이저 빔 프로젝터
230...제3레이저 빔 프로젝터
232, 234, 236...서브 레이저 빔 프로젝터
240...제3레이저 빔 프로젝터
1300...무인 자율 주행 지원 시스템
1302...데이터베이스 1304...서버
1306...운영체제
1310...경로 생성부 1312...경로 제어부
1314...통신부
1332...직선 구간 영상 데이터 수신부
1334...직선 구간 판단 및 제어 신호 생성부
1342...교차로 구간 영상 데이터 수신부
1344...교차로 구간 판단 및 제어 신호 생성부
2102...경유 통로

Claims (23)

  1. 무인 자율 주행 지원 시스템이 차량의 주행 경로를 안내하는 방법에 있어서,
    2차원 좌표계로 표현되며 주차장 내의 주차 구역, 주차면을 포함하는 주차 공간 정보를 준비하는 과정(주차 공간 정보 준비 과정);
    복수의 교차로 구간 각각에 설치된 복수의 교차로 카메라 및 복수의 제2레이저 빔 프로젝터들의 위치, 인접한 교차로 구간들 사이의 직진 구간에 설치된 복수의 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터들의 위치를 주차 공간 정보에 매핑하는 과정(매핑 과정);
    주행 안내될 차량에 대해 직진 구간 및 교차로 구간을 포함하는 주행 안내 경로를 할당하고 할당된 주행 안내 경로에 포함된 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터, 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터, 노드(교차로의 중심점)별 방향값을 결정하는 과정(경로 획득 과정);
    상기 차량의 현재 위치 및 결정된 주행 안내 경로에 따라 상기 차량을 안내하되 직진 구간에서는 상기 제1레이저 빔 프로젝터에 의해 차량이 진행할 차선을 표시하며, 교차로 구간에서는 노드별 방향값에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터로 차량이 진행할 차선을 표시하는 과정(경로 안내 과정); 을 포함하며,
    여기서, 상기 경로 안내 과정은
    상기 차량의 진행 방향을 지시하는 레이저 빔을 차량의 전방 주차면에 투영시키는 과정; 및
    상기 차량의 이동 속도에 맞춰 투영된 레이저 빔의 길이를 줄여주는 레이저 빔 길이 조절 과정;
    을 포함하며,
    상기 차량의 이동 속도에 맞춰 투영된 레이저 빔의 길이를 줄여줌으로써 레이저 빔이 상기 차량의 운전석으로 투사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  2. 제1항에 있어서, 직진 구간 혹은 교차로 구간을 나타내는 구간값과 노드별 방향값을 상기 차량으로 전송하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  3. 제2항에 있어서, 교차로 구간에서 상기 차량이 주차장 바닥에 투영된 레이저 빔애 의해 표시되는 방향값을 판단하고 상기 차량 자신이 수신한 방향값과 비교하여 양자가 일치할 경우 레이저 빔에 의해 지시된 방향으로 진행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  4. 제3항에 있어서, 양자가 일치하지 않을 경우 상기 차량이 상기 무인 자율 주행 지원 시스템으로 오류 정보를 전송하는 과정; 및
    상기 무인 자율 주행 지원 시스템이 상기 오류 정보를 수신하면, 상기 주행 안내 경로 획득 과정으로 복귀하여 주행 안내 경로를 재설정하고 경로 안내를 재수행하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    레이저 빔을 발생하는 레이저 빔 프로젝터가 차량의 진행 방향을 따라 복수개 설치되어 있고, 상기 레이저 빔 프로젝터 각각에 대하여 레이저 빔을 투영하는 영역에 차량이 진입 및 진출하는 것을 검출하는 근접 센서가 설치되어 있고,
    상기 레이저 빔 길이 조절 과정은 상기 근접 센서들에 의해 발생된 검출 신호 사이의 시간을 분석함에 의해 차량의 이동 속도를 추출하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 길이 조절 과정은 카메라에 의해 상기 차량을 촬영하여 얻어지는 영상 데이터를 분석함에 의해 상기 차량의 이동 속도를 추출하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  8. 제1항에 있어서, 차량이 주차 위치(주차면에 인접한 위치)에 도달하면, 마지막 구간을 제외하고 레이저 빔을 더 이상 투영하지 않도록 함으로써 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  9. 제8항에 있어서, 차량이 주차 위치(주차면에 인접한 위치에 도달하면 마지막 구간에서의 레이저 빔을 반복적으로 점등 혹은 소등시킴에 의해 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  10. 제1항에 있어서, 차량이 출차 위치(출구에 인접한 위치)에 도달하면, 마지막 구간을 제외하고 레이저 빔을 더 이상 투영하지 않도록 함으로써 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  11. 제10항에 있어서, 차량이 출차 위치(출구에 인접한 위치)에 도달하면 마지막 구간에서의 레이저 빔을 반복적으로 점등 혹은 소등시킴에 의해 안내 경로의 끝임을 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 경로 안내 방법.
  12. 주차 공간의 노드(교차로의 중심점)에 설치되는 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터;
    노드와 노드 사이의 직진 구간에 설치되는 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터;
    주차 구역 및 주차면이 2차원 좌표계로 표시되며, 상기 교차로 카메라 및 제2레이저 빔 프로젝터, 상기 근접 센서 및 제1레이저 빔 프로젝터의 위치가 매핑된 주차 공간 정보를 저장하는 데이터베이스;
    주행 안내될 차량의 시작 위치 및 종료 위치를 결정하고, 상기 데이터베이스에 저장된 주차 공간 정보를 참조하여 시작 위치로부터 종료 위치까지의 주행 안내 경로를 설정하고, 상기 주행 안내 경로에 포함되는 노드 및 각 노드별 방향값을 결정하는 경로 설정부;
    상기 근접 센서 및 상기 교차로 카메라의 검출 결과에 근거하여 상기 차량의 현재 위치를 파악하고, 파악된 현재 위치에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터 및 상기 제2레이저 빔 프로젝터를 제어하여 상기 차량이 주행 안내 경로를 따라 주행하게 하는 경로 제어부; 및
    상기 차량의 현재 위치 및 주행 안내 경로를 참조하여 직진/교차로 구간을 나타내는 구간값 및 노드별 방향값을 상기 차량으로 전송하는 통신부;
    를 포함하며,
    여기서, 상기 경로 제어부는
    직진 구간에서의 경로를 제어하는 직진 구간 경로 제어부; 및
    교차로 구간에서의 경로 제어를 수행하는 교차로 구간 경로 제어부;를
    포함하며,
    상기 직진 구간 경로 제어부는
    직진 구간에서 상기 제1레이저 빔 프로젝터마다 설치된 상기 근접 센서의 검출 신호를 수신하는 근접 센서 출력 수신부;
    상기 근접 센서 출력 수신부에서 수신된 검출 신호 및 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 위치를 참조하여 주행 안내 경로 상에서의 차량의 현재 위치를 판단하고, 판단된 현재 위치에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 직진 구간 판단 및 제어 신호 생성부;
    를 포함하며,
    상기 직진 구간 경로 제어부는 인접된 근접 센서들의 검출 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.

  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서, 노드와 노드 사이의 직선 구간에 설치되어 상기 차량을 촬영하는 복수의 직선 구간 카메라;
    상기 직선 구간 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터를 입력받는 직선 구간 영상 데이터 수신부;
    를 더 포함하고,
    상기 직선 구간 경로 제어부는 상기 근접 센서에 의해 판단되는 차량 위치와 상기 직선 구간 카메라에 의해 판단되는 차량 위치에 기반하여 상기 제1레이저 빔 프로젝터를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 직진 구간 경로 제어부는 인접된 근접 센서들 의 검출 신호 및 상기 직선 구간 카메라의 영상 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제1레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  19. 제12항에 있어서, 상기 교차로 구간 경로 제어부는
    교차로 구간에 진입한 상기 차량을 촬영하는 상기 교차로 카메라에서 제공되는 영상 데이터를 수신하는 교차로 구간 영상 데이터 수신부;
    상기 영상 데이터 수신부에서 수신된 영상 데이터를 분석하여 상기 차량이 교차로 구간에 진입하였는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터의 동작을 제어하는 제어 신호를 발생하는 교차로 구간 판단 및 제어 신호 생성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 교차로 구간에서 투영되는 레이저 빔의 곡률을 차량의 폭(차폭), 차량의 길이, 도로 폭에 따라 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 교차로 구간에서 두 대 이상의 차량이 교행하는 경우 각각에 대한 레이저 빔의 색상을 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  22. 제19항에 있어서, 상기 교차로 구간 경로 제어부는 상기 교차로 카메라의 영상 신호에 근거하여 상기 차량의 이동 속도를 판단하고, 상기 차량의 이동 속도에 따라 상기 제2레이저 빔 프로젝터의 투영 범위를 조절함으로서 레이저 빔이 상기 차량의 운전석으로 투사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
  23. 제12항에 있어서, 상기 제2레이저 빔 프로젝터는
    각각이 레이저 빔을 발생하여 주차장 바닥면에 투사하는 제1 내지 제3의 서브 레이저 빔 프로젝터; 및
    상기 교차로 구간 경로 제어부의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3의 서브 레이저 빔 프로젝터를 제어하는 제어기;
    를 포함하며,
    여기서, 상기 제1 및 제3 서브 레이저 빔 프로젝터는 소정의 곡률을 가지는 레이저 빔을 투영하는 것들이고, 상기 제2서브 레이저 빔 프로젝터는 직선 형상의 레이저 빔을 투영하는 것임을 특징으로 하는 무인 자율 주행 지원 시스템.
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