KR102188869B1 - 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템 - Google Patents

세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템 Download PDF

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강인구
김도엽
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엘티메트릭 주식회사
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    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures

Abstract

본 발명은 정밀 도로지도 구축시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 일측에 설치되어 GPS데이터를 생성하는 GPS장치 및 GPS장치에서 GPS데이터를 수신하고 미리 정해진 개수의 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 모델링하며, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위 내에 포함되는지 여부에 기초하여 세그먼트를 구성하는 GPS데이터의 개수를 결정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하여, GPS데이터로 이루어진 도로 형상 정보를 복수의 세그먼트로 나누어 모델링할 수 있는 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에 관한 것이다.

Description

세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템{SYSTEM FOR CONSTRUCTING HIGH DEFINITION ROAD MAP BASED ON SEGMENT MODELING}
본 발명은 정밀 도로지도 구축시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS데이터로 이루어진 도로 형상 정보를 복수의 세그먼트로 나누고 각각의 세그먼트를 모델링하여 맵을 생성할 수 있는 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에 관한 것이다.
종래 공간 모델링 방법은 현장조사를 통해 수작업으로 구축된 데이터를 활용하는 방식으로 이루어지는 것이 일반적이다. 이러한 방식은 인건비가 과도하게 발생할 뿐만 아니라 수작업으로 인해 지리정보의 오류가 빈번하게 발생하고, 수정이나 갱신도 어렵다는 단점이 있다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 모바일 매핑 시스템(MMS; Mobile Mapping System) 등의 측량장비를 이용하여 건물 및 도로 시설물에 대한 지리정보 데이터를 구축하고 있다.
모바일 매핑 시스템(MMS)을 통해 수집된 지도 데이터는 내비게이션 등에 활용될 수 있다. 내비게이션 장치는 GPS(Global Positioning System)용 위성이 송신하는 항법 메시지를 수신하여 자동차의 현재 위치를 판단하고, 자동차의 현재 위치를 지도 데이터에 매칭시켜 화면에 표시할 뿐만 아니라 자동차의 현재 위치로부터 목적지까지의 주행경로를 탐색한다.
또한, 내비게이션 장치는 탐색한 주행경로를 따라 사용자가 자동차를 주행시킬 수 있도록 안내함으로써, 주어진 도로망을 효율적으로 사용할 수 있도록 도와준다.
특히, 차량의 자율 주행과 관련된 기술이 발달하면서, 기존의 지도 정보보다 정밀한 도로 형상 정보 등을 포함하는 정밀 도로지도에 대한 연구도 함께 진행되고 있다.
그러나 정밀 도로지도 정보를 나타내는 GPS 좌표값은 그 양이 방대하여 정밀 도로지도 정보를 GPS 좌표값만으로 저장하는데 한계가 있고, 매우 고용량의 메모리를 사용하여야 한다는 문제점이 있다.
위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, GPS데이터로 이루어진 도로 형상 정보를 복수의 세그먼트로 나누어 모델링할 수 있는 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 완충부를 이용하여 영상센서의 정확도를 향상시키고 회전탈착부를 이용하여 영상센서를 자유자재로 분리 및 회전 가능하도록 장착할 수 있는 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 일측에 설치되어 GPS데이터를 생성하는 GPS장치; 및 GPS장치에서 GPS데이터를 수신하고 미리 정해진 개수의 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 모델링하며, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위 내에 포함되는지 여부에 기초하여 세그먼트를 구성하는 GPS데이터의 개수를 결정하는 프로세서; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 프로세서는, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 감소시키고, 감소된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 감소된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면, 감소된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하는지 결정하고, 미리 정해진 개수에 해당하면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하며, 미리 정해진 개수에 해당하지 않으면, 감소된 GPS데이터의 개수를 다시 미리 정해진 비율만큼 더 감소시키고, 다시 모델링된 세그먼트와 감소된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하고, 감소된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 증가시키고, 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 프로세서는, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 증가시키고, 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 증가된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, 증가된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 더 증가시키고, 더 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 또 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 증가된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면, 증가된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하는지 결정하고, 미리 정해진 개수에 해당하지 않으면, 증가된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 감소시키며, 증가된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 차량의 상면에는 완충부, 회전탈착부 및 고정브라켓을 매개로 영상센서가 더 장착되어 이미지 정보를 촬영할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 완충부는, 영상센서의 하부에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며, 상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 회전탈착부는, 완충부의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며, 상기 탈착몸체부는, 완충하판의 하부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고, 상기 탈착체결부는, 탈착상판의 하부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 회전제어부는, 탈착회전축의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고, 상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템에서 상기 고정브라켓은, 차량의 상부에 결합되며 회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 하단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며, 상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있는 것이 바람직하다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, GPS 데이터와의 이질감을 최소화한 정밀 도로지도를 제공할 수 있으며, 맵 정보의 저장 및 데이터베이스의 구축을 보다 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 완충부를 이용하여 영상센서의 정보 획득시 안정성을 현저히 높이고, 회전탈착부를 이용하여 영상센서의 시야각을 조절할 수 있으며 상황에 따라 자유롭게 탈착할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템의 각 구성을 도시한 블록도.
도 2 및 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS데이터의 모델링 방법을 개념적으로 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템의 작동방법을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상센서가 차량의 상부에 장착된 모습을 예시적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 측부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 차량 상부에서 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템의 각 구성을 도시한 블록도이고, 도 2 및 3은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS데이터의 모델링 방법을 개념적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량은 GPS정보를 수신하는 GPS장치(10), GPS장치에서 생성된 GPS데이터를 수신하여 도로의 형상 정보가 포함된 정밀 맵을 생성하는 프로세서(20), 프로세서에서 생성된 정밀 맵을 저장하는 메모리(30) 및 정밀 맵을 표시하는 디스플레이(40)를 포함할 수 있다.
GPS장치(10)를 통해 획득한 GPS데이터는, 도 2에 도시된 것처럼, x축 좌표와 y축 좌표로 정의되는 포인트 데이터로 구성된다. 프로세서(20)는 도 2에 도시된 것처럼 GPS포인트들을 곡선으로 모델링하여 정밀 맵을 생성한다.
도 2에 도시된 것처럼 모델링된 곡선과 GPS포인트 간에 오차가 발생할 수 있고, 이러한 오차는 곡선의 길이가 길어질수록 증가할 수 있다. 이에 개시된 실시예는 GPS포인트들을 복수의 세그먼트(segment)로 모델링하고, 각 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위 이내에 포함되도록 세그먼트를 구성하는 GPS포인트의 개수를 산출하는 방법을 제공한다. 그리고 복수의 세그먼트 중 인접한 세그먼트를 연결하여 인접한 세그먼트 간의 연속성이 보장되도록 GPS데이터를 모델링하는 방법을 제공한다.
우선 GPS데이터를 곡선 형태의 세그먼트로 모델링하는 방법에 대해 설명하고, 각 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위 이내에 포함되도록 세그먼트를 구성하는 GPS포인트의 개수를 산출하는 방법을 설명한다.
개시된 실시예는 Ns개의 GPS포인트를 대상으로 세그먼트 모델링을 수행한다. 모델링 대상이 되는 GPS포인트의 집합은 하기의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
P={(x0, y0), (x1, y1),..., (xl, yl)}
개시된 실시예는 x좌표와 y좌표를 각각 세그먼트의 길이를 나타내는 s에 대한 5차 방정식으로 모델링한다. 하기의 수학식 2는 x좌표를 s의 5차 방정식으로 모델링한 것이고, 수학식 3은 y좌표를 s의 5차 방정식으로 모델링한 것이다. 개시된 실시예는 x, y좌표값을 하기의 수학식 2 및 수학식 3으로 나타낸 것처럼 5차 방정식으로 모델링하였으나 이에 한정되지 않고, 5차 이상의 차수 또는 5차 이하의 차수의 방정식으로 모델링할 수 있음은 물론이다.
[수학식 2]
x=f(s)=a5s5+ a4s4+ a3s3+ a2s2+ a1s1+ a0
[수학식 3]
y=g(s)=b5s5+ b4s4+ b3s3+ b2s2+ b1s1+ b0
개시된 실시예는 Ns개의 GPS포인트의 x좌표와 y좌표를 모델링한 함수가 최소제곱법(Least Square Method)을 만족하도록, 상기 함수의 계수를 산출한다. 최소제곱법을 만족하는 함수의 계수를 구하기 위해, 상기 수학식 2 및 수학식 3의 함수를 하기의 수학식 4와 수학식 5의 행렬식 형태로 표현하고, a벡터 및 b벡터를 산출한다.
[수학식 4]
Sa=x ⇒
Figure 112020021865378-pat00001
[수학식 5]
Sb=y ⇒
Figure 112020021865378-pat00002
상기 수학식 2 및 수학식 3의 계수 즉, 상기 수학식 4 및 수학식 5의 a벡터와 b벡터를 구하면 최소제곱법을 만족하도록 세그먼트를 모델링할 수 있다. 우선 a벡터와 b벡터를 구하기 위해, s행렬을 산출한다. 일반적으로 GPS장치가 100Hz의 주파수로 동작한다고 가정하면, 10ms마다 GPS포인트를 획득할 수 있다. 따라서, 차량이 60km/h(16.7m/s)의 속도로 주행하면서 GPS데이터를 획득할 경우, GPS포인트의 간격은 17cm가 된다. 따라서, 세그먼트의 길이를 나타내는 s는 직선으로 근사화시킬 수 있다. 하기의 수학식 6은 s를 직선으로 근사화한 것을 나타낸 것이다.
[수학식 6]
Figure 112020021865378-pat00003
세그먼트를 전술한 것처럼, 최소제곱법을 만족하도록 모델링하게 되면, 복수의 세그먼트 중 연속된 세그먼트의 종료점과 시작점이 일치하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이에 개시된 실시예는 연속된 세그먼트의 종료점과 시작점을 일치시키고, 종료점과 시작점의 미분값을 일치시키기 위해 하기의 조건을 추가한다.
[수학식 7]
f(0)=x0a0
f(L)=xl= a5L5+ a4L4+ a3L3+ a2L2+ a1L1+ x0
g(0)=y0=b0
g(L)=yl= a5L5+ a4L4+ a3L3+ a2L2+ a1L1+ y0
[수학식 8]
Figure 112020021865378-pat00004
Figure 112020021865378-pat00005
즉, 연속된 세그먼트의 종료점과 시작점을 일치시키기 위해 수학식 7을 통해 나타낸 것처럼 각 세그먼트의 시작점과 종료점 각각을 모델링 대상이었던 GPS포인트와 일치시킨다. 그리고 수학식 8을 통해 n(1이상의 자연수)번째 세그먼트의 종료점와 n+1번째 세그먼트의 시작점의 미분값을 일치시킴으로써, 세그먼트의 종료점과 시작점이 일치하는 점의 의 1차 미분 연속성이 보장될 수 있다.
수학식 2 및 수학식 3에 수학식 7과 수학식 8로 나타낸 조건을 적용하여 수학식 9 및 수학식 10처럼 정리하면, 수학식 2의 계수 a0 내지 a5와 수학식 3의 계수 b0 내지 b5, 즉, 12개의 미지수를 α, β, a4, a5, b4 b5의 6개의 미지수로 정리할 수 있다.
[수학식 9]
a0=x0
a1=α
Figure 112020021865378-pat00006
Figure 112020021865378-pat00007
[수학식 10]
b0=y0
b1=αh0
Figure 112020021865378-pat00008
Figure 112020021865378-pat00009
상기의 6개의 미지수에 대해 수학식 2 및 수학식 3의 방정식을 행렬식 형태로 정리하면 하기의 수학식 11 및 수학식 12와 같다.
[수학식 11]
Figure 112020021865378-pat00010
[수학식 12]
Figure 112020021865378-pat00011
수학식 11과 수학식 12의 두 개의 방정식을 하나로 정리하면 하기의 수학식 13과 같다.
[수학식 13]
Figure 112020021865378-pat00012
상기 수학식 13의 행렬 A를 특이값분해(Singular Value Decomposition)를 이용하여 수학식 14처럼 분해하고, 최소제곱법을 만족하는 벡터 x를 구하면, 하기의 수학식 15로 나타낼 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112020021865378-pat00013
[수학식 15]
Figure 112020021865378-pat00014
수학식 14에서 U는 AAT를 고유값분해하여 획득한 직교행렬이고, V는 ATA를 고유값분해하여 획득한 직교행렬이며, S는 A의 고유값들의 제곱근을 대각원소로 하는 직사각 대각행렬로, 그 대각원소들을 A의 특이값이라 한다.
수학식 15에서 σ는 행렬S의 대각원소인 A의 특이값이고, u는 행렬U의 원소이고, v는 행렬V의 원소이다. 그리고 r은 특이값의 개수를 나타낸다.
전술한 과정을 통해 벡터X를 구하고, 수학식 9 및 수학식 10을 통해, 수학식 2 및 수학식 3의 계수들을 산출하여 세그먼트 모델링을 수행할 수 있다. 추가적으로, 도 3에 도시된 것처럼 연속적인 세그먼트(S1, S2)의 종료점과 시작점이 일치된 부분에 에르미트 커브, 예를 들면 5차 에르미트 커브(Quintic Hermite Curve)를 삽입하여 세그먼트의 곡률 연속성(curvature continuity), 즉 2차 미분 연속성을 보장할 수 있다.
한편, 전술한 과정을 통해 획득한 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트들 간에는 오차가 발생할 수 있다. 오차는 일반적으로 세그먼트의 길이가 길어질수록, 즉 세그먼트를 구성하는 GPS포인트의 수가 증가할수록 커진다. 개시된 실시예는 각 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위 이내에 포함되도록 세그먼트를 구성하는 GPS포인트의 개수를 산출하는 방법을 제공한다. 이하 이에 대해 구체적으로 설명한다.
프로세서(20)는 GPS장치(10)로부터 GPS데이터를 수신하면, Ns개의 GPS포인트를 전술한 방법을 통해 세그먼트로 모델링한다. 개시된 실시예는 프로세서(20)가 세그먼트 모델링을 처음 수행하는데 필요한 GPS포인트의 개수를 Nu개로 미리 저장한다. 예를 들어, Nu가 600개로 미리 설정되면, 프로세서(20)가 세그먼트 모델링을 수행하는데 필요한 GPS포인트의 개수 Ns는 Nu개, 즉 600개부터 시작한다.
프로세서(20)는 Ns개의 GPS포인트를 전술한 방법으로 모델링하여 세그먼트를 생성하고, 생성된 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차, 예를 들면, 횡방향 오차가 미리 정해진 허용오차범위에 포함되는지 결정한다.
세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, 프로세서(20)는 세그먼트 모델링의 대상이되는 GPS포인트의 개수를 Nu개만큼 더 늘려, 다시 세그먼트 모델링을 수행한다. 예를 들면, Ns+Nu개의 GPS포인트를 대상으로 세그먼트 모델링을 수행한다. 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, 세그먼트 모델링의 대상이 되는 GPS포인트를 점차 늘려나가면서 모델링을 수행하여, 세그먼트의 길이를 증가시킨다. 일반적으로 세그먼트의 길이가 증가할수록 오차가 커지나, 개시된 실시예는 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되는지를 결정하고, 그 결과에 따라 GPS포인트의 개수를 증가시켜 모델링을 수행할지 GPS포인트의 개수를 감소시켜 모델링을 수행할지 결정하므로, 세그먼트의 길이가 증가한다고 오차가 커지지는 않는다.
세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나면, 프로세서(20)는 세그먼트 모델링의 대상이 되는 GPS포인트의 개수를 감소시키고, 감소된 개수의 GPS포인트를 대상으로 다시 모델링을 수행한다. 예를 들면, N Ns에서 Nu/2만큼의 개수를 뺀 개수, 즉 Ns-Nu/2 개수의 GPS포인트를 대상으로 세그먼트 모델링을 수행한다. 개시된 실시예는 Nu를 2로 나눈 개수만큼 GPS포인트를 감소시켰으나, 감소되는 개수나 비율은 이에 한정되지 않고 다양하게 미리 결정될 수 있다.
개시된 실시예는 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, GPS포인트의 개수를 증가시켜 다시 모델링을 수행하고, 허용오차범위를 벗어나면, GPS포인트의 개수를 감소시켜 다시 모델링을 수행한다. 이러한 과정을 반복하면서, 허용오차범위를 벗어나지 않는 한도에서 세그먼트를 구성하는 최적의 GPS포인트의 개수를 결정한다.
프로세서(20)는 다시 모델링된 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나는지 결정하고, 허용오차범위에 포함되면 GPS포인트의 개수를 증가시켜 다시 모델링을 수행하고, 허용오차범위를 벗어나면 GPS포인트의 개수를 다시 감소시켜 모델링을 수행한다.
개시된 실시예는 최소한의 GPS포인트의 개수를 미리 저장하여, GPS포인트의 개수가 최소개수에 도달하면, 더 이상 오차판단을 수행하지 않고, 해당 세그먼트를 저장하여, 도로의 형상정보로 결정한다. 개시된 실시예는 전술한 것처럼 최소 GPS포인트의 개수를 저장할 수도 있고, GPS포인트의 감소횟수나 감소비율의 최소값을 미리 저장하여 GPS포인트의 감소횟수나 감소비율이 최소값에 도달하면 추가적인 오차판단을 수행하지 않을 수 있다.
프로세서(20)는 세그먼트가 결정되면, 결정된 세그먼트들을 이용하여 도로의 형상정보를 생성하고 업데이트한다. 이렇게 생성된 도로 형상정보는 정밀맵에 포함되어 메모리(30)에 저장될 수 있다. 프로세서(20)는 전술한 모델링 과정을 통해 생성된 세그먼트에 기초하여 작성된 정밀맵을 디스플레이(40)에 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템의 작동방법을 도시한 순서도이다.
도시된 바와 같이, 프로세서(20)는 GPS정보를 수신하면(500) 세그먼트를 모델링한다(600). 세그먼트 모델링의 초기조건으로 모델링의 대상이 되는 GPS포인트의 개수, 즉 Ns는 프로세서(20)가 세그먼트 모델링을 처음 수행하는데 필요한 GPS포인트의 개수 즉, Nu와 동일하고, GPS포인트의 개수감소와 관련된 감소비율인 S는 1/2이다. 이러한 초기조건은 일 예일 뿐 다른 값으로 미리 저장될 수 있음은 물론이다.
프로세서(20)는 GPS장치(10)로부터 GPS데이터를 수신하면, Ns개의 GPS포인트를 전술한 방법을 통해 세그먼트로 모델링한다. 예를 들어, Nu가 600개로 미리 설정되면, 프로세서(20)가 세그먼트 모델링을 수행하는데 필요한 GPS포인트의 개수 Ns는 Nu개, 즉 600개부터 시작한다.
프로세서(20)는 GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위에 포함되는지 결정하고(520), GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위에 포함되는 경우, GPS포인트의 개수를 Ns+Nu개로 증가시켜(530) 다시 모델링을 수행한다(510).
프로세서(20)는 Ns개의 GPS포인트를 전술한 방법으로 모델링하여 세그먼트를 생성하고, 생성된 세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차, 예를 들면, 횡방향 오차가 미리 정해진 허용오차범위에 포함되는지 결정한다.
세그먼트와 해당 세그먼트를 구성하는 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, 프로세서(20)는 세그먼트 모델링의 대상이되는 GPS포인트의 개수를 Nu개만큼 더 늘려, 다시 세그먼트 모델링을 수행한다. 예를 들면, Ns+Nu개의 GPS포인트를 대상으로 세그먼트 모델링을 수행한다. 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, 세그먼트 모델링의 대상이 되는 GPS포인트를 점차 늘려나가면서 모델링을 수행하여, 세그먼트의 길이를 증가시킨다. 일반적으로 세그먼트의 길이가 증가할수록 오차가 커지나, 개시된 실시예는 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되는지를 결정하고, 그 결과에 따라 GPS포인트의 개수를 증가시켜 모델링을 수행할지 GPS포인트의 개수를 감소시켜 모델링을 수행할지 결정하므로, 세그먼트의 길이가 증가한다고 오차가 커지지는 않는다.
프로세서(20)는 GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위를 벗어나는 경우, GPS포인트의 개수를 Ns-NuS로 감소시켜(540) 다시 모델링을 수행한다(550).
세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나면, 프로세서(20)는 세그먼트 모델링의 대상이 되는 GPS포인트의 개수를 감소시키고, 감소된 개수의 GPS포인트를 대상으로 다시 모델링을 수행한다. 예를 들면, N Ns에서 Nu/2만큼의 개수를 뺀 개수, 즉 Ns-NuS(초기조건에서 S는 1/2) 개수의 GPS포인트를 대상으로 세그먼트 모델링을 수행한다. 개시된 실시예는 Nu를 2로 나눈 개수만큼 GPS포인트를 감소시켰으나, 감소되는 개수나 비율은 이에 한정되지 않고 다양하게 미리 결정될 수 있다.
프로세서(20)는 GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위에 포함되는지 결정하고(560), GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위에 포함되는 경우, 감소비율 S가 미리 정해진 최소값에 해당하는지 결정한다(570). 감소비율 S가 미리 정해진 최소값에 해당하면, 프로세서(20)는 세그먼트를 결정하고(610), 최소값에 해당하지 않으면, 감소비율 S를 -S/2로 하여(580) 540단계로 복귀한다. GPS데이터와 세그먼트간의 오차가 허용오차범위를 벗어나는 경우, 프로세서(20)는 감소비율 S가 미리 정해진 최소값에 해당하는지 결정한다(590). 감소비율 S가 미리 정해진 최소값에 해당하면, 프로세서(20)는 허용오차범위를 만족하는 최대 Ns를 결정하고(591), 결정된 최대 Ns로 모델링된 세그먼트를 결정하고(610), 최소값에 해당하지 않으면, 감소비율 S를 S/2로 하여(600) 540단계로 복귀한다.
프로세서(20)는 재모델링된 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나는지 결정하고, 허용오차범위에 포함되면 GPS포인트의 개수를 증가시켜 다시 모델링을 수행하고, 허용오차범위를 벗어나면 GPS포인트의 개수를 다시 감소시켜 모델링을 수행한다.
개시된 실시예는 감소비율의 최소값을 미리 저장하여 감소비율이 최소값에 도달하면 추가적인 오차판단을 수행하지 않을 수 있다. 또는, 개시된 실시예는 최소한의 GPS포인트의 개수를 미리 저장하여, GPS포인트의 개수가 최소개수에 도달하면, 더 이상 오차판단을 수행하지 않고, 해당 세그먼트를 저장하여, 도로의 형상정보로 결정할 수도 있다. 또는 개시된 실시예는 GPS포인트의 감소횟수의 최소값을 미리 저장하여 GPS포인트의 감소횟수가 최소값에 도달하면 추가적인 오차판단을 수행하지 않을 수 있다.
재모델링된 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되고, 감소비율이 최소값에 해당하지 않으면, 프로세서(20)는 감소비율 S를 -S/2로 하여 모델링 대상이 되는 GPS포인트의 개수 즉, Ns가 Ns+Nu/4로 증가되도록 한다.
재모델링된 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나고, 감소비율이 최소값에 해당하지 않으면, 프로세서(20)는 감소비율 S를 S/2로 하여 모델링 대상이 되는 GPS포인트의 개수 즉, Ns가 Ns-Nu/4로 감소되도록 한다. 재모델링된 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위를 벗어나고, 감소비율이 최소값에 해당하면, 프로세서(20)는 허용오차범위를 만족하는 Ns의 최대값을 결정하여 저장한다. 프로세서(20)는 결정된 Ns 개수의 GPS포인트로 모델링된 세그먼트를 저장하여, 도로의 형상정보로 결정할 수 있다.
개시된 실시예는 세그먼트와 GPS포인트 간의 오차가 허용오차범위에 포함되면, GPS포인트의 개수를 증가시켜 다시 모델링을 수행하고, 허용오차범위를 벗어나면, GPS포인트의 개수를 감소시켜 다시 모델링을 수행한다. 이러한 과정을 반복하면서, 허용오차범위를 벗어나지 않는 한도에서 세그먼트를 구성하는 최적의 GPS포인트의 개수를 결정한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상센서가 차량의 상부에 장착된 모습을 예시적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 측부를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 차량(A)의 상면에는 영상센서(50)가 추가로 더 장착되어 이미지 정보를 촬영하는데 활용된다. 상기 영상센서(50)는 완충부(100), 회전탈착부(200) 및 고정브라켓(300)을 매개로 장착되어 외부의 충격이나 진동이 감쇠됨과 동시에 시야각이 조절될 수 있도록 회전 가능하다.
구체적으로 도 6에 도시된 것처럼 상기 완충부(100)는 영상센서(50)의 하부에 각각 결합되는 완충상판(110), 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판(130) 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부(120)를 포함한다.
도시된 실시예에서 상기 완충상판(110)과 완충하판(130)은 사각 패널의 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 완충탄성부(120) 역시 코일스프링 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 완충탄성부(120)는 상하방향으로 탄성복원력을 제공하여 차량(A)으로부터 영상센서(50)에 가해지는 충격이나 진동을 감쇠시켜 주고, 이에 따라 영상센서(50)의 정확도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
아울러, 상기 완충상판(110)의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부(111)가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판(130)의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부(131)가 상부를 향해 돌출 연장된다.
즉, 상기 상판연장부(111)와 하판연장부(131)는 치아처럼 서로 마주보도록 돌출 형성되며, 상판연장부(111)가 하판연장부(131)보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부(111)와 하판연장부(131)가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성된다.
상기 상판연장부(111)와 하판연장부(131)가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부(140)가 삽입된다. 좌우탄성부(140)는 일측면이 상판연장부(111)의 ‘U’자형 홈에 접촉되고 타측면이 하판연장부(131)의 ‘U’자형 홈에 접촉되어 완충상판(110)과 완충하판(130)에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공한다.
다시 말하면, 상기 완충상판(110) 및 그 상부에 결합된 영상센서(50)는 완충탄성부(120)에 의해 상하방향 진동이 감쇠되고, 좌우탄성부(140)에 의해 전후좌우 방향 진동이 감쇠된다.
한편, 도 7에 도시된 것처럼 4개의 상판연장부(111) 중 완충상판(110)의 일측부에 배치된 2개의 상판연장부(111), 4개의 상판연장부(111) 중 완충상판(110)의 타측부에 배치된 나머지 2개의 상판연장부(111) 사이는 각각 상판지지부(112)를 통해 연결된다.
이러한 상판지지부(112)와 완충하판(130) 사이는 높이고정부(150)를 통해 연결되고, 높이고정부(150)가 조절됨에 따라 완충상판(110)과 완충하판(130) 사이의 이격 거리가 가변될 수 있다.
즉, 사용자는 차량(A)이 주행 중인 노면의 상태, 각 센서의 무게 등을 고려하여 높이고정부(150)를 조이거나 풀 수 있고, 이에 따라 완충상판(110)과 완충하판(130) 사이의 이격 거리가 가변되어 완충탄성부(120)의 강성이 조절될 수 있다.
이때, 상기 완충상판(110)의 하면과 하판연장부(131)의 최상단 사이의 간격은 좌우탄성부(140)의 길이보다 상대적으로 좁게 조절되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전탈착부(200)는 완충부(100)의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부(210) 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부(220)를 포함한다.
상기 탈착몸체부(210)는 금속, 목재 등 상부에 결합된 완충부를 지탱하기에 충분한 강성을 지니는 경질 소재로 이루어지고, 탈착체결부(220)는 실리콘 등 탄성이 있는 유연한 소재로 이루어진다.
본 발명은 이와 같이 탈착몸체부(210)와 탈착체결부(220)를 상이한 소재로 구성함으로써 영상센서(50)를 사용하지 않을 때에는 분리하여 보관하고, 사용할 때에는 부착하여 활용할 수 있도록 할 수 있다.
상기 탈착몸체부(210)는 완충하판(130)의 하부에 결합되는 탈착상판(211), 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축(212) 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부(230)를 포함한다.
이와 같이 탈착몸체부(210)가 탈착회전축(212)을 기준으로 회전 가능하므로 영상센서(50)의 시야각을 자유롭게 조절할 수 있고 원하는 영상이미지를 용이하게 획득할 수 있다.
상기 탈착체결부(220)는 탈착상판(211)의 하부에 결합되는 탈착하판(221), 탈착하판(221)의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축(212)을 감싸도록 배치되는 탈착신축부(222), 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부(223), 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부(224) 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부(225)를 포함한다.
사용자는 탈착외력부(223)를 잡고 힘을 가하여 탈착외력부(223)가 탈착신축부(222) 안쪽으로 들어오도록 할 수 있고, 이때 돌출된 회전가이드부(224)도 함께 탈착신축부(222) 안쪽으로 들어오면서 탈착몸체부(210)를 후술되는 고정브라켓(300)으로부터 분리할 수 있다.
탈착몸체부(210)를 고정브라켓(300)에 삽입할 때에는 위 과정을 반대로 수행하여 회전가이드부(224)가 탈착신축부(222) 안쪽으로 들어오도록 힘을 가한 상태에서 고정브라켓(300)에 삽입하고, 탈착외력부(223)를 놓아 회전가이드부(224)가 돌출될 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 회전제어부(230)는 탈착회전축(212)의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체(231), 회전제어몸체의 내측 좌단에 결합되는 제1스프링(232), 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더(233), 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체(234), 회전제어몸체의 내측 우단에 결합되는 제2스프링(236), 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더(237) 및 제2슬라이더(237)의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체(238)를 포함한다.
상기 제1스프링(232)은 제1슬라이더(233)를 우측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제1구체(234)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(231) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
마찬가지로, 제2스프링(236)은 제2슬라이더(237)를 좌측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제2구체(238)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(231) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.
한편, 상기 제1슬라이더(233)의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(235)가 장착되고, 제1슬라이더(233)의 일측부와 마주보는 제2슬라이더(237)의 일측부에는 자성체(239)가 장착된다.
상기 전자석부(235)에 전류가 흐르면 제1슬라이더(233)와 제2슬라이더(237)가 접촉 고정되므로 제1구체(234)와 제2구체(238)는 회전제어몸체(231)의 외부에 노출된 상태에서 고정될 수 있다.
다시 말하면, 평상시 제1구체(234)와 제2구체(238)는 제1스프링(232) 및 제2스프링(236)에 의해 회전제어몸체(231) 내부에 수납 또는 외부로 노출된 상태를 자유롭게 오갈 수 있으나, 전자석부(235)에 전류가 흐르면 전자석부(235)와 자성체(239)가 붙은 상태에서 고정됨에 따라 제1슬라이더(233)와 제2슬라이더(237)가 하나의 막대처럼 단단해지고, 이에 따라 제1구체(234)와 제2구체(238)는 외부에 노출된 상태로 고정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 고정브라켓(300)은 차량(A)의 상부에 결합되며 회전탈착부(200)의 탈착체결부(220)가 삽입될 수 있도록 삽입공간(311)이 형성된 고정몸체(310) 및 고정몸체의 내측 삽입공간(311)의 하단에 배치되며 회전제어부(230)가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부(320)를 포함한다.
즉, 차량(A)의 상부에 고정브라켓(300)이 결합되고, 이러한 고정브라켓(300)에는 회전탈착부(200)가 탈착 가능하면서 회전 가능하도록 체결되며, 회전탈착부(200)의 상부에 완충부(100)가 결합되고, 완충부(100) 상부에 영상센서(50)가 결합된다.
상기 삽입공간(311)의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈(312)이 함몰 형성된다. 이러한 가이드홈(312)에는 전술한 회전가이드부(224)가 수용되고, 이에 따라 탈착몸체부(210)는 고정브라켓(300)으로부터 이탈되지 않으면서 일정한 궤도로 회전할 수 있다.
한편, 상기 회전수용부(320)의 내측면에는 그 둘레를 따라 다수의 걸림홈(321)이 함몰 형성된다. 이러한 걸림홈(321)에는 제1구체(234) 및 제2구체(238)가 수용되어 일정한 고정력을 지닐 수 있다.
다시 말하면, 탈착몸체부(210)가 회전함에 따라 탈착회전축(212)이 회전되고, 그 하단의 회전제어부(230) 역시 회전하게 되는데, 제1구체(234) 및 제2구체(238)가 걸림홈(321)에 수용되어 있을 때에는 일시적으로 약간의 고정력을 지니고, 제1구체(234) 및 제2구체(238)가 걸림홈(321)을 타고 넘어간 후 다시 다른 걸림홈(321)에 수용될 때에는 '딸깍'하는 느낌을 사용자에게 전달하여 사용자가 회전 여부를 명확하게 인지할 수 있다.
만약, 영상센서(50)의 시야각 조절이 완료되어 더 이상 탈착몸체부(210)를 회전시킬 필요가 없으면, 전자석부(235)에 전류를 흘려 제1슬라이더(233)와 제2슬라이더(237)가 하나의 막대처럼 단단해지도록 하고, 이에 따라 제1구체(234) 및 제2구체(238)가 걸림홈(321)에 수용된 상태에서 고정되므로 탈착몸체부(210)는 더 이상 회전하지 않게 된다.
도시되어 있지는 않지만, 상기 전자석부(235)는 차량(A)의 제어부, 배터리 등과 전기적으로 연결되어 상황에 따라 전류가 흐르거나 또는 흐르지 않도록 작동할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 차량 상부에서 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 것처럼 바람막이부(400)는 차량(A) 상부에 장착되며, 영상센서(50)의 전방에 배치되어 차량(A)의 주행시 영상센서(50)로 과도하게 바람이 주입되는 것을 막아주는 역할을 한다.
구체적으로 상기 바람막이부(400)는 차량의 상부에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 상부바람몸체(410), 상부바람몸체의 전방면 하단에 돌출 형성되는 다수의 걸림턱(411), 상부바람몸체의 전방에 배치되며 차량의 상부에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 하부바람몸체(420) 및 하부바람몸체의 후방면에 함몰 형성되며 다수의 걸림턱이 수용되는 다수의 레일(421)을 포함한다.
상기 상부바람몸체(410)의 단부는 회전모터(430)에 연결되어 상부 또는 하부를 향해 회전할 수 있으며, 다수의 걸림턱(411)은 다수의 레일(421)에 수용되어 상하로 슬라이딩 될 수 있다.
도시된 것처럼 다수의 걸림턱(411)은 'T'자 형태로 형성되어 레일(421)로부터 이탈되지 않으며, 걸림턱(411)이 레일(421)의 최상단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(410)가 상부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(420)는 걸림턱(411)이 레일(421)에 걸린 채로 상부바람몸체(410)와 함께 상부를 향해 이동된다.
반대로, 상부바람몸체(410)가 하부를 향해 이동되면 하부바람몸체(420)도 자중에 의해 하부를 향해 이동되고, 걸림턱(411)이 레일(421)의 최하단에 위치한 상태에서 상부바람몸체(410)가 하부를 향해 더 이동되면 하부바람몸체(420)는 상부바람몸체(410)의 전방에 포개어 겹쳐진 상태로 수납된다.
본 발명은 이와 같이 상부바람몸체(410)와 하부바람몸체(420)를 나누어 구성하고, 상부바람몸체(410)의 상향 이동에 따라 하부바람몸체(420)도 상향 이동될 수 있도록 구성하여 차량 상부에서 적은 면적을 차지하면서도 동시에 바람 진입 방지 효과는 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량(A)의 주행 속도 등을 고려하여 상부바람몸체(410)와 하부바람몸체(420)가 펼쳐지는 정도를 자유자재로 조절할 수 있으므로 영상센서(50)가 최상의 품질로 이미지 정보 또는 거리 정보를 획득할 수 있도록 하는 효과가 있다.
한편, 상기 상부바람몸체(410)에는 다수의 통기공(412)이 횡방향으로 이격되어 배치되고, 다수의 통기공(412) 사이사이에 다수의 공기홈(413)이 이격 배치된다.
다수의 통기공(412)은 종방향으로 긴 타원형으로 형성되며, 일부 바람이 상부바람몸체(410)를 통과하여 후방으로 자연스럽게 흐를 수 있도록 함으로써, 차량(A)의 주행 속도가 빨라 강한 바람이 발생하였을 때 상부바람몸체(410)가 부러지거나 과한 진동이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
다수의 공기홈(413)은 가운데 부분이 높고 양 단부가 낮은 'ㅅ'자 형태로 형성되며, 종방향으로 이격 배치된 4개의 공기홈(413)이 한 세트를 이룬다. 다수의 공기홈(413)은 상부바람몸체(410)에 부딪히는 바람을 통기공(412) 방향으로 유도하여 흐르도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : GPS장치 20 : 프로세서 30 : 메모리
40 : 디스플레이 50 : 영상센서 100 : 완충부
110 : 완충상판 111 : 상판연장부 112 : 상판지지부
120 : 완충탄성부 130 : 완충하판 131 : 하판연장부
140 : 좌우탄성부 150 : 높이고정부 200 : 회전탈착부
210 : 탈착몸체부 211 : 탈착상판 212 : 탈착회전축
220 : 탈착체결부 221 : 탈착하판 222 : 탈착신축부
223 : 탈착외력부 224 : 회전가이드부 225 : 탈착천공부
230 : 회전제어부 231 : 회전제어몸체 232 : 제1스프링
233 : 제1슬라이더 234 : 제1구체 235 : 전자석부
236 : 제2스프링 237 : 제2슬라이더 238 : 제2구체
239 : 자성체 300 : 고정브라켓 310 : 고정몸체
311 : 삽입공간 312 : 가이드홈 320 : 회전수용부
321 : 걸림홈 400 : 바람막이부 410 : 상부바람몸체
411 : 걸림턱 412 : 통기공 413 : 공기홈
420 : 하부바람몸체 421 : 레일 430 : 회전모터

Claims (1)

  1. 차량의 일측에 설치되어 GPS데이터를 생성하는 GPS장치; 및 GPS장치에서 GPS데이터를 수신하고 미리 정해진 개수의 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 모델링하며, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위 내에 포함되는지 여부에 기초하여 세그먼트를 구성하는 GPS데이터의 개수를 결정하는 프로세서; 를 포함하되,
    상기 프로세서는, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 감소시키고, 감소된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 감소된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면, 감소된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하는지 결정하고, 미리 정해진 개수에 해당하면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하며, 미리 정해진 개수에 해당하지 않으면, 감소된 GPS데이터의 개수를 다시 미리 정해진 비율만큼 더 감소시키고, 다시 모델링된 세그먼트와 감소된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하고, 감소된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 증가시키고, 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하며,
    상기 프로세서는, 모델링된 세그먼트와 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 증가시키고, 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 증가된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위에 포함되면, 증가된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 더 증가시키고, 더 증가된 GPS데이터를 선 형태의 세그먼트로 또 다시 모델링하며, 다시 모델링된 세그먼트와 증가된 GPS데이터 간의 차이가 미리 정해진 범위를 벗어나면, 증가된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하는지 결정하고, 미리 정해진 개수에 해당하지 않으면, 증가된 GPS데이터의 개수를 미리 정해진 비율만큼 감소시키며, 증가된 GPS데이터의 개수가 미리 정해진 개수에 해당하면, 다시 모델링된 세그먼트를 저장하며,
    상기 차량의 상면에는 완충부, 회전탈착부 및 고정브라켓을 매개로 영상센서가 더 장착되어 이미지 정보를 촬영할 수 있으며, 상기 영상센서의 전방에는 바람막이부가 차량의 상부에 장착되고,
    상기 완충부는,
    영상센서의 하부에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며,
    상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하며,
    상기 완충상판 및 그 상부에 결합된 영상센서는 완충탄성부에 의해 상하방향 진동이 감쇠되고, 좌우탄성부에 의해 전후좌우 방향 진동이 감쇠되며,
    4개의 상판연장부 중 완충상판의 일측부에 배치된 2개의 상판연장부 및 4개의 상판연장부 중 완충상판의 타측부에 배치된 나머지 2개의 상판연장부 사이는 각각 상판지지부를 통해 연결되고,
    상판지지부와 완충하판 사이는 높이고정부를 통해 연결되며, 높이고정부가 조절됨에 따라 완충상판과 완충하판 사이의 이격 거리가 가변될 수 있고,
    상기 회전탈착부는,
    완충부의 하부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 하부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며,
    상기 탈착몸체부는, 완충하판의 하부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 중앙부로부터 하부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 하단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고,
    상기 탈착체결부는, 탈착상판의 하부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 하부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탈착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 하부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하며,
    탈착외력부가 탈착신축부 안쪽으로 들어오도록 탈착외력부에 힘이 가해지면, 탈착외력부의 측부에 돌출된 회전가이드부도 함께 탈착신축부 안쪽으로 들어오면서 탈착몸체부가 고정브라켓으로부터 분리될 수 있으며,
    상기 회전제어부는,
    탈착회전축의 하단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고,
    제1스프링은 제1슬라이더를 우측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제1구체는 회전제어몸체 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있고. 제2스프링은 제2슬라이더를 좌측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제2구체는 회전제어몸체 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있으며,
    상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되고,
    상기 고정브라켓은,
    차량의 상부에 결합되며 회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 하단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며,
    상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있으며,
    상기 전자석부에 전류가 흐르면, 제1구체 및 제2구체가 걸림홈에 수용된 상태에서 고정되므로 탈착몸체부의 회전이 방지되며,
    상기 바람막이부는,
    차량의 상부에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 상부바람몸체; 상부바람몸체의 전방면 하단에 돌출 형성되는 다수의 걸림턱; 상부바람몸체의 전방에 배치되며 차량의 상부에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 하부바람몸체; 및 하부바람몸체의 후방면에 함몰 형성되며 다수의 걸림턱이 수용되는 다수의 레일; 을 포함하고,
    상기 상부바람몸체에는 다수의 통기공이 횡방향으로 이격되어 배치되고, 다수의 통기공 사이사이에 다수의 공기홈이 이격 배치되며,
    다수의 통기공은 종방향으로 긴 타원형으로 형성되고, 다수의 공기홈은 가운데 부분이 높고 양 단부가 낮은 'ㅅ'자 형태로 형성되며, 종방향으로 이격 배치된 4개의 공기홈이 한 세트를 이루는 것을 특징으로 하는 세그먼트 모델링 기반으로 도로 형상 정보를 생성할 수 있는 정밀 도로지도 구축시스템.
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