KR102272140B1

KR102272140B1 - 다양한 mms 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템

Info

Publication number: KR102272140B1
Application number: KR1020210000412A
Authority: KR
Inventors: 박경열
Original assignee: 공간정보기술 주식회사
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2021-07-02

Abstract

본 발명은 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성인식과 도로 주변을 촬영한 영상정보 및 측위정보를 활용하여 현장조사 방식으로 자율주행차량용 고정밀전자지도를 제작할 때 도로선형을 자동으로 생성할 수 있도록 한 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 관한 것이다.

Description

다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템{Precision map production system for road median zone based on various MMS data}

본 발명은 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성인식과 도로 주변을 촬영한 영상정보 및 측위정보를 활용하여 현장조사 방식으로 자율주행차량용 고정밀전자지도를 제작할 때 도로선형을 자동으로 생성할 수 있도록 개선된 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 관한 것이다.

현재 고정밀전자지도(High Definition Electronic Map) 제작을 위한 시스템은 DGPS(Differential GPS) 수신기 및 다수의 카메라와 IMU(inertial measuring unit) 및 LiDAR(Light Detection and Ranging)와 같은 장비를 탑재한 MMS(Mobile Mapping System)를 통해 도로와 도로 주변 시설물을 스캔할 수 있도록 구성된다.

전세계적으로 이러한 장비를 통해 지도 정확도를 기존 수십미터에서 50㎝까지 높이고 있다.

한편, 자율주행차량은 운전자의 개입없이 자동차 스스로 운행하는 최첨단 기술이 적용되어야 하며, 이러한 기술은 수많은 센서와 통신기술을 통해 실현된다.

하지만, 구성된 장치의 오동작이나 장애물에 의해 정상적인 작동이 되지 않을 경우를 대비하여 자율주행차량은 도로의 주요 정보를 포함한 정밀한 전자지도가 필수적으로 반드시 필요하다.

이러한 이유로 수십미터 오차를 갖고 있는 기존 전자지도는 정확도가 낮아 사용할 수 없다.

따라서, 측위오차 50㎝ 미만의 정확도를 확보하고자 MMS 장비를 갖춘 정밀도로지도 제작 시스템을 이용하여 고정밀 현장 측위를 하게 된다.

MMS 장비는 앞서 설명하였듯이, 4개(DGPS, IMU, 카메라, LiDAR)의 핵심장비로 구성되어 고정밀 측위를 하게 된다.

이때, GPS는 정밀하게 측위되는 DGPS를 사용하여 기존 GPS의 오차를 수 십 미터에서 50㎝ 급으로 절대위치 정확도를 획기적으로 개선한다.

또한, LiDAR는 도로 주변의 모든 시설물을 절대위치를 기준으로 목표지점의 거리를 측정하는 상대 측위 방식이며, 목표 지점을 점으로 표현하여 1초당 70만회에서 100만회의 점으로 표시할 수 있고, 주행 중 도로 주변의 대부분의 시설물을 점(Point Cloud)으로 표현할 수 있으며, 측정 가능한 범위는 일반적으로 상대거리 70m 이내이고, 정확도는 2㎝ 미만이다.

또한, IMU는 절대위치를 기준으로 높이, 곡률 등의 상대거리를 속도, 가속력 등을 고려한 연산을 통해 연속 측정하여 GPS 수신이 되지 않는 지역(터널, 지하, 고층건물 사이 등)을 주행할 때 DGPS의 보조적 역할을 수행한다.

그리고, 카메라는 보통 4대~6대를 장착하여 전, 후, 좌, 우를 동시에 촬영하여 360°촬영된 영상을 하나의 프레임으로 저장하게 된다.

이와 같이 고품질의 장비를 통해 획득, 기록, 저장된 데이터를 활용하여 고정밀전자지도를 제작하고 있다.

그런데, 고정밀전자지도의 핵심은 정밀한 자율주행을 위해 모든 차선을 도로선형으로 구성해야 한다는 것이다.

하지만, 기존의 전자지도는 하나의 도로선형으로 구성하거나 맵매칭을 위해 넓은 도로, 고속도로 등은 두 개의 도로 선형으로 구성했다.

여기에서, 고정밀전자지도의 가장 큰 핵심은 모든 차선을 기준으로 도로 선형(Network)를 제작해야 한다는 점이다.

때문에, 기존의 제작 방식은 수신된 GPS Data를 활용하여 중심선을 만들어 해당 중심선에 모든 도로정보를 입력하는 방식이였으나, 고정밀전자지도의 제작 방식은 정밀하게 측정된 DGPS를 활용하여 영상을 통해 주행한 차선 정보를 활용하여 4개 차선이면 일정한 간격으로 4개의 도로 선형을 만들어 속성을 각각 입력해야 한다.

따라서, 촬영된 영상을 통해 확인된 차선을 기준으로 여러 개의 도로 선형으로 제작해야 하기 때문에 기존의 전자지도 제작 시간보다 5배 이상 소요되는 문제가 발생하게 되었으며, 결과적으로 신속한 업데이트가 어렵게 되었다.

이러한 현상을 반증하듯 국내의 전자지도 제작업체들은 고정밀전자지도 제작에 매우 소극적이며, 현재 많은 투자 비용과 투입 시간을 개선할 수 있는 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0508974호(2005.08.09.) '도로정보를 이용한 전자지도 구축 시스템 및 그 방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 음성인식과 도로 주변을 촬영한 영상정보 및 측위정보를 활용하여 현장조사 방식으로 자율주행차량용 고정밀전자지도를 제작할 때 도로선형을 자동으로 생성할 수 있도록 한 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 다수의 처리모듈들이 실장된 케이스(2000); 상기 케이스(2000)가 탑재되는 MMS(Mobile Mapping System)차량(1000);을 포함하고, 상기 케이스(2000)에 실장되는 처리모듈들은 GPS위성(100)으로부터 위치정보를 수신 받아 정밀하게 보정하는 DGPS수신부(102)와; 현장에서 조사하는 조사자의 음성을 인식하는 오디어 입력부(104)와; DGPS수신부(102)로부터의 위치정보를 이용하여 현재 위치좌표를 연산한 후 현재 촬영지점의 지도데이터를 메모리부(148)로부터 추출하여 해당 촬영지점의 카메라영상과 LiDAR Data 및 IMU Data를 처리하는 제어부(110);로 이루어지고, 상기 DGPS수신부(102)를 통해 측위된 절대위치와, DGPS 미수신 지점에서는 IMU로 절대위치를 상대측위하여 MMS 차량의 위치정보로 하고; 우측경계석과의 거리는 LiDAR로 측위된 차량과 시설물과의 거리를 사용하며, 좌측경계석과의 거리도 LiDAR로 측위된 차량과 시설물과의 거리를 사용하고; 차선수는 음성정보로 입력된 차선수를 적용하며, 단위는 미터로 환산하여 도로폭(X)을 먼저 계산하되, 도로폭 X=(｜Gx-Lx｜)＋(｜Gx-Rx｜), (Gx는 차량의 위치정보중 X좌표값, Lx는 좌측경계석과의 거리중 X좌표값, Rx는 우측경계석과의 거리중 X좌표값)로 산출되고, 차선폭=X÷총 차선수로 산출되어 입력된 음성정보가 제공하는 차량의 주행차로를 기준으로 좌,우에 도로 선형을 자동 생성하도록 하고;
MMS차량에는 무선통신을 위한 통신안테나부를 구비하되, 통신안테나부는 MMS차량의 천정면에 고정된 안테나모터와, 안테나모터의 모터축에 고정된 안테나드럼과, 안테나드럼에 권취된 호형철편과, 호형철편의 표면에 형성된 안테나패턴과, MMS차량의 천정에 설치되고 호형철편을 파지하여 승강시키는 텐션롤을 포함하고; MMS차량의 무게중심을 조절하도록 균형유지기구를 더 구비하되, 균형유지기구는 차량컨트롤러에 의해 제어되는 전후중량균형유지구와, 좌우중량균형유지구로 이루어지며; 전후중량균형유지구는 제1조절모터와, 제1조절모터의 모터축에 설치되는 제1조절스크류 및 제1조절스크류에 치결합되어 앞뒤로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제1균형유지추로 이루어지고; 좌우중량균형유지구는 제2조절모터와, 제2조절모터의 모터축에 설치되는 제2조절스크류 및 제2조절스크류에 치결합되어 좌우로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제2균형유지추로 이루어지며; MMS 차량의 전조등은 조명제어모터에 의해 각도조절가능하게 구성되고, 조명제어모터의 회전축에는 평기어 형태의 드라이브기어가 고정되며, 전조등은 전조등바디 내부에서 각도조절축을 중심으로 회전될 수 있게 구성되고, 전조등의 외주면 일측에는 드라이브기어와 기어결합되는 종속기어부가 돌출 형성되며, 종속기어부는 호형상으로서 기어결합면에 기어가 형성된 구조이고; MMS 차량의 차체 하부면에는 스텝모터가 고정되고, 스텝모터의 회전축에는 금속으로 된 방전부재의 일단이 고정되며, 방전부재의 일부에는 차체에 고정된 코일스프링을 결속되고, 스텝모터는 모터커버에 의해 보호되는 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 있어서;
상기 텐션롤(2150)은 정전베리어 형성과 방수 방습을 위해 에폭시수지 100중량부에 대해, 에보나이트 분말 5중량부, 셀레늄 분말 4.5중량부, 100㎛ 입경을 갖는 0.5cm 길이의 열가소성 폴리불화비닐리덴(PVDF) 섬유 3.5중량부, 카르복실산 10중량부, 트리메틸아민 8.5중량부 및 무수 디클로로메탄 10중량부를 포함한 조성물로 성형되고;
상기 케이스(2000)를 진동으로부터 보호하도록 케이스(2000)의 하부에는 쇽업저버(2200)가 더 설치되고, 케이스(200)의 상단에는 픽셔(2300)를 더 설치하되,
상기 픽셔(2300)는 MMS차량(1000)의 천정면에서 연장되어 고정구조물을 이루는 고정편(FRT)이 끼워지는 바이트홈(2310)을 갖는 'ㄷ' 형상의 본체(2320)와, 상기 고정편(FRT)이 끼워진 상태에서 볼트식으로 체결되어 고정편(FRT)을 바이팅(Biting)하는 고정구(2330)와, 상기 본체(2320)의 상단에서 연장된 티바(2340)와, 상기 티바(2340)의 일단에 고정되고 하향 연장된 유압잭(2350)과, 상기 티바(2340)의 타단에 고정되고 하향 연장된 스크류잭(2360)과, 상기 스크류잭(2360)을 승강시키는 스크류핸들(2370)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 음성인식과 도로 주변을 촬영한 영상정보 및 측위정보를 활용하여 현장조사 방식으로 자율주행차량용 고정밀전자지도를 제작할 때 도로선형을 자동으로 생성할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 통한 현장조사과정을 설명하는 예시적인 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템에서 음성인식을 통해 차선별 도로선형이 자동으로 생성되는 예를 보인 예시적인 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도로 선형 자동생성 원리를 설명하는 개념도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 MMS차량의 요부를 발췌하여 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 균형유지기구의 구현예를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 전조등 개량 구조를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템은 다수의 처리모듈들이 실장된 케이스(2000)를 포함하며, 상기 케이스(2000)는 MMS(Mobile Mapping System) 차량(1000) 내부에 탑재된다.

예컨대, 본 발명에 따른 시스템을 구성하면서 상기 케이스(2000)에 실장되는 처리모듈들은 GPS위성(100)으로부터 위치정보를 수신받아 정밀하게 보정하는 DGPS수신부(102)와; 현장에서 조사하는 조사자의 음성을 마이크(106)를 통해 입력받아 인식하는 오디어 입력부(104)를 포함한다.

또한, 360°모든 방향으로의 촬영이 이루어지도록 차량의 전,후,좌,우에 설치되는 제1ㆍ2ㆍ3ㆍ4카메라(122,124,126,128)가 생성하는 영상을 저장하는 영상저장부(114); 도로 주변의 시설물 형태를 파악하고 저장하는 LiDAR DATA 측위 및 저장부(116); 차량의 속도ㆍ기울기ㆍ높이값을 측위하고 저장하는 IMU DATA 측위 및 저장부(118); 사용자와의 인터페이스(UI)를 제공하고 처리하는 사용자 DATA처리부(120);를 통해 수신데이터를 저장하고 처리하는 수신데이터 저장 및 처리부(112)도 포함한다.

뿐만 아니라, 상기 수신데이터 저장 및 처리부(112)가 제공하는 데이터와 영상, DGPS수신부(102)로부터 수신되는 위치정보가 디스플레이되는 표시부(108)와; 상기 DGPS수신부(102)로부터의 위치정보를 이용하여 현재 위치좌표를 연산한 후 현재 촬영되는 지점의 지도데이터를 메모리부(148)로부터 추출하여 해당 촬영 지점의 카메라 영상과 LiDAR Data, IMU Data와 함께 디스플레이 제어를 수행하는 제어부(110);를 포함한다.

이때, 상기 메모리부(148)는 전자지도 데이터를 저장하는 전자지도 데이터저장DB(132), 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 정보를 저장하는 사용자 데이터저장DB(134), 제1ㆍ2ㆍ3ㆍ4카메라(122,124,126,128)로부터 수신된 영상정보를 저장하는 영상 데이터저장DB(136), 오디오입력부(104)를 통해 입력된 오디오 정보를 저장하는 오디오 데이터저장DB(138), LiDAR DATA 측위 및 저장부(116)로부터 제공되는 LiDAR 정보를 저장하는 LiDAR 데이터저장DB(140), 국토지리정보원으로부터 제공되는 신규 도로 정보를 저장하는 신규 도로 데이터저장DB(146), DGPS수신부(102)로부터 제공되는 DGPS 정보를 저장하는 DGPS 데이터저장DB(142), IMU DATA 측위 및 저장부(118)로부터 제공되는 측위정보를 저장하는 IMU 데이터저장DB(144)를 포함한다.

아울러, MMS차량(1000)에는 무선통신을 위한 통신안테나부(2100)가 구비되는데, 상기 통신안테나부(2100)는 기존의 고정형과 달리 유동형, 즉 가변형으로 구현되어 격지나 외벽지에서도 통신불량이 발생하지 않고 원활한 통신성을 확보할 수 있도록 하여 준다.

특히, 안테나식으로 뽑히는 텔레스코프 타입은 길이에 한계가 있고, 설치할 수 있는 공간상의 문제로 인해 바람직하지 않다.

이를 해소하기 위해, 본 발명에서는 롤 타입 안테나를 구현한다.

보다 구체적으로, 도 5의 예시와 같이, 상기 통신안테나부(2100)는 MMS차량(1000)의 천정면에 고정된 안테나모터(2110)와, 상기 안테나모터(2110)의 모터축에 고정된 안테나드럼(2120)과, 상기 안테나드럼(2120)에 권취된 호형철편(2130)과, 상기 호형철편(2130)의 표면에 형성된 안테나패턴(2140)과, 상기 MMS차량(1000)의 천정에 설치되고 상기 호형철편(2130)을 파지하여 승강시키는 텐션롤(2150)을 포함한다.

그리고, 상기 안테나패턴(2140)과 연결된 리드선(2160)은 상기 안테나드럼(2120)의 표면을 관통하여 내부로 진입된 후 개방된 측방을 통해 인출되고, 인출된 리드선(2160)은 케이스(2000)에 접속되어 제어부(110)를 통해 통신처리될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 안테나모터(2110)와 전기적으로 연결되어 상기 안테나패턴(2140)을 통해 수신되는 통신이득이 떨어질 때 이를 조절할 수 있도록 안테나모터(2110)의 구동을 제어한다.

특히, 상기 호형철편(2130)은 예시된 단면과 같이 호형상을 갖는 얇은 철편이기 때문에 드럼에 쉽게 감길 수도 있고, 드럼에서 풀렸을 때는 빳빳하게 펴지면서 인라인상으로 세워지는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 호형철편(2130)은 한 쌍의 텐션롤(2150) 사이를 통과하도록 배치되어 있기 때문에 텐션롤(2150)에 의해 수직인출방향이 가이드되어 원활한 인출입이 이루어진다.

이와 같이, 호형철편(2130)은 안테나드럼(2120)에 감겨 있는 형태이기 때문에 길이를 얼마든지 길게 할 수 있고, 차지하는 공간도 많이 필요치 않다. 때문에, 외지나 격지 등에서도 충분한 안테나 수신이득을 확보할 수 있어 통신불량이나 불능의 문제를 해소할 수 있다.

아울러, 상기 텐션롤(2150)은 에폭시수지 100중량부에 대해, 에보나이트 분말 5중량부, 셀레늄 분말 4.5중량부, 100㎛ 입경을 갖는 0.5cm 길이의 열가소성 폴리불화비닐리덴(PVDF) 섬유 3.5중량부, 카르복실산 10중량부, 트리메틸아민 8.5중량부 및 무수 디클로로메탄 10중량부를 포함한 상태로 성형될 수 있다.

이 경우, 상기 에보나이트 분말과 셀레늄 분말 및 PVDF 필라멘트는 모두 정전기 발생을 증가시켜 미세 먼지가 유입될 때 정전기베리어를 형성하여 막 차단 효과를 높이기 위한 것이다. 특히, 셀레늄은 눌림에 따라 분극현상이 커졌다 작아졌다를 반복하기 때문에 정전기 발생을 가속시키는 특징이 있어 더스트 포집에 탁월한 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 카르복실산과 트리메틸아민은 표면의 미세 구조와 낮은 표면 에너지를 지니는 소수성을 강화시킨다.

그리고, 무수 디클로로메탄은 에폭시와 교합되면서 내수압특성도 증대시킨다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 시스템은 도 2 및 도 3과 같은 형태로 현장조사에 활용된다.

먼저, 현장조사가 시작되면 본 발명에 따른 시스템이 부팅되며, 조사모드로 전환된다.

이때, 조사모드가 On인 경우에는 주행을 시작하고, 그렇지 않으면 조사를 계속할 것인지 확인하여 조사를 종료하면 종료하고, 조사를 계속한다면 조사모드를 On으로 유지한다.

이어, 주행을 계속할지를 확인하여 주행을 종료해야 한다면 조사모드 전환단계로 피드백하고, 주행을 계속한다면 각종 측위되는 신호들이 정상적으로 수신되는지 확인하고, 각종 신호들이 정상적으로 수신된다면 위치좌표를 계산하여 현재의 위치를 확인하며, 현재의 위치를 확인했다면 해당 위치의 지도 로딩하고, 현재의 위치에 맞게 수신되는 DGPS신호 등을 표시부에 디스플레이하도록 한다.

이때, 정해진 음성신호가 수신되면, 해당 위치에 변경점(Node)을 생성한다.

그리고, 정해진 음성신호가 맞는지 확인하여 음성인식에 실패했을 경우에는 다시 음성신호 입력을 요청한다.

이렇게 하여, 음성인식을 통해 정보를 입력 받게 되면 입력 받은 내용을 기준으로 화면에 표시하며, 그 과정은 도 2의 도시된 변경점 생성 이후 1차선인지 판단하거나 2차선인지 판단하거나 이 과정을 거쳐 n차선인지를 판단하는 단계로부터 생성된 라인을 저장하고 디스플레이하는 과정까지를 말한다.

다만, 이러한 과정은 시계열적으로 수행되는 것이므로 굳이 부연설명을 생략한 것이다.

이러한 과정은 '종료'라는 음성신호가 들어 오기 전까지는 음성신호 수신은 반복적으로 수행하며, '종료'라는 음성신호가 들어 오면 현장조사 과정 자체를 종료하게 된다.

이때, 음성인식은 정해진 규칙에 따라 이루어지는데, 이는 규칙을 정함으로써 이루어지므로 얼마든지 변형될 수 있다.

이를 테면, '편도5차선에1차'라는 음성이 들어오면 해당 위치를 기준으로 화면에 편도 5차선이 그려지고, 현재 주행중인 1차선의 도로 선형은 적색으로 표시되는 형태를 예시할 수 있다.

이것은 곧, 음성인식을 통해 차선별 도로선형이 자동으로 생성되는 것을 의미하며, 도로 선형 자동 생성원리는 도 4를 참고하여 후술하기로 한다.

이러한 경우는 반대편 차선이 확인(경계석/중앙분리대 등)되지 않거나 반대편 차선과 주행 중 차선이 상이한 경우나 혹은 특별히 편도로 정보를 수집할 경우에 사용할 수 있다.

다른 예로, '왕복9차선에5차1차'라는 음성이 들어오면 이는 왕복으로 정보를 취득할 경우에 해당되는 것으로, 왕복으로 총 9차선을 의미하고, 현재의 위치는 왼쪽 끝 차선을 기준으로 5번째이며, 주행방향에서는 1차로로 주행 중이라는 의미고, 이 경우도 편도와 동일하게 주행 중인 차선의 도로 선형은 적색으로 표시할 수 있다. 이것은 중앙선이 도로의 왼쪽 끝 차선을 기준으로 4번째 차로와 5번째 차로 사이에 있다는 것을 알려준다.

이렇게 수집된 정보는 도로 선형을 자동으로 생성하는데 활용되며, 기존에 형성된 단순한 선형이 아닌 고정밀전자지도용 도로 선형(Network)으로 생성되는 것이다.

즉, 기존에는 촬영된 영상을 보고 차선별 도로 선형을 제작하였으나, 현장에서 취득한 음성을 기반으로 차선별 도로 선형을 자동으로 제작할 수 있어 이와 같은 방식으로 도로 선형을 취득하게 될 경우, 제작 공정의 단순화와 제작 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.

그럼, 도 4를 참조하여 도로 선형 자동 생성원리를 설명한다.

도 4를 참조하면, 차량의 위치정보는 DGPS수신부를 통해 측위된 절대위치를 적용하며, 터널 등과 같이 DGPS를 수신받지 못하는 곳에서는 IMU를 통해 절대위치를 상대측위로 보정하여 사용한다.

또한, 우측경계석과의 거리는 LiDAR를 통해 측위된 차량과 해당 시설물(형태)과의 상대거리를 측위하여 사용하며, 좌측경계석과의 거리도 동일하게 측위된 상대거리를 사용한다.

뿐만 아니라, 차선수는 음성정보를 통해 입력된 차선수를 적용하며, 단위는 m로 환산한다.

이러한 전제를 기준으로 먼저, 도로폭을 계산한다.

도로폭은 X=(｜Gx-Lx｜) ＋ (｜Gx-Rx｜)로 산출한다.

도 4에 따르면, 차량의 위치정보는 (Gx,Gy)로 표시되고, 우측경계석과의 거리는 (△Rx,y)로 표시되며, 좌측경계석과의 거리는 (△Lx,y)로 표시되므로 도로폭 산출은 이들 값을 이용한다.

예를 들어, 도로폭인 X가 19.5m이고, 음성정보가 '왕복6차선에3차2차'로 입력되었다면,

차선폭 = X(19.5m) ÷ 6(총 차선수) = 3.25m 가 된다.

따라서, 도로 선형 자동 생성은 조사 차량을 기준으로 도로 선형이 1개 생성되며, 오른쪽으로 3.25m 간격으로 1개, 왼쪽으로 4개의 도로 선형이 3.25m 간격으로 생성된다.

이때, 음성정보는 왕복으로 총 6차선을 의미하고, 현재의 위치는 왼쪽 끝 차선을 기준으로 3번째이며, 주행방향에서는 2차로로 주행 중이라는 의미이고, 중앙선은 도로의 왼쪽 끝 차선을 기준으로 1번째 차로와 2번째 차로 사이에 있다는 것을 알게 해 준다.

이와 같이, 본 발명에서는 상술한 시스템과 음성인식의 기반하에 도로 선형 자동 생성이 가능하여 전자지도 제작 시간을 현저히 줄일 수 있고, 이를 통해 신속한 업데이트가 가능하게 된다.

이에 더하여, 도 6의 예시와 같이, 본 발명에서는 케이스(2000)가 진동으로부터 보호되기 위해 케이스(2000)의 하부에는 쇽업저버(2200)를 설치한다.

그런데, 대부분의 경우 완충, 진동흡수를 위해 쇽업저버(2200)와 같이 방진구조물 혹은 방진유닛을 하부에만 설치할 뿐이어서 상대적으로 자유단인 케이스(2000)의 상단은 고정되지 아니하므로 움직임에 취약하여 외력이 극심한 경우에는 크게 흔들리면서 내장품 혹은 실장모듈들이 손상되는 경우도 발생된다.

본 발명에서는 이러한 현상까지 완전히 해소하여 케이스(2000)가 견고히 고정되면서 완충될 수 있도록 상단에 픽셔(2300)를 더 구비한다.

픽셔(2300)는 MMS차량(1000)의 천정면에서 연장되어 고정구조물을 이루는 고정편(FRT)이 끼워지는 바이트홈(2310)을 갖는 'ㄷ' 형상의 본체(2320)와, 상기 고정편(FRT)이 끼워진 상태에서 볼트식으로 체결되어 고정편(FRT)을 바이팅(Biting)하는 고정구(2330)와, 상기 본체(2320)의 상단에서 연장된 티바(2340)와, 상기 티바(2340)의 일단에 고정되고 하향 연장된 유압잭(2350)과, 상기 티바(2340)의 타단에 고정되고 하향 연장된 스크류잭(2360)과, 상기 스크류잭(2360)을 승강시키는 스크류핸들(2370)을 포함한다.

그리하여, 본체(2320)를 고정편(FRT)에 고정시킨 상태에서 유압잭(2350)과 스크류잭(2360)을 유동시켜 케이스(2000)의 상면에 접지되게 한 후 조금 더 압을 가하게 되면 케이스(2000)는 유압잭(2350)과 스크류잭(2360)에 의해 견고히 고정되어 전혀 움직이지 않게 된다. 이러한 구조는 적어도 케이스(2000) 상단 좌우 양측에 구현될 수 있다.

또한, 본 발명은 도 7의 예시와 같이 MMS차량(1000)의 무게중심을 균형있게 유지하여 차량이 안정적으로 좌우요동없이 주행할 수 있도록 균형유지기구를 더 구비할 수 있다.

상기 균형유지기구는 차량컨트롤러(1200)에 의해 제어되는 전후중량균형유지구(1500)와, 좌우중량균형유지구(1600)로 이루어지며, 전후중량균형유지구(1500)는 제1조절모터(1510)와, 이 모터의 모터축에 설치되는 제1조절스크류(1520) 및 상기 제1조절스크류(1520)에 치결합되어 앞뒤로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제1균형유지추(1530)로 이루어진다.

또한, 상기 좌우중량균형유지구(1600)는 제2조절모터(1610)와, 이 모터의 모터축에 설치되는 제2조절스크류(1620) 및 상기 제2조절스크류(1620)에 치결합되어 좌우로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제2균형유지추(1630)로 이루어진다.

그리하여, 상기 차량컨트롤러(1200)가 각 차축에서 검출되는 하중을 상호 비교하여 무게차이를 확인하고, 전후중량균형유지구(1500) 및 좌우중량균형유지구(1600)를 제어하여 각 차축에 걸리는 무게가 오차범위 내에서 균등하게 유지되면 무게중심이 조절된 것으로 판단하고 무게조절 작업을 종료하는 형태로 제어된다.

이렇게 하면, 차량의 무게중심이 항상 차의 중심에 있기 때문에 주행 안정성이 현격히 향상되고, 연비도 개선된다.

뿐만 아니라, 본 발명은 도 8의 (a)에 예시한 바와 같이, 차량의 조명인 전조등(1700)은 조명제어모터(1710)에 의해 각도조절가능하게 구성되고, 상기 조명제어모터(1710)는 상기 차량컨트롤러(1200)와 전기적으로 연결되어 구동 제어된다.

예컨대, 메인으로 설정된 앞바퀴를 구동시키는 모터의 회전수를 상기 차량컨트롤러(1200)가 수신한 후 차량의 속도 여부를 판독한 다음, 차속이 규정속도보다 빠르면 전조등(1700)이 상향되게 조절하여 멀리 비추도록 하고, 차속이 규정속도보다 느리면 전조등(1700)이 하향되게 조절하여 가까이 비추도록 제어할 수 있다. 이것은 자율주행을 보조한다.

이 경우, 각도 조절은 차속을 일정구간별로 구분하여 설정하도록 설계하면 되며, 차량컨트롤러(1200)는 이에 기초하여 조명제어모터(1710)의 회전방향과 회전량(회전각도)를 결정하여 구동 제어하게 된다.

여기에서, 상기 조명제어모터(1710)의 회전축에는 평기어 형태의 드라이브기어(1720)가 고정되고, 상기 전조등(1700)은 전조등바디(1750) 내부에서 각도조절축(1740)을 중심으로 회전(전조등의 조사각을 조절하도록 각도조절)될 수 있게 구성된다.

그리고, 상기 전조등(1700)의 외주면 일측에는 상기 드라이브기어(1720)와 기어결합되는 종속기어부(1730)가 돌출 형성된다.

상기 종속기어부(1730)는 호형상을 가지며, 기어결합면에 기어가 형성된 구조일 수 있다.

또한, 조명제어모터(1710)는 전조등바디(1750)의 내벽면에 고정되고, 회전축이 종속기어부(1730)를 향해 돌출된 상태에서 종속기어부(1730)에 기어결합되는 드라이브기어(1720)가 축고정되게 배치될 수 있다.

나아가, 본 발명에서는 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, MMS차량(1000)의 하부에 방전부재(1800)를 더 구비하여 특히, 겨울철 정전기 발생을 억제하도록 구성할 수 있다.

즉, 도 8의 (b)에 따르면, MMS차량(1000)의 하부면에는 스텝모터(1820)를 고정하고, 상기 스텝모터(1820)의 회전축에는 금속으로 된 방전부재(1800)의 일단을 고정하여 상기 스텝모터(1820)가 일정 각도 내에서 회전될 때 방전부재(1800)의 타단이 지면에 접촉될 수 있도록 구성한다.

그런 다음, 상기 방전부재(1800)의 일부에는 MMS차량(1000)에 고정된 코일스프링(1810)을 결속하여 통전상태를 유지하면서 스텝모터(1820) 고장시 자동으로 접어지도록 하여 주행에 방해가 되지 않도록 구성할 수 있다.

특히, 스텝모터(1820)가 MMS차량(1000)의 하부에 설치된 관계로 비산물체로부터 보호하기 위해 모터커버(1830)를 더 구비할 수 있다.

100 : GPS위성 102: DPGS수신부
104: 오디오입력부 108: 표시부
110: 제어부 148: 메모리부

Claims

다수의 처리모듈들이 실장된 케이스(2000); 상기 케이스(2000)가 탑재되는 MMS(Mobile Mapping System)차량(1000);을 포함하고, 상기 케이스(2000)에 실장되는 처리모듈들은 GPS위성(100)으로부터 위치정보를 수신 받아 정밀하게 보정하는 DGPS수신부(102)와; 현장에서 조사하는 조사자의 음성을 인식하는 오디어 입력부(104)와; DGPS수신부(102)로부터의 위치정보를 이용하여 현재 위치좌표를 연산한 후 현재 촬영지점의 지도데이터를 메모리부(148)로부터 추출하여 해당 촬영지점의 카메라영상과 LiDAR Data 및 IMU Data를 처리하는 제어부(110);로 이루어지고, 상기 DGPS수신부(102)를 통해 측위된 절대위치와, DGPS 미수신 지점에서는 IMU로 절대위치를 상대측위하여 MMS 차량의 위치정보로 하고; 우측경계석과의 거리는 LiDAR로 측위된 차량과 시설물과의 거리를 사용하며, 좌측경계석과의 거리도 LiDAR로 측위된 차량과 시설물과의 거리를 사용하고; 차선수는 음성정보로 입력된 차선수를 적용하며, 단위는 미터로 환산하여 도로폭(X)을 먼저 계산하되, 도로폭 X=(｜Gx-Lx｜)＋(｜Gx-Rx｜), (Gx는 차량의 위치정보중 X좌표값, Lx는 좌측경계석과의 거리중 X좌표값, Rx는 우측경계석과의 거리중 X좌표값)로 산출되고, 차선폭=X÷총 차선수로 산출되어 입력된 음성정보가 제공하는 차량의 주행차로를 기준으로 좌,우에 도로 선형을 자동 생성하도록 하고;
MMS차량에는 무선통신을 위한 통신안테나부를 구비하되, 통신안테나부는 MMS차량의 천정면에 고정된 안테나모터와, 안테나모터의 모터축에 고정된 안테나드럼과, 안테나드럼에 권취된 호형철편과, 호형철편의 표면에 형성된 안테나패턴과, MMS차량의 천정에 설치되고 호형철편을 파지하여 승강시키는 텐션롤을 포함하고; MMS차량의 무게중심을 조절하도록 균형유지기구를 더 구비하되, 균형유지기구는 차량컨트롤러에 의해 제어되는 전후중량균형유지구와, 좌우중량균형유지구로 이루어지며; 전후중량균형유지구는 제1조절모터와, 제1조절모터의 모터축에 설치되는 제1조절스크류 및 제1조절스크류에 치결합되어 앞뒤로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제1균형유지추로 이루어지고; 좌우중량균형유지구는 제2조절모터와, 제2조절모터의 모터축에 설치되는 제2조절스크류 및 제2조절스크류에 치결합되어 좌우로 움직이면서 무게를 조절하는 사각블럭형태의 제2균형유지추로 이루어지며; MMS 차량의 전조등은 조명제어모터에 의해 각도조절가능하게 구성되고, 조명제어모터의 회전축에는 평기어 형태의 드라이브기어가 고정되며, 전조등은 전조등바디 내부에서 각도조절축을 중심으로 회전될 수 있게 구성되고, 전조등의 외주면 일측에는 드라이브기어와 기어결합되는 종속기어부가 돌출 형성되며, 종속기어부는 호형상으로서 기어결합면에 기어가 형성된 구조이고; MMS 차량의 차체 하부면에는 스텝모터가 고정되고, 스텝모터의 회전축에는 금속으로 된 방전부재의 일단이 고정되며, 방전부재의 일부에는 차체에 고정된 코일스프링을 결속되고, 스텝모터는 모터커버에 의해 보호되는 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템에 있어서;
상기 텐션롤(2150)은 정전베리어 형성과 방수 방습을 위해 에폭시수지 100중량부에 대해, 에보나이트 분말 5중량부, 셀레늄 분말 4.5중량부, 100㎛ 입경을 갖는 0.5cm 길이의 열가소성 폴리불화비닐리덴(PVDF) 섬유 3.5중량부, 카르복실산 10중량부, 트리메틸아민 8.5중량부 및 무수 디클로로메탄 10중량부를 포함한 조성물로 성형되고;
상기 케이스(2000)를 진동으로부터 보호하도록 케이스(2000)의 하부에는 쇽업저버(2200)가 더 설치되고, 케이스(200)의 상단에는 픽셔(2300)를 더 설치하되,
상기 픽셔(2300)는 MMS차량(1000)의 천정면에서 연장되어 고정구조물을 이루는 고정편(FRT)이 끼워지는 바이트홈(2310)을 갖는 'ㄷ' 형상의 본체(2320)와, 상기 고정편(FRT)이 끼워진 상태에서 볼트식으로 체결되어 고정편(FRT)을 바이팅(Biting)하는 고정구(2330)와, 상기 본체(2320)의 상단에서 연장된 티바(2340)와, 상기 티바(2340)의 일단에 고정되고 하향 연장된 유압잭(2350)과, 상기 티바(2340)의 타단에 고정되고 하향 연장된 스크류잭(2360)과, 상기 스크류잭(2360)을 승강시키는 스크류핸들(2370)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다양한 MMS 데이터를 기반으로 하는 도로 중앙분리대 정밀지도 제작 시스템.