KR102303716B1 - 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른, 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행을 위해 도로관제시스템이 수행하는 방법은, 적어도 하나의 자율주행차로부터 차량주행정보를 수신하는 단계와, 상기 자율주행차가 주행하는 도로 구간의 도로인프라 정보를 하나 이상의 외부의 정보제공시스템으로부터 수신하는 단계와, 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보에 기초하여 상기 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성하는 단계와, 상기 운행설계영역 보정 정보를 상기 자율주행차로 전송하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 자율주행에 관한 것으로, 구체적으로는 차량-도로인프라 정보를 융합하여 이를 토대로 자율협력주행을 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
자율주행차는 종국적으로는 휴먼드라이버의 개입없이 자동으로 주행할 수 있는 차량이다. 사람의 개입이 없는 완전 자율주행차가 상용화되기 이전의 연구개발 단계인 현재에는, 자율주행수준(자동화 레벨)에 따라 몇 개 단계로 구분하고 있는데, 보편적으로 수용하는 기준은 미국자동차공학회(Society of Automotive Engineers; SAE)가 제시한 기준으로서, 자율주행차를 5개 단계로 나누고 있다(SAE는 자율주행기술 등급을 0 내지 5 단계로 제시하는데, 이 중 0 단계는 자율주행과 관련한 어떠한 기술도 적용되지 않은 전통적인 종래의 차량을 의미하므로, 자율주행차의 자율주행수준은 1 내지 5 단계의 5개 등급이 있다고 보는 것이 타당하다).
1 단계 내지 4 단계는 사람 운전자의 개입을 전제로 하지만, 5 단계의 완전 자율주행차는 영상, 레이다, 라이다, GPS 등으로 주변환경을 인식하여 목적지를 지정하는 것만으로 사람의 개입없이 자율적으로 주행하는 것을 목표로 한다.
자율주행차의 시스템은 아래와 같이, 크게 인식(Recognition), 판단(Judgment), 조작(Operation) 계층으로 구성된다.
1) 인식계층 : 사람의 눈과 귀와 같은 역할을 하는, 차량에 탑재된 센서(예컨대, 도 1의 Camera, Radar, Lidar 등)를 이용하여 주행에 필요한 속성정보를 추출·분류하는 계층
2) 판단계층 : 목적지까지 안전하게 주행하기 위해 경로(=safe zone)를 생성하고 위험 상황을 판단하는 등 차량의 움직임을 결정하는 계층(예컨대, 도 1의 DCU ; Domain Control Unit)
3) 조작계층 : 사람의 혈관, 근육, 신경계처럼 속도를 조절하거나 방향을 제어하는 등 차량의 직접적인 움직임을 관할하는 계층(각종 구동기 및 이들을 제어하는 제어기 등)
자율주행차는 사람의 개입없이 스스로 주행하거나 또는 사람의 개입을 최소로 하면서 주행하는 것이므로, 운행 중 도로종류, 날씨 등의 여러 제약 사항 발생시 어떤 기능들이 실행되어야 하는지를 사전에 정의하고 이를 참조하여 주행을 한다.
이러한 사전 정의된 사항을 운행설계영역(ODD : Operational Design Domaim)이라 한다.
운행설계영역(ODD) 설정은 유스케이스 및/또는 주행시나리오를 바탕으로 제어성능과 차량안전의 한계성을 정하는 것으로서 사고시 책임규명을 위한 기초자료로 활용하는 등 자율주행차의 상용화 관점에서 매우 중요하지만, 지금까지는 차량용 환경센서(영상, 레이다, 라이다 등)와 동역학모델(속도, 가속도, 각속도 등)를 바탕으로 운행설계영역(ODD)을 설정하고 자율주행차를 제어하고 있어서 다양한 주행상황에 맞추어 적절하게 대응하기가 곤란하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량측 제공 정보와 도로인프라 정보를 융합하여 자율주행차의 운행설계영역(ODD)의 동적인 보정을 지원하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 차량측 제공 정보와 도로인프라 정보를 융합하여 도로 관리에 필요한 정보를 생성하고 이를 도로관리팀에 통보하여 신속하고 적절한 현장 대응이 가능한 방법 및 시스템을 제공하는 데 본 발명의 다른 목적이 있다.
또한, 단편적인 정보가 아니라, 차량의 환경센서(영상, 레이다, 라이다 등)의 측정값, 환경센서의 인식률 또는 인식등급, 도로교통상황(체증, 공사, 통제 등), 과거사고이력(사고다발구간, 사고유형, 사고발생요인 등), 날씨상황(강우, 강설, 연무 등) 등의 다양한 이종 정보를 융합하여 자율주행을 지원하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행을 위해 도로관제시스템이 수행하는 방법은, 하나 이상의 자율주행차로부터 차량주행정보를 수신하는 단계와, 상기 자율주행차가 주행하는 도로 구간의 도로인프라 정보를 하나 이상의 외부의 정보제공시스템으로부터 수신하는 단계와, 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보에 기초하여 상기 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성하는 단계와, 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보 및 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구간별 도로상태정보를 생성하는 단계, 및 상기 운행설계영역 보정 정보를 상기 자율주행차로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 운행설계영역 보정 정보는 상기 자율주행차의 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보, 및 주행 속도 제한 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 차량주행정보를 수신하는 단계는 상기 자율주행차의 환경센서를 통해 획득된 도로 시설 상태, 도로 소통 상태, 및 차량 동작 상태 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하는 단계와, 상기 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 외부의 정보제공시스템으로부터 수신하는 단계는 상기 자율주행차의 사고 이력 정보 및 상기 도로 구간의 사고 이력 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 날씨 정보를 수신하는 단계와, 교통상황정보를 수신하는 단계와, 도로정보를 수신하는 단계와, 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황을 수신하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 수행한다.
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본 발명의 다른 면에 따른, 자율주행차가 수행하는 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법은, 센서모듈로부터 획득한 감지값을 토대로 차량주행정보를 생성하는 단계와, 상기 차량주행정보를 도로관제시스템으로 전송하는 단계와, 상기 도로관제시스템으로부터 운행설계영역 보정 정보를 수신하는 단계와, 상기 운행설계영역 보정 정보에 기초하여 운행설계영역을 보정하는 단계와, 상기 보정된 운행설계영역에 기초하여 차량의 자율주행을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 운행설계영역 보정 정보는 상기 자율주행차의 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보, 주행 속도 제한 정보, 및 구간별 도로상태정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 구간별 도로상태정보는 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보 및 다른 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 차량주행정보를 생성하는 단계는 상기 센서 모듈 중 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 데이터에 기초하여 상기 차량주행정보를 생성하고, 상기 자율주행을 제어하는 단계는 상기 운행설계영역 보정 정보 및 외부의 정보제공 시스템 제공 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 자동화 레벨을 조절하는 단계를 포함하고, 상기 외부의 정보제공 시스템 제공 정보는 도로 구간의 사고 이력 정보, 날씨 정보, 교통상황정보, 도로정보, 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
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본 발명의 또 다른 면에 따르는 차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템은, 하나 이상의 외부의 정보제공시스템에서 전송하는 도로인프라 정보를 수신하는 외부정보 수신부와, 하나 이상의 자율주행차로부터 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 차량주행정보를 수신하는 차량주행정보 수신부와, 수신된 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보를 융합하여 분석하는 데이터 융합처리부와, 상기 데이터 융합처리부의 처리 결과를 토대로 상기 차량주행정보를 전송한 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성하는 운행설계영역 보정 정보 생성부와, 생성된 상기 운행설계영역 보정 정보를 해당 운행설계영역과 관련된 각각의 자율주행차에게 전송하는 운행설계영역 보정 정보 송신부와, 상기 데이터 융합처리부의 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보의 처리 및 분석결과에 기초하여, 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보, 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보를 포함하는 구간별 도로상태정보를 생성하는 도로상태정보 생성부와, 상기 도로상태정보를 도로관리팀의 컴퓨팅 장치로 송신하는 도로상태정보 송신부를 포함하고, 상기 데이터 융합처리부는 인공신경망에 기반한 빅데이터 저장, 가공 및 분석 기능을 수행하고, 상기 운행설계영역 보정 정보 생성부는 상기 자율주행차에 적용되어야 하는 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보 및 주행 속도 제한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 운행설계영역 보정 정보를 생성하고, 상기 도로인프라 정보는 자율주행차의 사고 이력 정보, 상기 도로 구간의 사고 이력 정보, 날씨 정보, 교통상황정보, 및 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
삭제
본 발명에 의하면, 자율주행차로부터의 제공되는 정보와, 외부 시스템에서 제공되는 주행 도로 구간에 대한 다양한 정보를 융합하여 자율주행 및 도로관리에 필요한 정보를 생성하여 자율주행차 및 도로관리주체에 제공함으로써, 보다 안전하고 정확한 자율 주행이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 자율 주행차량을 설명하는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법의 수행 절차를 도시한 절차도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행차의 내부 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템의 내구 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법의 수행 절차를 도시한 절차도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 주행차의 내부 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템의 내구 구성을 도시한 블록도.
본 발명의 목적 및 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다소의 변형과 변경이 된 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 이하의 각 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...프로세스", "..유닛", "...장치", "...디바이스", "...부" 또는 "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 각 실시예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있으며, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 통하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하겠으나. 본 발명의 기술적 사상이 이하의 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 동일 또는 유사한 범주 내의 다른 변형 또는 변경된 실시 유형에 그대로 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
한편, 본 명세서에서 자율주행차라는 용어는 사람의 개입이 전혀 없는 완전자율주행차만을 의미하는 것이 아니라 자동화 레벨이 1 단계 내지 5 단계에 해당하는 자율주행차를 포괄하는 용어로 이용된다. 예컨대, 본 발명은 출원시점에서 상용화되어 운행되는 자율주행 2 단계 또는 3 단계의 차량에 대해서도 적용될 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율주행 방법을 수행하는 절차를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법에 따른 절차는 자율주행차(300), 도로관제센터의 도로관제시스템(400), 외부의 정보제공시스템(500), 도로관리팀의 컴퓨팅 장치(서버 또는 단말)(600)간에 수행된다.
여기서 자율주행차(300)는 차량주행정보를 도로관제센터의 도로관제시스템(400)으로 송신하는데, 차량주행정보는 운행 중에 수집되는 각종 환경측정값과 각 환경센서들의 인식률 또는 인식등급을 포함한다.
구체적으로, 주행도로 환경측정값은 환경센서를 통해 획득된 도로 시설 상태(차선의 선명도, 도로 파손 상태 등 포함), 도로 소통 상태, 및 차량 동작 상태(속도, 방향, 위치, 자율주행 자동화 레벨 등) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함한다.
각 환경센서들의 인식률 또는 인식등급(이하, 인식률로 총칭함)은 환경센서의 노후상태, 하드웨어의 사양에 따라 결정될 수도 있지만, 본 발명에서는 차량 주변의 주행 환경(차선의 선명도, 기후, 도로 상태)에 영향을 받아 정해지는 것으로 가정한다. 실제 구현에 있어서, 환경센서의 감지 이력을 기초로 센서의 노후상태나 하드웨어 사양에 기인한 인식률 변화분은 용이하게 제거할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 능히 알 수 있을 것이다.
도로관제센터의 도로관제시스템(400)은 클라우드 컴퓨팅 기반으로 다종 다량의 빅데이터를 취합하고 연산하여 도로관제에 필요한 정보를 생성하는 것으로서, 어느 특정한 위치에 고정된 서버 컴퓨터를 이용하는 것으로 구현될 수도 있고, 인터넷 상에 존재하는 다수의 컴퓨터 서버들을 연동하여 컴퓨터 자원과 각 교통상황, 도로 인프라 상황 등에 따라 최적의 컴퓨터 서버들이 선택되어 서비스되는 형태로 구현될 수도 있다.
외부의 정보제공시스템(500)은 도로를 운행 중인 차량의 사고 이력, 도로 구간별 사고 이력, 운전자별 사고이력 등 각종 사고이력(사고유형-사고시나리오, 사고발생요인 포함)에 대한 정보를 제공하는 사고이력정보제공시스템, 날씨정보(강우, 강설, 연무의 정도, 시야거리 등)를 제공하는 날씨정보제공시스템, 교통상황정보를 제공하는 시스템, 도로정보(사고 빈발 구간, 낙석 주의 구간, 학교 주변 구간, 도로 환경 급변화 구간 등)을 제공하는 시스템, 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황 등을 제공하는 시스템 등 다양한 관리 주체가 운영하는 정보제공시스템이 될 수 있으며, 또한 위에 예시된 시스템에 한정되지 않고 안전하고 효율적인 자율 주행을 위해 필요한 정보(이하 본 명세서에서 도로인프라 정보라고 총칭함)를 제공하는 외부의 정보제공시스템을 모두 포괄한다.
도로관리팀의 컴퓨팅 장치(600)는 도로관리팀에서 관리하고 활용하는 서버 컴퓨터 및/또는 도로관리팀의 현장직원이 소지하는 단말 장치를 포함한다.
이들간에 수행되는 자율협력주행절차를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하나 이상의 자율주행차(300)는 각각의 센서모듈(영상, 레이다, 라이다 등의 환경센서를 포함)이 측정한 주행도로 환경측정값과 각 환경센서들의 인식률을 토대로 생성한 차량주행정보를 차량관제 기능을 수행하는 클라우드 컴퓨터 기반의 도로관제시스템(400)에게 전송한다(S210). 차량주행정보는 차속센서, 가속도센서, 요레이트 센서, 조향각 센서, 조향토크 센서 등으로부터 수집된 차량상태정보를 더 포함할 수 있다.
도로관제시스템(400)은 자율주행차로부터의 차량주행정보 외에도, 하나 이상의 외부 정보제공시스템(300)으로부터 사고이력, 날씨상황, 도로상황 등을 포함하는 외부 정보를 수신한다(S220).
도로관제시스템(400)은 자율주행차로부터 수신한 차량주행정보와 하나 이상의 외부 정보 제공 시스템으로부터 수신한 외부 제공 정보에 기초해서, 빅데이터 가공과 빅데이터 추론 모델을 바탕으로 도로 교통 관점에서 각 자율주행차의 자동화 레벨, 추천 차로, 추천 속도, 유스케이스(운행계획)등 포함하는 운행설계영역(ODD) 보정 정보를 생성한다. 또한, 각 자율주행차에 대한 도로 주행 가이드라인을 설정한다.
아울러 도로 관리 관점에서 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보, 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 등과 같은 구간별 도로상태정보를 생성하고, 이에 기초하여 주행 차로 분배, 구간별 주행 속도 제한값 설정을 포함하는 관리 전략을 수립한다(S230).
도로관제시스템은 차량주행정보를 전송한 자율주행차에게 생성된 운행설계영역 보정 정보를 전송한다(S240).
자율주행차는 수신한 운행설계영역 보정 정보에 기초해서 운전설계영역을 보정하고, 자율 주행 관련 제어를 수행한다(S250). 자율 주행 관련 제어로는 주행 경로 유지 및/또는 변경, 주행 속도 유지 및 변경(정지 포함), 차량 조명 등 온오프(on-off) 제어, 차량주행정보 전송 주기 변경 및/또는 차량주행정보 전송 대상 변경, 차량 내 계기판(디스플레이 장치 포함) 표시, 음향 제어 등을 포함할 수 있다. 이외에도 자율 주행 관련 제어는 자율주행차의 자율 주행 관련한 어떠한 제어도 포함할 수 있다.
한편, 도로관제시스템(400)은 생성된 구간별 도로상태정보를 해당 도로 구간을 관리하는 도로관리팀의 컴퓨팅 장치(600)로 전송한다(S260). 도로관리팀은 수신한 도로상태정보에 기초해서 도로의 수선, 도로의 변경 필요 등에 대해 판단하고 신속하게 현장에서 출동하여 조치할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차 내부 구성에 대하여 설명한다.
도 3은 자율주행차의 여러 구성 중 본 발명에 따른 자율주행에 관련된 구성만을 도시한 블록도이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자율주행차는 센서모듈(310), 차량주행정보 생성부(320), 차량주행정보 송신부(330), 운행설계영역 보정정보 수신부(340), 운행설계영역 보정부(350), 자율 주행 제어부(360), 및 제어모듈(370)을 포함한다.
센서모듈(310)은 자율 주행 시스템(300)의 내외부에 설치되는 주행도로 환경 측정을 위한 환경센서(영상 센서, 레이더, 라이다, GPS 등포함)와, 및 차량 상태 측정을 위한 차속센서, 가속도센서, 요레이트 센서, 조향각 센서, 조향토크 센서 등을 포함한다.
차량주행정보 생성부(320)는 센서모듈(310)로부터 전달받은 주행도로 환경측정 정보, 차량상태 측정 정보 및 환경센서의 인식률 데이터 중 일부 또는 전부에 기초하여 자율주행차(300)의 상태 및/또는 주행 중인 도로의 환경 등 주행 상황을 인식하고, 이를 토대로 차량주행정보를 생성한다.
차량주행정보 송신부(330)는 생성된 차량주행정보를 V2X, WiFi, 이동통신망 등의 임의의 무선 통신망을 이용하여 클라우드 도로관제시스템(400)으로 전송한다.
운행설계영역 보정 정보 수신부(340)는 도로관제시스템(400)으로부터 전송되는 운행설계영역 보정 정보를 수신한다. 운행설계영역 보정 정보는 전술한 바와 같이 자율주행차의 자동화 레벨 정보, 권장 주행 경로 정보, 및 주행 속도 제한 정보를 포함한다. 또한, 차량 운행 가이드 정보를 함께 수신할 수 있다.
운행설계영역 관리부(350)는 운행설계영역의 설정 초기화, 운행설계영역의 적용을 수행하는 것으로서, 도로관제시스템(400)으로부터 운행설계영역 보정 정보 수신부(340)로 운행설계영역 보정 정보가 수신되면, 이를 이용하여 운행설계영역을 보정한다.
자율주행 제어부(360)는 설정 또는 보정된 운행설계영역에 기초하여 자율 주행차(300)를 제어한다. 또한 수신된 차량 운행 가이드 정보도 함께 참고하여 자율 주행 제어를 수행할 수 있으며, 주행 경로 유지 및/또는 변경, 주행 속도 유지 및 변경(정지 포함), 차량 조명 등 온오프(on-off) 제어, 차량주행정보 전송 주기 변경 및/또는 차량주행정보 전송 대상 변경, 차량 내 계기판(디스플레이 장치 포함) 표시, 음향 제어를 포함하는 자율주행에 필요한 제반 제어를 수행한다.
제어모듈(370)은 자율 주행 제어부(360)의 제어에 기초하여 자율주행차(300)의 구동과 관련된 기능을 수행하는 모듈로 조향모듈, 제동모듈, 구동모듈, HMI(human machine interface) 모듈을 포함한다.
한편, 전술한 각 구성은 각각이 별도의 장치로 설명하였으나, 이는 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적 설명에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 한 차량주행정보 송신부(330)와 운행설계영역 수신부(340)는 별도의 통신 모듈로 각각 구현될 수도 있고 하나의 통신 모듈로 통합되어 구현될 수도 있다. 또한, 운행설계영역 관리부(350)과 자율주행 제어부(360)은 하나의 프로세서나 모듈로 구현될 수 있음도 물론이다.
다음으로 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 기반의 도로관제시스템에 대해 설명한다.
도로관제센터의 도로관제시스템(400)은 외부정보 수신부(410), 차량주행정보 수신부(420), 데이터 융합처리부(430), 운행설계영역 보정 정보 생성부(440), 운행설계영역 보정 정보 송신부(450), 도로상태정보 생성부(460), 도로상태정보 송신부(470)를 포함한다.
외부정보 수신부(410)는 전술한 바와 같은 하나 이상의 외부의 정보제공시스템에서 전송하는 도로인프라 정보를 수신하고, 차량주행정보 수신부(420)는 하나 이상의 자율주행차(300)으로부터 차량주행정보를 수신한다.
데이터 융합처리부(430)는 수신된 차량주행정보 및 도로인프라 정보를 융합하여 분석한다. 기본적으로는 실시간으로 전송된 정보를 분석하되, 과거 일정 시간 동안 전송된 차량주행정보 및 도로인프라 정보도 같이 분석할 수 있다. 과거의 차량주행정보 및 도로인프라 정보는 실시간으로 현재 전송 중인 자율주행차나 외부의 정보제공시스템의 과거 정보뿐만이 아니라, 다른 차량 및/또는 다른 정보제공시스템으로부터의 과거 정보를 포함한다. 데이터 처리부(430)는 이와 같은 대량의 차량주행정보 및 도로인프라를 처리하기 위해 인공신경망에 기반한 빅데이터(bigdata) 저장, 가공 및 분석 기능을 수행함이 바람직하다.
운행설계영역 보정 정보 생성부(440)는 데이터 융합처리부(430)의 차량주행정보 및 도로인프라 정보의 처리 및 분석결과에 기초하여 차량주행정보를 전송한 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성한다. 운행설계영역 보정 정보는 자율주행차의 자동화 레벨 정보, 권장 주행 경로 정보, 및 주행 속도 제한 정보의 일부 또는 전부를 포함한다. 이때 운행설계영역 보정 정보 생성부(440)는 복수의 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 각각의 자율주행차가 전송한 차량주행정보 및 관련된 도로인프라 정보에 기초하여 동시에 생성할 수 있다.
운행설계영역 보정 정보 송신부(450)는 생성된 하나 이상의 운행설계영역 정보를 해당 운행설계영역과 관련된 각각의 자율주행차에게 전송한다.
또한, 다른 실시예로서 운행설계영역 보정 정보는 차량주행정보를 전송한 해당 차량과 동일 구간 또는 인접 구간을 주행하는 다른 자율주행차도 수신할 수 있도록 방송(broadcasting) 방식으로 전송하는 것도 좋다. 어떤 구간을 주행 중인 자율주행차에 관한 ODD 보정 정보는 동일 구간이나 인접 구간을 주행 중인 다른 자율주행차에게도 적정하게 적용될 수 있기 때문이다.
아울러, 후술하는 도로상태정보 생성부(460)에서 생성한 주행 차로 분배, 구간별 주행 속도 제한값 설정을 포함하는 관리 전략을 자율주행차에게 송신하여, 자율주행차가 적절한 차선 선택과 운행 속도 선택을 하는데 참고하도록 할 수 있다.
도로상태정보 생성부(460)은 데이터 융합처리부(430)의 차량주행정보 및 도로인프라 정보의 처리 및 분석결과에 기초하여, 도로 관리 관점에서 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보, 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보를 포함하는 구간별 도로상태정보를 생성하고, 이에 기초하여 주행 차로 분배, 구간별 주행 속도 제한값 설정을 포함하는 관리 전략을 수립한다.
도로상태정보 송신부(470)은 도로상태정보 및/또는 도로 관리 전략을 도로관리팀의 컴퓨팅 장치(600;서버 또는 현장요원 단말)에게 전달하여, 현장에서 개선방안을 파악하고 적절하게 조치하고 관리할 수 있도록 한다.
한편, 전술한 각 구성은 각각이 별도의 장치로 설명하였으나, 이는 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적 설명에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 각 송신부 및 수신부는 하나의 통신 모듈로 통합되어 구현될 수도 있고, 데이터 융합처리부, ODD 보정 정보 생성부, 도로상태정보 생성부 역시 하나의 장치로 통합되어 구현되거나 또는 둘이나 그 이상의 장치로 분할하여 구현될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하였다. 그러나 전술한 실시예는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다. 본 발명의 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서의 교시와 시사로부터 본 발명의 기술적 사상의 범주내의 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여짐이 마땅하다.
Claims (15)
- 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행을 위해 도로관제시스템이 수행하는 방법으로서,
하나 이상의 자율주행차로부터 차량주행정보를 수신하는 단계와,
상기 자율주행차가 주행하는 도로 구간의 도로인프라 정보를 하나 이상의 외부의 정보제공시스템으로부터 수신하는 단계와,
상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보에 기초하여 상기 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성하는 단계와,
차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보 및 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구간별 도로상태정보를 생성하는 단계, 및
상기 운행설계영역 보정 정보를 상기 자율주행차로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 운행설계영역 보정 정보는 상기 자율주행차의 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보, 및 주행 속도 제한 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 차량주행정보를 수신하는 단계는,
상기 자율주행차의 환경센서를 통해 획득된 도로 시설 상태, 도로 소통 상태, 및 차량 동작 상태 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하는 단계와,
상기 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 데이터를 수신하는 단계
를 포함하고,
상기 외부의 정보제공시스템으로부터 수신하는 단계는,
상기 자율주행차의 사고 이력 정보 및 상기 도로 구간의 사고 이력 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계와, 날씨 정보를 수신하는 단계와, 교통상황정보를 수신하는 단계와, 도로정보를 수신하는 단계와, 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황을 수신하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 수행하는 것인
차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
특정 자율주행차로부터 수신한 차량주행정보를 기초로 생성한 운행설계영역 보정 정보를 상기 특정 자율주행차가 주행중인 도로 구간에 방송(broadcasting)하는 단계를 더 포함하는차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법. - 삭제
- 자율주행차가 수행하는 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법으로서,
센서모듈로부터 획득한 감지값을 토대로 차량주행정보를 생성하는 단계와,
상기 차량주행정보를 도로관제시스템으로 전송하는 단계와,
상기 도로관제시스템으로부터 운행설계영역 보정 정보를 수신하는 단계와,
상기 운행설계영역 보정 정보에 기초하여 운행설계영역을 보정하는 단계와,
상기 보정된 운행설계영역에 기초하여 차량의 자율주행을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 운행설계영역 보정 정보는 상기 자율주행차의 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보, 주행 속도 제한 정보, 및 구간별 도로상태정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 구간별 도로상태정보는 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보 및 다른 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 차량주행정보를 생성하는 단계는 상기 센서 모듈 중 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 데이터에 기초하여 상기 차량주행정보를 생성하고,
상기 자율주행을 제어하는 단계는 상기 운행설계영역 보정 정보 및 외부의 정보제공 시스템 제공 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 자동화 레벨을 조절하는 단계를 포함하고,
상기 외부의 정보제공 시스템 제공 정보는 도로 구간의 사고 이력 정보, 날씨 정보, 교통상황정보, 도로정보, 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인 차량-도로인프라 정보융합 기반 자율협력주행 방법. - 삭제
- 삭제
- 하나 이상의 외부의 정보제공시스템에서 전송하는 도로인프라 정보를 수신하는 외부정보 수신부와,
하나 이상의 자율주행차로부터 환경센서의 인식률 및 인식등급 중 적어도 하나를 포함하는 차량주행정보를 수신하는 차량주행정보 수신부와,
수신된 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보를 융합하여 분석하는 데이터 융합처리부와,
상기 데이터 융합처리부의 처리 결과를 토대로 상기 차량주행정보를 전송한 자율주행차에 대한 운행설계영역 보정 정보를 생성하는 운행설계영역 보정 정보 생성부와,
생성된 상기 운행설계영역 보정 정보를 해당 운행설계영역과 관련된 각각의 자율주행차에게 전송하는 운행설계영역 보정 정보 송신부와,
상기 데이터 융합처리부의 상기 차량주행정보 및 도로인프라 정보의 처리 및 분석결과에 기초하여, 차선 인식이 상습적으로 안 되는 구간 정보, 자율주행차의 자동화 레벨이 상습적으로 낮아지는 구간 정보를 포함하는 구간별 도로상태정보를 생성하는 도로상태정보 생성부와,
상기 도로상태정보를 도로관리팀의 컴퓨팅 장치로 송신하는 도로상태정보 송신부를 포함하고,
상기 데이터 융합처리부는 인공신경망에 기반한 빅데이터 저장, 가공 및 분석 기능을 수행하고,
상기 운행설계영역 보정 정보 생성부는 상기 자율주행차에 적용되어야 하는 자동화 레벨(level) 정보, 권장 주행 차로 정보 및 주행 속도 제한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 운행설계영역 보정 정보를 생성하고,
상기 도로인프라 정보는 자율주행차의 사고 이력 정보, 상기 도로 구간의 사고 이력 정보, 날씨 정보, 교통상황정보, 및 도로 또는 도로 주변의 공사나 사고 상황 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인
차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템. - 삭제
- 제10항에 있어서, 상기 데이터 융합처리부는,
실시간으로 전송된 차량주행정보 및 도로인프라 정보뿐 아니라, 과거 일정 시간 동안 전송된 차량주행정보 및 도로인프라 정보도 함께 분석하는 것인 차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템. - 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서, 상기 운행설계영역 보정 정보 송신부는,
운행설계영역 보정 정보는 차량주행정보를 전송한 해당 자율주행차와 동일 구간을 주행하는 다른 자율주행차도 수신할 수 있도록 방송(broadcasting) 방식으로 전송하는 기능을 더 포함하는 것인 차량-도로인프라 정보융합 기반의 도로관제시스템.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230060585A (ko) * | 2021-10-27 | 2023-05-08 | 한국자동차연구원 | 자율주행 원활도 정보 제공 장치와 방법 |
| KR102646435B1 (ko) | 2021-10-27 | 2024-03-12 | 한국자동차연구원 | 자율주행 원활도 정보 제공 장치와 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200101517A (ko) | 2020-08-28 |
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