KR102355426B1

KR102355426B1 - 주행 경로 상의 장애물 탐색 및 회피를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102355426B1
Application number: KR1020170168047A
Authority: KR
Inventors: 천창환; 권수림
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2022-01-26
Also published as: KR20190068048A

Abstract

차량 자율 주행을 제어하는 방법은 차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 단계, 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하는 단계, 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 단계, 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하는 단계, 및 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

주행 경로 상의 장애물 탐색 및 회피를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING AND AVOIDING OBSTACLES ON DRIVING PATH}

본 발명은 주행 경로 상의 장애물 탐색 및 회피를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 부착된 센서들로부터 획득된 정보를 통해 차량이 주행할 경로를 생성하고 차량 주변의 객체들을 인지하며 생성된 경로를 따라 주행 시 검출된 객체들에 대해 주행에 위험한 물체가 존재하는지 판단하고. 충돌 위험의 물체가 존재할 경우 회피가 필요한지 판단하여 회피 경로를 생성하고 회피 경로를 따라 주행할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

자율주행차량은 스스로 주변 환경을 인지하고 위험을 판단하며 목적지까지 주행이 가능한 차량을 포함한다. 자율주행차량에 사용되는 자율주행 기술은 크게 NHTSA 기준으로 5단계, SAE 기준으로는 6단계로 분류될 수 있는데, NHTSA 기준으로 1~2단계에 속하는 차선이탈경고(Lane Departure Warning), 전방충돌경고(Forward Collision Warning, FCW), 고속도로 운전지원 시스템(Highway Driving Assist system) 등과 같은 장치들은 이미 사용되고 있다. NHTSA 기준으로 3단계에 해당하는 기술부터는 운전자의 개입 없이 자동차가 스스로 차선을 변경하고, 추월하며, 차선이 보이지 않거나 기상환경이 악화될 경우 운전자의 개입이 필요할 수 있다.

자율주행기술의 단계가 높아질수록 차량에 탑재된 여러 센서 혹은 감지 시스템 등을 통한 장애물 탐색이 필요하며, 탐색된 장애물을 회피할 수 있어야 한다. 예를 들어, 차량에 탑재된 여러 센서 혹은 감지 시스템 등을 통한 장애물 탐색은 객체 인지 기술을 바탕으로 구현될 수 있다. 객체 인지 기술은 레이저 스캐너에서 획득된 포인트 데이터를 이용하여 군집화하고 사각형의 박스 형태로 검출한다. 검출된 객체의 사각형 박스를 이용하여 차량의 주행 경로에 영향을 미치는지 판단하여 위험 객체를 판단하여 회피 여부를 판단할 수 있다.

데이터에서 검출된 객체의 사각형 박스를 이용하여 차량의 주행 경로에 영향을 미치는지 판단하여 위험 객체를 판단함에 있어서, 실제로 주행에 영향을 미치지 않지만 물체가 주행 경로 존재하는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 차량이 불필요하게 차로를 변경하거나 해당 도로가 편도 1차로인 도로에서는 차량이 정지하여 주행을 할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.

KR 10-1133037 B1

본 발명은 수집된 데이터에서 객체의 형태를 박스형태가 아닌 객체에서 외곽선 정보를 추출하여 위험 물체를 판단하고 위험 물체의 경우 경로에 침범한 정도를 정확하게 추정하여 회피 경로를 생성 시 정밀한 회피 경로를 생성할 수 있는 방법과 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 차량에 탑재된 센서로부터 수집한 데이터 중 차선 정보를 통해 차량의 진행 경로를 결정한 후, 진행 경로를 중심으로 차량의 폭만큼을 확장한 주행 중 위험 확인 영역을 설정하고, 설정된 위험 확인 영역에서 검출된 정보를 군집화하여 객체를 추정하고 객체가 차량의 진행에 위험이 될 수 있는 가를 판단할 수 있는 방법과 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 차량의 진행 경로 상에 위험이 될 수 있는 객체가 존재한다고 판단되면, 객체의 형태를 추정한 후, 진행 경로 상에서 기 설정된 간격마다 추정된 객체의 형태에 대응하는 회피 경로를 생성할 수 있는 방법과 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 단계; 상기 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하는 단계; 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 단계; 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하는 단계; 및 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 상기 주변 정보에서 차선을 검출하는 단계; 및 상기 차선을 기준으로 상기 차량의 주행 경로를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차선은 상기 차량의 좌, 우에 위치하는 제1차선 및 제2차선을 포함하며, 상기 주행 경로는 상기 제1차선과 상기 제2차선 사이의 중심선일 수 있다.

또한, 상기 객체는 상기 차선보다 상기 차량의 진행을 결정하는 데 우선순위를 가질 수 있다.

또한, 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 상기 주행 경로에 상기 차량의 폭을 더하여 상기 위험 영역을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 위험 영역은 상기 주행 경로와 맞닿는 접점을 가지는 사각형의 영역일 수 있다.

또한, 상기 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계는 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하면, 기 설정된 간격마다 상기 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하는 단계; 및 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 없으면, 상기 주행 경로를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 기 설정된 간격은 1m일 수 있다.

또한, 상기 기 설정된 간격은 상기 차량의 속도에 비례하여 변할 수 있다.

또한, 상기 회피 경로는 상기 외곽선과 상기 주행 경로 사이에 상기 기 설정된 간격마다 가장 가까운 지점을 기준으로 상기 차량의 폭에 대응하여 상기 주행 경로를 이동시킨 것일 수 있다.

또한, 상기 주변 정보는 상기 차량의 주변을 촬영한 이미지; 및 상기 차량의 주변에 기 설정된 간격마다 객체 유무를 표시하는 복수의 포인터를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 자율 주행을 제어하는 장치는 차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 정보 수집 장치; 상기 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하고, 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 객체 검출부; 및 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 회피 판단부를 포함할 수 있다.

또한, 차량 자율 주행을 제어하는 장치는 상기 주변 정보에서 차선을 검출하고, 상기 차선을 기준으로 상기 차량의 주행 경로를 결정하는 경로 생성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 경로 생성부는 상기 주행 경로에 상기 차량의 폭을 더하여 상기 위험 영역을 설정할 수 있다.

또한, 상기 회피 판단부는 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하면, 기 설정된 간격마다 상기 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하고, 상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 없으면, 상기 주행 경로를 유지할 수 있다.

또한, 상기 기 설정된 간격은 1m일 수 있다.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 차량에 탑재된 센서로부터 수집된 정보를 기 설정된 블록(영역) 단위가 아닌 객체의 외곽선을 추출하여 외곽선을 기준으로 위험을 판단함으로써 실제 주행 도로에서 회피 경로를 설정할 수 있는 선택의 폭을 넓힐 수 있다.

또한, 본 발명은 주행 경로 상에 위치하는 객체의 외곽선에 대응하여 기 설정된 거리 단위로 회피 경로를 판단하고 생성하여 좁은 지역에서도 민첩하게 자율 주행을 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 차량 자율 주행을 제어하는 방법의 제1예를 설명한다.
도2는 차량이 주행 중 수집하는 주변 정보를 설명한다.
도3a 내지 도3f는 주변 정보를 통해 위험 영역에서 객체를 인식하고 회피 경로를 설정하는 과정을 설명한다.
도4는 차량 자율 주행을 제어하는 방법의 제2예를 설명한다.
도5는 차량 자율 주행을 제어하는 장치를 설명한다.
도6은 차량 자율 주행을 제어하는 장치의 판단을 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

자율 주행 차량이 이동하는 장애물 혹은 고정된 위치에 존재하는 장애물 등을 회피하기 위해서는, 주행 중인 차량의 전방에 장애물이 주행 경로상에 위치하는 지를 확인하고, 장애물이 최소 제동가능거리 내에 존재하는지를 판단하여 급제동을 하거나, 장애물이 최소 제동가능거리 초과인 경우 장애물과의 충돌각도를 계산하여 조향 여부를 판단할 수 있다. 또한, 자율 주행 차량은 충돌각도를 만족하지 않아 주행방향을 변경하지 않은 경우, 주행차량과 장애물의 충돌 지점을 계산하여 주행차량을 감속 또는 정상 주행할 수도 있다.

도1은 차량 자율 주행을 제어하는 방법의 제1예를 설명한다.

도시된 바와 같이, 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 단계(2), 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하는 단계(8), 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 단계(10), 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하는 단계(12), 및 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계(14)를 포함할 수 있다.

자율 주행 차량은 카메라 장치, 라이다 장치 등의 센서 또는 스캐너 등과 같이 차량에 탑재된 다양한 기기로부터 주행 중 주변 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 주행 중 주변 정보에는 도로, 지면의 상태에 대한 정보, 차선에 대한 정보, 도로 주변에 위치하는 장애물에 대한 정보, 도로 상에 움직이는 장애물(차량 등)에 대한 정보, 도로 상에 위치하는 구조물 등에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 정보의 특징에 따라 다양할 수 있는 주변 정보는 차량의 주변을 촬영한 이미지, 및 차량의 주변에 기 설정된 간격마다 객체 유무를 표시하는 복수의 포인터를 포함할 수 있다. 여기서, 포인터는 스캐너 등을 통해 사물이 존재할 수 있는 영역을 기 설정된 방식으로 표시할 수 있는 데이터일 수 있다. 자율 주행 차량은 수집되는 주변 정보를 바탕으로 위험 영역에 장애물의 존재 여부를 인지하여, 차량 주행에 방해되는 지에 대응하여 회피 경로를 설정할 수 있다.

실시예에 따라, 도시된 바와 같이, 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 주변 정보에서 차선을 검출하는 단계(4), 및 차선을 기준으로 차량의 주행 경로를 결정하는 단계(6)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 차선은 차량의 좌, 우에 위치하는 제1차선 및 제2차선을 포함하며, 주행 경로는 상기 제1차선과 상기 제2차선 사이의 중심선일 수 있다.

자율 주행 차량이 주행 중 수집할 수 있는 주변 정보를 바탕으로, 차선 및 장애물 같은 객체에 대한 정보를 수집하여 차량의 진행 경로를 결정할 수 있다. 차량의 진행 경로는 주행 중 인지되는 차선을 이용하여 차선의 중간 지점으로 결정할 수 있다. 이 경우, 자율 주행 차량은 두 차선이 설정해 놓은 차로의 가운데를 주행할 경우, 주변에 주행 중인 차량에 위협이 되지 않을 뿐만 아니라 주변 차량으로부터 주행 안전을 지킬 수 있다.

한편, 자율 주행 차량이 위험 영역에서 감지할 수 있는 객체는 차량의 주행 경로 상에 위치하는 지에 따라 차량의 주행에 어떠한 영향을 미칠지가 결정될 수 있다. 실시예에 따라, 또는 도로의 주변 상황에 따라, 객체는 차선보다 차량의 진행을 결정하는 데 우선순위를 가질 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 차량이 주행 중인 도로가 복수의 차로를 포함하는 경우, 객체를 회피하기 위해 차선을 변경할 수 있다.

도시되지 않았지만, 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 주행 경로에 차량의 폭을 더하여 위험 영역을 설정하는 단계를 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 위험 영역은 주행 경로와 맞닿는 접점을 가지는 사각형의 영역일 수 있다. 위험 영역은 실시예에 따라 차량의 주행 경로를 포함할 수 있으며, 주행 경로에서 차량의 폭만큼의 영역으로 하여 차량의 주행 중 발생할 수 있는 위험을 예측할 수 있다. 여기서 차량의 폭은 자율 주행 차량의 폭일 수 있다. 자율 주행 차량의 폭에 해당하는 위험 영역에서 객체가 발견되지 않는 경우, 차량의 주행 중 충돌 사고의 위험은 낮아질 수 있다.

판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계(14)는, 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 위치하면 기 설정된 간격마다 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하는 단계, 및 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 없으면 주행 경로를 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 기 설정된 간격은 약 1m일 수 있다. 실시예에 따라, 기 설정된 간격은 차량의 속도에 비례하여 변할 수 있다.

위험 영역에 객체의 형태와 외곽선이 존재하고, 주행 경로 상에 위치하는 경우, 자율 주행 차량은 회피 경로를 설정할 수 있다. 여기서, 회피 경로는 외곽선과 주행 경로 사이에 상기 기 설정된 간격마다 가장 가까운 지점을 기준으로 차량의 폭에 대응하여 주행 경로를 이동시킨 것일 수 있다.

도2는 차량이 주행 중 수집하는 주변 정보를 설명한다. 구체적으로, (a)는 자율 주행 차량이 수집할 수 있는 이미지를 설명하고, (b)는 자율 주행 차량이 수집할 수 있는 포인터를 설명한다.

자율 주행 차량은 생성된 경로를 따라 주행한다. 카메라 센서를 통해 검출된 차선을 이용하여 차량의 주행 경로를 생성할 경우, 센서의 검출 결과에 따라 영향을 미치게 된다. 차량의 주행 경로를 생성하기 위해, 자율 주행 차량은 네비게이션 장치 혹은 텔레매틱스 장치를 통한 정밀지도를 이용할 수 있다.

도2의 (b)에서와 같이 차량에 탑재된 여러 센서 또는 스캐너 등의 기기에서 들어오는 입력 데이터와 정밀 지도를 기반으로 차량의 정밀한 위치를 인지할 수 있다. 추정된 자량의 위치 주변의 지도 정보 중 주행 차로의 차선 정보를 획득하여 차량의 주행 경로를 생성하고 그에 따른 위험 영역(30)을 설정할 수 있다. 이후 객체 검출, 회피 판단 및 제어를 통해 차량을 자율적으로 주행시킬 수 있다.

검출된 객체의 사각형 박스(30)를 이용하여 차량의 주행 경로에 영향을 미는지 판단하여 위험 객체를 판단한다. 도2의 (b)와 같이 실제로 주행에 영향을 미치지 않지만 물체가 주행 경로 존재하는 상황이 발생 가능하다. 이러한 경우에 종래 기술의 경우에는 차로를 변경하거나 편도 1차로의 도로 위에서는 차량이 정지하여 진행을 할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도1에서 설명한 차량 자율 주행을 제어하는 방법은 객체의 형태가 박스 형태의 위험 지역에 포함되어 있는가를 판단하는 것이 아니라 객체에서 외곽선 정보를 추출하여 위험 물체를 판단하고 위험 물체가 진행 경로를 침범한 정도를 정확하게 추정하여 회피 경로를 생성함으로써, 불필요한 차량의 기동을 방지하고 정밀한 회피 경로를 생성할 수 있도록 한다.

실시예에 따라, 자율주행 시 주행 경로 위에 위험 물체의 존재 여부를 정확히 파악하고 존재 시 주행 경로에서 회피 경로를 생성하여 새로운 경로를 추종하여 주행할 수 있도록 할 수 있다.

도3a 내지 도3f는 주변 정보를 통해 위험 영역에서 객체를 인식하고 회피 경로를 설정하는 과정을 설명한다.

도3a는 카메라 센서에서 검출된 차선과 레이저 스캐너 센서에서 획득한 스캔 데이터를 나타낸 것이다.

자율 주행 차량은 차선 검출 결과를 이용하여 차량이 진행하는 차로 내 횡방향 위치를 찾을 수 있고, 도3b에서와 같이 횡방향 위치를 기반으로 두 차선이 설정하는 차로의 중앙을 주행할 수 있도록 경로를 생성할 수 있다.

도3c를 참조하면, 생성된 경로를 따라 차량의 폭만큼 영역을 확장하여 주행 시 위험 영역(30)을 설정할 수 있다. 사각형 박스의 위험 영역(30)에서 스캔 데이터를 이용하여 군집화 및 형태 추출을 통한 객체 검출 결과를 설명한다. 이렇게 검출된 객체들이 사각형 박스를 이용하여 위험 영역(30)에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

도3d는 위험 영역(30) 내 객체를 이룰 수 있는 포인트들을 이용하여 객체를 이루는 외곽선(32)을 추정할 수 있다. 외곽선을 이용하여 객체가 실제 위험 영역에 포함되는지를 결정할 수 있다.

도3e에 표현된 사각형과 같이 위험 물체로 선정된 객체(34)의 외곽선에서 위험 영역에 포함된 부분만을 이용하여 다시 형태(34)를 추정한다.

도3f는 기존 주행 경로를 이용한 1m간격의 컨트롤 포인트를 나타낸다. 객체(34)가 침범된 영역의 컨트롤 포인트들을 침범된 거리만큼 회피 방향으로 이동할 수 있다. 최종 컨트롤 포인트들을 이용하여 회피 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 회피 경로를 생성하기 위해, 컴퓨터를 이용한 설계(CAD) 분야에서 형상을 표현하는 기저함수로 가장 많이 쓰이는 B-spline 함수를 사용할 수 있다. 경로를 따라 추종 제어를 통해 차량의 기동을 제어할 수 있다.

도4는 차량 자율 주행을 제어하는 방법의 제2예를 설명한다. 구체적으로, 도4는 자율주행 시 주행 경로 내 위험 물체를 정확하게 판단하고 존재 여부에 따라 회피 경로 생성 및 제어를 나타내는 흐름도이다. 이러한 자율주행 제어는 센서 또는 스캐너 등에서 수집된 정보를 수신함으로써 알고리즘 구동이 시작될 수 있다.

도시된 바와 같이, 수집된 정보를 바탕으로 차선 검출 결과를 획득하여(40) 차로 내 횡방향 위치를 추정하고 주행 경로를 생성한다(42). 생성된 주행 경로를 기반으로 주행 시 경로 내 위험 영역을 생성한다(44).

또한, 레이저 스캐너로부터 스캔 데이터를 획득한 후(46), 획득된 스캔 데이터를 이용하여 군집화하고 형태를 추출하여 차량 주변의 객체를 인지할 수 있다(48).

센서로부터 생성된 위험 영역과 검출된 객체들을 통해 객체의 위험 여부 판단이 행해진다(50). 위험 객체가 존재하지 않을 경우, 기존 경로를 추종하여 차량의 움직임을 제어할 수 있다(58).

위험 객체가 존재할 경우(50), 객체 내 외곽선을 추출하고 외곽선을 이용하여 경로 상에 실제 위험하여 회피 또는 정지가 필요한 객체인지 판단한다(52).

회피가 필요하지 않을 경우(54), 기존 경로를 따라 추종 제어를 하거나 차량을 정지 시킨다(58).

회피가 필요할 경우(54), 회피 경로를 생성하기 위해 먼저 차량을 기준으로 전방의 주행 경로에 따라 1m간격의 컨트롤 포인트를 생성한다(56). 회피 경로 생성을 위해, 객체의 외곽선 중에서 위험 영역에 포함된 외곽선만을 이용하여 객체의 형태를 추정한다. 생성된 각 컨트롤 포인트 구간에 포함된 객체 박스만큼 컨트롤 포인트들을 회피방향으로 이동한다. 기존 컨트롤 포인트와 이동된 컨트롤 포인트들을 B-spline 함수를 이용하여 회피 경로를 생성한다.

생성된 회피 경로를 따라 경로를 추종하는 제어를 통해 차량을 제어할 수 있다(58).

도5는 차량 자율 주행을 제어하는 장치를 설명한다.

도시된 바와 같이, 차량 자율 주행을 제어하는 장치(20)는 차선 검출 결과를 이용하여 자차의 차로 내 횡방향 위치를 찾고 검출된 차선을 이용하여 주행 경로를 생성하고, 생성된 경로를 따라 영역을 확장하여 주행 시 위험 영역을 생성할 수 있는 경로 생성부(24)를 포함할 수 있다.

차량 자율 주행을 제어하는 장치(20) 내 객체 검출부(22)는 센서의 스캔 데이터를 이용하여 군집화 및 형태 추출을 통해 객체를 검출할 수 있다.

회피 판단부(26)는 경로 생성부(24)에서 구축된 경로와 그 경로를 따라 생성된 위험 영역 내에 객체가 존재하는지 검출할 수 있다. 그리고 회피 판단부(26)는 객체가 실제로 영역 위에 존재하는지 파악하여 회피 필요여부를 판단하고 회피 경로를 생성할 수 있다.

제어부(28)는 최종적으로 결정된 경로를 따라 추종 제어를 하거나 장애물이 있을 경우 제동하여 차량을 정지할 수 있다.

실시예에 따라, 차량 자율 주행을 제어하는 장치(20)는 차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 정보 수집 장치(18)와 연동할 수 있다. 주변 정보는 차량의 주변을 촬영한 이미지, 및 차량의 주변에 기 설정된 간격마다 객체 유무를 표시하는 복수의 포인터를 포함할 수 있다.

차량 자율 주행을 제어하는 장치(20)는 정부 수집 장치(18)로부터 전달되는 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하고, 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 객체 검출부(22), 및 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 회피 판단부(26)를 포함할 수 있다.

또한, 차량 자율 주행을 제어하는 장치(20)는 주변 정보에서 차선을 검출하고 차선을 기준으로 차량의 주행 경로를 결정하는 경로 생성부(24)를 더 포함할 수 있다. 경로 생성부(24)가 인지하는 차선은 차량의 좌, 우에 위치하는 제1차선 및 제2차선을 포함할 수 있고, 주행 경로는 제1차선과 제2차선 사이의 중심선일 수 있다.

한편, 실시예에 따라, 객체 검출부(22)가 인지하는 객체는 차선보다 차량의 진행을 결정하는 데 우선순위를 가질 수 있다.

경로 생성부(24)는 주행 경로에 차량의 폭을 더하여 위험 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 위험 영역은 주행 경로와 맞닿는 접점을 가지는 사각형의 영역일 수 있다.

한편, 회피 판단부(26)는 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 위치하면, 기 설정된 간격마다 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하고, 형태와 외곽선이 주행 경로 상에 없으면, 주행 경로를 유지할 수 있다.

예를 들어, 회피 경로를 설정하기 위한 기 설정된 간격은 1m일 수 있다. 실시예에 따라, 기 설정된 간격은 차량의 속도에 비례하여 변할 수 있다.

회피 판단부(26)에서 결정하는 회피 경로는 외곽선과 주행 경로 사이에 기 설정된 간격마다 가장 가까운 지점을 기준으로 차량의 폭에 대응하여 주행 경로를 이동시킨 것일 수 있다.

도6은 차량 자율 주행을 제어하는 장치의 판단을 설명한다. 구체적으로, 도6의 (a)는 좌회전을 하는 차량의 주행 경로에서 외측에 있는 위험 영역(62)을 설명하고, 도6의 (b)는 좌회전을 하는 차량의 주행 경로에서 외측에 있는 위험 영역(64)을 설명한다.

도시된 바와 같이, 주행 경로에 따라 생성된 위험 영역과 객체의 검출 결과를 이용하여 위험 객체 여부를 판단할 수 있다. 위험 객체가 (a), (b)와 같은 형태로 존재할 경우, 종래 기술의 경우, 실제로는 주행에 영향을 미치지 않지만 객체로부터 추정된 사각형 박스가 주행 경로 상의 위험 영역에 존재하는 것과 같이 검출되기 때문에 차량의 거동에 영향을 줄 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량은 이러한 경우에 발생하는 문제를 해결하기 위해 객체의 외곽선을 추출하고 외곽선 정보를 이용하여 실제 위험 영역에 객체가 존재하는지 여부를 정밀하게 판단함으로써 (a), (b)와 같은 상황에서도 주행이 가능해진다.

회피 여부를 판단하여 차로 내 회피를 하거나 차로 변경을 진행하게 된다. 도6의 (a)와 같이 차로 내 회피가 요구되는 상황에서 기존의 방법의 경우에는 차로 내 회피가 아닌 차로 변경으로 판단하여 옆 차로로 이동하여 주행이 필요하지만 본 발명의 실시예에서는 회피가 필요한 영역을 정확하게 파악하여 도6의 (a)와 같은 상황에서 차로 내 회피로의 판단이 가능하다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 차량은 불필요한 기동을 줄일 수 있다.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함된다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

20: 차량 자율 주행 제어 장치 18: 정보 수집 장치
22: 객체 검출부 24: 경로 생성부
26: 회피 판단부 28: 제어부

Claims

차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 단계;
상기 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하는 단계;
군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 단계;
상기 형태와 상기 외곽선이 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하는 단계; 및
판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계
를 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 주변 정보에서 차선을 검출하는 단계; 및
상기 차선을 기준으로 상기 차량의 주행 경로를 결정하는 단계
를 더 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 차선은 상기 차량의 좌, 우에 위치하는 제1차선 및 제2차선을 포함하며, 상기 주행 경로는 상기 제1차선과 상기 제2차선 사이의 중심선인, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 객체는 상기 차선보다 상기 차량의 진행을 결정하는 데 우선순위를 가지는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 주행 경로에 상기 차량의 폭을 더하여 상기 위험 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 위험 영역은 상기 주행 경로와 맞닿는 접점을 가지는 사각형의 영역인, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 단계는
상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하면, 기 설정된 간격마다 상기 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하는 단계; 및
상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 없으면, 상기 주행 경로를 유지하는 단계
를 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 기 설정된 간격은 1m인, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 기 설정된 간격은 상기 차량의 속도에 비례하여 변하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 회피 경로는 상기 외곽선과 상기 주행 경로 사이에 상기 기 설정된 간격마다 가장 가까운 지점을 기준으로 상기 차량의 폭에 대응하여 상기 주행 경로를 이동시킨 것인, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 주변 정보는
상기 차량의 주변을 촬영한 이미지; 및
상기 차량의 주변에 기 설정된 간격마다 객체 유무를 표시하는 복수의 포인터를 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 방법.
차량에 탑재된 센서 또는 스캐너를 통해 주변 정보를 수집하는 정보 수집 장치;
상기 주변 정보에서 위험 영역 내 데이터를 군집하고, 군집된 데이터를 바탕으로 객체의 형태와 외곽선을 추출하는 객체 검출부; 및
상기 형태와 상기 외곽선이 주행 경로 상에 위치하는 지 판단하고, 판단 결과에 대응하여 회피 경로를 설정하는 회피 판단부
를 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제12항에 있어서,
상기 주변 정보에서 차선을 검출하고, 상기 차선을 기준으로 상기 차량의 주행 경로를 결정하는 경로 생성부
를 더 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 차선은 상기 차량의 좌, 우에 위치하는 제1차선 및 제2차선을 포함하며, 상기 주행 경로는 상기 제1차선과 상기 제2차선 사이의 중심선인, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 객체는 상기 차선보다 상기 차량의 진행을 결정하는 데 우선순위를 가지는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 경로 생성부는 상기 주행 경로에 상기 차량의 폭을 더하여 상기 위험 영역을 설정하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 위험 영역은 상기 주행 경로와 맞닿는 접점을 가지는 사각형의 영역인, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제12항에 있어서,
상기 회피 판단부는
상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 위치하면, 기 설정된 간격마다 상기 외곽선에 대응하는 회피 경로를 설정하고,
상기 형태와 상기 외곽선이 상기 주행 경로 상에 없으면, 상기 주행 경로를 유지하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제18항에 있어서,
상기 기 설정된 간격은 1m인, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제18항에 있어서,
상기 기 설정된 간격은 상기 차량의 속도에 비례하여 변하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제18항에 있어서,
상기 회피 경로는 상기 외곽선과 상기 주행 경로 사이에 상기 기 설정된 간격마다 가장 가까운 지점을 기준으로 상기 차량의 폭에 대응하여 상기 주행 경로를 이동시킨 것인, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.
제12항에 있어서,
상기 주변 정보는
상기 차량의 주변을 촬영한 이미지; 및
상기 차량의 주변에 기 설정된 간격마다 객체 유무를 표시하는 복수의 포인터를 포함하는, 차량 자율 주행을 제어하는 장치.