KR102483716B1 - 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 제공하며, 본 방법은 소정의 지역에 대한 도로명, 도로 구간, 도로의 속성, 건물의 위치, 차선, 교통 신호 및 장애물에 대한 정보를 포함하는 기 설정된 지역 정보를 획득하는 단계, 지역 정보를 이용하여 기 주행된 주행 경험값을 획득하고, 주행 경험값으로부터 도로의 속성에 대응하는 타겟 속도를 설정하는 단계, 차량의 현재 위치에서의 지역 정보 및 타겟 속도에 기초하여, 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하는 단계 및 주행 상태 및 주행 속도에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하는 단계를 제공할 수 있다.

Description

사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A VEHICLE’S DRIVING OPERATION USING ADVANCE INFORMATION}
일 개시에 의하여 사전 정보를 활용하여 차량의 주행을 제어하는 방법 및 장치를 개시하며, 특히, 도로의 속성에 따라 기 결정된 타겟 속도를 이용하여 빠르고 안정적인 자율 주행을 수행하는 특징에 관한 것이다.
자율 주행 차량(autonomous driving vehicles)이란 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 인식된 주변 환경에 따라 스스로 주어진 목적지까지 자동으로 주행하는 차량을 말한다.
종래의 자율 주행 차량에서 사용하는 자율 주행 기술에서는, 주어진 지도 상에서 목적지까지의 최적 경로인 전역 경로(위치 정보로 구성된 궤적)를 도출하고, 도출한 전역 경로를 따라 운행되도록 차량의 주행을 제어한다.
또한, 종래의 자율 주행 기술에서 전역 경로를 추종하는 방법의 경우 차량 주행 중 전역 경로를 수정해야 하는 상황이 발생하는 경우, 전역 경로를 수정하는 데 많은 처리 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한 차선 변경, 합류, 분기와 같은 주행 행동을 수행하기 어려운 구조로 되어 있는 문제점이 있다.
또한 차량의 자율주행시스템의 경우 차량에 구비된 내비게이션과 달리 차선 레벨의 상세한 맵(map)을 필요로 하는데, 이러한 맵은 구축 비용이 많이 소요되며, 상세한 맵을 가지고 기존 차량의 내비게이션 알고리즘을 적용할 경우 초기 경로의 계산 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
또한, 도로 상황에 의해 자율주행시스템이 계획된 경로를 추종하지 못할 때 경로의 재계산이 늦어지게 되면, 차량이 정지하거나 계획되지 않은 도로로 이동하게 되어 위험한 상황이 발생할 수 있다
또한, 주행 중 장애물이 발생한 경우에 있어서, 기존의 센서 감지를 통한 장애물 감지 및 회피를 위한 주행 제어 방법은 장애물의 특성을 명확하게 파악하지 못하였으며, 실시간 센싱결과를 반영하기 위한 딜레이가 발생하여 깔끔한 주행이 어려웠다.
(선행문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제 10-2018-0094823 호 (2018년 8월 24일 공개) (선행문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제 10-1695557 호 (2017년 1월 5일 공고)
일 실시예는, 도로 속성 정보, 사용자 경험 정보 등이 반영된 기 설정된 지역 정보를 이용하여, 빠른 시간 내에 최선의 경로를 도출해 내는 차량의 자율 주행 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
제 1 실시예에 의하여, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 제공하며, 본 방법은 소정의 지역에 대한 도로명, 도로 구간, 도로의 속성, 건물의 위치, 차선, 교통 신호 및 장애물에 대한 정보를 포함하는 기 설정된 지역 정보를 획득하는 단계, 지역 정보를 이용하여 기 주행된 주행 경험값을 획득하고, 주행 경험값으로부터 도로의 속성에 대응하는 타겟 속도를 설정하는 단계, 차량의 현재 위치에서의 지역 정보 및 타겟 속도에 기초하여, 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하는 단계 및 차량의 주행 상태와 주행 속도에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하는 단계를 제공할 수 있다.
제 2 실시예에 의하여 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 장치를 제공하며, 본 장치는 프로세서 및 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 프로세서는 명령어들을 실행함으로써, 소정의 지역에 대한 도로명, 도로 구간, 도로의 속성, 건물의 위치, 차선, 교통 신호 및 장애물에 대한 정보를 포함하는 기 설정된 지역 정보를 획득하고, 지역 정보를 이용하여 기 주행된 주행 경험값을 획득하고, 주행 경험값으로부터 도로의 속성에 대응하는 타겟 속도를 설정하고, 차량의 현재 위치에서의 지역 정보 및 타겟 속도에 기초하여, 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하고, 차량의 주행 상태와 주행 속도에 대응하는 주행 제어 명령을 생성하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어할 수 있다.
제 3 실시예에 의하여 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 실행하기 위하여 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장매체를 제공할 수 있다.
일 개시에 의하여 차선 정보, 도로 속성 정보, 제한 속도 정보 등의 사전 정보를 이용하여 경로를 생성함으로써 빠른 시간 내에 다양한 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 사용자의 승차감 정보 등과 같은 사용자 경험을 반영하여 최적의 속도로 주행할 수 있어 사용자의 만족감을 높일 수 있다.
또한, 출발 위치와 목표 위치를 노드들을 통해 연결하여 적어도 하나의 주행 경로를 미리 생성하고, 장애물 정보, 도로 교통 정보 등을 반영하여 최선의 주행 경로를 선택함으로써 주행 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 개시에 의하여 사전 정보를 이용하여 주행을 제어하는 구체적일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 개시에 의한 차량의 주행 상태를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 개시에 의한 차선을 그리드로 분할하여 차량의 주행 경로를 생성하는 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 개시에 의한 교통 신호 정보를 이용한 차량의 자율 주행을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
이하에서, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 장치(100)는 차량 주행 제어 장치(100)로 축약하여 쓰도록 한다.
이하에서, 사용자는 차량 주행 제어 장치(100)를 사용하는 사람을 의미하며, 개발자, 차량의 운전자, 동승자 및 소유자 등을 포함할 수 있으며, 차량 주행 제어 장치를 직접적, 간접적으로 이용하는 모든 사람을 포함할 수 있다.
도 1은 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 차량(1000)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량(1000)의 일부로서 포함될 수 있으며, 차량(1000)과 독립적인 구성으로서 장착될 수 있다. 또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량(1000)에 포함된 부품들을 이용하여 동작할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 차량(1000)에 설치된 카메라, 구동 장치, 조향 장치, 센서부 등과 통신함으로써 자율 주행에 필요한 정보들을 획득하거나, 자율 주행에 필요한 차량의 부품들을 제어할 수 있다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 사전에 수집된 정보를 적극적으로 활용하여 이미 잘 알려진 장소에서 자율 주행을 효율적으로 수행하는 방법을 제공할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 도로에 포함된 정보들, 특히 도로 속성에 관련된 사전 정보들을 이용하여 차량의 자율 주행을 수행할 수 있다. 따라서, 센서에 의한 장애물 판단, 실시간 판단에 따른 도로 속성의 판단을 수행하느라 걸리는 시간을 절약하면서 효율적인 자율 주행을 수행할 수 있다.
일 개시에 의하여 도로 속성은 도로의 차선 개수, 정지선, 횡단 보도, 제한속도, 교차로, 유턴, 도로 진출/진입 지점, 도로 합류 지점, 도로 분기 지점, 건물 진입로, 방지턱 및 보호구역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1에서 보여지는 도로 속성은 i)2차선 도로가 1차선으로 좁아지는 구간(1001)과, ii)1차선에 과속 방지턱이 설치된 도로이다.
따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 2차선에서 주행 중인 차량(1000)에 포함될 수 있다. 일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 2차선 도로가 1차선으로 좁혀지는 구간(1001)을 사전 지도 정보(또는 기 설정된 지역 정보)를 통해 획득할 수 있다. 따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량(1000)을 1차선으로 이동시키는 방향으로 차량을 제어할 수 있다. 즉, 차량 주행 제어 장치(100)는 차선이 좁아지는 도로(1001)의 위치를 이미 알고 있기 때문에, 차량(1000)의 현재 위치에 대한 정보를 획득하고, 그에 따라 좁아지는 도로(1001)가 나타나기 전에 차량이 차선 변경을 하도록 제어할 수 있다. 즉, 차량(1000)이 도로의 속성을 판단하는 시간을 절약할 수 있으며, 정확한 판단을 할지에 대한 신뢰도의 문제를 해결할 수 있다.
다음으로, 차량 주행 제어 장치(100)는 1차선 도로를 따라 주행하다가, 방지턱(1002)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 차량 주행 제어 장치(100)는 사전 학습된 주행 정보를 이용하여 방지턱(1002)의 위치를 알 수 있으다. 또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 사전 학습을 통해 방지턱(1002)을 지나갈 때의 승차감에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 승차감의 정보는 방지턱(1002)을 서로 다른 속도로 각각 지나갈때의 사용자의 승차감 정보 또는 진동 데이터를 분석함으로써 결정된 최적의 승차감 상태를 나타낸다. 예를 들어, 최단시간으로 방지턱(1002)을 넘어가기 위하여는 도로에서 허용된 제한 속도에 가깝게 주행할 수록 좋지만, 운전자의 승차감을 위하여는 제한 속도 보다 낮게, 또는 잠시 정지한 후 주행하는 것이 좋을 수 있다. 즉, 차량 주행 제어 장치(100)는 이러한 사용자의 주행 경험값을 반영하여 도로 속성별로 맞춤형 자율 주행 방법을 제공할 수 있다.
더 구체적으로, 개시된 실시 예에 따라 기 설정되는 지역 정보에는 일반적인 도로 정보뿐 아니라, 이러한 도로 정보들이 주행에 미치는 영향과, 이에 대응하기 위한 이상적인 행동에 대한 분석 및 평가가 미리 수행되고, 그 결과가 지도 정보와 함께 저장 및 활용되는 것을 특징으로 한다. 이러한 분석 및 평가는 필요한 경우 전문가 혹은 사회적 합의에 기반하여 수행되기도 하며, 이는 특정한 형태에 제한되지 않는다.
예를 들어, 지역 정보는 각 지점에서 최적의 속도를 의미하는 타겟 속도를 포함하며, 그뿐 아니라 차량이 실제로 지나갈 바람직한 경로에 대한 정보가 지역 정보에 포함될 수 있다.
예를 들어, 보통은 차선의 중심을 주행하는 것이 바람직하겠지만 항상 그러한 것은 아니며, 교차로에서의 회전시와 같이 직접적으로 차선이 도로에 표시되지 않은 경우에도 이러한 정보를 활용하여 차량이 주행할 바람직한 경로를 결정할 수 있다.
또한, 각 위치에서 차량의 주행상태에 따른 방향 지시등 점멸 여부, 바람직한 차선 변경 경로, 신호등 관련 정보, 차량의 위치, 방향 및 속도에 따른 주행상의 적절성(또는 주행상태에 대한 점수) 정보 등이 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 역주행, 횡단보도 및 교차로 위에서의 정지상태 등은 바람직하지 않으며, 이러한 정보가 지역 정보에 지도 정보와 함께 미리 저장될 수 있다.
또한, 지역 정보에는 각 위치에서의 보행자 존재 확률 정보가 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 차량이 고속도로를 주행하는 경우, 고속도로에는 보행자가 존재할 확률은 매우 낮으므로, 그 확률을 미리 알고 있으면 오인식(Flse Positive와 False Negative)을 낮출 수 있다.
또한, 지역 정보에는 각 위치에서의 동물 존재 확률 정보가 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 동물 출현이 높은 곳과 낮은 곳의 확률 정보를 실제 데이터를 통해 확보하고 미리 저장하고 활용할 수 있다 구체적으로, 도심에서는 동물이 출현할 확률이 낮을 것이고, 산길에서는 동물이 출현할 확률이 높을 것이다.
이와 같이, 이외에도 경운기, 트럭, 오토바이, 자전거 등이 각 위치에서 존재할 확률에 대한 정보를 미리 계산하여 저장해 둠으로써, 각각의 객체가 인식되는 경우 기 저장된 존재확률에 기반하여 인식 결과를 보정, 오인식을 방지할 수 있다.
또한, 지역 정보에는 지역에 따른 퓨전 관련 사전 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 자율주행 차량은 여러 센서들(영상, LiDAR, Radar, GNSS 등)들을 퓨전하여 함께 사용한다.
이 때 어떤 방식으로 하나 이상의 센서를 퓨전을 하는 것이 좋은지는 실제 지역의 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 퓨전 방식이라고 하면, 가장 간단하게 표현하면 서로 다른 정보를 줄 때 어느 센서 정보에게 가중치를 두고 더 믿어야 하는지 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
서로 다른 센서의 신뢰도는 지역 특성에 따라 바뀌는 경우가 많다. 예를 들면, GNSS는 고층 건물이 없는 고속도로 등에서 좋고, 고층 건물이 많은 시내에서는 성능이 떨어진다. 다른 예로, 가드레일이 있으면 레이더의 성능이 떨어진다. 또한, 밤에 공사현장 등에서 운전자의 시인성을 높이기 위해 길에 따라 설치해두는 점멸하는 지시선 등이 존재하는 경우 라이더의 성능이 떨어진다.
상기한 예들은 실제 그 지역을 주행하면서 확보하는 정보들이고, 이를 사전 정보로 저장해두고 각 위치에서 이용할 센서의 종류 및 그 퓨전방식을 결정하는 경우, 자율주행의 성능을 더욱 높일 수 있다.
상기한 실시 예에서, 컴퓨터는 소정의 지역의 도로에 대한 테스트 주행을 통해 상기 지역 정보를 구성하는 정보를 수집할 수 있다. 또한, 컴퓨터는 상기 수집된 정보에 기반하여 상기 지역 정보를 생성 및 저장할 수 있다.
일 실시 예에서, 컴퓨터는 수집된 정보와, 테스트 주행을 수행한 차량에 대한 정보를 함께 고려하여 지역 정보를 생성 및 저장할 수 있다. 또한, 컴퓨터는 차종별로 테스트 주행을 수행한 정보를 수집하여 지역 정보를 생성할 수도 있고, 테스트 주행을 수행한 차량의 스펙 정보에 기반하여 다른 차종의 스펙과의 차이를 고려하여 차종별로 지역 정보를 새롭게 생성하거나 조정할 수 있다.
일 실시 예에서, 컴퓨터는 테스트 주행을 수행하면서 상기 소정의 지역의 도로 및 교통 시설물에 대한 정보를 수집하고, 상기 소정의 지역의 장애물에 대한 정보를 수집하며, 상기 소정의 지역의 유동 객체에 대한 정보를 수집할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
개시된 실시 예에서, 교통 시설물은 횡단보도, 방지턱, 신호등, 표지판 등 다양한 시설물들을 포함할 수 있으며, 유동 객체는 보행자나 다른 차량 등 유동성 객체를 포괄하는 의미로 이해될 수 있다.
이외에도, 컴퓨터는 테스트 주행을 통해 개시된 실시 예에 따라 자율주행을 보조하는 모든 종류의 지역정보 및 이를 구성하는 정보들을 수집할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
일 개시에 의하여 블록 201에서 차량 주행 제어 장치(100)는 소정의 지역에 대한 도로명, 도로 구간, 도로의 속성, 건물의 위치, 차선, 교통 신호 및 장애물에 대한 정보를 포함하는 지도 정보를 획득할 수 있다.
또한, 지도 정보는 도로의 포장 상태, 스쿨존(school zone), 공사장(construction site), 장애물(barrier), 주차장(parking), 갈림길(split road), 회전교차로, 교차로, 승객(passenger), 횡단보도(crosswalk) 등의 위치 및 크기 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 외부 서버로부터 지도 정보를 수신하거나, 차량에 저장된 지도 정보를 수신하거나, 다른 사용자 단말로부터 지도 정보를 수신할 수 있다. 또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 지도 정보를 통해 주행한 경로를 이용하여 지도 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 소정의 네트워크를 통하여 차량에 설치된 카메라와 통신함으로써, 주행 영상을 수신할 수 있다. 예를 들어, 주행 영상은 차량의 블랙박스(blackbox) 영상일 수 있고, 또는 차량의 스테레오 카메라로부터 수신한 영상일 수 있다. 일 실시예에서, 차량 주행 제어 장치(100)는 카메라를 구비하여, 차량 주행 제어 장치(100)에 포함된 카메라로부터 주행 영상을 획득할 수도 있다. 또한, 차량에 설치된 카메라는 차량의 전방, 측면, 후방에 설치된 카메라일 수 있으며, 차량의 어느 곳이든 설치될 수 있음은 자명하다.
주행 영상은 일련의 정지 영상(still image)들로 구성될 수 있다. 정지 영상들 각각은 픽처(picture) 또는 프레임(frame)을 의미할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 주행 중 획득한 주행 영상으로부터 객체를 인식할 수 있다. 차량 주행 제어 장치(100)는 영상의 프레임으로부터 객체의 특성을 인식할 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체가 사람인지, 사물인지를 판단할 수 있으며, 객체가 이동 중인지, 고정된 상태 인지 판단할 수 있으며, 객체가 사람인 경우 성별, 나이, 장애여부, 이동 속도 및 이동 방향 등을 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 주행 제어 장치(100)는 주행 영상에 포함된 하나의 프레임으로부터 하나 이상의 객체를 검출할 수 있다. 하나의 프레임으로부터 검출된 하나 이상의 객체는, 동일한 주행 영상에 포함된 다른 프레임에서도 검출될 수 있다. 또는, 하나의 프레임으로부터 검출된 하나 이상의 객체는, 동일한 주행 영상에 포함된 다른 프레임에서는 검출되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 1 프레임에서는 차도, 인도, 제 1 자동차, 제 2 자동차, 제 3 자동차, 교통 표지판이 검출되었는데, 제 1 프레임과 동일한 비디오 시퀀스 내의 제 2 프레임에서는 차도, 인도, 제 1 자동차, 제 3 자동차만이 검출되고, 제 2 자동차 및 교통 표지판이 검출되지 않을 수 있다. 또한, 제 2 프레임에서는 제 1 프레임에서 검출되지 않았던 오토바이가 검출될 수 있다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체의 좌표 정보를 이용하여 객체의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제 1 프레임에서의 제 1 자동차의 좌표 정보로부터 제 1 자동차가 프레임 상에서 어느 위치에 있는지 인식할 수 있다. 또한, 제 1 프레임에서의 제 1 자동차의 위치 및 제 3 자동차의 위치를 이용하여 제 1 자동차와 제 3 자동차의 간격을 인식할 수 있다. 또한, 제 3 프레임에서의 제 1 자동차의 위치 및 제 3 자동차의 위치를 이용하여 제 3 프레임에서 제 1 자동차와 제 3 자동차 사이의 간격의 변화량을 인식할 수 있다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체의 종류를 결정하고, 객체가 인식된 위치에서 객체의 종류가 가질 수 있는 크기 정보에 기초하여, 객체가 노이즈인지 여부를 결정할 수 있다. 일 개시에 의하여, 객체의 종류가 가질 수 있는 크기 정보는 객체의 종류에 따라 미리 결정된 형태에 기반하여 설정된 크기 정보를 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체의 종류(type)를 판단할 수 있다. 예를 들어, 객체의 종류는, 차도(road), 인도(sidewalk), 빌딩(building), 벽(wall), 울타리(fence), 기둥(pole), 신호등(traffic light), 교통 표지판(traffic sign), 식물(vegetation), 지형(terrain), 하늘(sky), 사람(person), 운전자(rider), 자동차(car), 트럭(truck), 버스(bus), 기차(train), 오토바이(motorcycle), 및 자전거(bicycle) 등일 수 있다.
예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 하나의 프레임으로부터 복수의 객체들을 검출하고, 복수의 객체들 각각의 종류가 무엇인지 판단할 수 있다. 또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 복수의 객체들 중 일부의 종류가 동일하더라도, 동일한 종류의 객체들을 구별할 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임에서 3개의 자동차가 검출되었다면, 차량 주행 제어 장치(100)는 3개의 자동차를 각각 제 1 자동차, 제 2 자동차, 및 제 3 자동차로 구별할 수 있다.
일 실시예에서, 차량 주행 제어 장치(100)는 하나의 프레임에 대해 객체가 프레임 내에서 어떤 위치에 위치하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 다른 프레임에 대해 객체가 프레임 내에서 어떤 위치에 위치하는지를 판단할 수 있다. 또한, 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 하나의 프레임에 대해 복수의 객체들이 각각 프레임 내에서 어떤 위치들에 위치하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 다른 프레임에 대해 복수의 객체들이 각각 프레임 내에서 어떤 위치들에 위치하는지를 판단할 수 있다. 따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 복수의 프레임들 각각에 대해 복수의 객체들이 각각 프레임 내에서 어떤 좌표들에 위치하는지를 판단할 수 있다. 일 개시에 의하여 좌표는 (x,y)좌표를 의미하며, 객체의 위치값은 행렬값으로 출력될 수 있다.
일 실시예에서, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체의 위치들을 픽셀(pixel) 단위로 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 프레임을 구성하는 픽셀들 중에서, 객체를 나타내는 픽셀들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임이 복수의 객체들을 포함하는 경우, 차량 주행 제어 장치(100)는 복수의 객체들 각각을 나타내는 픽셀들이 무엇인지 결정할 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)가 객체의 위치 정보들을 바운딩 박스(bounding box)가 아닌 픽셀 단위로 정교하게 획득하는 방식은 정확한 인지기능을 필요로 하는 기술 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)는 객체의 위치 정보들을 픽셀 단위로 획득함으로써, 객체의 시계열적 위치 변화를 분석하여, 빠르고 정확한 인지기능이 요구되는 자율주행 기술에 이용할 수 있다.
일 개시에 의하여 블록 202에서 차량 주행 제어 장치(100)는 지도 정보를 이용하여 기 주행된 주행 경험값을 획득하고, 주행 경험값으로부터 도로의 속성에 대응하는 타겟 속도를 설정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 도로의 속성은 도로의 차선 개수, 정지선, 횡단 보도, 제한속도, 교차로, 유턴, 도로 진출/진입 지점, 도로 합류 지점, 도로 분기 지점, 건물 진입로, 방지턱 및 보호구역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 개시에 의한 주행 경험값은 차량 주행 제어 장치(100)가 포함된 차량을 이용하여 소정의 지역을 주행하면서 획득한 사용자 경험값 또는 차량 주행 제어 장치(100)가 획득한 경험값일 수 있다. 예를 들어, 주행 경험값은 같은 지역을 다른 속도로 복수번 운행하면서 획득한 주행 승차감, 주행 시간, 주행 효율성 등에 대한 정보를 포함할 수 있다,
일 개시에 의하여 주행 경험값은 운전자의 성향, 나이, 성별, 직업 등에 따라 달라질 수 있는 바, 차량 주행 제어 장치(100)는 다양한 운전자의 성향을 반영한 주행 경험값을 획득할 수 있고, 나아가 학습할 수 있다.
타겟 속도는 소정의 지역의 도로를 주행하면서 도로의 속성에 따라 차량의 속도를 단계별로 조정하여 획득한 안전주행 정보 및 운전자의 승차감 정보를 이용하여 결정된 최적의 속도일 수 있다. 타겟 속도는 도로의 속성에 따라 개별적으로 결정될 수 있으며, 운전을 지속한 시간, 사용자의 개인 속성, 차량의 물리적 속성 등에 의하여 변경될 수 있으나, 변경 범위는 기 정해진 타겟 속도의 범위로 제한된다.
예를 들어, 타겟 속도는 소정의 지역의 도로를 주행하면서 발생하는 이벤트들(예를 들어, 사고위험 등)에 대한 정보를 수집하고, 이에 기반하여 획득되는 안전주행 정보에 기반하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정 지역의 경우 제한속도보다 느리게 주행하는 것이 안전주행을 위해 더 바람직한 것으로 판단되면, 타겟 속도는 더 느리게 설정될 수 있다.
예를 들어, 타겟 속도는 소정의 지역의 도로를 주행하면서 도로의 속성에 따라 차량의 속도를 조정하여 진동 데이터를 센싱하고, 진동 데이터와 운전자의 승차감의 상관관계를 분석하여 도로의 속성에 대응되는 최적의 속도를 결정한 것일 수 있다.
일 개시에 의하여, 진동은 소음과 같이 모든 주파수 대역에서 동일한 세기를 갖더라도 그것을 인식하는 운전자 또는 동승자는 주파수 대역에 따라 서로 다른 강도로 인식하기 때문에 차량에서 승차감을 분석할 경우 측정된 물리적인 진동의 세기보다도 운전자 또는 동승자가 직접 느낄 수 있는 주파수에 따라 환산된 진동의 세기가 더욱 중요하다. 따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 센싱한 데이터를 기초로 운전자의 반응을 체크하거나, 기 등록된 정보에 따라 운전자에게 안정감을 주는 진동 주파수가 출력되는 속도를 결정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 SPN(Standard Path Network)에 의하여 차량의 운행을 제어할 수 있다. SPN은 도로에 다른 차량 및 사람이 없는 경우에서의 이상적인 주행 방법을 미리 결정하여 둔 것으로서, 주행 경로, 주행 속도, 차선, 차선 변경 여부, 상황에 따른 깜박이 점멸 등에 대한 상세 정보들을 결정해둔 것이다.
SPN에서 결정하는 타겟 속도는 도로의 속성에 따라 가장 안정적이고, 효율적인 주행 속도로서, 사전에 획득한 지역의 도로를 복수번 주행함으로써 결정된 정보일 수 있으며, 지도 정보가 업데이트 됨에 따라 타겟 속도도 업데이트 될 수 있음은 자명하다. 또한, 타겟 속도는 운전자의 속성 및 차량의 속성에 따라 달라질 수 있다. 또한, 타겟 속도는 현재 속도가 아닌 주행을 위한 최적의 속도를 정하기 위한 기준으로서의 속도이다.
일 개시에 의하여 블록 203에서 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 현재 위치에서의 지도 정보 및 타겟 속도에 기초하여 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 목적지가 설정되지 않은 경우에도 사전 학습된 지도 정보를 이용하여 차량의 주행 방향 및 주행 속도를 정할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 목적지에 대한 정보를 입력받지 못하는 경우에 차량의 자율 주행에 오류가 발생할 수 있다. 이때, 본원발명에서는 도로 속성에 따라 디폴트로 설정된 차량의 주행 상태를 기초로, 도로 속성에 따라 설정된 타겟 속도를 이용하여 차량의 자율 주행이 연속적으로 이어지도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 목적지 정보가 없는 차량의 현재 위치가 A 도로이고, A도로의 디폴트 주행 상태, 즉 기본 주행 상태가 직진인 경우, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량을 직진 상태로 제어할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량의 주행 상태는 SPN 주행 방법에서 결정하는 것으로서 차량의 주행 상태는 메인 주행 상태(main)와 차선 변경 주행 상태(lane change)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 메인 주행 상태는 특별한 주행 명령이 없더라도 차량이 주행가능한 디폴트를 설정하기 위한 것이다. 여기서 디폴트 값은 기본 주행 상태로서 도로 속성에 따라 각각 설정될 수 있다. 예를 들어, 교차로에서의 기본 주행 상태와, 직진 도로에서의 기본 주행 상태는 다르게 설정될 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)가 목적지를 입력받지 못하거나, 시스템 오류로 인한 시간적 공백이 생기거나, 주행 제어 명령을 생성하는 과정에서 시간적 공백이 생기는 경우, 차량의 주행 상태는 디폴트 값인, 기본 주행 상태로 결정될 수 있다.
예를 들어, A위치의 직좌 차선에서 기본 주행 상태가 좌회전인 경우, 기본 주행 상태는 좌회전 주행이며, 차량 주행 제어 장치(100)이 다른 제어 명령을 수신하지 못하거나, 목적지가 없는 경우 A위치의 직좌 차선에서는 차량이 좌회전하도록 제어한다.
주행 경로에 포함된 직진 차선의 경우 직진 주행이 기본 주행 상태가 되며, 직좌 차선 및 직우 차선의 경우 둘 중 하나가 기본 주행 상태가 될 수 있다. 따라서, 특별한 지시, 새로운 장애물, 추가된 제어 명령이 없는 경우 차량은 원래 설정된 기본 주행 상태로 주행하게 된다. 즉, 지도 정보에 따라 지역에 위치한 차선들의 정보는 이미 저장되어 있는 바, 차량 주행 제어 장치(100)는 별도의 지시가 없어도 기본 주행 상태 값에 기반하여 주행한다.
일 개시에 의하여 블록 204에서 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 주행 경로에 대응하는 주행 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 생성된 주행 제어 명령을 차량의 조향부, 구동부, 제어부 등으로 전달함으로써, 차량의 주행을 제어할 수 있다.
도 3은 일 개시에 의하여 사전 정보를 이용하여 주행을 제어하는 구체적일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 사전 학습된 도로 정보에 기초하여 주행 경로를 생성할 수 있으며 주행 경로에는 도로의 속성을 반영한 주행 상태 및 주행 속도가 설정되어 있을 수 있다.
일 개시에 의하여 도 3에서는 차량 주행 제어 장치(100)가 차량의 주행 경로를 따라 이동시키는 실시예를 개시하고 있으며, 여기서 도로의 속성은 5거리 교차로이다.
따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 5 거리 교차로 중 직진 방향으로 인정되는 제 1 도로(301)이용하는 경우, 제 1 도로(301) 방향을 향해 주행할 것이며, 교차로에서 다른 차량과의 혼잡을 방지하기 위한 적정한 주행 속도를 설정할 것이며, 나아가 방향 지시등을 점멸할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 5 거리 교차로 중 좌측 방향으로 인증되는 제 2 도로(302)를 이용하는 경우, 제 2 도로(302)방향을 향해 차량이 주행할 것이며, 적절한 주행 속도 및 방향 지시등의 점멸 여부 등을 결정할 수 있다.
일반적인 교차로에서 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전하는 경우, 방향 지시등의 점멸을 통해 차량이 어느 방향을 나아갈지를 알리는 것이 사회적 약속이다. 그러나, 5거리의 경우 차량이 다소 회전을 하더라도 직진 방향으로 인정되는 경우에는 방향지시등의 점멸이 불필요하다. 이때 방향지시등을 점멸시키는 경우 오히려 다른 운전자들의 혼란을 가중시킬 수 있다.
따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 지도 정보를 통해 5거리 중 직진으로 인정되는 제 1 도로(301)를 향해 주행하는 경우에는 방향 지시등을 켜지 않도록 주행 경로를 설정하며, 제 2 도로(302)를 향해 주행하는 경우, 회전하기 전에 좌측 방향 지시등을 점멸시키는 주행 경로를 설정할 수 있다.
이러한 동작들은 기 저장된 해당 도로에 대한 데이터베이스에 기반하여 판단 및 수행될 수 있다.
도 4는 일 개시에 의한 차량의 주행 상태를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 특징을 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여 도 4는 SPN 방식에 의한 자율 주행 방법을 설명하기 위하여 도시된다. SPN-node의 경우 차량의 위치를 나타내며, 나아가, 차량의 이동할 수 있는 위치를 나타낼 수 있다. SPN-Edge main의 경우 주행 경로에 따라 결정된 기본 주행 상태로서 새롭게 추가되는 제어 명령이 없는 경우, 처음 설정된 주행 경로에 포함된 메인 주행 상태에 의하여 차량의 주행이 제어된다. SPN-Edge lane change의 경우 차선 변경이 필요한 경우 차선을 변경하고, 다시 원래의 경로로 돌아오는 주행 상태를 나타낸다.
일 개시에 의하여, SPN-Edge main은 지도 정보에 획득한 사전 정보에 따라 차량의 주행 경로 결정시 정해지게 되는 주행 방법이다. 즉, 직진이 필요한 경우 직진 주행을, 좌회전이 필요한 경우 좌회전 주행을, 우회전이 필요한 경우 우회전 주행을 수행하는 것과 같이 원래의 경로에 따라 정해진 주행 상태를 의미한다.
예를 들어, 도 4의 (가)에서와 같이, 기본 주행이 직진으로 설정된 경우 main, default는 직진 주행으로 계속 주행함을 나타내며, main, l1의 경우 차량이 주행 경로 상 좌회전 주행을 통해 이동하는 것을 나타내며, 그 후의 main, default는 직진으로 계속 주행함을 나타낸다. 또한, 직진 주행이 기본 주행인 경우 좌회전은 l1으로, 우회전은 r1으로 표시될 수 있다.
만약, 좌회전 주행이 기본 주행으로 설정된 경우라면, 직진 주행은 r1으로 결정될 수 있다. 즉, 각각의 도로마다 디폴트로 설정된 기본 주행 상태가 우선적으로 차량의 주행 상태로 결정되며, 주행 경로에 따라 서브 주행 상태를 요청하는 제어 명령이 생성되거나, 어쩔 수 없이 서브 주행 상태를 수행해야하는 경우 차량의 주행 상태 정보가 변경될 수 있다.
도 4의 (나)를 살펴보면, lane change, l1은 왼쪽으로 한 차선 이동, lane change, l2는 왼쪽으로 두 차선 이동하는 주행 상태를 나타낸다. 일 개시에 의하여 차선 변경 주행 상태는 목적지 정보, 사용자의 제어 입력 및 상황에 따른 자율 주행 제어 명령에 의하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 차량 주행 제어 장치(100)가 목적지 정보를 입력받지 못하여 차량이 A도로에서 기본 주행 상태인 직진으로 주행을 하는 도중 사고 차량으로 인하여 차선변경이 필요해진 경우, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 주행 상태를 차선 변경 주행 상태로 변경함으로써 사고 차량을 피해가도록 주행 제어 명령을 생성할 수 있다.
도 5는 일 개시에 의한 차선을 그리드로 분할하여 차량의 주행 경로를 생성하는 특징을 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여 본원발명의 차량 주행 제어 장치(100)는 SPN과 더불어 DPN(Dense Path Network) 방식에 의하여 차량의 자율 주행을 수행할 수 있다. DPN은 SPN보다 상세한 방식으로 경로를 정하는 것으로서, 차량의 현재 위치를 기준으로 차량이 이동 가능한 위치와 차량의 주변에 위치한 새로운 장애물을 표시한 그리드 맵을 이용함으로써, 보다 효과적으로 자율 주행을 수행할 수 있다.
구체적으로, DPN은 SPN에 비해 더욱 세분화된 영역을 다룰 수 있도록 설정되는 것으로써, 주변의 객체 및 차량들의 움직임에 따라 더욱 다양한 돌발상황(예를 들어, 갓길 주정차 혹은 공사구간 등)에 대응할 수 있도록 더 세부적으로 차량의 주행을 제어하기 위하여 설정되는 것이다.
도 5의 좌측 도면을 살펴보면, 3차선 도로 상에 차량 주행 제어 장치(100)을 포함하는 차량, 갓길에 주차된 차량(2002) 및 2차선 왼쪽에서 주행중인 다른 차량(2003)을 발견할 수 있다.
일 개시에 의하여 차량 주행 제어 장치(100)는 직진 방향으로 계속적으로 주행하는 것이 원래의 주행 경로이나, 지도 정보 상에서는 획득하지 못했던 주차된 차량(2002)을 새로운 장애물로 인식할 수 있다. 따라서, 차량 주행 제어 장치(100)는 새로운 장애물인 주차된 차량(2002)을 회피하기 위한 새로운 주행 경로를 결정해야한다. 이 때, 주차된 차량(2002)을 피해가는 방법은 옆차선으로 이동하거나, 반차선정도만 비켜서 다시 원래의 차선으로 돌아오는 방법이 있다.
이때, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 뒷바퀴의 중심축을 기준으로 차량이 이동가능한 위치를 표시한 그리드 맵을 생성할 수 있다. 이때, 차량의 이동 가능한 위치를 나타내기 위한 중심은 임의적으로 정한것이며, 차량의 어느 부분이든 중심축이 될 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)는 그리드 맵 상에서 차량이 이동가능한 위치를 복수개의 노드들로 표현할 수 있으며, 각각의 노드들을 연결하여 주차된 차량(2002)을 피해가기 위한 복수개의 경로를 새롭게 생성할 수 있다. 이때, 제 1 경로(2004)로서, 2 차선 이동하여 가장 왼쪽 차선으로 이동하거나, 제 2 경로(2005)로서 1 차선 좌측으로 이동하여 가운데 차선으로 이동하거나, 제 3 경로(2006)로서 반차선 좌측으로 이동한 후 다시 원래의 차선으로 복귀하는 방법을 선택할 수 있다.
이때, 차량 주행 제어 장치(100)는 원래의 주행 경로와 가장 유사한 주행 경로를 선택하여 이동할 수 있다. 예를 들어, 원래의 주행 경로가 가장 우측 차선을 이용하여 다음 교차로에서 우회전 할 것이었다면, 제 3 경로(2006)로 계속하여 이동하는 것이 효율적일 것이다.
이와 같이, 그리드 맵에 기반하여 각 위치에서 차량이 이동가능한 경로가 미리 생성되며, 예를 들어 제1 지점으로부터 소정 거리의 경로가 미리 생성되며, 해당 경로에 따라 차량이 이동하되, 해당 경로의 종료지점 혹은 이로부터 소정 범위 내의 위치에서는 다시 다음 경로에 대한 정보를 획득(즉, 기 생성된 경로정보)하여 이동함으로써, 실시간 판단에 따른 이동에서 발생할 수 있는 부자연스러운 주행상태를 방지할 수 있다.
도 6은 일 개시에 의한 교통 신호 정보를 이용한 차량의 자율 주행을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
일 개시에 의하여, 차량 주행 제어 장치(100)는 SPN, DPN 외에도 SCM(Static Collsion Map), STM(Static Tolerance Map) 및 TSM(Traffic Signal Map)을 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다.
TSM(Traffic Signal Map)은 소정의 지역에 설치된 신호등의 개수, 상태, 위치, 형태 및 동작 방법에 대한 신호등 정보를 이용하여, 차량의 현재 위치에서 획득한 신호등 정보를 이용하여 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하는 것이다.
구체적으로, TSM은 차량이 가는 길에 신호등이 존재는지 여부와, 신호등이 존재하는 경우 구체적으로 어느 위치를 영상으로 인지해야 신호 값을 확인할 수 있는지, 혹은 V2X에서 어느 ID의 신호값을 보아야 하는지 등에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, TSM에는 어느 신호 다음에는 어느 신호가 오는가에 대한 정보가 포함되어 인식 오류를 줄일 수 있고, 노란불이 최대 어느정도 유지되는지, 어느 횡단보도 보행자 신호가 어떤 값일 때, 주행 신호는 어떤 값일 수 있는지 등에 대한 정보를 포함함으로써, 실제 필요한 신호등으로 시야 확보가 되지 않는 경우에도 TSM에 저장된 정보를 대안으로 활용 가능하도록 구성될 수 있다.
SCM(Static Collsion Map)은 도로 상에 이미 고정된 장애물에 대한 정보를 이용하여 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하는 것이다. SCM을 이용하면, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 현재 위치 및 주행 방향을 좌표 정보(x, y, θ)를 획득하고, 좌표 정보(x, y, θ)를 기반으로, 지도 정보에서 획득한 장애물과 충돌가능성이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 충돌 가능성은 확률 %로 표현될 수 있다. 차량 주행 제어 장치(100)는 차량이 장애물과의 충돌을 피할 수 있다고 판단하면 안전 이벤트로, 차량이 장애물과의 충돌을 피할 수 없다고 판단되면 충돌 이벤트로 결정할 수 있다.
이러한 정보는 SCM에 미리 저장될 수 있으며, 예를 들어, 차량의 좌표 정보(x, y, θ)에 따른 장애물과의 충돌 가능성 혹은 충돌여부가 미리 저장되어 실시간으로 이를 판단하지 않고도 기 저장된 정보에 기반하여 충돌 가능성 혹은 충돌여부를 판단할 수 있도록 한다.
즉, (x, y, θ)에 따른 안전, 충돌 정보를 미리 저장하여 사전정보로 활용하여, 실시간 계산을 줄일 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
나아가, (x, y, θ, v)로 속도까지 넣어 미리 충돌과 안전을 계산하여 저장해둘 수도 있다. 속도가 추가됨으로써, 예를 들어 건물의 벽 등과 같은 고정 장애물 바로 앞에서 높은 속도인 상황이면 (x, y, θ)만으로 판단했을 때에는 안전하지만, 사실상 급브레이크를 밟아도 충돌을 피할 수 없기 때문에 “충돌”로 보아야 할 것이다. 이러한 정보들을 미리 저장하여 사전 정보로서 활용, 차량의 상태에 따른 충돌여부를 판단할 수 있다.
이 때, 충돌 이벤트는 차량과 장애물의 충돌 충격에 따라 강한 충돌 이벤트 및 약한 충돌 이벤트로 결정될 수 있으며, 장애물과의 충돌을 피할 수 없는 경우, 장애물과의 충돌로부터 발생하는 충격이 적은 약한 충돌 이벤트에 대응하는 차량의 주행 명령을 우선적으로 생성하도록 하여 차량의 충돌 충격을 최소화하도록 자율 주행하도록 한다.
예를 들어, 강한 충돌 이벤트는 차가 부서질 정도의 충격이며, 약한 충돌 이벤트는 장애물과 충돌이 발생하기는 하나 가볍게 부딪히거나, 스치는 정도의 충돌을 의미한다.
이러한 충돌상태에 대한 정보는 차량의 위치와 장애물의 위치뿐 아니라, 차량과 장애물의 형태 및 크기에 기반하여 판단될 수 있다. 따라서, 동일한 지역에 대한 정보라 할지라도 다른 차량에 이를 적용하는 경우 충돌상태에 대한 정보는 해당 차량의 형태와 크기에 기반하여 업데이트될 수 있다.
STM(Static Tolerance Map)은 차량이 주행하는 도중 주행에 대한 만족도 및 안전여부를 점수로서 평가하고 이를 반영하여 자율 주행을 수행하는 것을 나타낸다. 이때, 차량 주행 제어 장치(100)는 차량의 현재 위치, 주행 방향 및 주행 속도를 좌표 정보(x, y, θ, v)를 획득하고, 기 저장된 STM 정보에 기초하여, 좌표 정보(x, y, θ, v)에 따른 현재 위치 및 현재 시점에서의 자율 주행 점수를 판단할 수 있다.
예를 들어, 차량의 주행방향을 판단하였을 때, 차량이 역주행하는 것은 바람직하지 않으므로, 낮은 점수가 부여될 수 있다.
또한, 차량의 위치에 기반하여 차량이 차선의 바깥쪽으로 많이 벗어나 있는 것은 바람직하지 않고, 또한 차량의 속도가 제한 속도를 넘어서는 것은 바람직하지 않고, 차량이 횡단보도와 교차로 등 위에서 정지해 있는 것은 바람직하지 않다. 이와 같이 다양한 판단기준에 기반하여 차량의 좌표 정보(x, y, θ, v)를 점수화할 수 있고, 이러한 점수들은 STM에 미리 저장되어, 차량의 좌표 정보에 따른 점수를 바로 판단할 수 있도록 한다.
또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 좌표 정보에 따른 안전점수 및 주행 만족도 점수 등에 기반하여 자율 주행 점수를 판단할 수 있다.
또한, 차량 주행 제어 장치(100)는 미리 정해진 기준에 따라서 자율 주행 점수를 판단할 수 있으며, 예를 들어, 차량에 설치된 센서 장치로부터 획득한 진동 데이터, 차량의 속도, 주행 시간 등에 기초하여 자율 주행 점수를 획득할 수 있다. 또한, 가장 바람직한 사전 주행 정보와 비교함으로써, 자율 주행 점수를 판단할 수 있다. 또한, 사용자로부터 직접 자율 주행 점수를 입력받을 수도 있다.
이 때, 차량 주행 제어 장치(100)는 자율 주행 점수가 소정의 점수 이하에 해당하는 경우, 차량의 주행 경로, 주행 방향 및 주행 속도 중 적어도 하나를 변경할 수 있다. 여기서 소정의 점수는 자율 주행을 수행하지 못할 정도는 아니나, 자율 주행에 대한 신뢰도가 60~70%정도인 것으로서, 사용자의 만족도가 80%이상의 신뢰도라고 가정한 경우, 사용자의 자율 주행 만족도를 충족시키지 못한 정도의 점수일 수 있다. 소정의 점수는 사용자에 의하여 정해질 수 있으며, 미리 정해진 기준에 따라 정해진 점수일 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)는 만족스러운 자율 주행 점수를 얻지 못하는 경우, 차량의 주변 환경 정보 및 차량의 상태를 실시간으로 반영하여 새로운 주행 경로 정보를 생성할 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)는 자율 주행 점수가 자율 주행 임계치 이하에 해당하는 경우, 경고 메시지를 출력할 수 있다. 여기서 임계치 이하의 자율 주행 점수는 사용자의 자율 주행에 대한 신뢰도가 40%이하인 것으로서, 자율 주행을 수행하는 차량 주행 제어 장치(100) 또는 차량에 문제가 생긴것으로 판단할 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)는 경고 메시지 출력 후, 운전 보조 모드로 변경하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 차량의 자율 주행 모드를 운전 보조 모드로 변경할 수 있다. 즉, 자율 주행 모드를 종료하고, 차량 주행 제어 장치(100)는 단순히 운전 보조 역할만 수행하도록 할 수 있다.
일 개시에 의하여 경고 메시지는 시각적, 청각적 및 진동 메시지를 포함할 수 있으며, 사용자에 의하여 미리 지정된 방식으로 출력될 수 있다.
차량 주행 제어 장치(100)는 경고 메시지 출력 후, 운전 보조 모드로 변경하는 사용자 입력이 수신되지 않는 경우, 기 등록된 운전자 단말로 경고 메시지를 전송한 후 지도 정보에 기초하여 차량을 안전 지역으로 이동시키는 주행 제어 명령을 생성할 수 있다. 차량 주행 제어 장치(100)는 자율 주행을 종료해야하는 상황임에도 사용자로부터 자율 주행 종료 입력을 받지 못하는 경우, 안전을 위하여 자동으로 자율 주행을 종료할 수는 없다. 따라서, 사용자 단말로 경고 메시지를 출력하거나, 기 등록된 경찰서 서버 등으로 응급 메시지를 전송할 수 있다. 그럼에도 차량 주행 제어 장치(100)가 자율 주행을 종료하는 사용자 입력을 수신하지 못하는 경우에는 지도 정보에 포함된 안전 지역으로 차량을 이동시키도록 하여 사용자의 안전을 지킬 수 있다. 안전 지역은 갓길, 주차장 등을 포함할 수 있으며, 다른 차량 및 보행자의 이동에 방해가 되지 않는 지역을 포함할 수 있다.
도 7은 일 개시에 의한 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
일 실시예에 따른 차량 주행 제어 장치(100)는 프로세서(1100), 통신부(1300), 및 메모리(1400)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 7에 도시된 구성 요소 모두가 차량 주행 제어 장치(100)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 7에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 차량 주행 제어 장치(100)가 구현될 수도 있고, 도 7에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 차량 주행 제어 장치(100)가 구현될 수도 있다.
프로세서(1100)는, 통상적으로 차량 주행 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(1100)는, 메모리(1400)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 통신부(1300) 및 다른 모듈 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(1100)는 메모리(1400)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 차량 주행 제어 장치(100)의 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(1100)는 적어도 하나의 프로세서를 구비할 수 있다. 프로세서(1100)는 그 기능 및 역할에 따라, 복수의 프로세서들을 포함하거나, 통합된 형태의 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1100)는 메모리(1400)에 저장된 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써 알림 메시지를 제공하도록 하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1100)는 통신부(1300)를 통하여 차량에 설치된 다른 부품들과 통신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1100)는 차량에 설치된 카메라로부터 복수의 프레임(frame)들을 포함하는 주행 영상을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1100)는 통신부(1300)를 통하여 이벤트의 우선도에 기초하여, 차량에 설치된 모듈의 동작을 제어하기 위한 명령을 차량에 설치된 모듈에게 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1100)는 주행 영상을 분석하여 복수의 프레임들 내에 포함된 객체를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1100)는 좌표 정보를 이용하여 복수의 프레임들 각각에 대한 객체의 위치 정보들을 인식할 수 있다.
일 개시에 의하여, 일 실시예에 따른 차량 주행 제어 장치(100)는 센싱부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이벤트 검출을 위하여 센싱부로부터 주행 중인 차량의 센싱 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어 센싱부는 지자기 센서(Magnetic sensor), 가속도 센서(Acceleration sensor), 온/습도 센서, 적외선 센서, 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 기압 센서, 근접 센서 및 RGB 센서(RGB sensor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
통신부(1300)는, 차량 주행 제어 장치(100)가 다른 전자 장치(미도시) 및 서버(2000)와 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 전자 장치(미도시)는 컴퓨팅 장치이거나, 센싱 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 예를 들어, 다른 전자 장치는, 차량 주행 제어 장치(100)와 같이 차량에 포함된 모듈일 수 있다. 예를 들어, 통신부(1300)는, 근거리 통신, 이동 통신부, 방송 수신부를 포함할 수 있다.
근거리 통신부(short-range wireless communication unit)는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이동 통신부는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
방송 수신부는, 방송 채널을 통하여 외부로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 구현 예에 따라서 차량 주행 제어 장치(100)가 방송 수신부(1530)를 포함하지 않을 수도 있다.
메모리(1400)는, 프로세서(1100)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 차량 주행 제어 장치(100)로 입력되거나 차량 주행 제어 장치(100)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다.
메모리(1400)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
메모리(1400)에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 예를 들어, UI 모듈, 터치 스크린 모듈, 알림 모듈 등으로 분류될 수 있다.
일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
또한, 본 명세서에서, “부”는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
본 발명의 구성 요소들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 컴퓨터에 의하여 수행되는 차량의 주행 제어방법에 있어서,
    소정의 지역에 대해 기 생성된 지역정보를 획득하는 단계; 및
    상기 차량의 위치에 대응하는 지역 정보로부터 상기 차량의 주행 상태를 결정하는 단계; 를 포함하고,
    상기 차량의 주행 상태는,
    상기 지역 정보에 기 저장된 기본 주행 상태와 상기 기본 주행 상태 외의 서브 주행 상태를 포함하는 메인 주행 상태(main) 및 주행 경로에서 차선을 변경하기 위하여 결정되는 차선 변경 주행 상태(lane change)를 포함하며,
    상기 차량의 목적지가 설정되지 않은 경우, 상기 기본 주행 상태 - 상기 기본 주행 상태는, 상기 소정의 지역의 도로 각각에 대하여 상기 차량이 주행할 차선에 대한 정보 및 상기 차량이 주행하는 차선이 2 이상의 방향으로 주행이 가능한 차선일 경우, 상기 2 이상의 방향 중 하나를 기본으로 선택하는 정보를 포함함 - 로 상기 차량의 주행을 제어하는 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지역 정보로부터 상기 차량의 위치에 대응하는 타겟 속도를 획득하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 타겟 속도는,
    상기 소정의 지역의 도로를 테스트 주행하면서 도로의 속성에 따라 차량의 속도를 단계별로 조정하여 획득한 안전주행 정보 및 운전자의 승차감 정보를 분석하여 상기 도로의 속성에 대응되는 최적의 속도를 결정한 것인, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 상태를 결정하는 단계는,
    상기 차량의 현재 위치에 대응하는 기 저장된 지역 정보에 따라 기 설정된 기본 주행 상태를 상기 차량의 주행 상태로 우선적으로 결정하며,
    상기 서브 주행 상태를 요청하는 주행 제어 명령이 생성되는 경우 상기 서브 주행 상태를 차량의 주행 상태로 결정하는 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량이 주행 중인 제 1 주행 경로에서 새로운 장애물을 인식하는 단계;
    상기 차량의 현재 위치를 기준으로, 상기 차량이 이동 가능한 위치와 상기 차량의 주변에 위치한 새로운 장애물을 표시한 그리드 맵을 획득하는 단계;
    상기 그리드 맵에 기반하여 상기 차량이 이동가능한 복수개의 주행 경로를 획득하는 단계;
    상기 복수개의 주행 경로 중 하나인 제 2 주행 경로를 선택하는 단계; 및
    상기 제 2 주행 경로에 대응하는 차량의 제어 명령을 생성하는 단계를 포함하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지역 정보는 교통 신호에 대한 정보를 포함하고,
    상기 교통 신호에 대한 정보는,
    상기 소정의 지역에 설치된 신호등의 개수, 상태, 위치, 형태 및 동작 방법에 대한 신호등 정보를 포함하며,
    상기 차량의 현재 위치에서 획득한 신호등 정보를 이용하여 상기 차량의 주행 상태 및 주행 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 현재 위치 및 주행 방향에 대하여 좌표 정보(x, y, θ)를 획득하는 단계;
    상기 좌표 정보(x, y, θ)에 따른 장애물과의 충돌가능성 정보를 상기 지역 정보로부터 획득하는 단계;
    상기 차량이 장애물과의 충돌을 피할 수 있다고 판단하면 안전 이벤트로, 상기 차량이 장애물과의 충돌을 피할 수 없다고 판단되면 충돌 이벤트로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 이벤트에 대응하는 차량의 주행 명령을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 지역 정보는,
    상기 소정의 지역의 도로 상의 위치 및 방향을 나타내는 복수의 좌표 정보(x, y, θ) 각각에 대하여, 상기 소정의 지역의 도로 상의 장애물 정보에 따른 충돌가능성 정보가 기 생성되어 저장된 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충돌 이벤트는 상기 차량과 장애물의 충돌 충격에 따라 강한 충돌 이벤트 및 약한 충돌 이벤트로 결정되며,
    상기 장애물과의 충돌을 피할 수 없는 경우, 상기 장애물과의 충돌로부터 발생하는 충격이 적은 약한 충돌 이벤트에 대응하는 차량의 주행 명령을 우선적으로 생성하는 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 현재 위치, 주행 방향 및 주행 속도에 대하여 좌표 정보(x, y, θ, v)를 획득하는 단계;
    상기 지역 정보에 기 저장된 정보에 기초하여, 상기 좌표 정보(x, y, θ, v)에 따른 현재 위치 및 현재 시점에서의 자율 주행 점수를 판단하는 단계; 및
    상기 자율 주행 점수가 소정의 점수 이하에 해당하는 경우, 상기 차량의 주행 경로, 주행 방향 및 주행 속도 중 적어도 하나를 변경하는 단계; 를 포함하고,
    상기 지역 정보는,
    상기 소정의 지역의 도로 상의 위치, 방향 및 속도를 나타내는 복수의 좌표 정보(x, y, θ, v) 각각에 대한 자율 주행 점수가 기 산출되어 저장된 것을 특징으로 하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자율 주행 점수가 자율 주행 임계치 이하에 해당하는 경우, 경고 메시지를 출력하는 단계;
    상기 경고 메시지 출력 후, 운전 보조 모드로 변경하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 상기 차량의 자율 주행 모드를 운전 보조 모드로 변경하는 단계; 및
    상기 경고 메시지 출력 후, 운전 보조 모드로 변경하는 사용자 입력이 수신되지 않는 경우, 기 등록된 운전자 단말로 경고 메시지를 전송한 후 상기 지역 정보에 기초하여 상기 차량을 안전 지역으로 이동시키는 주행 제어 명령을 생성하는 단계를 포함하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지역 정보를 획득하는 단계는,
    상기 소정의 지역의 도로에 대한 테스트 주행을 통해 상기 지역 정보를 구성하는 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 정보에 기반하여 상기 지역 정보를 생성 및 저장하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 정보를 수집하는 단계는,
    상기 소정의 지역의 도로 및 교통 시설물에 대한 정보를 수집하는 단계;
    상기 소정의 지역의 장애물에 대한 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 소정의 지역의 유동 객체에 대한 정보를 수집하는 단계; 를 포함하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 지역 정보에 저장되는 정보는,
    상기 소정의 지역에서의 특정 유동 객체의 출현가능성에 대한 정보 및 상기 소정의 지역에서의 자율주행시 이용하여야 할 센서의 종류 및 가중치에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 차량의 주행 상태를 결정하는 단계는,
    상기 지역 정보에 기반하여 상기 소정의 지역에서 이용할 센서의 종류 및 가중치를 결정하는 단계; 및
    상기 소정의 지역에서의 특정 유동 객체의 출현가능성에 대한 정보에 기초하여, 상기 소정의 지역에서 인식되는 유동 객체에 대한 판단결과를 조정하는 단계; 를 더 포함하는, 사전 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 방법.
  12. 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행함으로써,
    제1 항의 방법을 수행하는, 장치.
  13. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제1 항의 방법을 수행할 수 있도록 컴퓨터에서 독출가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
  14. 삭제
  15. 삭제
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