KR102544751B1 - 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 기술은 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 실시예의 구현 예에 따르면, 주행 중 획득된 관측 객체 중 관측 비율이 기 정해진 최소 관측 비율 보다 작은 경우 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정한 다음 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력 존재 여부, 관측 횟수와 최소 관측 횟수와의 비교 결과, 미관측 기간과 최소 미관측 기간과의 비교 결과, 및 미관측 기간의 주행 횟수와 최소 주행 횟수의 비교 결과에 따라 삭제 후보 객체를 정밀도로지도에서 삭제 갱신함에 따라 정밀도로지도의 갱신 오류를 미연에 방지할 수 있고, 이에 자율 주행을 위한 정밀도로지도에 대한 신뢰성 및 정확성을 근본적으로 향상할 수 있다.

Description

자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템 및 방법{MAP UPDATE SYSTEM AND METHOD WITH ITS ROAD MAP FOR AUTONOMOUS DRIVING}

본 발명은 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 주행 중 획득된 객체에 대한 정밀도로지도의 갱신 오류를 방지할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

대한민국은 서울을 중심으로 수도권에 인구가 밀집되어 있어 교통에 대한 문제가 심각하다. 전국에서 교통혼잡으로 발생하는 비용은 2008년부터 26조 원을 넘어선 실정이다. 늘어나는 교통혼잡 상황에서 최근 교통 체계는 날로 발전하는 첨단 기술과 접목되어, 이용자의 안전과 편의를 도모하고 운영 및 이용 효율을 극대화할 수 있도록 변해가고 있다. 대한민국은 이러한 배경으로 지능형 교통 체계가 탄생되었다.

Intelligent Transport Systems(이하 ITS: 지능형 교통 체계)라 함은 교통수단 및 교통시설에 전자, 제어 및 통신 등 첨단 기술을 접목하여 교통 정보 및 서비스를 제공하고 이를 활용함으로써 교통 체계의 운영 및 관리를 과학화, 자동화하고, 교통의 효율성과 안정성을 향상시키는 교통 체계를 말한다. 우리 생활에서 접할 수 있는 대표적인 ITS에는 버스정류장의 버스 도착 안내 시스템, 교차로에서 교통량에 따라 자동으로 차량 신호가 바뀌는 시스템, 내비게이션의 실시간 교통정보, 하이패스가 있다.

최근 이러한 지능형 교통 체계인 ITS의 표준 노드 및 링크가 국가교통정보센터로부터 보급되고 있다. 일반적으로 도로 구간의 소통정보를 전자기기에 표현하기 위해서는 노드, 링크를 설정하고 그 위에 소통정보 데이터를 표현해야 한다. 따라서 Car Navigation 단말기에 이용되는 전자지도 개발 업체나 정보제공 업체는 소통정보 표출을 위하여 각 회사별로 임의의 노드, 링크 기준을 개발하여 적용하게 되면 다양한 노드, 링크 기준이 존재하게 되어 상호 호환이 불가능할 뿐 아니라 국가적 차원에서도 개발비용 등 낭비가 초래하게 된다. 이에 대한민국에서는 교통소통정보 자체에 대한 구조와 표준지도(전국의 표준 노드 및 링크)를 구축 운영하기 위한 체계가 지속적으로 구축되고 있다.

한편, 기후변화의 위기로부터 탄소제로를 실천하고자 하는 글로벌 국가들의 정책 변화로 전기차 및 자율주행의 연구가 매우 활발한 실정이다. 자율주행을 위해서는 정밀 도로지도의 정보가 필수적이다.

그러나, 정밀한 도로지도의 구축과 지속적인 갱신에는 막대한 비용이 소요된다. 현재 정밀 도로지도의 조사된 결과를 자동으로 갱신하는 체계는 제공되고 있지 않은 실정이며, 아직 적합한 시스템이 제공되지 않아 갱신 작업에 많은 노동력과 시간이 필요하다.

또한, 차량 단말의 소정 수 이상의 다수 주행에도 불구하고 관측 횟수가 임계치 미만인 객체는 정밀도로지도에서 삭제될 가능성이 존재한다. 그러나 객체획득 환경에 따라 다수의 주행 시 관측되지 아니한 객체에 대해 정밀도로지도에서 삭제되는 갱신 오류가 발생된다.

이에, 본 출원인은 주행 중 획득된 관측 객체에 대한 정밀도로지도 상의 갱신 오류를 방지함에 따라 자율주행을 위한 정밀도로지도의 신뢰도 및 정확성을 근본적으로 향상시킬 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

한국등록특허 제10-2288933호(정밀도로지도 구축 방법, 장치, 및 시스템)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주행 중 획득된 관측 객체에 대한 정밀도로지도의 갱신 오류를 방지할 수 있고, 이에 자율주행을 위한 정밀도로지도의 정확성 및 신뢰도를 근본적으로 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템은

주행 중 획득된 도로시설물의 객체를 수집한 다음 수집된 객체 속성값을 전달하는 차량 단말; 및

상기 수집된 객체의 속성값과 정밀도로지도 상의 객체의 매핑 결과를 토대로 갱신하고자 하는 관측 객체를 선정한 다음 선정된 관측 객체가 갱신 조건을 만족하는 경우 정밀도로지도에서 해당 관측 객체를 실시간으로 갱신하여 자율 주행을 위한 정밀도로지도를 갱신하는 맵서버를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

바람직하게 상기 맵서버는,

차량 단말에 의거 획득된 관측 객체의 갱신 조건을 만족하는 지를 판단하여 판단 결과에 따라 객체의 갱신 명령을 생성하여 전달하는 갱신조건 설정모듈; 및

상기 갱신 명령을 수신하여 관측 객체의 속성값과 매칭되는 정밀도로지도의 객체를 갱신하는 갱신모듈을 포함할 수 있다.

바람직하게 상기 갱신조건은,

차량 단말로부터 수집된 관측 객체 중 관측비율이 기 정해진 최소 관측 비율보다 작은 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정하고,

선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력, 관측 횟수, 미관측 기간, 및 미관측 기간의 주행 횟수를 토대로 선정된 삭제 후보 객체에 대한 삭제 후보 유지 또는 삭제 후보 제거를 판단하며,

상기 판단 결과에 따라 갱신 명령을 생성하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의거한 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법은,

(a) 차량 단말로부터 수집된 관측 객체 중 관측비율이 기 정해진 최소 관측 비율보다 작은 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정하는 단계;

(b) 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력이 있는 지를 판단하는 단계;

상기 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력이 존재하는 경우 삭제 후보 객체의 주행 횟수 및 최소 관측 횟수와 비교하고 비교 결과를 토대로 상기 삭제 후보 객체에 대한 삭제 후보 유지 또는 삭제 후보 제거 여부를 판단하는 단계; 및

(c) 상기 판단 결과 삭제 후보 유지인 경우 해당 삭제 후보 객체에 대한 갱신 명을 생성하고 생성된 갱신 명령으로 삭제 후보 객체를 정밀도로지도에서 삭제하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

바람직하게 상기 최소 관측 횟수는,

차량 단말에 의거 획득된 모든 관측 객체의 관측 횟수와 모든 관측 객체 중 동일 관측 객체의 관측 횟수에 대한 통계학적 분포도로 설정될 수 있다.

바람직하게 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법은,

(d) 상기 (b) 단계에서, 상기 삭제 후보 객체의 관측 횟수가 최소 관측 횟수를 초과한 경우 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간을 도출하는 단계;

(e) 상기 도출된 미관측 기간과 기 정해진 최소 미관측 기간을 비교하여 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간이 기 정해진 최소 미관측 기간을 초과한 경우 미관측 기간 동안의 주행 횟수와 기 정해진 최소 주행 횟수의 비교하는 단계; 및

(f) 상기 (e) 단계에서의 비교 결과를 토대로 선정된 삭제 후보 객체에 대한 갱신 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

바람직하게 상기 최소 주행 횟수는,

수집된 모든 관측 객체의 관측 횟수를 주행 횟수 기준으로 정렬한 다음 정렬된 주행 횟수 중 최소 주행 횟수 보다 크게 설정될 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 주행 중 획득된 관측 객체 중 관측 비율이 기 정해진 최소 관측 비율 보다 작은 경우 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정한 다음 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력 존재 여부, 관측 횟수와 최소 관측 횟수와의 비교 결과, 미관측 기간과 최소 미관측 기간과의 비교 결과, 및 미관측 기간의 주행 횟수와 최소 주행 횟수의 비교 결과에 따라 삭제 후보 객체를 정밀도로지도에서 삭제 갱신함에 따라 정밀도로지도의 갱신 오류를 미연에 방지할 수 있고, 이에 자율 주행을 위한 정밀도로지도에 대한 신뢰성 및 정확성을 근본적으로 향상할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예에 의거한 정밀도로지도 갱신 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 맵서버의 세부 구성도이다.
도 3은 도 2의 맵서버의 처리 알고리즘을 보인 도이다.
도 4는 도 2의 갱신조건 설정모듈의 최소 관측 비율을 보인 예시도이다.
도 5는 도 2의 갱신조건 설정모듈의 최소 관측 횟수를 보인 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하에서의 실시예는, 현재 구축된 ITS의 정밀도로지도의 데이터 또는 전자교통지도를 적용하여 자율 주행 시 차량 내에 탑재된 원본지도의 객체를 실시간으로 업데이트할 수 있도록 하는 정밀도로지도 갱신 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 일 실시예의 정밀도로지도 갱신 시스템의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 맵서버의 세부 구성도이며, 도 3은 도 1의 맵서버의 처리 알고리즘을 보인 도이고, 도 4는 도 2의 갱신조건 설정모듈의 관측 비율의 확률 밀도를 기반으로 도출된 최소 관측 비율을 보인 예시도이며, 도 5는 도 2의 갱신조건 설정모듈의 관측 횟수 분포도를 기반으로 도출된 최소 관측 횟수를 보인 예시도이다,

도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예의 정밀도로지도 갱신 시스템은 차량 단말(1)과 맵서버(2)를 포함할 수 있다. 이에 정밀도로지도 갱신 시스템은, 주행 중 차량 단말(1)에 의거 획득된 관측 객체와 맵서버(2)의 원본지도 상의 객체의 매핑 여부와 획득된 관측 객체의 기 설정된 갱신조건을 만족 여부에 따라 획득된 관측 객체를 정밀도로지도에서 갱신하도록 구비될 수 있다.

여기서, 차량 단말(1)은 주행 중 획득된 도로시설물의 객체(일 례로 신호등, 교통 표지판 등)을 수집한 다음 수집된 관측 객체를 맵서버(2)로 전달하며, 맵서버(2)는 수집된 관측 객체를 정밀도로지도에 저장한다. 즉, 수집된 객체에 대한 시각, 위치, 방위각, 도로의 분류, 또는 도로의 속성에 대한 정보를 개별 포인트로 분류하고, 개별 포인트의 전처리를 수행하여 처리 결과를 객체의 속성값으로 정밀도로지도에 저장할 수 있다. 여기서, 도로의 자치단체 또는 중앙정부 등 관계 행정기관이 주기적으로 도로시설물의 객체를 조사하거나 획득하여 배포되는 데이터 형태일 수 있다.

맵서버(2)는 도 2를 참조하면, 갱신조건 설정모듈(21) 및 갱신모듈(22)을 포함할 수 있다. 이에 맵서버(2)는 소정 수의 주행 횟수와 해당 객체의 관측 횟수의 비로 도출된 관측율 및 정해진 최소 관측율을 토대로 관측된 객체를 삭제 후보 객체를 선정한 다음 선정된 삭제 후보 객체에 대해 관측 이력, 최소 관측 횟수, 미 관측 시간 동안의 최소 주행 횟수를 토대로 선정된 삭제 후보 객체를 최종 삭제 객체로 설정한다.

즉, 갱신조건 설정모듈(21)은 수집된 관측 객체의 관측 비율, 관측 이력, 관측 횟수, 미 관측 시간, 및 미관측 시간 동안의 주행 횟수를 토대로 선정된 삭제 후보 객체에 대한 갱신여부를 결정하고, 갱신 결정 시 갱신 명령을 생성하여 갱신 모듈(22)로 전달한다.

갱신조건 설정모듈(21)은 도 3을 참조하면, 차량 단말(1)의 해당 도로의 주행 횟수 대비 관측 횟수의 비를 토대로 도출된 관측 객체의 관측비율이 기 정해진 최소 관측비율보다 작은 경우 삭제 후보 객체로 선정한다. 여기서, 최소 관측비율은 소정 관측 횟수 이상 관측된 관측 객체에 대한 관측율의 확률 밀도로 설정되며, 도 4를 참조하면, 가장 높은 확률 밀도인 5%로 설정된다.

그리고 갱신조건 설정모듈(21)은 선정된 삭제 후보 객체에 대한 관측 이력이 존재하는 지를 판단하고 판단 결과 관측 이력이 존재하지 아니한 경우 선정된 삭제 후보 객체를 삭제 후보 대상으로 유지한다.

한편, 갱신조건 설정모듈(21)은 선정된 삭제 후보 객체에 대한 관측 이력이 존재하는 경우 최소 관측 횟수와 비교하고 비교 결과를 토대로 삭제 후보 객체의 갱신 여부를 결정한다. 여기서 최소 관측 횟수는 도로의 주행 시 모든 관측 객체의 관측 횟수와 모든 관측 객체 중 동일 관측 객체의 관측 횟수에 대한 통계학적 분포도로 설정된다. 예를 들어 도 5를 참조하면, 최소 관측 횟수는 전체 관측 객체의 관측 횟수와 선정된 삭제 후보 객체의 관측 횟수에 대한 분포도가 가장 작은 10건으로 설정될 수 있다.

여기서, 삭제 후보 객체의 관측 횟수가 최소 관측 횟수를 초과하지 아니한 경우 선정된 삭제 후보 객체는 삭제 후보 대상으로 유지되고, 삭제 후보 객체의 관측 횟수가 최소 관측 횟수를 초과하는 경우 선정된 삭제 후보 객체는 삭제 후보 대상에서 제외된다.

한편, 갱신조건 설정모듈(21)은 차량의 미주행으로 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간을 도출하고 도출된 미관측 기간과 기 정해진 최소 미관측 기간을 비교한다.

예를 들어, 주행 중 공사, 임시 적치물, 시위, 대형 차량 정차 등의 도로 환경에 따라 차량이 최소 미관측 기간을 초과하여 해당 도로를 주행할 수 없는 경우 선정된 삭제 후보 객체에 대한 관측 횟수에 대한 신뢰도가 저하된다.

이에 갱신조건 설정모듈(21)은 도출된 미관측 기간이 기 정해진 최소 미관측 기간을 초과하지 아니한 경우 미관측 기간 동안에 주행 횟수와 기 정해진 최소 주행 횟수의 비교하고 비교 결과를 토대로 선정된 삭제 후보 객체에 대한 갱신 여부를 결정한다.

여기서, 미관측 기간의 최소 주행 횟수는 주행 중 모든 관측 객체의 주행 횟수를 기준으로 정렬하고 정렬된 최소 주행 횟수보다 크게 설정된다.

그리고, 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간 동안의 주행 횟수가 최소 주행 횟수를 초과하는 경우 삭제 후보 객체는 삭제 후보 대상에서 삭제되고, 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간 동안의 주행 횟수가 최소 주행 횟수를 초과하지 아니한 경우 삭제 후보 객체는 삭제 후보 대상으로 유지된다.

일 실시예에 의거 주행 중 획득된 관측 객체 중 관측 비율이 기 정해진 최소 관측 비율 보다 작은 경우 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정한 다음 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력, 관측 횟수와 최소 관측 횟수의 비교 결과, 미관측 기간과 최소 미관측 기간의 비교 결과, 및 미관측 기간의 주행 횟수와 최소 주행 횟수의 비교 결과에 따라 선정된 삭제 후보 객체는 삭제 후보 대상에서 제거되거나 유지될 수 있다.

그리고, 갱신조건 설정모듈(21)은 삭제 후보 대상으로 유지된 삭제 후보 객체의 갱신명령을 생성하여 갱신모듈(22)로 전달하고 갱신모듈(22)은 수신된 갱신명령에 의거 선정된 삭제 후보 객체의 속성값과 동일한 속성값을 가지는 정밀도로지도 상의 객체를 삭제한다.

이에 일 실시예는 주행 중 획득된 관측 객체 중 관측 비율이 기 정해진 최소 관측 비율 보다 작은 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정한 다음 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력 존재 여부, 관측 횟수와 최소 관측 횟수의 비교 결과, 미관측 기간과 최소 미관측 기간의 비교 결과, 및 미관측 기간의 주행 횟수와 최소 주행 횟수의 비교 결과에 따라 선정된 삭제 후보 객체를 삭제 갱신함에 따라 정밀도로지도의 갱신 오류를 미연에 방지할 수 있고, 이에 자율 주행을 위한 정밀도로지도에 대한 신뢰성 및 정확성을 근본적으로 향상할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 차량 단말
2 : 맵서버
21 : 갱신조건 설정모듈
22 : 갱신모듈

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 차량 단말과 맵서버가 포함된 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 시스템에 의거 동작하는 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법에 있어서,
   (a) 차량 단말로부터 수집된 관측 객체 중 관측비율이 기 정해진 최소 관측 비율보다 작은 관측 객체를 삭제 후보 객체로 선정하는 단계;
   (b) 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력이 있는 지를 판단하는 단계;
   상기 선정된 삭제 후보 객체의 관측 이력이 존재하는 경우 삭제 후보 객체의 주행 횟수 및 최소 관측 횟수와 비교하고 비교 결과를 토대로 상기 삭제 후보 객체에 대한 삭제 후보 유지 또는 삭제 후보 제거 여부를 판단하는 단계; 및
   (c) 상기 판단 결과 삭제 후보 유지인 경우 해당 삭제 후보 객체에 대한 갱신 명을 생성하고 생성된 갱신 명령으로 선정된 삭제 후보 객체를 정밀도로지도에서 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 최소 관측 횟수는,
   차량 단말에 의거 획득된 모든 관측 객체의 관측 횟수와 모든 관측 객체 중 동일 관측 객체의 관측 횟수에 대한 통계학적 분포도로 설정되는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법은,
   (d) 상기 (b) 단계에서, 상기 삭제 후보 객체의 관측 횟수가 최소 관측 횟수를 초과한 경우 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간을 도출하는 단계;
   (e) 상기 도출된 미관측 기간과 기 정해진 최소 미관측 기간을 비교하여 선정된 삭제 후보 객체의 미관측 기간이 기 정해진 최소 미관측 기간을 초과한 경우 미관측 기간 동안의 주행 횟수와 기 정해진 최소 주행 횟수의 비교하는 단계; 및
   (f) 상기 (e) 단계에서의 비교 결과를 토대로 선정된 삭제 후보 객체에 대한 갱신 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 최소 주행 횟수는,
   수집된 모든 관측 객체의 관측 횟수를 주행 횟수 기준으로 정렬한 다음 정렬된 주행 횟수 중 최소 주행 횟수 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 위한 정밀도로지도 갱신 방법.

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