KR102569904B1 - 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량 - Google Patents

표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

이종 다수 센서로부터 출력되는 다수의 센서 트랙들을 식별하여 표적 차량을 추적할 수 있는 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량에 관한 것으로, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부와, 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부와, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부와, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함할 수 있다.

Description

표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량 {APPARATUS AND METHOD FOR TRACKING TARGET VEHICLE AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 표적 차량 추적 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종 다수 센서로부터 출력되는 다수의 센서 트랙들을 식별하여 표적 차량을 추적할 수 있는 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은, 운송수단으로서 연비 및 성능의 향상뿐만 아니라 발전된 정보통신기술을 이용하여 보다 향상된 안전성과 편의성을 제공할 수 있는 지능형 차량으로 발전하였다.
최근에는, 차량 충돌을 예방 또는 회피할 수 있는 안전장치에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
차량 충돌 방지 장치는, 감응순항제어장치(Adaptive Cruise Control System), 전방차량추돌경고장치(Forward Vehicle Collision Warning System), 차선유지경고시스템(Lane Departure Warning System) 등을 포함할 수 있는데, 이러한 차량 충돌 방지 장치들은, 주로 고속 주행에서 사용되어 큰 사고를 예방하고 있으며, 고속 상황에서 원거리에 있는 장애물을 감지하는 기술들이 대부분이다.
차량 충돌 방지 장치는, 단일 센서의 인지 범위를 넘어서서 차량 주변의 전(全)방위를 대상으로 그 범위가 확장되고 있다.
이를 위하여, 차량에 장착된 다수의 센서들로부터 수신되는 주변 환경 및 물체에 대한 인지 정보들을 연관시켜 추적하고자 하는 대상에 대해 단일한 정보를 산출하여야 한다.
최근에는, 자율주행 자동차를 구현하기 위한 다수의 이종 센서 활용이 빠르게 증가하고 있다.
차량용 이종 다중 센서들을 이용하여 주변 환경을 올바르게 인지하기 위해서는, 각 센서들의 탐지 영역에서 취득된 정보들의 연관 관계에 대한 해석이 요구된다.
즉, 이종 센서 트랙의 성능 및 인식 기준점 차이에 의한 문제 극복이 필요하다.
다수의 센서 트랙이 존재하는 경우에는, 이들이 동일한 물체로부터 기인한 것인지를 올바르게 판단하고 단일 인식 기준점으로 표현하기 어렵다.
이러한 문제 상황은, 동일한 물체가 여러 센서 탐지영역을 거치면서 핸드오버 (Hand-Over), 즉 기존의 센서 탐지 영역에서 다른 센서의 탐지 영역으로 넘어가는 과정에서 발생한다.
이때, 서로 다른 다수의 센서 탐지 영역에서 생성된 정보들이 동일한 물체에 의한 것임이 올바르게 인지될 수 있어야 한다.
따라서, 향후 다수의 센서 트랙들이 동일한 물체로부터 기인하는지를 정확하게 판별하여 표적 차량을 정밀하게 추적할 수 있는 표적 차량 추적 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 다수의 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하여 이를 토대로 센서퓨전 트랙을 생성함으로써, 다수의 센서 트랙들이 동일한 물체로부터 기인하는지를 정확하게 판별하여 표적 차량을 정밀하게 추적할 수 있는 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량을 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 장치는, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부와, 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부와, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부와, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 방법은, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 단계와, 수신된 센서 인지 정보를 토대로 센서 트랙을 생성하는 단계와, 생성된 센서 트랙이 다수 개인지 확인하는 단계와, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계와, 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하는 단계와, 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계와, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 단계와, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 장치의 표적 차량 추적 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 표적 차량 추적 방법에서 제공된 과정을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 주변 차량을 감지하는 센싱 장치와, 센싱 장치로부터 수신되는 다수의 센서 인식 정보를 토대로 센서퓨전 트랙을 출력하는 표적 차량 추적 장치를 포함하고, 표적 차량 추적 장치는, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부와, 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부와, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부와, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량은, 다수의 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하여 이를 토대로 센서퓨전 트랙을 생성함으로써, 다수의 센서 트랙들이 동일한 물체로부터 기인하는지를 정확하게 판별하여 표적 차량을 정밀하게 추적할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은, 자율주행 자동차를 구현하기 위해 다수의 이종 센서가 사용되면서 발생하는 핸드오버 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은, 자차량의 옆차선에서 종방향 직진 주행하는 차량의 위치 정보가 실제 차량 거동과 부합하게 산출되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 단순히 다수의 센서 트랙이 동일한 물체에 해당됨을 판별하는 것에서 더 나아가 각 센서 트랙의 위치 정보들을 적절하게 융합하는 방안을 제안하여 자율주행 자동차 구현을 위해 필요한 정밀 제어를 가능하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 이종 다중센서를 이용한 표적 차량 추적 기법에 사용될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 2는 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다수의 센서 트랙들간의 연관성을 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 방법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 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 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표적 차량 추적 장치는, 센서 트랙 처리부(110), 센서 트랙 연관성 판단부(120), 센서퓨전 트랙 추적부(130), 그리고 센서퓨전 트랙 관리부(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 센서 트랙 처리부(110)는, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성할 수 있다.
일 예로, 센서 트랙 처리부(110)는, 좌측방 레이더, 우측방 레이더 및 전방 레이더를 포함하는 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고, 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며, 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 수 있다.
여기서, 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 동일한 값으로 일치시킬 수 있다.
일 예로, 추적 기준점은, 표적 차량의 후방 범퍼 중앙값으로 설정할 수 있다.
그리고, 추적 기준점은, x = xcr + l/2·sin(θ), y = ycr + l/2·cos(θ) (여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 센서 트랙이 단일 센서의 단독 감지 영역에 위치하면 칼만 필터를 이용하여 표적 차량의 단독 추적을 수행할 수 있다.
여기서, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 표적 차량의 단독 추적을 수행할 때, 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 수 있다.
그리고, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 때, 센서 트랙의 클래스(class) 정보와 그에 상응하는 폭 및 길이 정보의 일치성을 확인할 수 있다.
또한, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 조건과 σx
Figure 112018127483020-pat00001
w, σy
Figure 112018127483020-pat00002
l (여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 설계 변수를 토대로 판단할 수 있다.
그리고, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 센서 트랙들이 상호간에 정규 분포를 만족하도록, (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 수식에 의해 만족될 수 있다.
또한, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단할 때, (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
Figure 112018127483020-pat00004
(여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
Figure 112018127483020-pat00005
은 전방 레이더의 감지영역임)으로 표현되는 제1 조건과, {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 제2 조건에 의해 판단될 수 있다.
여기서, 제1 조건은, 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를 판별하는 조건이고, 제2 조건은, 전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건일 수 있다.
또한, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
여기서, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 센서 트랙의 종위치에 대해서 전방 레이더 트랙을 신뢰하도록 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되고, 센서 트랙의 횡위치에 대해서 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정될 수 있다.
그리고, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치를, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
이어, 센서 트랙 연관성 판단부(120)는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 연관성이 존재하지 않으면 서로 다른 물체로 간주하고 각 센서 트랙에 대해 칼만 필터를 이용하여 개별 추적을 수행할 수 있다.
다음, 센서퓨전 트랙 추적부(130)는, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적할 수 있다.
그리고, 센서퓨전 트랙 관리부(140)는, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 다수의 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하여 이를 토대로 센서퓨전 트랙을 생성함으로써, 다수의 센서 트랙들이 동일한 물체로부터 기인하는지를 정확하게 판별하여 표적 차량을 정밀하게 추적할 수 있다.
또한, 본 발명은, 자율주행 자동차를 구현하기 위해 다수의 이종 센서가 사용되면서 발생하는 핸드오버 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은, 자차량의 옆차선에서 종방향 직진 주행하는 차량의 위치 정보가 실제 차량 거동과 부합하게 산출되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 단순히 다수의 센서 트랙이 동일한 물체에 해당됨을 판별하는 것에서 더 나아가 각 센서 트랙의 위치 정보들을 적절하게 융합하는 방안을 제안하여 자율주행 자동차 구현을 위해 필요한 정밀 제어를 가능하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 이종 다중센서를 이용한 표적 차량 추적 기법에 사용될 수 있다.
도 2는 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 이종 다중 센서를 이용하여 표적 차량 추적을 수행할 경우에, 센서에 따라 추적 기준점이 서로 상이할 수 있으므로 추적하고자 하는 차량의 기준점을 동일하게 정의할 필요가 있다.
일 예로, 차량의 추적 기준점을 후방 범퍼 중앙값으로 정의할 수 있다.
이때, 차량의 중앙을 기준으로 하는 측방레이더 트랙은 다음과 같이 다시 표현될 수 있다.
x = xcr + l/2·sin(θ)
y = ycr + l/2·cos(θ)
여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이이다.
또한, 본 발명은, 표적 차량이 전방 혹은 측방레이더 단독 감지 영역에 존재하는 경우에, 일반적인 칼만필터를 이용하여 표적 추적을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 대상 차량에 대한 측방 레이더 단독 추적을 수행하는 동안에 대상 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 수 있다.
일 예로, 측방 레이더 트랙이 제공하는 폭 및 길이 정보를 보다 안정적으로 활용하기 위하여, 트랙의 클래스(class) 정보와 폭 및 길이 정보의 일치성을 확인할 수 있다.
만일, 트랙의 클래스(class)는 승용차이고, 길이는 10m 이상의 값을 가진다면, 이는 잘못된 정보로 판단할 수 있다
이처럼, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 동일한 값으로 일치시킬 수 있다.
그리고, 추적 기준점은, x = xcr + l/2·sin(θ), y = ycr + l/2·cos(θ) (여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 센서 트랙이 단일 센서의 단독 감지 영역에 위치하면 칼만 필터를 이용하여 표적 차량의 단독 추적을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 표적 차량의 단독 추적을 수행할 때, 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 때, 센서 트랙의 클래스(class) 정보와 그에 상응하는 폭 및 길이 정보의 일치성을 확인할 수 있다.
도 3은 다수의 센서 트랙들간의 연관성을 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 전방 및 측방 레이더 트랙이 동일 차량에서 생성되었음을 판단할 수 있다.
즉, 다음의 조건을 만족하는 전방 레이더 트랙은, 측방 레이더 트랙과 동일 차량에서 생성된 것으로 간주할 수 있다.
조건: {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2}
{yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2}
여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차이다.
설계 변수: σx
Figure 112018127483020-pat00008
w, σy
Figure 112018127483020-pat00009
l
여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이이다.
즉, 센서 트랙간의 연관/비연관에 대한 판별은, 측방 레이더에서 제공되는 차량의 폭 및 길이 정보를 기반으로 수행될 수 있다.
이는 동일 물체로부터 기인한 센서 트랙들이 상호간에 정규분포를 만족할 것임을 전제로 할 수 있는데, 다음의 수식이 만족되어야 한다.
여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차이다.
또한, 도 3과 같이, 본 발명은, 측방 레이더 트랙이 기준점에 대해 생성된 경우에, 측방 레이더 트랙에 대해 전방 레이더 트랙이 충분히 가까이 있는지에 의해 동일 물체에서 생성된 것인지 판단할 수 있다.
다음, 본 발명은, 전방 및 측방 레이더 트랙이 동일 차량으로부터 생성되었다면, 전방 레이더 트랙이 차량의 추적 기준점에 대해 생성되었는지 판단할 수 있다.
제1 조건: (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
Figure 112018127483020-pat00011
여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
Figure 112018127483020-pat00012
은 전방 레이더의 감지영역이다.
제2 조건: {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2}
{yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2}
여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차이다.
제1 조건은, 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를 판별하는 조건이고, 제2 조건은, 전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건일 수 있다.
다음, 본 발명은, 전방 및 측방 레이더 트랙이 추적 기준점에 대해 생성되었다면 다음과 같이 정보를 융합하여 최종 트랙 정보를 산출할 수 있다.
여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치이다.
또한, 전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치는, 일반적으로 종위치에 대해서는 전방 레이더 트랙을 신뢰하며, 횡위치에 대해서는 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 융합 가중치가 설정될 수 있다.
하지만, 본 발명은, 센서의 성능이 저하될 수 있는 FOV(Field Of View) 경계영역을 포함하고 있으므로, 센서 트랙 정보 즉, 측정치와 추정치 간의 잔차(residual)을 융합 가중치로 설계할 수도 있다.
여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치일 수 있다.
위의 수식에서, ^x, ^y는 산출된 최종 트랙 및 x, y를 이용하는 추정기로부터 얻은 추정치일 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 조건과 σx
Figure 112018127483020-pat00015
w, σy
Figure 112018127483020-pat00016
l (여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 설계 변수를 토대로 판단할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 센서 트랙들이 상호간에 정규 분포를 만족하도록, (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 수식에 의해 만족될 수 있다.
또한, 본 발명은, 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단할 때, (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
Figure 112018127483020-pat00018
(여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
Figure 112018127483020-pat00019
은 전방 레이더의 감지영역임)으로 표현되는 제1 조건과, {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 제2 조건에 의해 판단될 수 있다.
여기서, 제1 조건은, 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를 판별하는 조건이고, 제2 조건은, 전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건일 수 있다.
또한, 본 발명은, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 센서 트랙의 종위치에 대해서 전방 레이더 트랙을 신뢰하도록 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되고, 센서 트랙의 횡위치에 대해서 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치를, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
이어, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 연관성이 존재하지 않으면 서로 다른 물체로 간주하고 각 센서 트랙에 대해 칼만 필터를 이용하여 개별 추적을 수행할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 자율주행 자동차를 구현하기 위해 다수의 이종 센서가 사용되면서 발생하는 핸드오버 문제를 해결할 수 있다.
동일한 물체가 다수의 센서 인지 영역에 동시에 존재하는 경우에, 이종의 여러 센서로부터 다수의 센서 트랙이 생성될 수 있는데, 생성된 다수의 센서 트랙이 동일한 물체로부터 기인한 것인지를 올바르게 결정할 수 있어야 한다.
그리고, 다수의 센서 트랙이 동일한 물체에서 기인한 것인지를 판단한 후에 이들 정보를 융합하여 실제 추적하고자 하는 차량의 위치 및 속도 정보를 실제 거동과 일치하게 표현할 수 있어야 한다.
본 발명은, 추적하고자 하는 차량이 자차의 옆차선 후방에서 전방으로 이동하며 차량을 감지하는 센서의 종류 및 개수가 달라지는 상황을 고려한다.
특히, 자차의 전방에 장착된 롱 레인지 레이더(Long Range Radar)와 좌/우 측방에 장착된 숏 레인지 레이더(Short Range Radar)의 단독 혹은 중복 영역에서 표적 차량의 정보가 일관되게 산출될 수 있다.
표적 차량의 일부분만이 전방 레이더의 감지 영역 내에 존재하는 경우에, 전방 레이더 트랙은, 차량의 추적 기준점이 아니라 근접한 반사면에 의해 생성될 수 있다.
후방 및 측면은, 측방 레이더 단독 감지 영역이며, 전측방부터 전방 영역은 전방 및 측방 레이더가 동시에 인지하는 영역일 수 있다.
차량에 장착된 센서들의 장착 각도는, 사전에 알 수 있는 정보이므로, 센서들의 인지 영역이 중복되는 위치 역시 사전에 알 수 있다.
본 발명은, 이러한 정보를 활용하여, 해당 영역에서의 각 센서 트랙들의 연관성을 판별함으로써 핸드오버 문제를 해결하고자 한다.
특히, 자율주행자동차를 구현하기 위해 적용되고 있는 측방 레이더는 대상의 폭, 길이, 진행방향(heading angle) 정보도 함께 제공하므로, 차량을 점 표적(point target)이 아닌 확장 표적(extended target)으로 인지할 수 있다.
따라서, 핸드오버 문제가 발생 가능한 해당 영역에서 다수의 트랙들이 생성된 경우에, 이들이 확장 표적의 범위 내에 동시에 존재하는지 여부를 판별함으로써, 동일 물체로부터 기인되었다는 가정 하에 센서 트랙 정보를 융합할지 혹은 서로 다른 물체에 의해 생성된 트랙으로 다룰지 결정할 수 있다.
본 발명은, 차량에 장착된 센서의 인지 영역을 고려하여 핸드오버 문제 발생 영역을 설정한다.
그리고, 본 발명은, 대상 차량에 대한 측방 레이더 단독 추적을 수행하는 동안에 대상 차량의 폭 및 길이 정보를 추정하며, 진행방향 정보는 지속적으로 갱신한다.
또한, 본 발명은, 핸드오버 영역에서 생성된 다수의 센서 트랙들간의 연관성을 판별하며, 이때 연관/비연관에 대한 판별은 차량의 폭, 길이, 진행방향 정보를 기반으로 수행된다. 즉, 종방향 위치만을 고려하는 경우에 다음의 수식이 사용된다.
여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차이다.
측방 및 전방 레이더 트랙의 종방향 위치 xcr 및 xr이 동일한 물체로부터 기인한 것으로 가정한다면 위의 수식을 고려할 수 있다.
여기서 표준편차는, 측방 레이더에서 제공된 대상차량의 길이 및 진행방향 정보에 의해 결정될 수 있다.
또한, 본 발명은, 다수의 센서 트랙이 동일한 물체에 의해 생성되었다고 판단된 경우에는 또한 이들 트랙이 추적 기준점으로부터 올바르게 산출되었는지를 판단하여 만족하는 경우, 수식 (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)을 이용하여 융합함으로써, 단일한 정보로 생성하고, 비연관되어 있다면 서로 다른 물체에 의한 것으로 간주하여 각 센서 트랙에 대해 개별적으로 칼만필터를 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신한다.
여기서, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 단계는, 좌측방 레이더, 우측방 레이더 및 전방 레이더를 포함하는 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 수신된 센서 인지 정보를 토대로 센서 트랙을 생성한다.
이어, 본 발명은, 생성된 센서 트랙이 다수 개인지 확인한다.
다음, 본 발명은, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단한다.
여기서, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 상기 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 동일한 값으로 일치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 추적 기준점은, x = xcr + l/2·sin(θ), y = ycr + l/2·cos(θ) (여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 센서 트랙이 단일 센서의 단독 감지 영역에 위치하면 칼만 필터를 이용하여 표적 차량의 단독 추적을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는, 연관성이 존재하지 않으면 서로 다른 물체로 간주하고 각 센서 트랙에 대해 칼만 필터를 이용하여 개별 추적을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 연관성이 존재하면 상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단한다.
여기서, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는, {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 조건과, σx
Figure 112018127483020-pat00024
w, σy
Figure 112018127483020-pat00025
l (여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 설계 변수를 토대로 판단할 수 있다.
또한, 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는, 센서 트랙들이 상호간에 정규 분포를 만족하도록, (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 수식에 의해 만족될 수 있다.
여기서, 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하는 단계는, (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
Figure 112018127483020-pat00027
(여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
Figure 112018127483020-pat00028
은 전방 레이더의 감지영역임)으로 표현되는 제1 조건과, {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 제2 조건에 의해 판단될 수 있다.
이때, 제1 조건은, 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를판별하는 조건이고, 제2 조건은, 전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건일 수 있다.
이어, 본 발명은, 추적 기준점이 동일하면 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력한다.
여기서, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
또한, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는, 센서 트랙의 종위치에 대해서 전방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되고, 센서 트랙의 횡위치에 대해서 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정될 수 있다.
또한, 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는, 전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치를, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적한다.
다음, 본 발명은, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적 차량 추적 장치의 표적 차량 추적 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서, 본 발명의 실시예에 따른 표적 차량 추적 방법에서 제공된 과정을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은, 주변 차량을 감지하는 센싱 장치와, 센싱 장치로부터 수신되는 다수의 센서 인식 정보를 토대로 센서퓨전 트랙을 출력하는 표적 차량 추적 장치를 포함하고, 표적 차량 추적 장치는, 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부와, 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 연관성이 존재하면 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며 추적 기준점이 동일하면 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부와, 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부와, 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 다수의 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하여 이를 토대로 센서퓨전 트랙을 생성함으로써, 다수의 센서 트랙들이 동일한 물체로부터 기인하는지를 정확하게 판별하여 표적 차량을 정밀하게 추적할 수 있다.
또한, 본 발명은, 자율주행 자동차를 구현하기 위해 다수의 이종 센서가 사용되면서 발생하는 핸드오버 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은, 자차량의 옆차선에서 종방향 직진 주행하는 차량의 위치 정보가 실제 차량 거동과 부합하게 산출되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 단순히 다수의 센서 트랙이 동일한 물체에 해당됨을 판별하는 것에서 더 나아가 각 센서 트랙의 위치 정보들을 적절하게 융합하는 방안을 제안하여 자율주행 자동차 구현을 위해 필요한 정밀 제어를 가능하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 이종 다중센서를 이용한 표적 차량 추적 기법에 사용될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
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.
110: 센서 트랙 처리부
120: 센서 트랙 연관성 판단부
130: 센서퓨전 트랙 추적부
140: 센서퓨전 트랙 관리부

Claims (34)

  1. 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 표적 차량에 대해 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부;
    상기 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고, 상기 연관성이 존재하면 상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며, 상기 추적 기준점이 동일하면 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부;
    상기 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부; 그리고,
    상기 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함하고,
    상기 연관성이 존재하는지의 판단은,
    상기 센서 트랙들 중 하나의 센서 트랙으로부터 상기 표적 차량의 길이 및 폭 정보로부터 확장 표적을 결정하고, 상기 센서 트랙들이 상기 확장 표적 내에 존재하는지를 판단하는 것을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 처리부는,
    좌측방 레이더, 우측방 레이더 및 전방 레이더를 포함하는 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 상기 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 동일한 값으로 일치시키는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 추적 기준점은,
    표적 차량의 후방 범퍼 중앙값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 추적 기준점은,
    x = xcr + l/2·sin(θ), y = ycr + l/2·cos(θ) (여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 상기 센서 트랙이 단일 센서의 단독 감지 영역에 위치하면 칼만 필터를 이용하여 표적 차량의 단독 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 표적 차량의 단독 추적을 수행할 때, 상기 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정할 때, 상기 센서 트랙의 클래스(class) 정보와 그에 상응하는 폭 및 길이 정보의 일치성을 확인하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 조건과 σx
    Figure 112018127483020-pat00031
    w, σy
    Figure 112018127483020-pat00032
    l (여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 설계 변수를 토대로 판단하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 상기 센서 트랙들이 상호간에 정규 분포를 만족하도록, (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 수식에 의해 만족되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단할 때, (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
    Figure 112018127483020-pat00034
    (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
    Figure 112018127483020-pat00035
    은 전방 레이더의 감지영역임)으로 표현되는 제1 조건과, {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 제2 조건에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 조건은,
    상기 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를 판별하는 조건이고,
    상기 제2 조건은,
    전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건인 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 센서 트랙의 종위치에 대해서 전방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되고, 센서 트랙의 횡위치에 대해서 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력할 때, 전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치를, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 센서 트랙 연관성 판단부는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단할 때, 상기 연관성이 존재하지 않으면 서로 다른 물체로 간주하고 각 센서 트랙에 대해 칼만 필터를 이용하여 개별 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 장치.
  17. 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 센서 인지 정보를 토대로 센서 트랙을 생성하는 단계;
    상기 생성된 센서 트랙이 다수 개인지 확인하는 단계;
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계;
    상기 연관성이 존재하면 상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하는 단계;
    상기 추적 기준점이 동일하면 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계;
    상기 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 단계; 그리고,
    상기 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 단계를 포함하고,
    상기 연관성이 존재하는지의 판단은,
    상기 센서 트랙들 중 하나의 센서 트랙으로부터 표적 차량의 길이 및 폭 정보로부터 확장 표적을 결정하고, 상기 센서 트랙들이 상기 확장 표적 내에 존재하는지를 판단하는 것을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 단계는,
    좌측방 레이더, 우측방 레이더 및 전방 레이더를 포함하는 다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 상기 다수의 센서 트랙들에 대한 추적 기준점을 동일한 값으로 일치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 추적 기준점은,
    표적 차량의 후방 범퍼 중앙값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  21. 제19 항에 있어서, 상기 추적 기준점은,
    x = xcr + l/2·sin(θ), y = ycr + l/2·cos(θ) (여기서, x는 추적 기준점의 종방향 위치, y는 추적 기준점의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  22. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는,
    상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하기 이전에, 상기 센서 트랙이 단일 센서의 단독 감지 영역에 위치하면 칼만 필터를 이용하여 표적 차량의 단독 추적을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  23. 제22 항에 있어서, 상기 표적 차량의 단독 추적을 수행하는 단계는,
    상기 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 표적 차량의 폭 및 길이 정보를 추정하는 단계는,
    상기 센서 트랙의 클래스(class) 정보와 그에 상응하는 폭 및 길이 정보의 일치성을 확인하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  25. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는,
    {xr: (xcr - xr)2 ≤ σx 2}
    {yr: (ycr - yr)2 ≤ σy 2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 조건과,
    σx
    Figure 112018127483020-pat00038
    w, σy
    Figure 112018127483020-pat00039
    l (여기서, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이임)으로 표현되는 설계 변수를 토대로 판단하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는,
    상기 센서 트랙들이 상호간에 정규 분포를 만족하도록, (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 수식에 의해 만족되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  27. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하는 단계는,
    (xcr ± w/2, ycr + ㅣ) ∈
    Figure 112018127483020-pat00041
    (여기서, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, w은 표적 차량의 폭, l은 표적 차량의 길이,
    Figure 112018127483020-pat00042
    은 전방 레이더의 감지영역임)으로 표현되는 제1 조건과,
    {xr: (xcr - xr)2 ≤ (σx/2)2} {yr: (ycr - yr)2 ≤ (σy/5)2} (여기서, xr은 전방 레이더의 종방향 위치, yr은 전방 레이더의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, σx는 상기 센서 트랙의 종위치 오차 표준 편차, σy는 상기 센서 트랙의 횡위치 오차 표준 편차임)으로 표현되는 제2 조건에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  28. 제27 항에 있어서, 상기 제1 조건은,
    상기 표적 차량의 전체 또는 일부분이 전방 레이더의 감지 영역에 포함되는지를 판별하는 조건이고.
    상기 제2 조건은,
    전방 레이더 트랙과 측방 레이더 트랙이 동일한 추적 기준점에 의해 생성되었는지를 판별하는 조건인 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  29. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는,
    (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  30. 제29 항에 있어서, 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는,
    센서 트랙의 종위치에 대해서 전방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되고, 센서 트랙의 횡위치에 대해서 측방 레이더 트랙을 신뢰하도록 상기 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치가 설정되는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  31. 제29 항에 있어서, 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 단계는,
    전방 및 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치를, (여기서, wx r, wy r은 전방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, wx cr, wy cr은 측방 레이더 트랙 정보에 대한 융합 가중치, x는 센서퓨전 트랙의 종방향 위치, y는 센서퓨전 트랙의 횡방향 위치, xcr은 측방 레이더의 종방향 위치, ycr은 측방 레이더의 횡방향 위치, ^x, ^y는 추정치임)으로 표현되는 수식에 의해 센서퓨전 트랙 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  32. 제17 항에 있어서, 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하는 단계는,
    상기 연관성이 존재하지 않으면 서로 다른 물체로 간주하고 각 센서 트랙에 대해 칼만 필터를 이용하여 개별 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 표적 차량 추적 방법.
  33. 제17 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  34. 주변 차량을 감지하는 센싱 장치; 그리고,
    상기 센싱 장치로부터 수신되는 다수의 센서 인식 정보를 토대로 센서퓨전 트랙을 출력하는 표적 차량 추적 장치를 포함하고,
    상기 표적 차량 추적 장치는,
    다수의 이종 센서로부터 센서 인지 정보를 수신하여 센서 트랙을 생성하는 센서 트랙 처리부;
    상기 생성된 센서 트랙이 다수 개이면 상기 센서 트랙들간에 연관성이 존재하는지를 판단하고, 상기 연관성이 존재하면 상기 센서 트랙들의 추적 기준점이 동일한지를 판단하며, 상기 추적 기준점이 동일하면 상기 센서 트랙들을 융합하여 센서퓨전 트랙을 출력하는 센서 트랙 연관성 판단부;
    상기 출력된 센서퓨전 트랙을 추적하는 센서퓨전 트랙 추적부; 그리고,
    상기 추적한 센서퓨전 트랙을 관리하는 센서퓨전 트랙 관리부를 포함하고,
    상기 연관성이 존재하는지의 판단은,
    상기 센서 트랙들 중 하나의 센서 트랙으로부터 상기 표적 차량의 길이 및 폭 정보로부터 확장 표적을 결정하고, 상기 센서 트랙들이 상기 확장 표적 내에 존재하는지를 판단하는 것을 포함하는,
    것을 특징으로 하는 차량.
KR1020180164522A 2018-12-18 2018-12-18 표적 차량 추적 장치 및 그의 표적 차량 추적 방법과 그를 포함하는 차량 KR102569904B1 (ko)

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