KR20150084309A - Fdb를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법 - Google Patents

Fdb를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경로 계획시 중요 결정사항인 교차점에 대한 속성정보를 FDB기반으로 생성할 수 있는 FDB를 이용한 도로 교차점 정보 생성방법에 관한 것으로, 도로 지형객체들을 노드와 링크로 표현하는 단계; 지형 객체 데이타베이스(FDB)의 속성정보를 이용하여 도로 지형객체들의 타입을 판별하는 단계; 및 상기 판별된 도로 지형객체들에 교차점 결정 규칙을 적용하여 상기 도로 지형객체의 노드에 도로 교차점을 생성한다.

Description

FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법{METHOD FOR GENERATING LOAD INTERSECTION INFORMATION USING FEATURE DATABASE(FDB)}
본 발명은 경로 계획시 중요 결정사항인 교차점에 대한 속성정보를 FDB기반으로 생성할 수 있는 FDB를 이용한 도로 교차점 정보 생성방법에 관한 것이다.
수년 내 대표적인 무인전투체계로 등장할 무인 지상차량의 효과적인 운용을 위해서는 경로계획 기술을 기반으로 하는 자율주행이 가능해야 한다. 경로계획 기술은 비교적 넓은 지역을 대상으로 하여 주행 경로를 최적화하는 전역 경로계획과 상기 전역 경로계획의 결과로 얻어진 복수의 경로점을 대상으로 센서 및 항법장치를 이용하여 실시간으로 경로 최적화를 수행하는 지역 경로계획으로 구분된다.
이러한 경로계획을 실행하기 위해서는 기본적으로 디지털 지형정보가 필수적이며, 상기 디지털 지형정보를 가시화하여 경로계획 생성시 활용한다. 상기 디지털 지형정보의 일 예로는 벡터기반의 디지털 지형정보인 지형 객체 데이타베이스(FDB : Feature DataBase)가 이용된다. 상기 FDB는 속성을 가지고 있는 점, 선 및 면으로 구성된 지형 객체(Feature)를 포함하는 지형정보체계의 데이터베이스라고 정의할 수 있다. 여기서 지형 객체(Feature)란 실세계에서의 건물과 같은 객체를 의미한다.
도 1은 지형 객체 데이타베이스(FDB)의 구성도이고, 도 2는 ACC 코드체계의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와같이, 지형 객체 데이타베이스(FDB)는 다양한 지형객체 및 동일 타입의 지형객체집합(Feature Class)을 제공한다. 여기서 지형객체 집합은 레이어 (Layer)와 혼용되어 쓰이며, 기하학(Geometric) 데이타와 주제(Thematic) 데이타로 구성된 다수의 지형 객체를 포함한다. 이와 같은 구성을 갖는 FDB는 2에 도시된 바와같이 지형지물 코드, 속성코드 및 속성값으로 구성된 FACC(Feature and Attribute Coding Catalogue) 코드체계를 따른다.
이와같이 FDB는 다양한 지형에 대한 디지털 속성정보를 제공하는 장점을 갖고 있다. 하지만 FDB는 경로계획 시 중요 결정사항이 될 수 있는 교차점에 대한 속성 정보는 제공하지 않는다. 예를 들면, FDB는 도로(Load)라는 지형객체(Feature)가 있을 때 도로 지형객체에 대한 다양한 속성값(도로폭, 차선수, 포장재질 등) 정보 및 도로 지형객체들의 집합인 지형객체집합(Feature Class, Layer)에 대한 정보만 제공할 뿐 교차점에 대한 속성 정보는 제공하지 않는다.
따라서, 종래에는 FDB를 이용할 경우 정확한 경로 계획 수립이 어려운 단점이 있으며, 교차점 정보를 생성하기 해서는 사람이 일일이 도로상의 교차점을 확인하거나 항공 사진을 보고 교차점을 생성해야 하는 번거러움이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 경로 계획시 교차점에 대한 속성 정보를 제공함으로써 정확한 경로 계획 수립을 수립할 수 있는 FDB를 이용한 도로 교차점 인지방법을 제공하는데 잇다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법은, 지형 객체 데이타베이스(FDB)에서 제공하는 도로 레이어 및 지형객체를 노드 및 링크 구조로 표시하는 단계; 상기 표시된 노드 및 링크 구조에서 서로 교차하는 링크를 분할하여 추가 노드를 생성하는 단계; 지형 객체 데이타베이스의 속성정보를 이용하여 상기 도로 지형객체들의 타입을 판별하는 단계; 및 상기 판별된 도로 지형객체들에 교차점 결정 규칙을 적용하여 도로 지형객체의 추가 노드에 도로 교차점을 생성하는 단계;를 포함한다.
상기 FDB 속성정보는 도로 지형객체에 대한 도로폭, 차선수 및 포장재질을 포함한다.
상기 도로 지형객체에서 추가되는 노드의 시작/끝은 교차점과 일치한다.
상기 도로 교차점은 맵 형태로 표현되는 노드중에서 교차점 결정 규칙을 만족하는 도로 지형객체의 시작/끝 노드에 생성된다.
상기 교차점 결정 규칙은 일반도로와 고속도로가 교차되는 지점 및 일반도로와 터널의 교차되는 지점은 노드를 생성하지 않고, 일반도로와 일반도로가 교차되는 지점에 노드를 생성하는 규칙을 포함한다.
본 발명은 경로 계획시 중요 결정사항인 교차점에 대한 속성정보를 FDB기반으로 획득함으로써 보다 정확한 경로계획 수립이 가능하게 되어 향후 무인전투체계로 등장할 무인 지상차량을 효과적인 운용할 수 있으며, FDB의 단점을 극복하여 그 활용성을 넓히는 효과가 있다.
도 1은 지형 객체 데이타베이스(FDB)의 구성도.
도 2는 도 1에서서 사용되는 FACC 코드체계.
도 3은 FDB 인덱스를 나타낸 도면
도 4는 FACC 코드의 일 예를 나타낸 도면.
도 5는 FDB 가시화 화면을 나타낸 도면.
도 6은 FDB 도로 레이어의 구성 예를 나타낸 도면.
도 7은 노드와 링크형태로 분할하여 생성된 교차점을 생성하는 개념을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에서 교차점 판단 규칙을 이용하여 생성된 교차점을 나타낸 도면.
본 발명은 경로계획시 중요 결정사항인 교차점에 대한 속성정보를 FDB 기반으로 자동으로 인지하여 생성하는 방안을 제안한다.
일반적으로 FDB는 쉐이프(Shape) 형태로 배포되며 FACC 코드체계를 따른다. 배포된 Shape 폴더는 해당 지역에 대한 shp 파일, shx 파일, dbf 파일, sbn 파일, sbx 파일 및 prj 파일로 구성된다. 상기 shp파일은 shape파일의 약자로서 원본 폰트를 나타내며 영역을 지정해서 사용한다. 상기 shx 파일은 shp파일을 컴파일(compile)한 파일이다.
도 3은 FDB 인덱스를 나타내고, 도 4는 FACC 코드의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 각 파일의 포맷 정보는 벡터형태의 공간자료인 shp 파일, 공간/속성자료의 링크 정보인 shx 파일, 속성자료인 dbf파일, 공간/속성정보의 수정시 생성되는 sbn 및 sbx 파일 및 투영정보를 나타내는 prj 파일을 포함한다.
각 포맷별 파일이름은 FACC 코드체계를 따라 정의된다. 예로써 Sape 12 폴더안에 존재하는 "aaa010.shp 파일"을 이용하여 설명하면 도식 4와 같다. 이와 같이 FACC 코드체계를 따른 파일명의 파일이 위에서 설명한 각 포맷별로 존재하며 이를 FDB에서의 지형 객체(Feature)로 정의한다. 따라서, FDB를 통해 도로 레이어별로 복수의 지형객체가 제공된다.
도 5는 FDB 가시화 화면이고, 도 6은 FDB 도로 레이어의 구성 예이다.
실제 FDB를 이용하여 가시화한 화면은 도 5와 같은 형태를 보인다. 도 5의 화면에서 왼쪽 컬럼은 FDB에서 식별된 레이어를 의미하고 오른쪽 화면이 해당 지역에 대한 FDB 가시화 화면이다. 상기 FDB 가시화 화면에 보이는 도로는 실제로 수십 개의 도로 지형객체(Feature)(feature #1~ feature #5)들의 집합이다. 이와 같은 형태로 가시화하는 FDB의 특성상 도 6과 같은 형태의 도로에서 교차점에 대한 정보를 얻기는 현재 불가능하다. 즉, 도식 6과 같은 형태로 가시화된 도로는 단순히 교차점이 없는 두 개의 도로(layer)로 인식한다.
따라서, 본 발명은 각 도로 지형객체(Feature)들을 노드와 링크로 표현하는 그래프 구조의 맵 형태로 표현하여 교차점 문제를 해결하는 방법을 제안한다. 즉, 각각의 지형객체들의 시작점과 끝(점)을 노드로 정의하고, 각 노드를 연결하여 링크로 표현하는 방법을 사용한다. 이와 같은 방법은 교차점을 이루는 지형객체의 시작/끝 노드가 교차점과 일치해야만 한다. 그런데, 도 6에 도시된 바와같이, 현재 FDB의 지형객체들은 시작/끝 노드가 교차점과 일치하지 않는 경우도 많다. 이와 같은 경우 교차점 정보를 인식하는 것은 현실적으로 불가능하다.
도 7은 본 발명에서 노드와 링크형태로 분할하여 교차점을 생성하는 개념을 나타낸다.
본 발명은 먼저 지형 객체 데이터베이스(FDB)에서 제공하는 도로 레이어 및 지형객체의 중첩(교차) 여부를 확인한다. 확인결과 중첩되는 경우에는 중첩된 도로 레이어에서 지형객체를 노드 및 링크 구조로 표시하고, 상기 표시된 노드 및 링크 구조에서 서로 교차하는 링크를 분할하여 추가 노드를 생성한다. 이후 지형객체 데이타베이스(FDB)의 속성정보를 이용하여 지형객체들의 타입을 판별하여 상기 판별된 도로 지형객체들에 교차점 결정 규칙을 적용하여 도로 지형객체의 상기 생성된 추가 노드에 도로 교차점을 생성한다.
즉, 도 7에 도시된 바와같이, 본 발명은 FDB에서 제공하는 속성정보를 활용하여 도로 지형객체를 노드와 링크형태로 분할하여 교차점(정보)(빨간색 점)를 생성한다. 여기서, 노드는 차량이 도로를 주행함에 있어 속도의 변화가 발생되는 곳을 나타낼 수 있다. 노드의 유형은 예를들면, 교차로, 교량 시종점, 고가도로 시종점, 도로의 시종점, 지하차도 시종점, 터널 시종점, 행정경계 및 IC/JC등을 포함한다. 또한, 링크는 속도변화 발생점인 노드와 노드를 연결한 선을 의미하며 실세계에서 도로를 나타낼 수 있다. 상기 링크의 유형은 도로, 교량, 고가도로, 지하차도 및 터널 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 노드와 링크 구조를 생성할 때 FDB에서 제공하는 도로 레이어 및 지형객체(Feature)를 이용하여 지형객체를 추가로 쪼개서 추가 노드를 생성한다. 즉, 교차하는 지형객체를 추가로 분할한다. 예를들어, 도 6의 지형객체 Feature #3과 Feature #5를 도 7에 도시된 바와같이, Feature #3-1, #3-2로 분할하고, Feature #5-1, #5-2로 분할하여 추가노드를 생성한다. 이때 지형객체의 시작/끝 노드는 교차점과 일치해야 한다.
이후 교차점이 실제로 교차점인지 확인하는 과정이 필요하다.
이러한 도로 교차점을 확인하기 위한 판단 기준은 FDB로부터 획득 가능한 속성정보(도로 지형객체에 대한 다양한 속성값(도로폭, 차선수, 포장재질 등)를 이용하며 다음과 같은 규칙을 적용한다.
[교차점 판단 규칙]
1. 일반도로와 고속도로가 교차되는 지점은 노드를 생성하지 않는다.
2. 일반도로와 터널의 교차되는 지점은 노드를 생성하지 않는다.
3. 일반도로와 일반도로가 교차되는 지점은 노드를 생성한다.
위와 같은 규칙을 적용하기 위해서는 도로의 타입이 일반도로, 고속도로, 터널인지 확인이 가능해야한다. 이러한 정보는 FDB 속성정보(도로 지형객체에 대한 다양한 속성값(도로폭, 차선수, 포장재질 등)을 활용하면 획득 가능하다.
확인결과 상기 3번을 만족하는 경우 해당 교차점이 실제로 교차점이라고 인식하고 이를 맵에 표시한다.
도 9에는 실제 교차점 판단 규칙을 이용하여 생성된 교차점, 노드 및 링크 구조가 도시되어 있다.
또한, 본 발명은 노드 및 링크의 유형에 따라 상기 교차점 판단 규칙을 수정 및 가변할 수 있으며, 특히 FDB를 통해 획득 가능한 모든 속성 정보에 대한 관련성을 고려함으로써 교차점 판단 규칙을 확장할 수도 있으며, 판단 규칙에 OR, NOT 연산자등을 추가할 경우 정확도를 더 높일 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 경로 계획시 중요 결정사항인 교차점에 대한 속성정보를 FDB기반으로 획득함으로써 보다 정확한 경로계획 수립이 가능하게 되어 향후 무인전투체계로 등장할 무인 지상차량을 효과적인 운용할 수 있을 것이다. 특히 교차점 속성정보는 경로계획에 있어서 중요한 요소로써 본 발명에서 설명하고 있는 FDB를 활용한 교차점 정보 생성방법을 활용하면 FDB의 단점을 극복하여 그 활용성을 넓히는 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

Claims (5)

  1. 지형 객체 데이터베이스(FDB)에서 제공하는 도로 레이어에서 지형객체의 중첩을 확인하는 단계;
    중첩된 지형객체를 노드 및 링크 구조로 표시하는 단계;
    표시된 노드 및 링크 구조에서 서로 교차하는 링크를 분할하여 추가 노드를 생성하는 단계;
    상기 지형객체 데이타베이스의 속성정보를 이용하여 중첩된 지형객체들의 타입을 판별하는 단계; 및
    상기 판별된 지형객체들에 교차점 결정 규칙을 적용하여 상기 생성된 추가 노드에 도로 교차점을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 FDB 속성정보는
    지형객체에 대한 도로폭, 차선수 및 포장재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 추가 노드의 시작/끝은
    교차점과 일치하는 것을 특징으로 하는 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도로 교차점은
    맵 형태로 표현되는 노드중에서 교차점 결정 규칙을 만족하는 추가 노드의 로 지형객체의 시작/끝 노드에 생성되는 것을 특징으로 하는 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 교차점 결정 규칙은
    일반도로와 고속도로가 교차되는 지점 및 일반도로와 터널의 교차되는 지점은 노드를 생성하지 않고, 일반도로와 일반도로가 교차되는 지점에 노드를 생성하는 것을 특징으로 하는 FDB를 활용한 도로 교차점 정보 생성방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102553026B1 (ko) * 2023-02-24 2023-07-07 한화시스템(주) 경로 탐색을 위한 fdb 기반 로드맵 생성 장치 및 그 방법

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