KR20190064228A - 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법에 관한 것으로, GNSS 데이터를 수신하는 GNSS 수신부, 차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보를 포함한 정밀지도를 저장하는 정밀지도 저장부, 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 시설물을 감지하는 센서부 및 상기 GNSS 수신부를 통해 수신된 GNSS 위치 정보 및 상기 센서부를 통해 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하고, 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법{APPARATUS AND METHOD OF PROVIDING INFORMATION OF TRAFFIC LANES USING IMAGE SENSING AND VEHICLE CONTROL METHOD USING THE SAME}
본 발명은 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀지도와 이미지 센싱을 결합하여 차선 정보를 제공하는 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 내비게이션 장치는 사용자가 직접 들고 다니거나 차량 등 이동수단에 설치되어, 현재 위치로부터 목적지까지의 정확한 거리 및 소요시간을 알려주고, 목적지까지의 길을 안내하는 기능을 수행한다.
이동체의 정확한 위치를 판별하기 위해 현재의 내비게이션 시스템은 인공위성 네트워크를 이용해 지상에 있는 목표물의 위치를 추적하는 위성측위시스템(Global Navigation Satellite System : 이하 GNSS)을 이용하고 있다.
이러한 내비게이션 시스템은 경로 안내를 위해 지도 데이터를 이용하는 것이 필수적이며, 최근에는 도로의 링크 및 노드 정보뿐만 아니라, 도로의 폭, 차선수, 곡률, 구배, 시설물 등의 정보를 포함하고 정밀지도를 이용하여 경로 안내를 제공하는 경우가 늘어나고 있다.
한편 차량의 전장 기능이 고도화됨에 따라, 최근의 차량에는 차선 유지 보조 시스템(Lane Departure Warning System or Lane Keeping Assist System)이 탑재되는 경우가 많으며, 더 나아가 자율 주행(Automatic Driving)이 가능한 차량에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 차선 유지 보조 시스템이나 자율 주행 기능을 수행하기 위해서는 차량이 주행하고 있는 차선을 인식하는 것이 필수적이다.
그런데, 종래의 차선 인식 방식은 일반적으로 카메라를 이용하여 노면을 촬영하는 방식이기 때문에, 차선 일부가 지워졌거나 눈이나 비가 많이 오는 상황, 안개가 발생한 상황 등 악천후 상황에서는 차선을 정확히 인식하기 어렵다는 문제점이 존재하였다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2015-0076154호(2015.05.29)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같이 차선 정보 확인이 어려운 경우에, 차량의 위치 정보, 정밀지도 및 센서를 통해 인식된 시설물 정보를 이용하여 가상의 차선 정보를 제공해 줄 수 있도록 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터를 수신하는 GNSS 수신부; 차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보를 포함한 정밀지도를 저장하는 정밀지도 저장부; 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 시설물을 감지하는 센서부; 및 상기 GNSS 수신부를 통해 수신된 GNSS 위치 정보 및 상기 센서부를 통해 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하고, 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 정적 시설물로 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물을 인식하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 정밀지도 상의 차량의 위치 판단 시, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지인 경우 표지판 및 신호등에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하고, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지가 아닌 경우 가드레일 및 종방향 정적 시설물에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여, 동적 물체와 정적 시설물을 구분하고 상기 정적 시설물의 위치 정보를 파악하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 실제 차선 또는 가드레일 정보가 인식되면, 인식된 정보에 기초하여 상기 차선 정보를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 선행 차량의 바퀴 자국이 인식되면, 인식된 바퀴 자국을 중심으로 좌우 일정 범위를 가상의 차선으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 산출된 차선 정보를 차량 제어 장치에 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법은 제어부가 GNSS 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 제어부가 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 시설물을 감지하는 단계; 상기 제어부가 수신된 GNSS 위치 정보 및 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 제어부가 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 정밀지도는 차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 정적 시설물로 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물을 인식하되, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지인 경우 표지판 및 신호등에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하고, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지가 아닌 경우 가드레일 및 종방향 정적 시설물에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여, 동적 물체와 정적 시설물을 구분하고 상기 정적 시설물의 위치 정보를 파악하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차선 정보를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법은 상기 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 실제 차선 또는 가드레일 정보가 인식되면, 상기 제어부가 인식된 정보에 기초하여 상기 차선 정보를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량 제어 방법은 제어부가 GNSS 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 제어부가 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 시설물을 감지하는 단계; 상기 제어부가 수신된 GNSS 위치 정보 및 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계; 상기 제어부가 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 산출된 차선 정보에 따라 차량 제어를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 정밀지도는 차선 정보를 포함하는 도로 정보 및 시설물 위치 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차선 정보를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차량 제어를 수행하는 단계에서, 상기 제어부는 산출된 차선 정보에 따라 가상의 차선을 안내하거나, 자율 주행을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차량 제어를 수행하는 단계에서, 자율 주행을 수행할 경우, 상기 제어부는 산출된 차선을 따라 차량이 주행하도록 제어하되, 차량이 산출된 도로 경계에서 설정 거리 이상의 간격을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법은 GNSS 위치 정보 및 센서를 통해 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하고, 판단된 차량의 위치 및 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출함으로써, 차선 정보를 직접 확인하기 어려운 환경에서도 차선 유지 보조 기능이나 자율 주행 기능을 원활히 수행할 수 있도록 하며, 이를 통해 차량의 안전성을 향상시켜 주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치에서 정적 시설물을 인식하고, 차선 정보를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치를 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치에서 정적 시설물을 인식하고, 차선 정보를 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치는 제어부(100), GNSS 수신부(110), 정밀지도 저장부(120) 및 센서부(130)를 포함한다. 또한 제어부(100)는 위치 판단부(101), 산출부(102) 및 정보 전달부(103)를 포함할 수 있다.
GNSS 수신부(110)는 안테나(GNSS Antenna)(미도시)를 통해 GNSS 데이터(또는 GNSS 위치 정보)를 위성으로부터 수신한다.
정밀지도 저장부(120)는 정밀지도를 저장한다. 이러한 정밀지도에는 차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보가 저장되어 있다. 예를 들어, 이러한 정밀지도에는 도로의 폭, 차선수, 제한속도, 터널 정보, 교량 정보, 링크 종별 정보, 도로의 곡률, 도로의 구배, 시설물 위치 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 이때 시설물은 가드레일, 표지판, 신호등, 가로수, 가로등 등을 포함할 수 있다.
센서부(130)는 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 차량 주변의 시설물을 감지할 수 있다.
제어부(100)는 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 위치 판단부(101), 위치 판단부(101)의 판단결과를 기반으로 차선 정보를 산출하는 산출부(102) 및 산출부(102)에서 산출된 차선 정보를 차량 제어부(200)로 전달하는 정보 전달부(103) 등의 구성을 포함할 수 있다.
이러한 제어부(100)의 각 구성은 물리적으로 구분될 수 있으나, 논리적으로만 구분되는, 즉 프로세서와 같은 제어 유닛(제어부(100))에 제어부(100)의 각 기능이 알고리즘의 형태로 포함되어 있는 형태일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 제어부(100)와 차량 제어부(200)는 물리적으로 구분되는 구성일 수 있으나, 논리적으로만 구분되는 구성일 수도 있다.
본 발명에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치는 차량 제어 장치(예: 차선 유지 보조 시스템, 자율 주행 시스템)의 일부로서 구성될 수 있으며, 이러한 경우 센서부(130)의 구성은 차량 제어 장치에서 이미 사용되고 있는 구성일 수 있다.
이와 같이, 제어부(100) 및/또는 차량 제어부(200)의 구성이 물리적 또는 논리적으로 구분되는 다양한 실시예들은 본 발명의 균등범위로서 다양한 형태로 구현 가능함에 유의하여야 한다.
제어부(100)는 GNSS 수신부(110)를 통해 수신된 GNSS 위치 정보(즉, 차량의 위치 정보) 및 센서부(130)의 출력 결과에 기초하여 차량 주변의 정적 시설물의 위치 정보를 파악할 수 있다.
제어부(100)는, 상기 정적 시설물로 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물을 인식할 수 있고, 여기서 종방향 정적 시설물은 노면을 기준으로 수직 방향으로 뻗은 시설물을 의미하며, 예를 들어 가로수와 가로등이 이러한 종방향 정적 시설물일 수 있다. 즉, 제어부(100)는 악천후에서도 비교적으로 인식이 용이한 시설물을 인식하도록 구성될 수 있다.
제어부(100)는 센서부(130)를 통해 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여, 동적 물체와 정적 시설물을 구분할 수 있다.
즉, 도 2에서 볼 수 있듯이, 센서부(130)를 통해 인식되는 물체는 차량이나, 자전거, 보행자 등 움직이는 동적 물체와 그 위치가 고정되어 있는 정적 시설물로 구분될 수 있다.
차량이 움직이는 동안에 센서부(130)를 통해 물체를 검출하면, 해당 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화는 정적 시설물인 경우, 차량과 반대 방향의 움직임을 가지는 물체인 경우, 차량과 같은 방향의 움직임을 가지는 물체인 경우의 3가지로 구분될 수 있다.
즉, 정적 시설물을 기준으로 할 때, 차량과 반대 방향의 움직임을 가지는 물체의 경우 해당 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화는 정적 시설물 보다 크고, 차량과 같은 방향의 움직임을 가지는 물체인 경우 해당 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화가 정적 시설물 보다 작다.
따라서 제어부(100)는 센서부(130)를 통해 검출된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화를 3가지로 분류하여 동적 물체와 정적 시설물을 구분할 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 구분된 정적 시설물의 위치 정보를 파악하고, 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑할 수 있다.
예를 들어, 카메라를 이용하여 정적 시설물을 검출하는 경우에, 시설물의 이미지 상의 위치 및 크기에 따라 실제 시설물의 크기 및 차량과의 상대적인 거리를 파악하는 것이 가능하며, 이러한 기술은 차량용 이미지 센싱에서 이미 널리 사용되고 있다.
또한, 라이더나 레이더를 이용하는 경우에도 감지된 물체와 차량 간의 상대적인 위치 관계를 파악하는 것은 이미 널리 알려진 기술에 해당하므로, 제어부(100)는 다양한 방식을 사용하여 시설물의 위치 정보를 파악할 수 있다.
이때 제어부(100)는 GNSS 위치 정보를 이용하여 개략적인 차량의 현재 위치를 파악할 수 있으므로, 차량의 현재 위치 범위 상의 시설물의 정보(예: 시설물의 종류, 크기, 위치 등)를 정밀지도로부터 읽어 올 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 읽어 온 정보를 바탕으로 각 시설물의 크기, 차량 간의 상대적인 위치 등을 고려하여 인식된 정적 시설물과 정밀지도에 저장된 시설물 간의 매칭(matching)을 수행할 수 있다.
또한 제어부(100)는 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑(mapping)하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단할 수 있다.
이때 제어부(100)는 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여 정적 시설물의 위치 정보를 보다 정밀하게 파악할 수 있으며, 예를 들어, 제어부(100)가 차량의 속도 정보를 파악할 수 있는 경우에, 차량의 속도 정보를 고려하여 인식될 실제 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화를 예상할 수 있으므로, 이를 통해 각 정적 시설물의 정보를 보다 정확하게 파악할 수 있다.
또한 제어부(100)가 차량의 속도 정보를 파악하지 않더라도, 인식되는 각 물체의 시간에 따른 상대적인 위치 및 크기 변화를 통해, 인식되는 각 물체 간의 상대적인 크기 및 위치를 파악할 수 있으므로, 이러한 정보를 통해 정밀지도에 저장된 시설물 정보와의 매칭 정확도를 높일 수 있다.
한편 제어부(100)는 각 도로의 상황을 고려하여 이러한 차량의 위치 판단을 수행할 수 있으며, 구체적으로 제어부(100)는, GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지인 경우에는 표지판 및 신호등에 높은 가중치를 주어(즉, 다른 정적 시설물보다 높은 가중치를 부여하여) 차량의 위치를 판단하고, GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지가 아닌 경우 가드레일 및 종방향 정적 시설물에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단할 수 있다. 이때 지도의 구획상 도심지의 구분은 정밀지도에 미리 저장되어 있을 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 판단된 정밀지도 상의 차량의 위치와 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 차량의 위치에 따른 도로 위치, 도로 각도, 도로 폭, 가드레일 위치, 차선수, 각 차선 위치 등의 정보를 정밀지도에서 읽어 올 수 있으며, 이러한 정보를 이용하여 자차량을 기준으로 하는 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 도로의 경계의 위치에는 붉은색 점선을, 중앙선의 위치에는 노란색 점선을, 이동 가능한 각 차선의 위치에는 파란색 점선을 가상의 차선으로서 산출할 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 산출된 가상의 차선 정보를 차량 제어부(200)에 전달하여, 차량 제어가 수행되도록 할 수 있으며, 예를 들어, 헤드업 디스플레이를 이용한 차선 안내, 차선 유지 보조 시스템의 동작, 자율 주행 시스템의 동작에 이러한 가상의 차선 정보가 사용되도록 할 수 있다.
또한 제어부(100)는 센서부(130)를 통해 실제 차선 또는 가드레일 정보가 인식되면, 인식된 차선 또는 가드레일 정보에 기초하여 산출된 차선 정보를 보정할 수 있다.
즉, 실제 차선이나 가드레일(즉, 도로의 경계)이 인식되는 경우에 제어부(100)는 산출된 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 인식된 실제 정보를 기준으로 보정할 수 있다.
이때 제어부(100)는 산출된 가상의 차선 정보와 인식된 실제 정보 사이의 편차가 줄어드는 방향으로 산출된 차선 정보를 보정할 수 있다.
또한 제어부(100)는 센서부(130)를 통해 선행 차량의 바퀴 자국이 인식되면, 인식된 바퀴 자국을 중심으로 좌우 일정 범위를 가상의 차선으로 산출할 수 있다. 즉, 도로의 노면에 눈이 쌓여 있는 경우에는 선행 차량이 주행한 바퀴 자국이 센서부(130)를 통해 인식될 수 있으며, 이러한 정보는 차선을 판단하는 것에 도움이 될 수 있으므로, 제어부(100)는 인식된 바퀴 자국을 중심으로 좌우 일정 거리의 위치에 가상 차선을 생성할 수 있다.
이때 제어부(100)는 상술한 시설물 인식을 통해 산출된 가상 차선과 선행 차량의 바퀴 자국을 기준으로 한 가상 차선의 위치 편차가 기준값 이하인 경우에 선행 차량의 바퀴 자국을 기준으로 한 가상 차선 정보를 차량 제어부(200)(차량 제어 장치)에 전달하여, 선행 차량의 바퀴 자국을 따른 주행이 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 제어부(100)는 센서부(130)를 통해 선행 차량의 주행 위치, 각도, 방향 등이 인식되는 경우에도, 이러한 정보를 이용하여 가상의 차선을 산출하도록 구성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 먼저 GNSS 위치 정보를 수신하고, 카메라, 라이다, 레이더 등을 이용하여 시설물을 인식한다(S200). 구체적으로, 제어부(100)는 카메라, 라이다, 레이더 등을 통해 인식되는 물체에서, 동적 물체와 정적 시설물을 구분하여 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물(가로등 및 가로수)을 인식할 수 있다.
이때 제어부(100)는 각 정적 시설물의 차량과의 상대적인 위치를 파악할 수 있다.
이어서, 제어부(100)는 GNSS 위치 정보 및 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단한다(S210).
구체적으로, 제어부(100)는 GNSS 위치 정보를 이용하여 개략적인 차량의 현재 위치를 파악할 수 있으므로, 차량의 현재 위치 범위 상의 시설물의 정보(예: 시설물의 종류, 크기, 위치 등)를 정밀지도로부터 읽어 올 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 읽어 온 정보를 바탕으로 각 시설물의 크기, 차량 간의 상대적인 위치 등을 고려하여 인식된 정적 시설물과 정밀지도에 저장된 시설물 간의 매칭을 수행할 수 있으며, 매칭된 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단할 수 있다.
상기 단계(S210) 이후, 제어부(100)는 판단된 차량의 위치 및 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출한다(S220). 제어부(100)는 차량의 위치에 따른 도로 위치, 도로 각도, 도로 폭, 가드레일 위치, 차선수, 각 차선 위치 등의 정보를 정밀지도에서 읽어 올 수 있으며, 이러한 정보를 이용하여 자차량을 기준으로 하는 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출할 수 있다.
이후 제어부(100)는 산출된 차선 정보에 따라 가상 차선 안내 또는 자율 주행을 수행한다(S230).
예를 들어, 제어부(100)는 헤드업 디스플레이를 이용한 가상의 차선 안내, 차량 내의 각종 장치(스티어링, 브레이크, 내비게이션, 카메라 등)을 제어하여 자율 주행을 수행할 수 있다.
이때 제어부(100)는 산출된 가상 차선을 따라 차량이 주행하도록 제어하되, 차량이 산출된 도로 경계에서 설정 거리 이상의 간격을 유지하도록 제어하여, 차량이 도로 밖으로 이탈하지 않도록 할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법은 상술한 도 3의 단계(S200) 내지 단계(S220)와 같은 방식으로 수행될 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치, 차선 정보 제공 방법 및 이를 이용한 차량 제어 방법은 GNSS 위치 정보 및 센서를 통해 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하고, 판단된 차량의 위치 및 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출함으로써, 차선 정보를 직접 확인하기 어려운 환경에서도 차선 유지 보조 기능이나 자율 주행 기능을 원활히 수행할 수 있도록 하며, 이를 통해 차량의 안전성을 향상시켜 준다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
101: 위치 판단부
102: 산출부
103: 정보 전달부
110: GNSS 수신부
120: 정밀지도 저장부
130: 센서부

Claims (19)

  1. GNSS(Global Navigation Satellite System) 데이터를 수신하는 GNSS 수신부;
    차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보를 포함한 정밀지도를 저장하는 정밀지도 저장부;
    카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 포함하여 시설물을 감지하는 센서부; 및
    상기 GNSS 수신부를 통해 수신된 GNSS 위치 정보 및 상기 센서부를 통해 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하고, 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 제어부를 포함하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 정적 시설물로 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물을 인식하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 정밀지도 상의 차량의 위치 판단 시, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지인 경우 표지판 및 신호등에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하고, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지가 아닌 경우 가드레일 및 종방향 정적 시설물에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여, 동적 물체와 정적 시설물을 구분하고 상기 정적 시설물의 위치 정보를 파악하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 실제 차선 또는 가드레일 정보가 인식되면, 인식된 정보에 기초하여 상기 차선 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 선행 차량의 바퀴 자국이 인식되면, 인식된 바퀴 자국을 중심으로 좌우 일정 범위를 가상의 차선으로 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 산출된 차선 정보를 차량 제어 장치에 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 장치.
  10. 제어부가 GNSS 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 제어부가 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 시설물을 감지하는 단계;
    상기 제어부가 수신된 GNSS 위치 정보 및 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 정밀지도는 차선 정보를 포함하는 도로 정보와 시설물 위치 정보를 포함하고 있는 것인 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 정적 시설물로 가드레일, 표지판, 신호등 및 종방향 정적 시설물을 인식하되, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지인 경우 표지판 및 신호등에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하고, 상기 GNSS 위치 정보에 따른 차량의 위치가 도심지가 아닌 경우 가드레일 및 종방향 정적 시설물에 높은 가중치를 주어 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 인식된 물체의 시간에 따른 위치 및 크기 변화에 기초하여, 동적 물체와 정적 시설물을 구분하고 상기 정적 시설물의 위치 정보를 파악하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 인식된 정적 시설물의 위치 정보를 정밀지도 상의 시설물 위치 정보에 매핑하고, 차량과 인식된 정적 시설물 사이의 상대적인 위치 관계를 통해 상기 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 차선 정보를 산출하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 실제 차선 또는 가드레일 정보가 인식되면, 상기 제어부가 인식된 정보에 기초하여 상기 차선 정보를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱을 이용한 차선 정보 제공 방법.
  16. 제어부가 GNSS 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 제어부가 카메라, 라이다 및 레이더 중 적어도 하나 이상을 통해 시설물을 감지하는 단계;
    상기 제어부가 수신된 GNSS 위치 정보 및 인식된 정적 시설물의 위치 정보에 기초하여 정밀지도 상의 차량의 위치를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 판단된 차량의 위치 및 상기 정밀지도를 이용하여 차선 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 제어부가 산출된 차선 정보에 따라 차량 제어를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 정밀지도는 차선 정보를 포함하는 도로 정보 및 시설물 위치 정보를 포함하고 있는 것인 차량 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차선 정보를 산출하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 차선 정보로 차량을 기준으로 한 도로 경계의 위치 및 각 차선의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 차량 제어를 수행하는 단계에서,
    상기 제어부는 산출된 차선 정보에 따라 가상의 차선을 안내하거나, 자율 주행을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 차량 제어를 수행하는 단계에서, 자율 주행을 수행할 경우,
    상기 제어부는 산출된 차선을 따라 차량이 주행하도록 제어하되, 차량이 산출된 도로 경계에서 설정 거리 이상의 간격을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.
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