KR20190130210A - Apparatus for generating continuous mobility information, method therefor, and unmanned ground vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 차량의 자율 주행에 관한 것으로, 특히 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치, 방법 및 무인 차량에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to autonomous driving of an unmanned vehicle, and more particularly, to an apparatus, a method, and an unmanned vehicle for generating continuous space mobility information.
일반적으로, 무인 차량이 자율주행을 하기 위해서는, 무인 차량이 자율주행을 시작하기 전 운용자의 목표점을 추종하기 위한 수 킬로미터 단위의 운용지역의 가동성 정보를 활용한 광역경로계획이 미리 선행되어야 한다. In general, in order for an unmanned vehicle to autonomously drive, a wide-area route plan that uses mobility information of several kilometers of operation area to follow the operator's target point before the unmanned vehicle starts autonomous driving must be preceded.
또한, 보다 안정적인 자율주행을 위해서는 실제 무인차량의 주행 가능여부를 나타내는 가동성 정보와 실제 환경과의 유사도를 효율적으로 통합 관리/유지하는 정보처리 기술이 필수적이다.In addition, for more stable autonomous driving, information processing technology that efficiently manages and maintains the similarity between the mobility information and the actual environment indicating whether the actual unmanned vehicle can be driven is essential.
이와 관련하여 종래에는 무인 차량의 자율주행을 위해 활용 가능한 지리정보와 센서 정보를 기반으로 데이터베이스를 구축하여 자율주행 기능에 활용할 수 있도록 하는 방법이 제안된 바 있다. 또한, 이종 분류체계를 갖는 데이터 특성이 상이한 지형 정보를 활용함에 있어서 데이터 불일치, 데이터 규모, 저장구조의 복잡도와 같은 문제들을 보완하기 위해 지형 정보를 효과적으로 융합하여 가동성 DB를 구축하고 야지에서의 무인 차량의 광역 경로계획에 활용하도록 방법이 제안된 바 있다.In connection with this, in the related art, a method of constructing a database based on geographic information and sensor information that can be used for autonomous driving of an unmanned vehicle has been proposed to use in an autonomous driving function. In addition, in order to solve problems such as data inconsistency, data size, and storage structure complexity in using terrain information with different data characteristics with heterogeneous classification system, a mobile DB is built by fusing terrain information effectively. A method has been proposed for use in planning broad-area pathways.
그러나, 미리 구축된 야지환경에서는 무인차량이 주행 가능한 가동성 정보 뿐만 아니라 비교적 잘 구축되어 있는 도로 환경의 네비게이션 정보 또한 무인차량에 탑재되어 자율주행에 활용되는 항법 정보와의 불일치 문제가 발생함에 따라 무인차량의 지역 경로 계획에 있어 환경인식 정보와 함께 활용되는 광역 경로점들의 불확실성이 반영되어 자율 주행 안정성이 떨어지는 문제점이 야기되어 왔다.However, in the pre-built field environment, the unmanned vehicle is not only movable information that can be driven, but also navigation information of a relatively well-established road environment is mounted on the unmanned vehicle and thus there is a problem of inconsistency with the navigation information utilized for autonomous driving. Uncertainty of wide-area route points that are used in conjunction with environmental awareness information has been reflected in the local route planning.
또한, 기존에 활용된 가동성 정보는 단위 격자지도 형태로 서비스 되어 가동성 DB의 해상도(10cm급, 25cm급, 1m급 등)에 따라 고해상도의 경우 데이터 처리량이 증가하는 어려움이 발생되어 왔다.In addition, the existing mobility information is serviced in the form of a unit grid map, which has caused difficulties in increasing data throughput in the case of high resolution depending on the resolution (10cm, 25cm, 1m, etc.) of the movable DB.
(특허문헌)(Patent literature)
대한민국 등록특허번호 10-1703144호(등록일자 2017년 01월 31일)Republic of Korea Patent No. 10-1703144 (Registration date January 31, 2017)
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 무인 차량이 비포장/포장 도로에서 주행 후 획득한 항법 및 환경인식 정보를 활용하여 절대 좌표 상의 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하고, 가동성 데이터를 기초로 기계 학습 기법을 활용하여 연속 공간상 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성함으로써, 광역경로상 주행 가능한 영역이 연속성을 가지고 표시되도록 하여 광역경로 계획을 수행하는 무인 차량이 보다 안정적으로 자율 주행을 할 수 있도록 하는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치, 방법 및 무인 차량을 제공하고자 한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, the unmanned vehicle generates mobility data indicating whether the vehicle can be driven in absolute coordinates using navigation and environmental recognition information obtained after driving on an unpaved / paved road, and machine learning based on the mobility data. By generating continuous spatial mobility information indicating whether the vehicle can be driven in continuous space using the technique, the unmanned vehicle performing the wide-area planning can be more stably operated by autonomous driving so that the driving area is displayed with continuity. An apparatus, method, and an unmanned vehicle for generating continuous space mobility information are provided.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치로서, 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 항법 정보 생성부와, 상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성부와, 상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성(mobility) 데이터를 생성하는 가동성 데이터 생성부와, 상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습(machine learning)을 수행하여, 상기 가동성 데이터가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하고, 상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 가동성 정보 생성부를 포함한다.An apparatus for generating continuous spatial mobility information for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, comprising: a navigation information generation unit for generating navigation information by obtaining absolute coordinates of a route on which an unmanned vehicle travels; An environment recognition information generation unit for generating environment recognition information for the surrounding area of the mobile terminal; and an operability indicating whether the vehicle is capable of traveling in absolute coordinates corresponding to the path and the surrounding area based on the navigation information and the environment recognition information ( a mobility data generation unit for generating mobility data and machine learning based on the mobility data to calculate a driving possibility probability for continuous space between absolute coordinates in which the mobility data is generated; On the basis of the probable probability of travel, whether or not the vehicle can be driven for each absolute coordinate corresponding to the continuous space Indicating to a continuous space comprising a movable continuous space information generator for generating a mobility information.
또한, 상기 항법 정보 생성부는, 상기 무인 차량의 현재 위치에 대한 GPS 정보를 기반으로 상기 경로에 대한 절대 좌표를 획득하는 것을 특징으로 한다.The navigation information generator may be configured to obtain absolute coordinates of the route based on GPS information on a current position of the unmanned vehicle.
또한, 상기 환경 인식 정보 생성부는, 상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 상기 환경 인식 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.The environment recognition information generation unit may generate the environment recognition information using an environment recognition sensor mounted in the unmanned vehicle.
또한, 상기 환경 인식 센서는, LIDAR, 카메라 또는 RADAR 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.The environment sensor may be at least one of a LIDAR, a camera, and a RADAR.
또한, 상기 가동성 데이터와 상기 연속 공간 가동성 정보를 저장하는 가동성 데이터베이스(DB)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a movable database (DB) for storing the movable data and the continuous space movable information.
또한, 상기 연속 공간 가동성 정보 생성부는, 상기 경로와 상기 주변 영역을 포함하는 지역에 대해, 복수개의 스파스 커널(spars kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 주행 가능 확률을 산출하는 것을 특징으로 한다.The continuous spatial mobility information generation unit may include a plurality of sparse kernels and weights assigned to each sparse kernel for an area including the path and the peripheral area. The driving probability is calculated using a logistic regression classifier consisting of a).
또한, 상기 연속 공간 가동성 정보 생성부는, SGD(stochastic gradient descent)를 이용하여 상기 기계 학습을 통해 상기 가중치를 갱신하는 것을 특징으로 한다.The continuous spatial mobility information generation unit may update the weight through the machine learning using stochastic gradient descent (SGD).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량을 위한 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 방법으로서, 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 단계와, 상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성하는 단계와, 상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하는 단계와, 상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습을 수행하여, 상기 가동성 데이터가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하는 단계와, 상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계를 포함한다.In addition, a method of generating continuous spatial mobility information for an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, the method comprising: generating navigation information by obtaining absolute coordinates of a route on which an unmanned vehicle travels; Generating environmental awareness information for generating environmental awareness information, and generating mobility data indicating whether the vehicle can travel on absolute coordinates corresponding to the route and the surrounding area based on the navigation information and the environmental awareness information. And performing machine learning on the basis of the mobility data to calculate a driving possibility probability for a continuous space between absolute coordinates in which the mobility data is generated, and based on the driving probability. Continuous spatial mobility information indicating whether or not driving is possible for each absolute coordinate corresponding to And a step of sex.
또한, 상기 항법 정보를 생성하는 단계는, 상기 무인 차량의 현재 위치에 대한 GPS 정보를 기반으로 상기 경로에 대한 절대 좌표를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The generating of the navigation information may include obtaining absolute coordinates of the route based on the GPS information of the current position of the unmanned vehicle.
또한, 상기 환경 인식 정보를 생성하는 단계는, 상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 상기 환경 인식 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The generating of the environmental recognition information may include generating the environmental recognition information using an environmental recognition sensor mounted on the unmanned vehicle.
또한, 상기 가동성 데이터와 상기 연속 공간 가동성 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include storing the mobility data and the continuous space mobility information.
또한, 상기 주행 가능 확률을 산출하는 단계는, 상기 경로와 상기 주변 영역을 포함하는 지역에 대해, 복수개의 스파스 커널과 각 스파스 커널에 할당된 가중치로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 주행 가능 확률을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The calculating of the driving probability may include: driving the driving apparatus using a logistic regression classifier comprising a plurality of sparse kernels and weights assigned to the sparse kernels, for the region including the route and the peripheral region. Calculating a probability.
또한, 상기 가중치는 SGD(stochastic gradient descent)를 이용하여 상기 기계 학습을 통해 갱신되는 것을 특징으로 한다.In addition, the weight is characterized by being updated through the machine learning using a stochastic gradient descent (SGD).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량으로서, 상기 무인 차량은 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치를 포함하며, 상기 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치는, 상기 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 항법 정보 생성부와, 상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성부와, 상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하는 가동성 데이터 생성부와, 상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습을 수행하여, 상기 가동성 정보가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하고, 상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 가동성 정보 생성부를 포함한다.In addition, as an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, the unmanned vehicle includes a device for generating continuous space mobility information, the device for generating the continuous space mobility information, for the path traveled by the unmanned vehicle A navigation information generation unit for acquiring absolute coordinates to generate navigation information, an environment recognition information generation unit for generating environment recognition information for a peripheral area of the path, and the path based on the navigation information and the environment recognition information And a mobility data generator for generating mobility data indicating whether the vehicle is capable of traveling in absolute coordinates corresponding to the peripheral area, and performing machine learning based on the mobility data to generate the mobility information. Compute the run possibility probability for the continuous space, and based on the run possibility probability Representing the driving availability of the corresponding absolute coordinates, each unit comprises a continuous space mobility information generator for generating a continuous space mobility information.
본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량이 비포장/포장 도로에서 주행 후 획득한 항법 및 환경인식 정보를 활용하여 절대 좌표 상의 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하고, 가동성 데이터를 기초로 기계 학습 기법을 활용하여 연속 공간상 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성함으로써, 광역경로상 주행 가능한 영역이 연속성을 가지고 표시되도록 하여 광역경로 계획을 수행하는 무인 차량이 보다 안정적으로 자율 주행을 할 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, the unmanned vehicle generates mobility data indicating whether the vehicle can be driven on absolute coordinates using navigation and environmental recognition information obtained after driving on an unpaved / paved road, and machine learning based on the mobility data. By generating continuous spatial mobility information indicating whether the vehicle can be driven in continuous space using the technique, the unmanned vehicle performing the wide-area planning can be more stably operated by autonomous driving so that the driving area is displayed with continuity. Make sure
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 가동성 정보 생성 장치의 상세 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항법 정보를 통해 추출된 주행 가능 데이터 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 환경 인식 정보를 통해 추출된 주행 가능 데이터 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항법 정보 기반 주행 가능 데이터를 통해 학습된 연속 공간 가동성 정보 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 환경 인식 정보 기반 주행 가능 데이터를 통해 학습된 연속 공간 가동성 정보 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 가동성 정보 생성 장치의 동작 제어 흐름도.1 is a detailed block diagram of an apparatus for generating continuous space mobility information according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view of driving data extracted through navigation information according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view of driving data extracted through environment recognition information according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating continuous space mobility information learned through navigation information-based travelable data according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram of continuous space mobility information learned through driving data based on environmental awareness information according to an embodiment of the present invention.
6 is an operation control flowchart of the apparatus for generating continuous spatial mobility information according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the present invention. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 가동성 정보 생성 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.1 is a detailed block diagram of an apparatus for generating continuous space mobility information according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)의 각 구성 요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of each component of the
먼저, 항법 정보 생성부(102)는 광역 경로 계획에 따라 무인 차량이 자율 주행하는 경우 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 무인 차량의 항법 정보로 생성한다. First, when the unmanned vehicle autonomously travels according to the wide-area route plan, the navigation
이때, 이러한 항법 정보는 무인 차량이 주행한 경로에 대한 GPS(global positioning system) 기반 위치 정보를 의미할 수 있다. 즉, 항법 정보 생성부(102)는 GPS 시스템을 탐재하여 무인 차량의 현재 위치와 무인 차량이 주행한 경로에 대한 GPS 정보를 획득하고, GPS 정보를 기반으로 무인 차량이 주행하는 경로에 대한 절대 좌표를 생성한다. In this case, the navigation information may refer to global positioning system (GPS) based location information on a route on which the unmanned vehicle travels. That is, the navigation
환경 인식 정보 생성부(104)는 무인 차량에 탑재된 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar) 등의 환경 인식 센서들과 연계되어 무인 차량이 주행하는 경로상 기설정된 범위의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성한다.The environment recognition
이때, 위와 같은 환경 인식 센서 중 라이다는 무인 차량이 주행하는 전방의 기설정된 영역의 지형을 스캔하여 지형 특성과 장애물 등을 탐지한다. 이러한 영역의 크기는 대략 40mㅧ40m으로 설정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, among the above environmental sensors, the rider scans the terrain of a predetermined area in front of the driverless vehicle to detect terrain characteristics and obstacles. The size of the region may be set to about 40m × 40m, but is not limited thereto.
이에 따라, 환경 인식 정보 생성부(104)는 라이다 등으로부터 제공되는 무인 차량 전방의 지형 특성과 장애물 등에 대한 정보에 기초하여 무인 차량이 주행하는 경로 주변에 대한 환경 인식 정보를 생성한다. 이러한 환경 인식 정보는 예를 들어 무인 차량이 주행하는 경로의 주변 영역 중 차량이 주행 가능한 영역에 관한 정보를 의미할 수 있다.Accordingly, the environment recognition
가동성 데이터 생성부(106)는 항법 정보 생성부(102)에 의해 생성된 항법 정보와 환경 인식 정보 생성부(104)에 의해 생성된 환경 인식 정보에 기초하여 무인 차량이 주행하는 경로와 주변 영역에 대응하는 절대 좌표를 인식하고, 절대 좌표별 무인 차량의 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성한다. 또한, 가동성 데이터 생성부(106)는 절대 좌표별 레이블 정보를 가동성 DB(108)에 저장한다.The mobility
이하, 가동성 데이터 생성부(106)의 동작을 보다 상세히 설명하면, 가동성 데이터 생성부(106)는 환경 인식 정보 및 항법 정보에 기초하여 무인 차량이 주행한 경로와 경로의 주변 영역에 대해 2차원 공간상에 위치()정보와 해당 위치에 대한 주행 가능 또는 불가능 여부를 표시한 레이블 정보()를 생성한다. 예컨대, 특정 위치가 주행 가능하다면 레이블 정보 이 할당될 수 있고, 특정 위치가 주행 불가능하다면 레이블 정보 이 할당될 수 있다.Hereinafter, the operation of the movable
이어, 가동성 데이터 생성부(106)는 2차원 공간상에 위치()정보와 해당 위치에 대한 주행 가능 또는 불가능 여부를 표시한 레이블 정보()를 매칭시킨 가동성 데이터()를 가동성 DB(100)에 저장한다. Subsequently, the movable
이에 따라, 무인 차량이 주행 중 매순간 획득한 항법 정보를 통해 도 2에서와 같은 주행 가능 데이터()가 정의될 수 있으며, 환경 인식 정보를 통해 무인 차량이 주행한 경로의 주변 영역에 대해 도 3에서와 같은 주행 가능 데이터()와 주행 불가능 데이터()가 정의될 수 있다. Accordingly, the driving possible data as shown in FIG. ) Can be defined, and the driving data (as shown in FIG. ) And non-driving data ( ) Can be defined.
또한, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)는 가동성 DB(108)에 저장된 절대 좌표별 레이블 정보를 기초로 기계 학습(machine learning)을 수행하여 각 절대 좌표 사이의 연속공간에 대한 주행 가능 확률을 정의한다.In addition, the continuous space mobility
또한, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)는 위와 같이 정의된 주행 가능 확률에 기초하여 연속공간에 대응하는 절대 좌표별 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성함으로써 연속공간에 대한 가동성 정보를 생성하고, 생성된 연속 공간에 대한 가동성 정보를 가동성 DB(108)에 또한 저장한다.In addition, the continuous space mobility
이하, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)의 동작을 보다 상세히 설명하면, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)는 가동성 DB(108)로부터 획득한 2차원 공간상의 주행 가능/불가능 데이터()를 기초로 아래의 [수학식 1]과 같이 스파스(Sparse) 커널(Kernel) 과 학습이 필요한 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기(Logistic regression classifier)를 통해 기계 학습을 수행하여 무인 차량이 주행한 경로와 경로 주변의 주행 가능한 영역에 대응되는 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 정의한다. 이때, 연속 공간 가동성 정보 생성부(110)는 연속 공간상에 가동성 정보를 정의하기 위해 Hilbert maps 기법을 활용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the operation of the continuous space mobility
또한, 연속 공간 가동성 정보 생성부(110)는 주행 불가 확률 ()에 대해서도 정의할 수 있다. In addition, the continuous space mobility
이때 스파스 커널 는 아래의 [수학식 2]와 같이 표현된다.Sparse kernel Is expressed by Equation 2 below.
또한, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)는 가중치()를 학습하기 위한 목적함수 를 아래의 [수학식 3]에서와 같이 Negative log-likelihood로 정의할 수 있다.In addition, the continuous space mobility
여기서, 연속공간 가동성 정보 생성부(110)는 Stochastic Gradient Descent(SGD)를 이용하여 아래의 [수학식 4]에서와 같이 가중치()를 점진적으로 갱신시킬 수 있다.Here, the continuous space mobility
위와 같이 학습된 가중치()는 가동성 DB(108)로 저장되어 동일 또는 신규 지역 데이터의 사전 정보로 활용될 수 있다. The weights learned as above ( ) May be stored in the
도 4는 항법 정보의 주행 가능 데이터를 통해 기계 학습된 연속 공간 가동성 정보를 도시한 것이고, 도 5는 환경 인식 정보의 주행 가능/불가능 데이터를 통해 기계 학습된 연속공간 가동성 정보를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates continuous spatial mobility information machine-learned through the runnable data of the navigation information, and FIG. 5 illustrates continuous spatial mobility information machine-learned through the runable / disabled data of the environmental recognition information.
도 4 및 도 5에서 보여지는 바와 같이 연속 공간 가동성 정보를 이용하는 경우 주행 가능한 경로에 대한 지도의 해상도를 높이더라도 무인 차량이 주행 가능한 영역이 연속성을 가지고 표시 가능함에 따라 가동성 정보와 무인 차량에 탑재된 항법 정보간 불일치가 발생하지 않게 된다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, even if the resolution of the map of the travelable route is increased, the area in which the driverless vehicle can run can be displayed with continuity even when the continuous space mobility information is used. There is no inconsistency between navigation information.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연속 공간 가동성 정보 생성 장치의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.6 illustrates an operation control flow of the apparatus for generating continuous spatial mobility information according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
먼저, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 광역경로 계획에 따라 무인 차량이 자율 주행하는 경우 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 무인 차량의 항법 정보로 생성한다(S600). 이때, 이러한 항법 정보는 무인 차량이 주행한 경로에 대한 GPS 기반 위치 정보를 의미할 수 있다.First, when the unmanned vehicle autonomously travels according to the wide-area path plan, the continuous space mobility
이어, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 무인 차량에 탑재된 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar) 등의 환경 인식 센서들과 연계되어 무인 차량이 주행하는 경로상 기설정된 범위의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성한다(S602).Subsequently, the continuous space mobility
이때, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 라이다 등으로부터 제공되는 무인 차량이 주행하는 전방의 지형 특성과 장애물 등에 대한 정보에 기초하여 무인 차량이 주행하는 경로 주변에 대한 환경 인식 정보를 생성한다. 이러한 환경 인식 정보는 예를 들어 무인 차량이 주행하는 경로의 주변 영역 중 차량이 주행 가능한 영역에 관한 정보를 의미할 수 있다.At this time, the continuous space mobility
이어, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 항법 정보와 환경 인식 정보에 기초하여 무인 차량이 주행하는 경로와 주변 영역에 대응하는 절대 좌표를 인식하고, 절대 좌표별 무인 차량의 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성한다. 또한, 절대 좌표별 레이블 정보를 매칭시킨 가동성 데이터를 생성하여 가동성 DB에 저장한다(S604).Subsequently, the
그런 후, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 가동성 DB에 저장된 절대 좌표별 상기 레이블 정보를 기초로 기계 학습을 수행하여 각 절대 좌표 사이의 연속공간에 대한 주행 가능 확률을 산출한다(S606).Thereafter, the
이어, 연속 공간 가동성 정보 생성 장치(100)는 위와 같이 산출된 주행 가능 확률에 기초하여 연속공간에 대응하는 절대 좌표별 주행 가능 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성함으로써 연속공간에 대한 가동성 정보를 생성하고, 가동성 DB에 저장시킨다(S608). Subsequently, the
이때, 이러한 연속공간에 대한 가동성 정보를 이용하는 경우 주행 가능한 경로에 대한 지도의 해상도를 높이더라도 도 5에서 보여지는 바와 같이 무인 차량이 주행 가능한 영역이 연속성을 가지고 표시 가능함에 따라 가동성 정보와 무인 차량에 탑재된 항법 정보간 불일치가 발생하지 않게 된다.At this time, when the mobility information of the continuous space is used, even if the resolution of the map of the travelable route is increased, as shown in FIG. There is no inconsistency between the loaded navigation information.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량이 비포장/포장 도로에서 주행 후 획득한 항법 및 환경인식 정보를 활용하여 절대 좌표 상의 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하고, 가동성 데이터를 기초로 기계 학습 기법을 활용하여 연속 공간상 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성함으로써, 광역경로상 주행 가능한 영역이 연속성을 가지고 표시되도록 하여 광역경로 계획을 수행하는 무인 차량이 보다 안정적으로 자율 주행을 할 수 있도록 한다.As described above, according to one embodiment of the present invention, the unmanned vehicle generates mobility data indicating whether the vehicle can be driven on absolute coordinates by using navigation and environmental recognition information obtained after driving on an unpaved / paved road, and the mobility data. Based on the machine learning technique, the continuous space mobility information indicating whether the vehicle can be driven in the continuous space is generated. Allow for autonomous driving.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. Combinations of the steps of each flowchart attached to the present invention may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment such that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in each step of the flowchart. It will create a means to perform them. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in the to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each step of the flowchart. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each step of the flowchart.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each step may represent a module, segment or portion of code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions noted in the steps may occur out of order. For example, the two steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously or the steps may sometimes be performed in the reverse order, depending on the function in question.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the invention should be determined by the claims rather than by the described embodiments.
102 : 항법 정보 생성부 104 : 환경 인식 정보 생성부
106 : 가동성 데이터 생성부 108 : 가동성 DB
110 : 연속 공간 가동성 정보 생성부
102: navigation information generation unit 104: environment recognition information generation unit
106: mobility data generation unit 108: mobility DB
110: continuous space mobility information generation unit
Claims (14)
무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 항법 정보 생성부와,
상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성부와,
상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성(mobility) 데이터를 생성하는 가동성 데이터 생성부와,
상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습(machine learning)을 수행하여, 상기 가동성 데이터가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하고, 상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 가동성 정보 생성부를 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.An apparatus for generating continuous space mobility information for an unmanned vehicle,
A navigation information generation unit for generating navigation information by acquiring absolute coordinates of a route driven by an unmanned vehicle;
An environmental awareness information generation unit for generating environmental awareness information on a peripheral area of the path;
A mobility data generator for generating mobility data indicating whether the vehicle is capable of traveling with respect to absolute coordinates corresponding to the route and the surrounding area, based on the navigation information and the environment recognition information;
Machine learning is performed based on the mobility data to calculate the probability of the running of the continuous space between the absolute coordinates in which the mobility data is generated, and correspond to the continuous space based on the driving probability. A continuous space mobility information generating unit for generating continuous space mobility information indicating whether the driving for each of the absolute coordinates
Continuous space mobility information generating device.
상기 항법 정보 생성부는,
상기 무인 차량의 현재 위치에 대한 GPS 정보를 기반으로 상기 경로에 대한 절대 좌표를 획득하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 1,
The navigation information generation unit,
Obtaining absolute coordinates for the path based on the GPS information about the current position of the unmanned vehicle
Continuous space mobility information generating device.
상기 환경 인식 정보 생성부는,
상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 상기 환경 인식 정보를 생성하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 1,
The environment recognition information generation unit,
Generating the environment recognition information using an environment recognition sensor mounted in the unmanned vehicle;
Continuous space mobility information generating device.
상기 환경 인식 센서는, LIDAR, 카메라 또는 RADAR 중 적어도 하나인
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 3, wherein
The environmental sensor is at least one of a LIDAR, a camera or a RADAR.
Continuous space mobility information generating device.
상기 가동성 데이터와 상기 연속 공간 가동성 정보를 저장하는 가동성 데이터베이스(DB)를 더 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 1,
A mobility database (DB) for storing the mobility data and the continuous space mobility information;
Continuous space mobility information generating device.
상기 연속 공간 가동성 정보 생성부는,
상기 경로와 상기 주변 영역을 포함하는 지역에 대해, 복수개의 스파스 커널(spars kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 주행 가능 확률을 산출하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 1
The continuous space mobility information generation unit,
For a region including the path and the peripheral region, a plurality of sparse kernels and weights assigned to each sparse kernel ( Calculating the probability of driving using a logistic regression classifier
Continuous space mobility information generating device.
상기 연속 공간 가동성 정보 생성부는,
SGD(stochastic gradient descent)를 이용하여 상기 기계 학습을 통해 상기 가중치를 갱신하는
연속 공간 가동성 정보 생성 장치.The method of claim 6
The continuous space mobility information generation unit,
Updating the weight through the machine learning using stochastic gradient descent (SGD)
Continuous space mobility information generating device.
무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 단계와,
상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성하는 단계와,
상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하는 단계와,
상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습을 수행하여, 상기 가동성 데이터가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하는 단계와,
상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 단계를 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 방법.A method of generating continuous spatial mobility information for an unmanned vehicle,
Generating navigation information by obtaining absolute coordinates of a route driven by an unmanned vehicle;
Generating environmental awareness information for generating environmental awareness information on a peripheral area of the path;
Generating mobility data indicating whether the vehicle is capable of traveling with respect to absolute coordinates corresponding to the route and the surrounding area, based on the navigation information and the environment recognition information;
Performing machine learning based on the mobility data to calculate a driving probability for continuous space between absolute coordinates in which the mobility data is generated;
Generating continuous space mobility information indicating whether driving is possible for each of the absolute coordinates corresponding to the continuous space based on the driving possibility probability;
How to generate continuous space mobility information.
상기 항법 정보를 생성하는 단계는,
상기 무인 차량의 현재 위치에 대한 GPS 정보를 기반으로 상기 경로에 대한 절대 좌표를 획득하는 단계를 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 방법.The method of claim 8,
Generating the navigation information,
Obtaining absolute coordinates for the route based on GPS information on a current position of the unmanned vehicle;
How to generate continuous space mobility information.
상기 환경 인식 정보를 생성하는 단계는,
상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 상기 환경 인식 정보를 생성하는 단계를 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 방법.The method of claim 8,
Generating the environmental awareness information,
Generating the environment recognition information by using an environment recognition sensor mounted on the unmanned vehicle.
How to generate continuous space mobility information.
상기 가동성 데이터와 상기 연속 공간 가동성 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는
연속 공간 가동성 정보 생성 방법.The method of claim 8,
Storing the mobility data and the continuous space mobility information;
How to generate continuous space mobility information.
상기 주행 가능 확률을 산출하는 단계는,
상기 경로와 상기 주변 영역을 포함하는 지역에 대해, 복수개의 스파스 커널과 각 스파스 커널에 할당된 가중치로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 주행 가능 확률을 산출하는 단계를 포함하는
학습 기반 연속 공간 가동성 정보 생성 방법.The method of claim 8,
Computing the driving probability is,
Calculating a driving probability using a logistic regression classifier composed of a plurality of sparse kernels and weights assigned to each sparse kernel, for an area including the path and the surrounding area;
A method for generating learning based continuous spatial mobility information.
상기 가중치는 SGD(stochastic gradient descent)를 이용하여 상기 기계 학습을 통해 갱신되는
학습 기반 연속 공간 가동성 정보 생성 방법.The method of claim 12,
The weight is updated through the machine learning using stochastic gradient descent (SGD).
A method for generating learning based continuous spatial mobility information.
상기 무인 차량은 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치를 포함하며,
상기 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 장치는,
상기 무인 차량이 주행한 경로에 대한 절대 좌표를 획득하여 항법 정보를 생성하는 항법 정보 생성부와,
상기 경로의 주변 영역에 대한 환경 인식 정보를 생성하는 환경 인식 정보 생성부와,
상기 항법 정보와 상기 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 경로와 상기 주변 영역에 대응하는 절대 좌표에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 가동성 데이터를 생성하는 가동성 데이터 생성부와,
상기 가동성 데이터를 기반으로 기계 학습을 수행하여, 상기 가동성 정보가 생성된 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 주행 가능 확률을 산출하고, 상기 주행 가능 확률에 기초하여 상기 연속 공간에 대응하는 절대 좌표 각각에 대한 주행 가능 여부를 나타내는 연속 공간 가동성 정보를 생성하는 연속 공간 가동성 정보 생성부를 포함하는
무인 차량.As an unmanned vehicle,
The unmanned vehicle includes a device for generating continuous space mobility information,
The apparatus for generating the continuous space mobility information,
A navigation information generation unit for generating navigation information by obtaining absolute coordinates of a route on which the unmanned vehicle travels;
An environmental awareness information generation unit for generating environmental awareness information on a peripheral area of the path;
A mobility data generation unit for generating mobility data indicating whether the vehicle can travel with respect to the absolute coordinates corresponding to the route and the surrounding area based on the navigation information and the environment recognition information;
The machine learning is performed based on the mobility data to calculate the probability of the running of the continuous space between the absolute coordinates from which the mobility information is generated, and the absolute coordinates corresponding to the continuous space of each of the absolute spaces are based on the driving probability. And a continuous space mobility information generator configured to generate continuous space mobility information indicating whether the vehicle can be driven.
Driverless vehicles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180046933A KR102054321B1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Apparatus for generating continuous mobility information, method therefor, and unmanned ground vehicle |
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KR1020180046933A KR102054321B1 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Apparatus for generating continuous mobility information, method therefor, and unmanned ground vehicle |
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- 2018-04-23 KR KR1020180046933A patent/KR102054321B1/en active IP Right Grant
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