KR20190140491A - Method for generating predicted path data of objects, apparatus therefor, and unmanned ground vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 차량의 자율 주행에 관한 것으로, 특히 무인 차량 주변의 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 방법, 장치 및 무인 차량에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to autonomous driving of an unmanned vehicle, and more particularly, to a method, an apparatus, and an unmanned vehicle for generating predicted path data of an object around an unmanned vehicle.
일반적으로, 무인 차량이 외부 충돌위험을 최소화하며 안전한 자율주행을 수행하기 위해서는 매순간 변화하는 수십 미터 내 충돌위험 정보를 경로계획 시 반영하기 용이하도록 표현하고, 이를 실시간으로 서비스 할 수 있어야 한다. 또한, 정지 상태에 있는 장애물뿐만 아니라 이동 장애물이 존재하는 복잡한 주행 상황에서 안정적인 자율주행을 위해서는 매순간 환경인식을 통해 획득한 수개의 이동 장애물 정보를 토대로 이동 장애물의 불확실성을 포함한 미래예측정보를 반영하여 시공간 상에 충돌 가능성을 예측할 수 있는 기술이 필수적이다.In general, in order for an unmanned vehicle to minimize the risk of external collisions and to carry out safe autonomous driving, it must be expressed in a manner that can easily reflect the collision risk information within several tens of meters during the route planning, and service it in real time. In addition, in order to ensure stable autonomous driving in complex driving situations in which not only obstacles in the stationary state but also moving obstacles exist, based on several pieces of moving obstacle information acquired through environmental awareness every time, time and space are reflected by reflecting future prediction information including uncertainty of moving obstacles. The ability to predict the likelihood of a collision is essential.
이와 관련하여 종래에는 장애물과 무인 차량의 절대 위치를 인식하고, 이동 장애물의 이동 경로를 산출하여 미래 시점에서의 이동 장애물과의 충돌을 회피시키는 기술이 제안되어 왔다. 여기서 이동 장애물의 이동 경로를 산출할 때 3차 함수로 근사화하여 일정 시점에서의 이동 장애물의 위치를 신뢰성 있게 예측하였다.In this regard, a technique for recognizing an absolute position of an obstacle and an unmanned vehicle and calculating a moving path of the moving obstacle to avoid collision with the moving obstacle at a future time has been proposed. Here, when calculating the movement path of the moving obstacle, the approximation is performed by the cubic function to reliably predict the position of the moving obstacle at a certain time.
그러나 위와 같은 종래 방법은 이동 장애물의 이동 경로에 불확실성을 포함하고 있지 않기 때문에 불확실성에 따른 최대 위험도(Risk)를 최소화하는 경로 최적화 문제에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.However, since the conventional method does not include the uncertainty in the movement path of the moving obstacle, there is a problem that it is difficult to apply to the path optimization problem of minimizing the maximum risk due to the uncertainty.
(특허문헌)(Patent literature)
대한민국 등록특허번호 10-1207903호(등록일자 2012년 11월 28일)Republic of Korea Patent No. 10-1207903 (Registration date November 28, 2012)
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 무인 차량의 환경 인식 정보로부터 획득된 무인 차량 주변의 대상체에 대해 대상체의 위치, 속도, 방향각 정보 및 대상체의 타입에 따른 불확실성을 고려한 예측 경로 데이터를 생성하고, 온라인 학습을 통해 예측 경로상 연속적인 시공간 상에 무인 차량과 대상체간 충돌 위험 정보를 표시함으로써, 무인 차량의 경로 계획 시 대상체와의 충돌위험을 최소화하는 최적의 경로를 생성하는 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 방법, 장치 및 무인 차량을 제공하고자 한다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the prediction path data is generated with respect to the object around the unmanned vehicle obtained from the environmental awareness information of the unmanned vehicle in consideration of the position, the speed, the direction angle information, and the uncertainty according to the type of the object. By displaying the collision risk information between the unmanned vehicle and the object in continuous space-time on the prediction path through online learning, the predicted path data of the object is generated to generate the optimal path that minimizes the risk of collision with the object when planning the path of the unmanned vehicle. It is intended to provide a method, apparatus, and driverless vehicle to create.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 대상체(objects)의 예측 경로 데이터를 생성하는 방법으로서, 무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 단계와, 상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.A method of generating predicted path data of objects according to an embodiment of the present invention as described above, based on environmental recognition information about a driving path of an unmanned vehicle, movement information of at least one object around the unmanned vehicle And obtaining a type of the object, and generating prediction path data of the object based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object.
또한, 상기 환경 인식 정보는 상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 획득되는 것을 특징으로 한다.The environmental recognition information may be obtained using an environmental recognition sensor mounted on the unmanned vehicle.
또한, 상기 대상체의 움직임 정보는 상기 대상체의 위치, 속도, 방향각 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The motion information of the object may include at least one of a position, a speed, and a direction angle of the object.
또한, 상기 예측 경로 데이터를 생성하는 단계는, 소정의 시간 간격마다, 복수개의 예측 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The generating of the prediction path data may include generating a plurality of prediction path data at predetermined time intervals.
또한, 상기 대상체의 타입이 보행자인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수가 소정의 기준값보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the type of the object is a pedestrian, the uncertainty coefficient associated with the uncertainty is set to be lower than a predetermined reference value.
또한, 상기 대상체의 타입이 차량인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수가 소정의 기준값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the type of the object is a vehicle, the uncertainty coefficient associated with the uncertainty is set to be larger than a predetermined reference value.
또한, 상기 예측 경로 데이터를 생성하는 단계는, 상기 소정의 시간 간격마다 생성된 상기 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하는 단계와, 상기 평균과 분산에 기초하여, 상기 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The generating of the prediction path data may include calculating an average and a variance of the plurality of prediction path data generated at each predetermined time interval, and corresponding to the prediction path data based on the average and the variance. The method may further include generating and storing label information indicating whether or not the risk is at the absolute coordinate of the position.
또한, 상기 레이블 정보에 기초하여 상기 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 상기 무인 차량과 상기 대상체의 충돌 확률을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include calculating a collision probability between the unmanned vehicle and the object with respect to the continuous space between the absolute coordinates based on the label information.
또한, 상기 충돌 확률은 절대 좌표에 대해, 복수개의 스파스 커널(sparse kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the collision probability is a weight assigned to a plurality of sparse kernels and each sparse kernel with respect to absolute coordinates. It is characterized by using a logistic regression classifier consisting of).
또한, 상기 가중치는 SGD(stochastic gradient descent)를 이용하는 온라인 학습을 통해 갱신되는 것을 특징으로 한다.In addition, the weight is characterized by being updated through online learning using stochastic gradient descent (SGD).
또한, 상기 충돌 확률에 기초하는 상기 대상체의 위험도 정보를 생성하여 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include generating and displaying risk information of the object based on the collision probability.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치로서, 무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 대상체 인식부와, 상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 대상체 경로 예측부를 포함한다.In addition, an apparatus for generating prediction path data of an object according to an embodiment of the present invention, based on environmental recognition information on a driving route of an unmanned vehicle, motion information of at least one object around the unmanned vehicle and the object And an object path predictor configured to generate a predicted path data of the object based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object.
또한, 상기 대상체의 움직임 정보는 상기 대상체의 위치, 속도, 방향각 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The motion information of the object may include at least one of a position, a speed, and a direction angle of the object.
또한, 상기 대상체 경로 예측부는 소정의 시간 간격마다 복수개의 예측 경로 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The object path predictor may generate a plurality of prediction path data at predetermined time intervals.
또한, 상기 대상체 경로 예측부는 상기 대상체의 타입이 보행자인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 낮게 설정하여 상기 예측 경로 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The object path predictor may generate the prediction path data by setting an uncertainty coefficient related to the uncertainty lower than a predetermined reference value when the type of the object is a pedestrian.
또한, 상기 대상체 경로 예측부는 상기 대상체의 타입이 차량인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 크게 설정하여 상기 예측 경로 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The object path predictor may generate the predicted path data by setting an uncertainty coefficient related to the uncertainty greater than a predetermined reference value when the type of the object is a vehicle.
또한, 상기 대상체 경로 예측부는, 상기 소정의 시간 간격마다 생성된 상기 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하고, 상기 평균과 분산에 기초하여, 상기 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성하여 저장하는 것을 특징으로 한다.The object path predictor may be further configured to calculate an average and a variance of the plurality of prediction path data generated at the predetermined time intervals, and based on the average and the variance, in the absolute coordinates of the position corresponding to the prediction path data. And generating and storing label information indicating whether or not the risk.
또한, 상기 장치는 상기 레이블 정보에 기초하여 상기 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 상기 무인 차량과 상기 대상체의 충돌 확률을 산출하는 대상체 위험도 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include an object risk generation unit configured to calculate a collision probability between the unmanned vehicle and the object with respect to the continuous space between the absolute coordinates based on the label information.
또한, 상기 대상체 위험도 생성부는, 절대 좌표에 대해, 복수개의 스파스 커널(sparse kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 충돌 확률을 산출하는 것을 특징으로 한다.The object risk generator may include a plurality of sparse kernels and weights assigned to each sparse kernel with respect to absolute coordinates. The collision probability is calculated using a logistic regression classifier consisting of a).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 차량으로서, 상기 무인 차량은 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치를 포함하며, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치는, 상기 무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 대상체 인식부와, 상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 대상체 경로 예측부를 포함한다.In addition, as an unmanned vehicle according to an embodiment of the present invention, the unmanned vehicle includes a device for generating predictive path data of an object, and the device for generating predictive path data of the object is a driving path of the unmanned vehicle. On the basis of the environmental recognition information about the at least one object around the unmanned vehicle and the object recognition unit for obtaining the type of the object, based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object, And an object path predictor for generating prediction path data of the object.
본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량의 환경 인식 정보로부터 획득된 무인 차량 주변의 대상체에 대해 대상체의 위치, 속도, 방향각 정보 및 대상체의 타입에 따른 불확실성을 고려한 예측 경로 데이터를 생성하고, 온라인 학습을 통해 예측 경로상 연속적인 시공간 상에 무인 차량과 대상체간 충돌 위험 정보를 표시함으로써, 무인 차량의 경로 계획 시 대상체와의 충돌위험을 최소화하는 최적의 경로를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, for the object around the unmanned vehicle obtained from the environmental awareness information of the unmanned vehicle, generating prediction path data in consideration of the position, velocity, direction angle information and uncertainty of the type of the object, By displaying the collision risk information between the unmanned vehicle and the object in the continuous space-time on the prediction path through the online learning, it is possible to generate the optimal path to minimize the collision risk with the object when planning the path of the unmanned vehicle.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치의 상세 블록 구성도.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치에서 예측된 시간 간격별 대상체의 예측 이동 위치와 위험도 정보 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치에서의 동작 제어 흐름도.1 is a detailed block diagram of an apparatus for generating prediction path data of an object according to an embodiment of the present invention.
2 to 6 are diagrams illustrating the predicted movement position and the risk information of the object for each time interval predicted by the apparatus for generating prediction path data of the object according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an operation control in the apparatus for generating prediction path data of an object 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 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것이다.1 illustrates a detailed block diagram of an apparatus for generating prediction path data of an object according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 대상체(objects)의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)의 각 구성 요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of each component of the
먼저, 대상체 인식부(110)는 무인 차량과 무인 차량의 주행 경로 상 위치한 적어도 하나 이상의 대상체의 절대 위치를 인식하고, 환경 인식 정보를 통해 대상체에 대한 움직임 정보 및 대상체의 타입을 인식한다. 이때 대상체에 대한 움직임 정보는 대상체의 위치, 속도, 방향각 등의 정보를 포함할 수 있으며, 대상체의 타입은 보행자, 차량 등의 될 수 있고, 환경 인식 정보는 무인 차량에 탑재되는 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar) 등의 환경 인식 센서들을 통해 획득되어 대상체 인식부(110)로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. First, the
대상체 경로 예측부(120)는 대상체 인식부(110)에서 획득된 대상체의 위치, 속도, 방향각 등의 정보와 대상체의 타입과 연관에 따른 불확실성에 기초하여 대상체의 예측 경로 데이터를 생성한다.The
또한, 대상체 경로 예측부(120)는 대상체의 예측 경로 데이터를 생성함에 있어서, 소정의 시간 간격마다 복수개의 예측 경로 데이터를 생성할 수 있다.In addition, in generating the prediction path data of the object, the
이때, 대상체의 타입은 대상체가 보행자 경우와 차량인 경우로 구별될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, the type of object may be classified into a case where the object is a pedestrian and a vehicle, but is not limited thereto.
또한, 대상체 경로 예측부(110)는 예측 경로 데이터를 생성함에 있어서, 대상체의 타입이 보행자인 경우 대상체의 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 낮게 설정하여 예측 경로 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 대상체의 타입이 차량인 경우 대상체의 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 크게 설정하여 예측 경로 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 차량은 보행자와 비교하여 소정 시간 간격마다 속도, 방향각 등의 급격히 바뀔 확률이 상대적으로 낮으므로 차량에 대해서는 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 낮게 설정하는 것이다. In addition, when generating the prediction path data, the
또한, 대상체 경로 예측부(120)는 소정의 시간 간격마다 생성된 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하고, 평균과 분산에 기초하여 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성할 수 있다.In addition, the
이하에서는, 대상체 경로 예측부(120)에서 불확실성을 고려하여 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of generating the prediction path data of the object in consideration of the uncertainty in the
대상체 경로 예측부(120)는 대상체 인식부(110)에서 획득된 대상체의 위치, 속도, 방향각 등의 정보와 대상체의 타입과 연관된 불확실성에 기초하여 대상체의 예측 경로 데이터를 생성한다. The
아래 [표 1]에서와 같은 Pseudo 코드는 대상체 경로 예측부(120)에서 기설정된 시간 간격으로 구분된 전체 스텝에서 대상체의 타입에 따라 개의 샘플 경로에 대해 불확실성을 고려한 예측 경로 데이터를 생성한 후, 샘플링된 예측 경로 데이터로부터 각 스텝에서의 평균과 분산을 계산하는 과정을 나타낸다. Pseudo codes as shown in [Table 1] below are all divided by a predetermined time interval in the
[표 1]TABLE 1
위 [표 1]에서 보여지는 바와 같이 대상체 경로 예측부(120)는 값으로 사이의 균등 난수를 생성하여 대상체의 예측 경로 데이터에 불확실성을 부여한다. 여기서, 는 불확실성 강도조절 계수이며 시간 간격 는 0.1초로 정한다. 이때, 본 발명의 일실시예에서는 위 시간 간격을 위에서 보여지는 바와 같이"0.1"로 설정한 것을 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in Table 1 above, the
또한, 대상체 경로 예측부(120)는 앞서 구한 번째 스텝에서의 평균과 분산에 따라 아래의 [수학식 1]에서와 같은 정규분포로부터 개의 대상체 각각에 대한 2차원 공간상에 위치 정보와 해당 위치에서의 무인 차량과 대상체간 충돌 등과 같은 위험 여부에 대한 레이블 정보 를 저장한다.In addition, the
도 2는 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)에서 예측된 시간 간격별 대상체의 예측 이동 위치와 위험도 정보를 예시한 것이다.2 to 6 illustrate the predicted movement position and risk information of an object for each time interval predicted by the
도 2은 1번째 스텝(0.1초)에서 획득된 대상체의 위치와 위험도를 도시한 것이다. Figure 2 shows the position and the risk of the object obtained in the first step (0.1 seconds).
도 2를 참조하면, 제1 대상체의 2차원 공간상 초기 위치(200, 210)는 x(east)=25, y(north)=22 이고, 속도는 1m/s, 방향각은 ??90ㅀ이고, 제2 대상체의 2차원 공간상 초기 위치는 x(east)=12, y(north)=15 이고, 속도는 4m/s, 방향각은 +90ㅀ인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 3 내지 도 6은 각각 10번째 스텝(1초), 20번째 스텝(2초), 30번째 스텝(3초), 40번째 스텝(4초)에서의 제1 대상체와 제2 대상체의 예상 위치(200', 210')와 예측 경로 데이터 및 위험도를 도시한 것이다.3 to 6 show estimated positions of the first object and the second object in the 10th step (1 second), the 20th step (2 seconds), the 30th step (3 seconds), and the 40th step (4 seconds), respectively. (200 ', 210') and prediction path data and risk.
위 도 3 내지 도 6 중 도 6은 40번째 스텝에서의 제1 대상체와 제2 대상체의 예상 경로 데이터 및 위험도를 도시한 것으로, 검은색 점으로 표시된 D개의 대상체 각각의 예측 경로 데이터이며, 빨간색과 노란색 등으로 표시된 것이 무인 차량과의 충돌 확률에 기초한 위험도를 표시한 것이다. 6 to 6 show the predicted path data and the risk of the first object and the second object in the 40th step, and are the predicted path data of each of the D objects indicated by black dots. The yellow light indicates the risk based on the probability of collision with an unmanned vehicle.
도 6에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 일실시예에서는 각 대상체의 불확실성이 고려되어 예측 경로 데이터가 각 대상체의 초기 위치(200, 210)로부터 예상 위치(200', 210')까지 랜덤하게 분포되는 것을 알 수 있으며, 이에 따라 위와 같은 정보를 이용하는 경우 무인 차량이 대상체와 충돌하지 않는 경로를 보다 정확히 산출할 수 있게 된다.As shown in FIG. 6, in the exemplary embodiment of the present invention, uncertainty of each object is taken into consideration so that prediction path data is randomly distributed from the
다음으로, 대상체 위험도 생성부(130)는 대상체 경로 예측부(120)에서 생성된 예측 경로 데이터와 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 기초로 온라인 학습을 수행하여 절대 좌표들 사이의 연속 공간에서의 무인 차량과 대상체간 충돌 확률을 산출하고, 충돌 확률을 기초로 연속적인 시공간상 대상체의 위험도를 생성하여 표시한다. 이러한 위험도는 무인 차량과 대상체의 충돌 확률을 의미할 수 있으며, 도 6에서 보여지는 바와 같이 대상체의 중심점에서 가장 높게 표시될 수 있고, 중심점에서 멀어질수록 낮게 표시되는 것을 알 수 있다.Next, the
이때, 대상체 위험도 생성부(130)는 충돌 확률을 산출함에 있어서, 예측 경로 데이터상 연속 공간에 대응하는 절대 좌표에 대해, 복수개의 스파스 커널(sparse kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기(Logistic regression classifier)를 이용하여 충돌 확률을 산출할 수 있다. 또한, 대상체 위험도 생성부(130)는 SGD(stochastic gradient descent)를 이용한 온라인 학습을 통해 가중치를 갱신할 수 있다.In this case, in calculating the collision probability, the
이하에서는, 대상체 위험도 생성부(130)에서 대상체 경로 예측부(120)로부터 생성된 예측 경로 데이터를 기초로 주행 경로상 대상체의 위험도를 생성하는 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of generating the risk of the object on the driving route based on the predicted path data generated by the
대상체 위험도 생성부(130)는 대상체의 예측 경로 데이터와 예측 경로 데이터상 충돌 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 기초로 아래의 [수학식 2]에서와 같이 스파스 커널 과 학습이 필요한 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 통해 온라인 학습을 수행하여 무인 차량과 대상체간 충돌 확률을 산출하고, 충돌 확률을 기초로 연속적인 시공간상 대상체의 위험도를 표시한다. 이때, 대상체 위험도 생성부(130)는 연속 공간상에 충돌 확률에 기반한 위험도를 정의하기 위해 Hilbert maps 기법을 활용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The object
여기서, 스파스 커널 은 아래의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.Where sparse kernel Can be expressed as shown in Equation 3 below.
또한, 대상체 위험도 생성부(130)는 가중치()를 학습하기 위한 목적함수 를 아래의 [수학식 4]에서와 같이 Negative log-likelihood로 정의할 수 있다.In addition, the
여기서, 대상체 위험도 생성부(130)는 Stochastic Gradient Descent(SGD)를 이용하여 아래의 [수학식 5]에서와 같이 가중치()를 점진적으로 갱신시킬 수 있다.Here, the object
여기서 학습율(learning rate) 는 아래의 [수학식 6]과 같이 [수학식 7]의 공간에 대한 학습율과 [수학식 8]의 시간에 대한 학습율의 곱으로 정의될 수 있다.Where learning rate May be defined as the product of the learning rate for the space of [Equation 7] and the learning rate for time of [Equation 8] as shown in [Equation 6] below.
여기서 는 강도조절 계수이고 는 감소 비율이다. 학습된 는 전체 개의 각 번째 스텝에서의 대상체의 위험도 정보는 무인 차량의 경로 계획 시 비용함수로 활용될 수 있다. here Is the intensity control factor Is the rate of decrease. Learned Is full Angles Risk information of the object in the first step may be used as a cost function when planning the route of the unmanned vehicle.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치에서의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.7 illustrates an operation control flow in the apparatus for generating prediction path data of an object 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 7.
먼저, 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)는 무인 차량과 무인 차량의 주행 경로 상 위치한 적어도 하나 이상의 대상체의 절대 위치를 인식하고(S700), 환경 인식 정보를 통해 획득한 대상체에 대한 움직임 정보 및 대상체의 타입과 연관된 불확실성에 기초하여, 대상체의 예측 경로 데이터를 생성한다.(S702).First, the
이때 대상체에 대한 정보는 대상체의 타입, 위치, 속도, 방향각 등의 정보를 포함할 수 있으며, 위와 같은 환경 인식 정보는 무인 차량에 탑재되는 카메라(Camera), 라이다(Lidar), 레이다(Radar) 등의 환경 인식 센서들을 통해 획득될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the information on the object may include information such as the type, location, speed, direction angle of the object, and the above environmental recognition information such as camera (Camera), Lidar (Radar), Radar (mounted on the unmanned vehicle) It may be obtained through environmentally aware sensors, such as), but is not limited thereto.
여기서, 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)는 예측 경로 데이터를 생성함에 있어서, 환경 인식 정보를 기초로 대상체의 타입, 속도, 방향각 등의 정보를 분석하고, 소정의 시간 간격마다 복수개의 예측 경로 데이터를 생성할 수 있다.Here, in generating the prediction path data, the
또한, 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)는 소정의 시간 간격마다 생성된 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하고, 평균과 분산에 기초하여 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성할 수 있다(S704). 이때, 위와 같은 위험은 무인 차량과 대상체간 충돌 위험을 나타낼 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
이어, 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치(100)는 대상체 경로 예측부(120)에서 생성된 예측 경로 데이터와 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 기초로 온라인 학습을 수행하여 절대 좌표들 사이의 연속 공간에서의 무인 차량과 대상체간 충돌 확률을 산출하고(S706), 충돌 확률을 기초로 연속적인 시공간상 대상체의 위험도를 생성하여 표시한다(S708).Subsequently, the
이때, 이러한 위험도는 무인 차량과 대상체의 충돌 확률을 의미할 수 있으며, 도 6에서 보여지는 바와 같이 대상체의 중심점에서 가장 높게 표시될 수 있고, 중심점에서 멀어질수록 낮게 표시될 수 있다.In this case, the risk may mean a collision probability between the unmanned vehicle and the object, and may be displayed highest at the center point of the object as shown in FIG. 6, and may be displayed as far away from the center point.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 무인 차량의 환경 인식 정보로부터 획득된 무인 차량 주변의 대상체에 대해 대상체의 위치, 속도, 방향각 정보 및 대상체의 타입에 따른 불확실성을 고려한 예측 경로 데이터를 생성하고, 온라인 학습을 통해 예측 경로상 연속적인 시공간 상에 무인 차량과 대상체간 충돌 위험 정보를 표시함으로써, 무인 차량의 경로 계획 시 대상체와의 충돌위험을 최소화하는 최적의 경로를 생성할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the prediction path considering the position, velocity, direction angle information and uncertainty of the object type relative to the object around the unmanned vehicle obtained from the environmental awareness information of the unmanned vehicle By generating the data and displaying the collision risk information between the unmanned vehicle and the object in continuous space-time on the predicted path through online learning, it is possible to create the optimal route that minimizes the risk of collision with the object when planning the path of the unmanned vehicle. have.
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 therein 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.
100 : 대상체의 예측 경로 데이터 생성 장치
110 : 대상체 인식부
120 : 대상체 경로 예측부
130 : 대상체 위험도 생성부
100: apparatus for generating prediction path data of an object
110: object recognition unit
120: object path predictor
130: object risk generator
Claims (20)
무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 단계와,
상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.A method of generating prediction path data of objects,
Acquiring motion information of at least one or more objects around the unmanned vehicle and the type of the object based on environment recognition information on a driving route of the unmanned vehicle;
Generating prediction path data of the object based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 환경 인식 정보는 상기 무인 차량에 탑재된 환경 인식 센서를 이용하여 획득되는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 1,
The environment recognition information is obtained using an environment recognition sensor mounted on the unmanned vehicle.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 대상체의 움직임 정보는 상기 대상체의 위치, 속도, 방향각 중 하나 이상을 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 1,
The motion information of the object includes one or more of the position, velocity, and direction angle of the object.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 예측 경로 데이터를 생성하는 단계는,
소정의 시간 간격마다, 복수개의 예측 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 1,
The generating of the prediction path data may include:
Generating a plurality of prediction path data every predetermined time interval.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 대상체의 타입이 보행자인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수가 소정의 기준값보다 낮게 설정되는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 4, wherein
When the type of the object is a pedestrian, the uncertainty coefficient associated with the uncertainty is set lower than a predetermined reference value.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 대상체의 타입이 차량인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수가 소정의 기준값보다 크게 설정되는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 4, wherein
When the type of the object is a vehicle, an uncertainty coefficient related to the uncertainty is set to be larger than a predetermined reference value.
Method of generating prediction path data of an object.
상기 예측 경로 데이터를 생성하는 단계는,
상기 소정의 시간 간격마다 생성된 상기 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하는 단계와,
상기 평균과 분산에 기초하여, 상기 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 4, wherein
The generating of the prediction path data may include:
Calculating an average and a variance of the plurality of prediction path data generated at each predetermined time interval;
Generating and storing label information indicating whether a risk is at an absolute coordinate of a position corresponding to the prediction path data based on the mean and the variance;
Method of generating prediction path data of an object.
상기 레이블 정보에 기초하여 상기 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 상기 무인 차량과 상기 대상체의 충돌 확률을 산출하는 단계를 더 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 7, wherein
Calculating a collision probability of the unmanned vehicle and the object with respect to the continuous space between the absolute coordinates based on the label information;
Method of generating prediction path data of an object.
상기 충돌 확률은 절대 좌표에 대해, 복수개의 스파스 커널(sparse kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 산출되는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 8,
The collision probability is a weight assigned to a plurality of sparse kernels and each sparse kernel with respect to absolute coordinates. Calculated using a logistic regression classifier
Method of generating prediction path data of an object.
상기 가중치는 SGD(stochastic gradient descent)를 이용하는 온라인 학습을 통해 갱신되는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 9,
The weight is updated through online learning using stochastic gradient descent (SGD).
Method of generating prediction path data of an object.
상기 충돌 확률에 기초하는 상기 대상체의 위험도 정보를 생성하여 표시하는 단계를 더 포함하는
대상체의 예측 경로 데이터 생성 방법.The method of claim 10,
Generating and displaying risk information of the object based on the collision probability;
Method of generating prediction path data of an object.
무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 대상체 인식부와,
상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 대상체 경로 예측부를 포함하는
대상체 예측 경로 생성 장치.An apparatus for generating prediction path data of an object,
An object recognition unit obtaining motion information of at least one or more objects around the unmanned vehicle and the type of the object based on environment recognition information on a driving route of the unmanned vehicle;
And an object path predictor configured to generate prediction path data of the object based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object.
Object prediction path generation device.
상기 대상체의 움직임 정보는 상기 대상체의 위치, 속도, 방향각 중 하나 이상을 포함하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 12,
The motion information of the object includes one or more of the position, velocity, and direction angle of the object.
Object prediction path generation device.
상기 대상체 경로 예측부는 소정의 시간 간격마다 복수개의 예측 경로 데이터를 생성하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 12,
The object path predictor generates a plurality of prediction path data at predetermined time intervals.
Object prediction path generation device.
상기 대상체 경로 예측부는 상기 대상체의 타입이 보행자인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 낮게 설정하여 상기 예측 경로 데이터를 생성하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 14,
The object path predicting unit generates the prediction path data by setting an uncertainty coefficient related to the uncertainty lower than a predetermined reference value when the type of the object is a pedestrian.
Object prediction path generation device.
상기 대상체 경로 예측부는 상기 대상체의 타입이 차량인 경우, 상기 불확실성과 관련된 불확실성 계수를 소정의 기준값보다 크게 설정하여 상기 예측 경로 데이터를 생성하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 14,
The object path predicting unit generates the prediction path data by setting an uncertainty coefficient related to the uncertainty larger than a predetermined reference value when the type of the object is a vehicle.
Object prediction path generation device.
상기 대상체 경로 예측부는,
상기 소정의 시간 간격마다 생성된 상기 복수개의 예측 경로 데이터의 평균과 분산을 산출하고,
상기 평균과 분산에 기초하여, 상기 예측 경로 데이터에 대응하는 위치의 절대 좌표에서의 위험 여부를 나타내는 레이블 정보를 생성하여 저장하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 14,
The object path predictor,
Calculating an average and a variance of the plurality of prediction path data generated at each predetermined time interval,
Generating and storing label information indicating whether a danger is at an absolute coordinate of a position corresponding to the prediction path data based on the mean and the variance
Object prediction path generation device.
상기 장치는 상기 레이블 정보에 기초하여 상기 절대 좌표들 사이의 연속 공간에 대한 상기 무인 차량과 상기 대상체의 충돌 확률을 산출하는 대상체 위험도 생성부를 더 포함하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 17,
The apparatus may further include an object risk generation unit configured to calculate a collision probability of the unmanned vehicle and the object with respect to the continuous space between the absolute coordinates based on the label information.
Object prediction path generation device.
상기 대상체 위험도 생성부는, 절대 좌표에 대해, 복수개의 스파스 커널(sparse kernel)과 각 스파스 커널에 할당된 가중치()로 구성된 로지스틱 회귀 분류기를 이용하여 상기 충돌 확률을 산출하는
대상체 예측 경로 생성 장치.The method of claim 18,
The object risk generator may include a plurality of sparse kernels and weights assigned to each sparse kernel with respect to absolute coordinates. Calculating the probability of collision using a logistic regression classifier
Object prediction path generation device.
상기 무인 차량은 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치를 포함하며,
상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 장치는,
상기 무인 차량의 주행 경로에 대한 환경 인식 정보에 기초하여, 상기 무인 차량 주변의 적어도 하나 이상의 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입을 획득하는 대상체 인식부와,
상기 대상체의 움직임 정보 및 상기 대상체의 타입에 따른 불확실성에 기초하여, 상기 대상체의 예측 경로 데이터를 생성하는 대상체 경로 예측부를 포함하는
무인 차량.As an unmanned vehicle,
The unmanned vehicle includes an apparatus for generating prediction path data of an object.
The apparatus for generating the prediction path data of the object,
An object recognition unit obtaining motion information of at least one or more objects around the unmanned vehicle and the type of the object based on environment recognition information on the driving route of the unmanned vehicle;
And an object path predictor configured to generate prediction path data of the object based on the motion information of the object and the uncertainty according to the type of the object.
Driverless vehicles.
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---|---|---|---|
KR1020180047256A KR102180036B1 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Method for generating predicted path data of objects, apparatus therefor, and unmanned ground vehicle |
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