KR20210014969A

KR20210014969A - Ｒｄｐ 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210014969A
Application number: KR1020190093105A
Authority: KR
Inventors: 이석호; 송경훈
Original assignee: 현대엠엔소프트 주식회사
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-10
Also published as: KR102568112B1

Abstract

RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명의 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치는 차량의 현재 위치를 검출하는 위치정보 검출부; 및 상기 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보를 기반으로, 상기 전방도로를 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값을 적용할 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값을 설정한 후, 상기 에러 기준값으로 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성하는 모델링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＲＤＰ 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법{ROAD SLOP INFORMATION MODELING APPARATUS AND METHOD BASED ON RAMER-DOUGLAS-PEUKER ALGORITHM}

본 발명은 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전방도로의 의미있는 구배정보에 대한 누락없이 구배정보를 간소화하여 ADAS(Advanced Driving Assistance System) 제어기에 전달하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 들어 ADAS(Advanced Driving Assistance System) 기능을 제공하는 차량이 많이 늘어나고 있다. ADAS 기능들은 운전자에게 더욱 안전하고 편안한 운전환경을 제공하는데, 이를 위해서는 보다 높은 정확도의 지도정보가 필수적이다.

ADASIS(Advanced Driver Assistance Systems Interface Specification) 프로토콜은 유럽 ERTCO에서 정의한 지도정보 제공 인터페이스이다. ADASIS는 차량의 현재위치를 기준으로 주변 도로들의 속성, 구배, 곡률, 제한속도 등의 정보를 제공하는 것을 정의한다.

정밀지도의 구배, 곡률, 고도값 등은 지점기반의 대량의 포인트 정보(Point-Based-Information)로 구축되어 있다.

ADAS 기능을 위한 지도의 구배정보는 차량의 이동에 맞춰 실시간으로 생성 및 전달되어야 하며, 이를 위해서는 대량의 점 정보를 차량의 현재 위치 기반의 특정 구간으로 구분하여 단순화된 데이터로 변환할 필요가 있다.

종래에는 구배값을 특정 임계값으로 영역을 구분하여 구배 구간을 구분하는 방법(구배율 기반 모델링)을 사용하였다.

구배율 기반 방법은 로직 구성이 단순하고 수행시간이 짧아 실시간 모델링에 적합하다. 하지만 임계값 주변에 구배값이 몰려있다면 불필요한 특징정보들이 다량 발생하고, 임계값 영역 사이에서 의미있는 도로 구배값이 존재할 경우 해당 정보가 누락될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2013-0036549호(2013.04.12)의 '맵 데이터를 이용한 차량 제어시스템'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 전방도로의 의미있는 구배정보에 대한 누락없이 구배정보를 간소화하여 ADAS(Advanced Driving Assistance System) 제어기에 전달하는 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치는 차량의 현재 위치를 검출하는 위치정보 검출부; 및 상기 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보 기반으로, 상기 전방도로를 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값을 적용할 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값을 설정한 후, 상기 에러 기준값으로 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성하는 모델링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 모델링부는 정밀지도 정보를 저장하는 정밀지도 저장부; 및 상기 정밀지도 정보를 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입 및 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 상기 구배변화정보를 검출하여 상기 전방도로를 상기 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 도로타입 및 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 에러 기준값 적용구간 각각에 대해 상기 에러 기준값을 할당한 후, 상기 에러 기준값을 상기 RDP 알고리즘에 적용하여 상기 구배정보를 검출하는 구배정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구배정보 생성부는 상기 정밀지도 저장부에서 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입을 검출하고 상기 도로타입을 이용하여 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 제1 구간 설정부; 상기 정밀지도 저장부에서 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 상기 구배변화정보를 이용하여 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 제2 구간 설정부; 및 상기 도로타입 기반 적용구간과 상기 구배변화 기반 적용구간을 결합하여 상기 에러 기준값 적용구간을 검출하고, 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값을 설정하여 상기 RDP 알고리즘을 수행하여 상기 구배정보를 검출하는 구배정보 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 제1 구간 설정부는 상기 정밀지도 저장부에 저장된 상기 도로타입과 주행제한속도 및 부가정보를 이용하여 상기 도로타입 별로 최대 구배율을 추정하고, 상기 최대 구배율을 이용하여 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 제2 구간 설정부는 상기 설정거리씩 구분된 각 구간내에 있는 고도값들을 비교하여 상기 구배변화정도를 검출한 후, 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구배변화정보는 상기 설정 거리씩 구분된 구간 각각의 고도값들에 대한 이전대비 현재 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배변화량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 도로타입은 고속도로, 간선도로, 국지도, 산지 및 평지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법은 위치정보 검출부가 차량의 현재 위치를 검출하는 단계; 모델링부가 상기 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보를 기반으로, 상기 전방도로를 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값을 적용할 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값으로 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구배정보를 생성하는 단계는 상기 모델링부가 정밀지도 저장부에서 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입을 검출하고 상기 도로타입을 이용하여 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 단계; 상기 모델링부가 상기 정밀지도 저장부에서 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별로 상기 구배변화정보를 이용하여 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 단계; 및 상기 모델링부가 상기 도로타입 기반 적용구간과 상기 구배변화 기반 적용구간을 이용하여 상기 에러 기준값 적용구간을 검출하고, 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값을 설정한 후, 상기 에러 기준값으로 상기 RDP 알고리즘을 수행하여 상기 구배정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 단계에서, 상기 모델링부는 상기 정밀지도 저장부에 저장된 상기 도로타입과 주행제한속도 및 부가정보를 이용하여 상기 도로타입 별로 최대 구배율을 추정하고, 상기 최대 구배율을 이용하여 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 단계에서, 상기 모델링부는 상기 설정거리씩 구분된 각 구간내에 있는 고도값들을 비교하여 상기 구배변화정도를 검출한 후, 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구배변화정보는 상기 설정 거리씩 구분된 구간 각각의 고도값들에 대한 이전대비 현재 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배변화량을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 전방도로의 의미있는 구배정보에 대한 누락없이 구배정보를 간소화할 수 있고 이를 통해 ADAS 제어기의 구배정보 처리 부하가 감소될 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 RDP 알고리즘의 에러 기준값(Geometric Error Criterion orε값)을 전방도로의 도로타입과 구배변화량에 따라 조정하여 단위 시간당 구배정보 송출량을 설정 수준으로 유지할 수 있어 전방 구간의 구배정보가 적을 경우 더 먼 거리까지의 구배정보를 미리 송출할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 자율주행 레벨 3~4(Level 3~4) 적용 차량에서는 전방 구배정보 밀집 정도에 따라 에러 기준값을 하나의 데이터로 활용하여 운전자 개입 필요성의 민감도를 조정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방도로의 도로타입을 기준으로 에러 기준값을 가변적으로 적용한 구간을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 구조 및 시설 기준에 관한 규칙을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀지도 데이터의 고도값 기반의 구간별 누적구배변화량을 기반으로 에러 기준값을 가변적으로 적용한 구간을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로타입과 구간별 누적구배변화량을 기반으로 에러 기준값을 각 구간에 단계적으로 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 기준값을 가변 적용한 RDP 알고리즘을 통해 생성된 구간별 형상변경점을 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법의 순서도이다.
도 8 은 경부고속도로에서의 양재부터 신갈구간의 원본 고도값 포인트의 그래프이다.
도 9 는 고정 RDP를 적용한 상세 데이터를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 RDP를 적용한 형상변경점 상세 추출 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 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 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

도 1 은 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방도로의 도로타입을 기준으로 에러 기준값을 가변적으로 적용한 구간을 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로의 구조 및 시설 기준에 관한 규칙을 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀지도 데이터의 고도값 기반의 구간별 누적구배변화량을 기반으로 에러 기준값을 가변적으로 적용한 구간을 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로타입과 구간별 누적구배변화량을 기반으로 에러 기준값을 각 구간에 단계적으로 적용한 예를 나타낸 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 기준값을 가변 적용한 RDP 알고리즘을 통해 생성된 구간별 형상변경점을 나타낸 도면이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘(Ramer-Douglas-Peucker Algorithm) 기반의 도로 구배정보 모델링 장치는 위치정보 검출부(10) 및 모델링부(20)를 포함한다.

위치정보 검출부(10)는 차량의 현재 위치를 검출한다. 위치정보 검출부(10)는 인공위성을 이용하여 지상물의 위치와, 고도 및 속도 등에 관한 정보를 제공하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)이거나, 차량의 속도와 방향, 중력, 가속도 등을 측정하는 IMU(Inertial Measurement Unit)와 위성측위 시스템이 통합된 시스템으로 복합 측위를 검출하는 것도 포함할 수 있다.

여기서, 차량은 자율주행 차량일 수 있다.

모델링부(20)는 위치정보 검출부(10)에 의해 검출된 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보를 기반으로 전방도로에 대해 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값(Geometric Error Criterion orε값)을 적용할 에러 기준값 적용구간을 설정한다.

이어 모델링부(20)는 상기한 바와 같이 에러 기준값 적용구간별로 도로타입과 구배변화정보에 따른 에러 기준값으로 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성한다.

RDP 알고리즘은 전방도로의 고도변화 정보를 고려한 구배정도 모델링 기법으로써 선형 단순화 알고리즘이다. RDP 알고리즘은 폴리라인 또는 커브의 특징점(형상변경이 큰 지점)은 남겨두고, 선형을 구성하는 포인트의 일부를 제거하여 형상을 단순화시키는 방법이다.

전방도로의 고도값은 대량의 연속된 포인트 정보이며, 고도값으로 구성되는 폴리라인에 RDP 알고리즘을 적용하면 형상변경점이 효율적으로 추출될 수 있다.

이에, 모델링부(20)는 전방도로의 고도변화 정도에 따라 RDP 알고리즘의 에러 기준값을 능동적으로 적용하여 구배정보를 산출함으로써, 전방도로의 의미있는 구배정보에 대한 누락없이 구배정보를 간소화하고, 이를 통해 ADAS 제어기의 구배정보 처리 부하가 감소될 수 있도록 한다.

모델링부(20)는 구배정보 생성부(21), 경로 검출부(22) 및 정밀지도 저장부(23)를 포함한다.

정밀지도 저장부(23)는 정밀지도 정보를 저장한다.

정밀지도 정보에는 도로의 곡률, 고도값 및 속성정도를 포함한 포인트 정보, 도로의 구배변경빈도, 구배변경량, 도로 제한 속도, 구간 지형정보, 차선수 등이 포함될 수 있다.

경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)를 통해 검출된 차량의 현재 위치를 기반으로 목적지까지의 경로를 검출하여 검출된 경로 기반의 전방도로를 추출하거나 직진도로 기반의 전방도로를 추출한다.

즉, 운전자에 의해 목적지가 설정되면 경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)에 의해 검출된 차량의 현재 위치를 기반으로 목적지까지의 경로를 검출하며, 이 경우 검출된 경로를 기반으로 전방도로를 추출한다. 반면에 운전자에 의해 목적지가 설정되지 않으면 경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)에 의해 검출된 차량의 현재 위치를 통해 직진도로를 기반으로 한 전방도로를 추출한다.

구배정보 생성부(21)는 정밀지도 저장부(23)에서 검출된 현재 위치를 기준으로 한 도로타입, 및 정밀지도 저장부(23)에서 검출된 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 구배변화정보를 이용하여 전방도로를 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 도로타입 및 구배변화정보를 이용하여 에러 기준값 적용구간 각각에 대해 에러 기준값을 할당한 후, 할당된 에러 기준값을 RDP 알고리즘에 적용하여 구배정보를 검출한다.

이러한 구배정보 생성부(21)는 제1 구간 설정부(211), 제2 구간 설정부(212) 및 구배정보 검출부(213)를 포함한다.

제1 구간 설정부(211)는 정밀지도 저장부(23)에서 현재 위치를 기준으로 한 도로타입을 검출하고 이 도로타입을 이용하여 도로타입 기반 적용구간을 설정한다.

즉, 제1 구간 설정부(211)는 정밀지도 저장부(23)에 저장된 전방도로의 도로타입과 주행제한속도 및 부가 정보를 이용하여 도로타입별 최대 구배율을 추정한다. 이어, 제1 구간 설정부(211)는 도로타입별 최대 구배율을 기반으로 에러 기준값을 적용해야 할 복수 개의 도로타입 기반 적용구간을 설정한다.

부가 정보에는 전방도로에 대한 법령 또는 시행규칙이 포함될 수 있다. 도 3 에는 도로의 구조 및 시설 기준에 관한 규칙이 도시된다.

여기서, 도로타입에는 고속도로, 간선도로, 국지도, 산지 및 평지 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 도로타입은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 4 를 참조하면, 제2 구간 설정부(212)는 정밀지도 저장부(23)에서 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 구배변화정보, 예를 들어 구배변화빈도 및 누적구배 변화량을 이용하여 복수 개의 구배변화 기반 적용구간을 설정한다.

즉, 제2 구간 설정부(212)는 차량의 현재 위치를 기반으로 전방도로를 기 설정된 설정거리씩 구분한다. 이어 제2 구간 설정부(212)는 설정거리씩 구분된 각 구간 내에 있는 고도값들에 대해 이전 고도값 대비 현재의 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배 변화량을 검출한다. 이와 같이, 구배변화빈도 및 누적구배 변화량이 검출됨에 따라, 제2 구간 설정부(212)는 해당 설정거리로 구분된 각 구간별 구배변화빈도 및 누적구배 변화량에 따라 구배변화 기반 적용구간을 설정한다. 여기서, 에러 기준값은 각 구간별로 서로 상이할 수 있다.

이 경우, 구간 내 구배변화량이 상대적으로 크면 해당 구간은 구배변화가 크게 발생하고 있는 구간으로 추정될 수 있다. 구배변화량은

로 산출된다.

구배정보 검출부(213)는 제1 구간 설정부(211)에 의해 설정된 도로타입 기반 적용구간과 구배변화 기반 적용구간을 이용하여 에러 기준값 적용구간을 검출한 후, 도로타입과 구배변화정보에 따라 에러 기준값 적용구간별로 에러 기준값을 설정하여 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 검출한다.

즉, 도 5 를 참조하면, 구배정보 검출부(213)는 상기한 도로타입 기반 적용구간과 구배변화 기반 적용구간을 결합하여 복수 개의 에러기준값 적용구간을 검출하고, 이들 각 구간별 도로타입과 구배변화정보를 이용하여 에러 기준값을 검출한다.

예컨데, 에러 기준값은 도 5 에 도시된 바와 같이 1단계에서 5단계로 구분될 수 있으며, 민감도는 1단계가 가장 높게 설정되고 5단계로 갈수록 낮게 설정될 수 있다.

이어 구배정보 검출부(213)는 각 에러기준값 적용구간별로 검출된 에러 기준값을 RDP 알고리즘에 적용하여 각 형상변경점에 대한 구배정보를 검출한 후, 해당 구배정보를 ADAS 제어기에 전달한다.

상기한 바와 같이 에러 기준값 적용구간별로 에러 기준값을 가변적으로 적용됨에 따라, 도 6 에 도시된 바와 같이 해당 에러 기준값 적용구간별로 설정된 형상변경점의 상세정도가 서로 상이함을 알 수 있다.

이에 따라, 전방도로의 에러기준값 적용구간의 구배정보가 상대적으로 적을 경우에는 상대적으로 더 먼 거리까지의 구배정보를 전달할 수 있고, 특히 자율주행 레벨 3~4 적용 차량에서는 전방의 구배정보 밀집 정도에 따라 에러 기준값을 하나의 데이터로 활용하여 운전자 개입 필요성의 민감도를 조정할 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법을 도 7 을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법의 순서도이다.

도 7 을 참조하면, 위치정보 검출부(10)가 차량의 현재 위치를 검출한다.

위치정보 검출부(10)에 의해 차량의 현재 위치가 검출됨에 따라 경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)를 통해 검출된 차량의 현재 위치를 기반으로 목적지까지의 경로를 검출한다.

이 경우, 경로 검출부(22)는 운전자에 의해 목적지가 설정되는지에 따라 경로 기반의 전방도로를 추출하거나 직진도로 기반의 전방도로를 검출한다(S10~S30).

예컨데, 운전자에 의해 목적지가 설정되면 경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)에 의해 검출된 차량의 현재 위치를 기반으로 목적지까지의 경로를 검출하여 검출된 경로를 기반으로 전방도로를 추출하고, 운전자에 의해 목적지가 설정되지 않으면 경로 검출부(22)는 위치정보 검출부(10)에 의해 검출된 차량의 현재 위치 전방의 직진도로를 기반으로 전방도로를 추출한다.

전방도로가 추출됨에 따라, 제1 구간 설정부(211)는 정밀지도 저장부(23)에 저장된 전방도로의 도로타입과 주행제한속도 및 부가 정보를 이용하여 도로타입 별 최대 구배율을 검출한다. 이 경우, 제1 구간 설정부(211)는 도로타입별 최대 구배율을 기반으로 에러 기준값을 적용해야 할 도로타입 기반 적용구간을 설정한다(S40).

또한, 제2 구간 설정부(212)는 차량의 현재 위치를 기반으로 전방도로를 기 설정된 설정거리씩 구분하고 설정거리씩 구분된 각 구간 내에 있는 고도값들에 대해 이전 구간의 고도값 대비 현재 구간의 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배 변화량을 검출한다. 이 경우, 제2 구간 설정부(212)는 해당 설정거리로 구분된 각 구간별 구배변화빈도와 누적구배 변화량 중 어느 하나에 따라 구배변화 기반 적용구간을 검출한다(S50).

다음으로, 구배정보 검출부(213)는 제1 구간 설정부(211)에 의해 설정된 도로타입 기반 적용구간과 구배변화 기반 적용구간을 결합하여 에러 기준값 적용구간을 설정하고(S60), 도로타입과 구배변화정보에 따라 에러 기준값 적용구간별로 에러 기준값을 설정하여 RDP 알고리즘을 수행함으로써 각 형상변경점에 대한 구배정보를 검출한다(S70).

이어 구배정보 검출부(213)는 검출된 각 형상변경점에 대한 구배정보를 ADAS 제어기에 전달한다(S80).

도 8 은 경부고속도로에서의 양재부터 신갈구간의 원본 고도값 포인트의 그래프이고, 도 9 는 고정 RDP를 적용한 상세 데이터를 나타낸 도면이며, 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 RDP를 적용한 형상변경점 상세 추출 예를 나타낸 도면이다.

도 8 에 도시된 경부고속도로에서의 양재부터 신갈구간의 원본 고도값 포인트의 그래프에 있어서, 해당 구간 내 원본 고도값 포인트는 총 14755개이며, 기존의 구배율 기반 모델링 방법을 적용하여 산출된 형상 변경점은 174개이다. 그리고, RDP 알고리즘 적용시의 형상 변경점 개수는 160개이다. 기본적으로 RDP 알고리즘 기반의 형상 변경점이 구배율 기반 모델링의 개수보다 적은 것을 확인할 수 있다.

도 9 에는 구간 일부의 상세 데이터를 보여준다. 원본 포인트에서 구배율이 변경되는 부분에 대하여, 기존의 구배율 기반 방법은 형상 변경이 산출되지 못하는 현상이 발생한다. 즉 의미 있는 정보가 삭제되는 현상이 나타난다.

반면에, RDP 알고리즘은 구배율이 변경되는 지점에 대해서는 기존 방법 대비 형상변경이 누락되지 않아 구배가 변화하는 지점에 대한 특징을 잘 나타내고 있다. 전체 구간의 형상 변경점 개수와 도 9 의 특징을 조합해 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘이 기존 방법 대비 산출된 구배정보의 데이터량을 감소되면서 보다 의미 있는 데이터를 산출해 주고 있음을 알 수 있다.

차량은 항상 동일한 구배의 도로를 주행하는 것은 아니다. 구배변화가 적은 평탄한 도로를 주행하기도 하고 구배변화가 잦은 도로를 주행하기도 한다. 따라서, 구배정보 모델은 변화가 적은 구간에서는 단순한 정보를 담고 있는 것으로 충분하고, 그 반대의 경우에는 구배변화정보가 누락되지 않게 상세한 정보를 담고 있어야 한다.

구배변화에 따른 구간 설정은 도로속성(예를 들어, 고속도로나 산간도로)과 원본 고도값의 변화량(이전 고도값 대비 현재 고도값)을 이용할 수 있다.

도 10 에서는 구배변화정보에 따라 구간(에러기준값 적용구간)을 구분하고, 구간별로 에러기준값을 다르게 적용(2.0~6.0)한 RDP 알고리즘의 결과를 보여준다.

전체 구간의 고정 에러 기준값 적용 대비 구간(에러기준값 적용구간)별 가변 에러기준값 적용 결과의 형상 변경점은 160개에서 182로 증가하였다. 하지만, 구배변화가 잦은 구간에 대해서는 변화를 상세하게 담고 있으며, 반대의 경우 데이터가 간소화되는 결과를 보여준다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 전방도로의 의미있는 구배정보에 대한 누락없이 구배정보를 간소화할 수 있고 이를 통해 ADAS 제어기의 구배정보 처리 부하가 감소될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 RDP 알고리즘의 에러 기준값(Geometric Error Criterion orε값)을 전방도로의 도로타입과 구배변화량에 따라 조정하여 단위 시간당 구배정보 송출량을 설정 수준으로 유지할 수 있어 전방 구간의 구배정보가 적을 경우 더 먼 거리까지의 구배정보를 미리 송출할 수 있다.

게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치 및 방법은 자율주행 레벨 3~4(Level 3~4) 적용 차량에서는 전방 구배정보 밀집 정도에 따라 에러 기준값을 하나의 데이터로 활용하여 운전자 개입 필요성의 민감도를 조정할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 위치정보 검출부 20: 모델링부
21: 구배정보 생성부 211: 제1 구간 설정부
212: 제2 구간 설정부 213: 구배정보 검출부
22: 경로 검출부 23: 정밀지도 저장부

Claims

차량의 현재 위치를 검출하는 위치정보 검출부; 및
상기 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보를 기반으로, 상기 전방도로를 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값을 적용할 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값을 설정한 후, 상기 에러 기준값으로 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성하는 모델링부를 포함하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 모델링부는
정밀지도 정보를 저장하는 정밀지도 저장부; 및
상기 정밀지도 정보를 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입 및 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 상기 구배변화정보를 검출하여 상기 전방도로를 상기 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 도로타입 및 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 에러 기준값 적용구간 각각에 대해 상기 에러 기준값을 할당한 후, 상기 에러 기준값을 상기 RDP 알고리즘에 적용하여 상기 구배정보를 검출하는 구배정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 구배정보 생성부는
상기 정밀지도 저장부에서 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입을 검출하고 상기 도로타입을 이용하여 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 제1 구간 설정부;
상기 정밀지도 저장부에서 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별 상기 구배변화정보를 이용하여 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 제2 구간 설정부; 및
상기 도로타입 기반 적용구간과 상기 구배변화 기반 적용구간을 결합하여 상기 에러 기준값 적용구간을 검출하고, 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값을 설정하여 상기 RDP 알고리즘을 수행하여 상기 구배정보를 검출하는 구배정보 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 구간 설정부는
상기 정밀지도 저장부에 저장된 상기 도로타입과 주행제한속도 및 부가정보를 이용하여 상기 도로타입 별로 최대 구배율을 추정하고, 상기 최대 구배율을 이용하여 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제2 구간 설정부는
상기 설정거리씩 구분된 각 구간내에 있는 고도값들을 비교하여 상기 구배변화정도를 검출한 후, 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 구배변화정보는 상기 설정 거리씩 구분된 구간 각각의 고도값들에 대한 이전대비 현재 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배변화량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 도로타입은 고속도로, 간선도로, 국지도, 산지 및 평지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 장치.
위치정보 검출부가 차량의 현재 위치를 검출하는 단계;
모델링부가 상기 현재 위치를 기준으로 한 전방도로의 도로타입과 구배변화정보를 기반으로, 상기 전방도로를 RDP(Ramer-Douglas-Peucker) 알고리즘의 에러 기준값을 적용할 복수 개의 에러 기준값 적용구간으로 구분하고, 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값으로 RDP 알고리즘을 수행하여 구배정보를 생성하는 단계를 포함하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 구배정보를 생성하는 단계는
상기 모델링부가 정밀지도 저장부에서 상기 현재 위치를 기준으로 한 상기 도로타입을 검출하고 상기 도로타입을 이용하여 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 단계;
상기 모델링부가 상기 정밀지도 저장부에서 기 설정된 설정거리로 구분된 각 구간별로 상기 구배변화정보를 이용하여 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 단계; 및
상기 모델링부가 상기 도로타입 기반 적용구간과 상기 구배변화 기반 적용구간을 이용하여 상기 에러 기준값 적용구간을 검출하고, 상기 도로타입과 상기 구배변화정보에 따라 상기 에러 기준값 적용구간별로 상기 에러 기준값을 설정한 후, 상기 에러 기준값으로 상기 RDP 알고리즘을 수행하여 상기 구배정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 단계에서,
상기 모델링부는 상기 정밀지도 저장부에 저장된 상기 도로타입과 주행제한속도 및 부가정보를 이용하여 상기 도로타입 별로 최대 구배율을 추정하고, 상기 최대 구배율을 이용하여 상기 도로타입 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 단계에서,
상기 모델링부는 상기 설정거리씩 구분된 각 구간내에 있는 고도값들을 비교하여 상기 구배변화정도를 검출한 후, 상기 구배변화정보를 이용하여 상기 구배변화 기반 적용구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 구배변화정보는 상기 설정 거리씩 구분된 구간 각각의 고도값들에 대한 이전대비 현재 고도값의 구배변화빈도 및 누적구배변화량을 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 도로타입은 고속도로, 간선도로, 국지도, 산지 및 평지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RDP 알고리즘 기반의 도로 구배정보 모델링 방법.