KR20220078831A - 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법 - Google Patents

운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법 Download PDF

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Abstract

차량 주변의 랜드마크 정보나 특징점 정보를 추출하지 않더라도, 더 정확한 차량의 측위 정보를 획득할 수 있는 운전자 보조 시스템은, 차량의 GPS 정보를 획득하는 GPS 모듈; 상기 차량의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하는 라이다(LIDAR); 고정밀 지도(High Definition Map)를 수신하는 통신부; 및 상기 점구름 데이터, 상기 고정밀 지도 및 차량용 통신 네트워크를 통해 수신된 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성하고, 상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하고, 상기 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 상기 차량 주변의 인텐시티(intensity) 데이터를 획득하고, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정한다.

Description

운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법{DRIVER ASSISTANCE SYSTEM AND DRIVER ASSISTANCE METHOD}
운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 측위를 정확히 판단할 수 있는 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법에 관한 것이다.
자율 주행 시스템은 차량의 외부 차선 정보 및 차량 외부의 대상체 정보 등에 기초하여 운전자의 조작이 없이도 차량의 주행이 가능하도록 한다.
완벽한 자율 주행 시스템의 구현을 위해서는 차량의 정확한 측위를 파악하는 것이 필수적이다.
한편, GPS 정보를 이용하여 차량의 측위를 파악하는 방법도 있으나, 다른 목적에 의해 측위의 정확도는 낮은 것이 현실이며, 이러한 방법에는 한계가 있다.
본 개시의 일 측면은 추측 항법을 이용하여 차량의 측위를 파악하고, 고정밀 지도의 인텐시티 데이터와 라이다의 점구름 데이터를 이용하여 측위를 보정함으로써 정확한 측위를 획득하는 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 방법을 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템은, 차량의 GPS 정보를 획득하는 GPS 모듈; 상기 차량의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하는 라이다(LIDAR); 고정밀 지도(High Definition Map)를 수신하는 통신부; 및 상기 점구름 데이터, 상기 고정밀 지도 및 차량용 통신 네트워크를 통해 수신된 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성하고, 상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하고, 상기 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 상기 차량 주변의 인텐시티(intensity) 데이터를 획득하고, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여 상기 추측 항법 정보 또는 상기 GPS 정보 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 정보를 상기 차량의 측위 정보로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터 사이의 편차가 최소화 되도록 상기 측위 정보를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 보정된 측위 정보와 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 상기 추측 항법 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 업데이트된 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 업데이트된 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 상기 차량 주변의 인텐시티 데이터를 업데이트하고, 상기 업데이트된 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 업데이트된 측위 정보를 보정할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 운전자 보조 방법은, 차량의 GPS 정보를 획득하는 단계; 상기 차량의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하는 단계; 상기 차량의 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성하는 단계; 상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계; 상기 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리하여 상기 차량 주변의 인텐시티(intensity) 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계는, 상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계는, 상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여 상기 추측 항법 정보 또는 상기 GPS 정보 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 정보를 상기 차량의 측위 정보로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정하는 단계는, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터 사이의 편차가 최소화 되도록 상기 측위 정보를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 운전자 보조 방법은, 상기 보정된 측위 정보와 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리하여 상기 추측 항법 정보를 업데이트하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 운전자 보조 방법은, 상기 업데이트된 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 업데이트하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 운전자 보조 방법은, 상기 업데이트된 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리하여 상기 차량 주변의 인텐시티 데이터를 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 업데이트된 측위 정보를 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 라이다로부터 획득된 랜드마크 정보나 특징점 정보의 정확성과 관계 없이 차량의 정확한 측위를 파악할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템의 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라, 레이더 및 라이다를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 운전자 보조 방법의 순서도이다.
도 5는 추측 항법 정보에 기초하여 생성된 차량의 측위 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 고정밀 지도의 인텐시티 데이터와 라이다로부터 획득된 점구름 데이터의 일 예를 도시한다.
도 7은 차량의 측위 정보가 보정된 경우의 고정밀 지도의 인텐시티 데이터와 라이다로부터 획득된 점구름 데이터를 나타낸다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량의 구성을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)를 포함한다. 엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다.
차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) (21)과, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module) (31)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS) (41)과, 바디 컨트롤 모듈(Body Control Module, BCM) (51)과, 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System, DAS) (100)을 포함할 수 있다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템(100)의 요청에 응답하여 엔진(10)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진(10)의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛(21)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기(20)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(21)은 엔진(10)으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈(31)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 조향 시에 감지되는 오버스티어링(oversteering) 및/또는 언더스티어링(understeering)에 응답하여 차륜의 제동을 선택적으로 해제할 수 있다(Electronic stability control, ESC). 또한, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 제동 제어 모듈(31)에는 차속 센서(미도시)가 마련될 수 있으며, 차속 센서(미도시)로부터 획득한 속도 데이터를 차량용 통신 네트워크(NT)를 통해 운전자 보조 시스템(100)으로 전달할 수 있다.
전자식 조향 제어 장치(41)는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치(41)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다.
전자식 조향 제어 장치(41)는 스티어링 휠의 회전 각도를 감지하는 조향각 센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 조향각 센서(미도시)로부터 획득한 조향각 데이터를 차량용 통신 네트워크(NT)를 통해 운전자 보조 시스템(100)으로 전달할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(51)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(51)은 헤드 램프, 와이퍼, 클러스터, 다기능 스위치 및 방향 지시 램프 등을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1)이 주행 중인 도로의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트(cyclist), 차선, 도로 표지판, 신호등 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 운전자 보조 시스템(100)은 서버로부터 차량(1)의 현재 위치에서의 고정밀 지도를 수신하고, 수신된 고정밀 지도에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차선 이탈 경고(Lane Departure Warning, LDW)와, 차선 유지 보조(Lane Keeping Assist, LKA)와, 상향등 보조(High Beam Assist, HBA)와, 자동 긴급 제동(Autonomous Emergency Braking, AEB)과, 교통 표지판 인식(Traffic Sign Recognition, TSR)과, 스마트 크루즈 컨트롤(Smart Cruise Control, SCC)과, 사각지대 감지(Blind Spot Detection, BSD)와, 관성 주행 안내 등을 제공할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 영상 데이터를 획득하는 카메라 모듈(101)과, 차량(1) 주변의 객체 데이터를 획득하는 레이더 모듈(102)을 포함한다. 카메라 모듈(101)은 카메라(101a)와 제어기(Electronic Control Unit, ECU) (101b)를 포함하며, 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 차선, 도로 표지판, 구조물 등을 인식할 수 있다. 레이더 모듈(102)은 레이더(102a)와 제어기(102b)를 포함하며, 차량(1) 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트, 구조물 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
즉, 운전자 보조 시스템(100)은 카메라 모듈(101)에서 획득한 영상 데이터와 레이더 모듈(102)에서 획득한 감지 데이터를 처리하고, 영상 데이터와 감지 데이터를 처리한 것에 응답하여 차량(1)이 주행 중인 도로의 환경, 차량(1)의 전방에 위치하는 전방 객체 및 차량(1)의 측방에 위치하는 측방 객체를 감지할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)이 완전 자율 주행을 수행하기 위해서는, 차량(1)의 측위 정보를 파악할 수 있어야 한다. 이에 따라, 운전자 보조 시스템(100)은 GPS(Global Position System) 모듈(105)을 포함할 수 있다.
GPS 모듈(105)은 적어도 하나의 GPS(Global Position System) 위성으로부터 항법 데이터(Navigation Data)를 포함하는 위성 신호를 수신할 수 있다. 운전자 보조 시스템(100)은 위성 신호에 기초하여 차량(1)의 현재 위치 및 차량(1)의 진행 방향 등을 획득할 수 있다.
자율 주행 시스템이 고도화되면서, 자율 주행을 수행하기 위한 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1)의 측위를 더욱 정확히 파악하여야 한다.
이에 따라, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1)의 주변을 스캔하며 객체를 감지하는 라이다 모듈(103)을 포함할 수 있다. 라이다 모듈(103)은 라이다(103a)와 제어기(103b)를 포함하며, 차량(1)의 주변의 이동 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다. 또한, 라이다 모듈(103)은 주변의 고정 객체(예를 들어, 건물, 표지판, 신호등, 방지턱 등)의 형상 및 위치를 획득할 수 있다.
구체적으로, 라이다 모듈(103)은 차량(1)의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하여 차량(1) 주변의 고정 객체의 형상 및 위치를 획득할 수 있다.
또한, 운전자 보조 시스템(100)은 클라우드 서버로부터 차량(1)의 현재 위치에서의 고정밀 지도(High Definition Map)를 수신하는 통신부(160)를 포함할 수 있다.
통신부(160)는 무선 통신 네트워크에 접속할 수 있도록 통신 칩, 안테나 및 관련 부품을 이용하여 구현될 수 있다. 즉, 통신부(160)는 외부 서버와 원거리 통신이 가능한 다양한 형태의 통신 모듈로 구현될 수 있다. 즉, 통신부(160)는 외부 서버와 무선으로 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 엔진 관리 시스템(11), 전자식 제동 제어 모듈(31) 및 전자식 조향 장치(41)에 각각 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 구동 제어 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템의 제어 블록도이다. 도 3은 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템에 포함된 카메라, 레이더 및 라이다를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 제동 시스템(32)과, 조향 시스템(42)과, 운전자 보조 시스템(100)을 포함할 수 있다.
제동 시스템(32)은 도 1과 함께 설명된 전자식 제동 제어 모듈(31, 도 1 참조)과 제동 장치(30, 도 1 참조)를 포함하며, 조향 시스템(42)은 전자식 조향 장치(41, 도 1 참조)와 조향 장치(40, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.
제동 시스템(32) 및 조향 시스템(42)은 운전자 보조 시스템(100)의 제어 신호에 기초하여 차량(1)이 자율 주행을 수행하도록 차량(1)을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 GPS 모듈(105)과, 전방 카메라(110)와, 전방 레이더(120)와, 복수의 코너 레이더들(130)과, 라이다(Light Detection and Ranging; LIDAR)(150)와 통신부(160)를 포함할 수 있다.
GPS 모듈(105)은 앞서 설명한 바와 같이 차량(1)의 GPS 정보를 획득할 수 있다. GPS 정보는 차량(1)의 위치 데이터를 포함할 수 있으며, 일반적으로 GPS 모듈(105)에 의해 획득된 위치 데이터는 차량(1)의 실제 위치에 대해 편차가 존재한다.
전방 카메라(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view) (110a)를 가질 수 있다. 전방 카메라(110)는 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있으나, 차량(1)의 전방을 향하는 시야를 갖는다면 어느 위치든지 제한 없이 마련될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다.
전방 카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 제어부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1) 전방의 영상 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
전방 레이더(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing) (120a)을 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 객체에 반사된 반사 전파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 송신된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사 전파로부터 전방 감지 데이터를 획득할 수 있다. 전방 감지 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사 전파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 객체까지의 상태 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 객체의 상대 속도를 산출할 수 있다.
전방 레이더(120)는 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방의 감지 데이터 제어부(140)로 전달할 수 있다.
복수의 코너 레이더들(130)은 차량(1)의 전방 우측에 설치되는 제1 코너 레이더(131)와, 차량(1)의 전방 좌측에 설치되는 제2 코너 레이더(132)와, 차량(1)의 후방 우측에 설치되는 제3 코너 레이더(133)와, 차량(1)의 후방 좌측에 설치되는 제4 코너 레이더(134)를 포함한다.
제1 코너 레이더(131)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 전방 우측을 향하는 감지 시야(131a)를 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제2 코너 레이더(132)는 차량(1)의 전방 좌측을 향하는 감지 시야(132a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 전방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다. 제3 코너 레이더(133)는 차량(1)의 후방 우측을 향하는 감지 시야(133a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 우측에 설치될 수 있다. 제4 코너 레이더(134)는 차량(1)의 후방 좌측을 향하는 감지 시야(134a)를 가질 수 있으며, 예를 들어 차량(1)의 후방 범퍼의 좌측에 설치될 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 송신 안테나와 수신 안테나를 포함할 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)은 각각 제1 코너 감지 데이터와 제2 코너 감지 데이터와 제3 코너 감지 데이터와 제4 코너 감지 데이터를 획득할 수 있다. 제1 코너 감지 데이터는 차량(1) 전방 우측에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 사이클리스트 또는 구조물(이하 "객체"라 한다)에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제2 코너 감지 데이터는 차량(1) 전방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 제3 및 제4 코너 감지 데이터는 차량(1) 후방 우측 및 차량(1) 후방 좌측에 위치하는 객체의 거리 정보 및 상대 속도를 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134) 각각은 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 레이더들(131, 132, 133, 134)은 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 코너 감지 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
라이다(150)는 차량(1)의 주변의 이동 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 사이클리스트 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다. 또한, 라이다(150)는 주변의 고정 객체(예를 들어, 건물, 표지판, 신호등, 방지턱 등)의 형상 및 위치를 획득할 수 있다. 라이다(150)는 차량(1)의 외부 시야(150a)를 가지도록 차량(1)에 설치되고, 차량(1) 외부 시야(150a)에 대한 점구름 데이터를 획득할 수 있다.
예를 들어, 라이다(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)의 외부 시야(150a)를 갖기 위해 차량(1)의 외부에 마련될 수 있으며, 더욱 상세하게는, 차량(1)의 루프 상에 마련될 수 있다.
라이다(150)는 광을 방사하는 발광부와, 발광부에서 발신된 광이 장애물로부터 반사되면 반사광 중 미리 설정된 방향의 광을 수신하도록 마련된 수광부와, 발광부 및 수광부가 고정되는 회로 기판을 포함할 수 있다. 이때, 회로 기판(printed circuit board, PCB)은, 회전 구동부에 의해 회전하는 지지판에 마련됨으로써, 시계 또는 반시계 방향으로 360도 회전이 가능하다.
즉, 지지판은, 회전 구동부로부터 전달되는 동력에 따라 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 발광부 및 수광부는 회로 기판에 고정되어 회로 기판의 회전과 함께 시계 또는 반시계 방향으로 360도 회전 가능하도록 마련된다. 이를 통해, 라이다(150)는, 360도로 광을 방사하여 수신함으로써, 전방위(150a)에서의 객체를 감지할 수 있다.
발광부는 광(예: 적외선 레이저)을 발신하는 구성으로, 실시 예에 따라 단일 또는 복수 개로 마련될 수 있다.
수광부는 발광부에서 발신된 광이 장애물로부터 반사되면 반사된 광 중 미리 설정된 방향의 광을 수신하도록 마련된다. 수광부에 광이 수신되어 생성된 출력 신호는 제어부(140)의 객체 검출 과정에 제공될 수 있다.
수광부는 수신되는 광을 집광하는 집광 렌즈와 수신되는 광을 검출하는 광 센서를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 수광부는 광 센서에서 검출된 광을 증폭하는 증폭기를 포함할 수도 있다.
라이다(150)는 객체의 외부 표면들 상의 수많은 점(point)들에 대한 데이터를 수신할 수 있으며, 이러한 점들에 대한 데이터의 집합인 점구름 데이터를 획득할 수 있다.
통신부(160)는, 앞서 설명한 바와 같이 서버로부터 차량(1)의 측위 정보에 기반한 고정밀 지도를 수신할 수 있다. 고정밀 지도란 도로 중심선, 경계선 등의 차선 단위 정보는 물론, 신호등, 표지판, 연석, 마크, 각종 구조물 등의 정보가 3차원의 디지털 형태로 포함되어 있는 지도를 의미할 수 있다.
이러한 고정밀 지도는 인텐시티 데이터(intensity data)를 포함할 수 있다. 인텐시티 데이터란 고정밀 지도 상에서 구조물 등의 경계가 되는 지점에 대한 데이터로, 픽셀의 그레이 레벨 값이 급변하는 지점에 대한 데이터 및/또는 픽셀의 그레이 레벨 값이 미리 설정된 값 이상인 지점들에 대한 데이터를 의미할 수 있다. 또한, 고정밀 지도가 다른 라이다 센서를 통해 획득된 지도인 경우, 인텐시티 데이터는 다른 라이다 센서가 획득한 점구름 데이터를 의미할 수도 있다.
즉, 인텐시티 데이터는 고정밀 지도 상의 도로, 연석, 구조물 등의 경계선에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 카메라 모듈(101, 도 1 참조)의 제어기(101b, 도 1 참조) 및/또는 레이더 모듈(102, 도 1 참조)의 제어기(102b, 도 1 참조) 및/또는 라이다 모듈(103, 도 1 참조)의 제어기(103b, 도 1 참조) 및/또는 별도의 통합 제어기를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 적어도 하나의 프로세서(141)와 적어도 하나의 메모리(142)를 포함할 수 있다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 감지 데이터와 라이다(150)의 점구름 데이터를 처리하고, 제동 시스템(32) 및 조향 시스템(42)을 제어하기 위한 제동 신호 및 조향 신호를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(141)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통해 수신된 차량(1)의 정보를 처리하고, 차량(1)의 정보를 처리한 것에 응답하여 추측 항법 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 차량(1)의 정보는 속도 데이터, 조향각 데이터, 요(yaw) 데이터, 가속도 데이터 등 차량(1)의 측위 정보를 추정할 수 있는 각종 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 프로세서는 고정밀 지도를 처리하고, 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 차량(1) 주변의 인텐시티 데이터를 획득할 수 있다.
이를 위한 프로세서(141)는 전방 카메라의 전방 영상 데이터와 고정밀 지도 데이터를 처리하는 이미지 프로세서 및/또는 전방 레이더(120)의 감지 데이터 및/또는 고정밀 지도의 데이터 및/또는 라이다(150)의 점구름 데이터를 처리하는 디지털 시그널 프로세서 및/또는 제동 시스템(32)과 조향 시스템(42)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU) 또는 통합 제어 유닛(Domain Control Unit; DCU)을 포함할 수 있다.
메모리(142)는 전방 카메라로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 레이더로부터 수신된 감지 데이터 및/또는 라이다(150)로부터 획득된 점구름 데이터 및/또는 통신부(160)로부터 수신된 고정밀 지도를 임시로 또는 반영구적으로 기억하고, 프로세서의 영상 데이터 및/또는 감지 데이터 및/또는 점구름 데이터 및/또는 고정밀 지도의 처리 결과를 임시로 또는 반영구적으로 기억할 수 있다.
이를 위한 메모리(142)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
이상으로 차량(1)에 포함된 각 구성 요소를 설명하였다. 이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 운전자 보조 시스템(100)이 차량(1)의 측위 정보를 획득하는 과정을 상세하게 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 운전자 보조 방법의 순서도이고, 도 5는 추측 항법 정보에 기초하여 생성된 차량의 측위 정보를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 고정밀 지도의 인텐시티 데이터와 라이다로부터 획득된 점구름 데이터의 일 예를 도시하고, 도 7은 차량의 측위 정보가 보정된 경우의 고정밀 지도의 인텐시티 데이터와 라이다로부터 획득된 점구름 데이터를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제어부(140)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통해 수신된 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성할 수 있다(1000).
도 5를 참조하면, 제어부(140)는 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하여 차량(1)이 이동한 거리 및 방향을 계산할 수 있으며, 기준 위치(SP)와 차량(1)이 이동한 거리 및 방향에 기초하여 차량(1)의 추측 항법 정보를 생성할 수 있다.
추측 항법 정보란, 위와 같이 제어부(140)가 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 추정한 차량(1)의 현재 위치(CP)에 대한 데이터를 의미할 수 있다.
제어부(140)는 GPS 모듈(105)로부터 수신한 GPS 정보에 기초하여 추측 항법 정보를 보정함으로써 차량(1)의 측위 정보를 생성할 수 있다(1100).
앞서 설명한 바와 같이, 일반적으로 GPS 정보는 차량(1)의 실제 위치 값과의 편차가 존재하고, 추측 항법 정보 또한 차량(1)의 실제 위치 값과의 편차가 존재할 수 있다.
이에 따라, 제어부(140)는 GPS 정보와 추측 항법 정보를 조합하여 보다 더 정확한 측위 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여, 측위 정보로서 추측 항법 정보 또는 GPS 정보를 선택할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여 추측 항법 정보 또는 GPS 정보 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 정보를 차량(1)의 측위 정보로 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보 사이의 편차가 미리 설정된 편차보다 크면 GPS 정보에 오류가 있는 것으로 판단하고, 추측 항법 정보를 측위 정보로 결정할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보 사이의 편차가 미리 설정된 편차 이하이면, 추측 항법 정보와 GPS 정보를 융합하여 측위 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보 사이의 편차 값에 기초하여 추측 항법 정보에 대한 가중치와 GPS 정보에 대한 가중치를 서로 상이하게 설정할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 차량(1)이 GPS 정보를 수신하기 어려운 곳에 있다고 판단되는 경우 추측 항법 정보에 대해 더 큰 가중치를 부여할 수 있다.
이와 같이, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보를 융합하여 보다 정확한 측위 정보를 생성할 수 있다.
통신부(160)는 서버로부터 차량(1)의 측위 정보에 기반한 고정밀 지도를 수신할 수 있으며, 제어부(140)는 통신부(160)를 통해 수신되거나 메모리(142)에 저장된 고정밀 지도에 기초하여 차량(1)의 주변의 인텐시티 데이터를 획득할 수 있다(1200).
도 6을 참조하면, 제어부(140)는 고정밀 지도 상에서 차량(1)의 위치(CP)를 결정할 수 있으며 차량(1) 주변의 인텐시티 데이터(ID)를 획득할 수 있다.
제어부(140)는 고정밀 지도를 처리하여 획득한 인텐시티 데이터(ID)와, 라이다(150)로부터 획득된 점구름 데이터(PCD)를 비교할 수 있다(1300).
예를 들어, 제어부(140)는 고정밀 지도를 처리하여 획득한 인텐시티 데이터(ID)와 라이다(150)로부터 획득된 점구름 데이터(PCD) 사이의 매칭 정도를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)와 점구름 데이터(PCD) 사이의 일치 정도를 수치화한 매칭 스코어를 산출할 수 있으며, 매칭 스코어가 미리 설정된 값 이하이면 매칭 스코어가 최대가 되도록 고정밀 지도 상에서의 차량(1)의 위치를 보정할 수 있다.
구체적으로, 점구름 데이터(PCD)는 수많은 점들에 대한 X, Y, Z 좌표 값을 포함할 수 있고, 인텐시티 데이터(ID) 또한 수많은 점들에 대한 X, Y, Z 좌표 값을 포함할 수 있으므로, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 수많은 점들에 대한 X, Y, Z 좌표 값과 점구름 데이터(PCD)에 포함된 수많은 점들에 대한 X, Y, Z 좌표 값을 비교하고, 그 차이가 클 수록 매칭 스코어를 작게 산출하고, 그 차이가 작을수록 매칭 스코어를 크게 산출할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값의 세트와 점구름 데이터(PCD)에 포함된 좌표 값의 세트 사이의 평균 제곱근 오차(RMSE)를 산출하고 평균 제곱근 오차 값에 기초하여 매칭 스코어를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 산출된 매칭 스코어가 최대가 되도록, 즉, 평균 제곱근 오차 값이 최소가 되도록 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값들의 좌표를 평행 이동시키거나 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값 세트가 {(1,1,1), (1,2,1), (1,3,1)}이고 점구름 데이터(PCD)에 포함된 좌표 값 세트가 {(2,1,1), (2,2,1), (2,3,1)}인 경우, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값들의 좌표를 X축으로 1만큼 평행 이동시킴으로써 인텐시티 데이터(ID)와 점구름 데이터(PCD) 사이의 매칭 스코어가 최대가 되도록 할 수 있다.이 때, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값들의 좌표를 X 축으로 1 만큼 평행 이동 시킨 것에 기초하여 차량(1)의 측위 정보를 보정할 수 있다.
즉, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)와 점구름 데이터(PCD) 사이의 편차가 최소화되도록 차량(1)의 측위 정보를 보정할 수 있다(1400).
도 7을 참조하면, 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값들의 좌표를 우측 상단으로 평행이동 시키는 경우 인텐시티 데이터(ID)와 점구름 데이터(PCD) 사이의 편차가 최소가 된다. 이에 따라, 제어부(140)는 인텐시티 데이터(ID)에 포함된 좌표 값들의 좌표를 우측 상단으로 평행이동 시킨 것에 대응하여, 고정밀 지도 상에서의 차량(1)의 위치를 우측 상단으로 이동시켜 보정함으로써 인텐시티 데이터(ID)와 점구름 데이터(PCD) 사이의 편차를 최소화시킬 수 있다.
즉, 제어부(140)는 추측 항법 정보와 GPS 정보에 기초하여 생성된 측위 정보(CP)를 보정함으로써 차량(1)의 정확한 측위 정보(CPC)를 생성할 수 있다.
위와 같이, 개시된 실시예에 따르면 추측 항법 정보와 GPS 정보에 기초하여 차량(1)의 측위 정보를 생성한 후, 측위 정보에 기초하여 라이다(150)의 점구름 데이터와 고정밀 지도의 인텐시티 데이터를 비교함으로써 더 정확한 측위 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 라이다(150)로부터 수신된 점구름 데이터(PCD)에 기초하여 차량(1) 주변의 랜드마크 정보나 특징점 정보(예를 들어, 로드 마킹(road marking) 정보나 차선 정보)를 추출하지 않더라도, 더 정확한 차량(1)의 측위 정보를 획득할 수 있다.
이에 따라, 개시된 실시예에 따르면, 차량(1)의 주변에 랜드마크나 특징점이 없더라도, 더 정확한 차량(1)의 측위 정보를 획득할 수 있어서 랜드마크나 특징점의 유무에 따라 측위 성능이 저하되지 않는다.
일 실시예에 따른 제어부(140)는, 보정된 측위 정보에 기반하여 차량(1)의 기준 위치를 설정하고, 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하여 추측 항법 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 업데이트된 추측 항법 정보와 GPS 정보에 기초하여 차량(1)의 측위 정보를 업데이트할 수 있으며, 업데이트된 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 차량(1) 주변의 인텐시티 데이터를 업데이트하고, 업데이트된 인텐시티 데이터와 점구름 데이터를 비교하여 업데이트된 측위 정보를 보정할 수 있다.
개시된 실시예에 따르면 위와 같은 과정을 반복하여 수행함으로써 정확한 측위 정보를 파악할 수 있으며, 이에 따라 보다 안전한 자율 주행 시스템을 구현할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량 100: 운전자 보조 시스템
110: 전방 카메라 120: 전방 레이더
130: 복수의 코너 레이더들 131: 제1 코너 레이더
132: 제2 코너 레이더 133: 제3 코너 레이더
134: 제4 코너 레이더 140: 제어부
150: 라이다 160: 통신부

Claims (14)

  1. 차량의 GPS 정보를 획득하는 GPS 모듈;
    상기 차량의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하는 라이다(LIDAR);
    고정밀 지도(High Definition Map)를 수신하는 통신부; 및
    상기 점구름 데이터, 상기 고정밀 지도 및 차량용 통신 네트워크를 통해 수신된 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성하고, 상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하고, 상기 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 상기 차량 주변의 인텐시티(intensity) 데이터를 획득하고, 상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정하는 운전자 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 운전자 보조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여 상기 추측 항법 정보 또는 상기 GPS 정보 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 정보를 상기 차량의 측위 정보로 결정하는 운전자 보조 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터 사이의 편차가 최소화 되도록 상기 측위 정보를 보정하는 운전자 보조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 보정된 측위 정보와 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리한 것에 응답하여 상기 추측 항법 정보를 업데이트하는 운전자 보조 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 업데이트된 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 업데이트하는 운전자 보조 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 업데이트된 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리한 것에 응답하여 상기 차량 주변의 인텐시티 데이터를 업데이트하고, 상기 업데이트된 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 업데이트된 측위 정보를 보정하는 운전자 보조 시스템.
  8. 차량의 GPS 정보를 획득하는 단계;
    상기 차량의 외부 시야에 대한 점구름 데이터(point cloud data)를 획득하는 단계;
    상기 차량의 속도 데이터와 조향각 데이터를 처리하여 추측 항법(Dead Reckoning) 정보를 생성하는 단계;
    상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계;
    상기 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리하여 상기 차량 주변의 인텐시티(intensity) 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정하는 단계;를 포함하는 운전자 보조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 추측 항법 정보 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계는,
    상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 운전자 보조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보를 조합하여 상기 차량의 측위 정보를 생성하는 단계는,
    상기 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보 사이의 편차에 기초하여 상기 추측 항법 정보 또는 상기 GPS 정보 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 정보를 상기 차량의 측위 정보로 결정하는 단계;를 포함하는 운전자 보조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 측위 정보를 보정하는 단계는,
    상기 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터 사이의 편차가 최소화 되도록 상기 측위 정보를 보정하는 단계;를 포함하는 운전자 보조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 보정된 측위 정보와 상기 속도 데이터와 상기 조향각 데이터를 처리하여 상기 추측 항법 정보를 업데이트하는 단계;를 더 포함하는 운전자 보조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 업데이트된 추측 항법 정보와 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 차량의 측위 정보를 업데이트하는 단계;를 더 포함하는 운전자 보조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 업데이트된 측위 정보를 기반으로 수신된 고정밀 지도를 처리하여 상기 차량 주변의 인텐시티 데이터를 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 인텐시티 데이터와 상기 점구름 데이터를 비교하여 상기 업데이트된 측위 정보를 보정하는 단계;를 더 포함하는 운전자 보조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220383751A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 Lyft, Inc. Systems and methods for personal mobile vehicle localization in a fleet management system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080228396A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Xanavi Informatics Corporation System and method for updating a statistical database in a vehicle navigation system
JP4964047B2 (ja) * 2007-07-12 2012-06-27 アルパイン株式会社 位置検出装置及び位置検出方法
GB2553141B (en) * 2016-08-26 2019-12-11 Raytheon Systems Ltd Method and apparatus for position estimation
US10482369B2 (en) * 2016-12-14 2019-11-19 Trackonomy Systems, Inc. Window based locationing of mobile targets using complementary position estimates
JP7199905B2 (ja) * 2018-10-18 2023-01-06 フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社 自動運転制御装置、および自動運転経路演算方法
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