KR20230071611A - 차량 제어 시스템 및 그 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법 - Google Patents

차량 제어 시스템 및 그 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법 Download PDF

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최광일
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 제어 시스템 및 그 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량 제어 시스템은 차량의 주행과 관련된 데이터를 처리하는 처리부, 상기 차량 및 외부 환경으로부터 상기 차량의 주행과 관련된 데이터를 획득하는 센서부, 상기 차량의 주행을 제어하는 차량 제어부를 포함하고, 상기 처리부는, 지정된 시간 범위 내의 시각에 상기 차량의 조도 센서의 활성화 여부, 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부 및 상기 차량이 주행 중인 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치를 기반으로 추정 궤적을 산출하고, 및 상기 추정 궤적과 상기 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도에 기초하여 상기 차량이 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단할 수 있다.

Description

차량 제어 시스템 및 그 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법{VEHICLE CONTROL SYSTEM AND NAVIGATING METHOD USING VEHICLE CONTROL SYSTEM}
본 발명은 차량 제어 시스템 및 그 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행하고자 하는 주행 경로의 정확도를 향상시키는 자율 주행 기술에 관한 것이다.
운전자가 직접 운전하지 않아도 차량의 주행 경로를 설정하고 설정된 주행 경로로 차량을 주행시키는 자율 주행 기술이 나타나고 있다. 자율 주행 기술은 주행 경로에 대한 경로 정보를 획득하고, 획득한 경로 정보에 기반하여 주행 경로를 설정하고, 설정한 경로로 주행하는 방식으로 구현될 수 있다.
기존의 자율 주행 기술에 따르면 다양한 상황에 대한 정확한 주행 경로를 설정하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예는 다양한 상황에 대한 정확한 주행 경로를 설정할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 시스템은, 차량의 주행과 관련된 데이터를 처리하는 처리부, 상기 차량 및 외부 환경으로부터 상기 차량의 주행과 관련된 데이터를 획득하는 센서부, 상기 차량의 주행을 제어하는 차량 제어부를 포함하고, 상기 처리부는, 지정된 시간 범위 내의 시각에 상기 차량의 조도 센서의 활성화 여부, 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부 및 상기 차량이 주행 중인 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치를 기반으로 추정 궤적을 산출하고, 및 상기 추정 궤적과 상기 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도에 기초하여 상기 차량이 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법은, 지정된 시간 범위 내의 시각에 상기 차량의 조도 센서의 활성화 여부, 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부 및 상기 차량이 주행 중인 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치를 기반으로 추정 궤적을 산출하는 동작 및 상기 추정 궤적과 상기 차량의 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도에 기초하여 상기 차량이 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 기술에 따른 차량 제어 시스템은 주행하고자 하는 주행 경로의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 복수의 카메라 장치들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 복수의 카메라 장치들을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 처리부의 스파스 맵을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 궤적의 다항식 표현을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랜드마크를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 스파스 맵을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 항법 정보를 익명 처리하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 도로 항법 모델로 생성한 궤적을 센싱 데이터와 비교하고 자율 주행 모드를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로를 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로와 비교하고 자율 주행 모드를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 목표 궤적에 기반하여 생성한 경로를 차량 위치에 따라 보정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 위험 구간의 비콘을 스파스 맵에 포함시켜 차량의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 주행 궤적을 클러스터링 할 때 주행 궤적의 신뢰도에 따라 클러스터링하는 데이터를 선별하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따라 클러스터링에서 제외되는 주행 궤적을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따라 클러스터링에서 제외되는 주행 궤적을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배를 이용하여 센서의 오프셋을 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배를 이용하여 주행 속도 및 구배량을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 유효성 궤적을 산출하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배 정보를 반영하여 랜드마크를 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 네비게이션 위성 신호 미 수신 지역에서 비콘을 이용하여 차량의 주행 및 기능을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 차량 이동 경로 상에서 차선이 끊긴 구간에서 가상 차선을 생성하는 것을 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 가상 차선을 생성하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 궤적의 정확성에 따라 주행의 제어권의 범위를 조정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 서버를 이용하여 차량의 궤적을 산출할 때 궤적의 신뢰도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 카메라 위치에 따라 컷 인 차량을 대상으로 한 제어 목표 지점을 조정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 터널의 입구를 랜드마크로 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 터널의 내부를 랜드마크로 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 휴대용 통신 장치를 이용하여 센서부를 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 휴대용 통신 장치 및 도로 특성을 고려하여 GPS 신호를 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템은 처리부(110), 입력부(120), 센서부(130), 촬영부(140), 출력부(150), 차량 제어부(160)를 포함할 수 있다.
처리부(110)는 차량의 주행과 관련된 데이터를 처리하여 자율 주행을 실현할 수 있다. 처리부(110)는 단안 이미지 분석 모듈(111), 입체 이미지 분석 모듈(112), 속도 및 가속 모듈(113), 및 항법 반응 모듈(114)을 포함할 수 있다.
단안 이미지 분석 모듈(111)은 촬영부(140)가 획득한 이미지 세트의 단안 이미지를 분석할 수 있다. 단안 이미지 분석 모듈(111)은 이미지 세트에 포함된 데이터를 촬영부(140)에서 획득한 다른 종류의 데이터와 병합하여 단안 이미지 분석을 수행할 수 있다. 단안 이미지 분석 모듈(111)은 차로 표시, 차량, 보행자, 도로 표지, 고속도로 나들목, 신호등, 위험 물체, 및 차량의 주변 상황과 연관된 기타 특성과 같은 특징들을 이미지 세트 내에서 검출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 단안 이미지 분석 모듈(111)의 분석에 근거하여 처리부(110)를 통하여 차량의 회전, 차선 변경, 또는 가속 변화와 같은 하나 이상의 항법 반응을 야기할 수 있다.
입체 이미지 분석 모듈(112)은 촬영부(140)에서 획득한 데이터 및 센서부(130)에서 획득한 데이터를 결합하여 분석을 수행할 수 있다. 입체 이미지 분석 모듈(112)은 입체적인 이미지 분석을 수행할 수 있다. 입체 이미지 분석 모듈(112)은 감지 정보를 캡처하고 처리하는 상황에서 컴퓨터 시각 알고리즘을 활용하여 물체를 검출 및/또는 라벨링 하는 신경망 학습 시스템, 심층 신경망 학습 시스템, 또는 비학습 시스템과 관련된 방법을 구현할 수 있다. 입체 이미지 분석 모듈(112)은 학습 시스템 및 비학습 시스템을 결합하여 사용할 수 있다.
속도 및 가속 모듈(113)은 차량의 속도 및/또는 가속도의 변화를 제어할 수 있다. 속도 및 가속 모듈(113)은 단안 이미지 분석 모듈(111) 및/또는 입체 이미지 분석 모듈(112)로부터 획득한 데이터에 기반하여 차량의 목표 속도를 산출할 수 있다. 단안 이미지 분석 모듈(111) 및/또는 입체 이미지 분석 모듈(112)로부터 획득한 데이터는 목표 위치, 속도, 가속도, 주변의 차량, 보행자 또는 도로 상의 물체에 대한 차량의 위치 및/또는 속도, 도로의 차로 표시에 대한 차량의 위치 정보를 포함할 수 있다. 속도 및 가속 모듈(113)은 산출된 목표 속도에 기반하여 차량 제어부(160)로 속도 제어 신호를 전송할 수 있다.
항법 반응 모듈(114)은 단안 이미지 분석 모듈(111), 입체 이미지 분석 모듈(112), 및 입력부(120)로부터 획득한 데이터에 기반하여 필요한 항법 반응을 결정할 수 있다. 단안 이미지 분석 모듈(111), 입체 이미지 분석 모듈(112), 및 입력부(120)로부터 획득한 데이터는 주변의 차량, 보행자, 도로 상의 물체에 대한 위치 및 속도, 차량의 목표 위치 정보를 포함할 수 있다. 항법 반응은 지도 데이터, 미리 설정한 차량의 위치, 차량과 하나 이상의 물체 사이의 상대 속도 또는 상대 가속도에 기반하여 결정될 수 있다. 항법 반응 모듈(114)은 필요하다고 판단한 항법 반응에 기반하여 차량 제어부(160)로 항법 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 항법 반응 모듈(114)은 차량의 조향 핸들을 회전하여 미리 설정한 각도의 회전을 유도함으로써 필요한 항법 반응을 발생시킬 수 있다. 항법 반응 모듈(114)에서 필요하다고 판단한 항법 반응은 차량의 속도 변경을 산출하기 위하여 속도 및 가속 모듈(113)에 입력되는 데이터로 사용될 수 있다.
입력부(120)는 주행 기능을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력부(120)는 주행 모드 스위치(121), 네비게이션(122), 조향 휠(123), 가속 페달(124), 및 제동 페달(125)을 포함할 수 있다. 입력부(120)는 운전 정보 입력 인터페이스(126)를 통해 처리부(110)에 사용자 입력을 전달할 수 있다.
센서부(130)는 차량 및 외부 환경으로부터 차량의 주행과 관련된 데이터를 획득할 수 잇다. 센서부(130)는 휠 스피드 센서(131), 요 레이트(132), 조향 각 센서(144), 및 G 센서(134)를 포함할 수 있다. 센서부(130)는 차량 정보 입력 인터페이스(135)를 통해 처리부(110)에 획득한 데이터를 전달할 수 있다.
촬영부(140)는 외부 환경을 감지 및 촬영할 수 있다. 촬영부(140)는 레이더(141), 라이다(142), 초음파(143), 카메라(144), 및 차량 내부 카메라(145)를 포함할 수 있다. 촬영부(140)는 감지 및 촬영한 외부 환경을 처리부(110)로 전달할 수 있다.
출력부(150)는 차량의 주행과 관련된 정보를 운전자를 포함한 탑승자에게 제공할 수 있다. 출력부(150)는 스피커(151) 및 디스플레이(152)를 포함할 수 있다. 출력부(150)는 운전자 출력 인터페이스(153)를 통해 처리부(110)에서 출력된 차량의 주행과 관련된 정보를 탑승자에게 제공할 수 있다.
차량 제어부(160)는 차량의 주행을 제어할 수 있다. 차량 제어부(160)는 엔진 제어 시스템(161), 제동 제어 시스템(162), 및 조향 제어 시스템(163)을 포함할 수 있다. 차량 제어부(160)는 차량 제어 출력 인터페이스(164)를 통해 처리부(110)에서 출력된 주행 제어 정보를 수신하여 차량의 주행을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)를 포함할 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)는 차량의 폭 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)는 차량의 리어 뷰 미러 주변 및/또는 운전석과 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각의 시야의 적어도 일부는 서로 중첩될 수 있다.
카메라(144)는 외부 환경을 촬영할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)가 촬영한 이미지 정보를 융합할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)의 위치의 차이에 따른 시야의 차이를 이용하여 입체적인 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(144)는 촬영한 외부 환경의 이미지 데이터를 처리부(110)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)를 포함할 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 폭 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 리어 뷰 미러 주변 및/또는 운전석과 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2) 각각의 시야의 적어도 일부는 서로 중첩될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 폭 방향으로 방향으로 제1 거리(D1)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
카메라(144)는 외부 환경을 촬영할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)가 촬영한 이미지 정보를 융합할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)의 위치의 차이에 따른 시야의 차이를 이용하여 입체적인 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(144)는 촬영한 외부 환경의 이미지 데이터를 처리부(110)에 전달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)를 포함할 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1)는 차량의 범퍼 영역 위 또는 범퍼 영역의 내부에 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1)는 범퍼 영역의 코너부들 중 어느 하나의 코너부에 인접하도록 배치될 수 있다. 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 리어 뷰 미러 주변 및/또는 운전석과 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2) 각각의 시야의 적어도 일부는 서로 중첩될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 폭 방향으로 제2 거리(D2)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
카메라(144)는 외부 환경을 촬영할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)가 촬영한 이미지 정보를 융합할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)의 위치의 차이에 따른 시야의 차이를 이용하여 입체적인 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(144)는 촬영한 외부 환경의 이미지 데이터를 처리부(110)에 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 카메라가 차량에 배치된 위치를 나타낸 도면이다.
카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)를 포함할 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1) 및 제3 카메라 장치(144_3)는 차량의 범퍼 영역 위 또는 범퍼 영역의 내부에 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1)는 범퍼 영역의 코너부들 중 어느 하나의 코너부에 인접하도록 배치될 수 있다. 제3 카메라 장치(144_3)는 범퍼 영역의 코너부들 중 제1 카메라 장치(144_1)가 배치된 코너부를 제외한 나머지 코너부에 인접하도록 배치될 수 있다. 제2 카메라 장치(144_2)는 차량의 리어 뷰 미러 주변 및/또는 운전석과 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각의 시야의 적어도 일부는 서로 중첩될 수 있다.
카메라(144)는 외부 환경을 촬영할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)가 촬영한 이미지 정보를 융합할 수 있다. 카메라(144)는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)의 위치의 차이에 따른 시야의 차이를 이용하여 입체적인 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(144)는 촬영한 외부 환경의 이미지 데이터를 처리부(110)에 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 복수의 카메라 장치들을 나타낸 도면이다.
복수의 카메라 장치들은 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)를 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템의 복수의 카메라 장치들을 나타낸 도면이다. 복수의 카메라 장치들은 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)를 포함할 수 있다.
제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 적절한 유형의 이미지 캡처 장치를 포함할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 광축을 포함할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 글로벌 셔터 방식의 Aptina M9V024 WVGA 센서를 포함할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 1280x960 픽셀의 해상도를 제공하고 롤링 셔터 방식을 포함할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 다양한 광학 소자를 포함할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 하나 이상의 렌즈를 포함하여 이미지 캡처 장치가 요구하는 초점 거리 및 시야를 제공할 수 있다. 이미지 캡처 장치는 6mm 렌즈 또는 12mm 렌즈와 결합될 수 있다.
제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 지정된 시야 각 범위를 가질 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 40도 이상 56도 이하의 일반 시야 각 범위를 가질 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 23도 이상 40도 이하의 좁은 시야 각 범위를 가질 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 100도 이상 180도 이하의 시야 각 범위인 범위의 넓은 시야 각 범위를 가질 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3) 각각은 광각 범퍼 카메라 또는 180도 시야까지 확보 가능한 카메라를 포함할 수 있다. 제1 카메라 장치(144_1)의 시야는 제2 카메라 장치(144_2)의 시야보다 넓거나, 좁거나, 부분적으로 겹칠 수 있다.
약 2:1(예, H x V = 3800x1900 픽셀)의 종횡비 및 약 100도의 수평 시야를 가진 7.2 메가 픽셀 이미지 캡처 장치는 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)로 이루어진 복수의 카메라 장치 구성을 대체할 수 있다. 방사적으로 대칭인 렌즈를 사용하는 메가 픽셀 이미지 캡처 장치의 수직 시야는 렌즈 왜곡으로 인하여 50도 이하로 구현될 수 있다. 방사적으로 비대칭인 렌즈를 사용하여 수평 시야가 100도인 경우에 수직 시야가 50도 이상이 되도록 할 수 있다.
복수의 카메라 장치들을 포함하는 다중 카메라 시스템을 사용하여 운전 지원 기능을 제공할 수 있다. 다중 카메라 시스템은 차량의 전방을 향하는 하나 이상의 카메라를 사용할 수 있다. 다중 카메라 시스템에서 적어도 하나 이상의 카메라는 차량의 측방 또는 후방을 향할 수 있다. 다중 카메라 시스템은 이중 카메라 이미징 시스템을 사용하여 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2)가 차량의 전방 및/또는 측방을 향하도록 배치할 수 있다.
복수의 카메라 장치들을 포함하는 다중 카메라 시스템은 제1 카메라 장치(144_1), 제2 카메라 장치(144_2), 및 제3 카메라 장치(144_3)의 시야가 서로 다른 3중 카메라 이미징 시스템을 사용할 수 있다. 3중 카메라 이미징 시스템 은 차량의 전방 및 측방의 다양한 거리에 위치한 물체로부터 얻은 정보에 근거한 판단을 내릴 수 있다.
제1 카메라 장치(144_1)는 제1 이미지 프로세서와 연결되어 제1 카메라 장치(144_1)가 제공한 이미지의 단안 이미지 분석을 수행할 수 있다. 제2 카메라 장치(144_2)는 제2 이미지 프로세서와 연결되어 제2 카메라 장치(144_2)가 제공한 이미지의 단안 이미지 분석을 수행할 수 있다. 제1 및 제2 이미지 프로세서에서 처리하여 출력된 정보는 합쳐질 수 있다. 제2 이미지 프로세서는 제1 카메라 장치(144_1) 및 제2 카메라 장치(144_2) 모두로부터 이미지를 수신하여 입체 분석을 수행할 수 있다. 단안 이미지 분석이란 단일 시야로부터 캡처 된 이미지(예: 단일 카메라에서 캡처 된 이미지)에 근거하여 수행하는 이미지 분석을 의미할 수 있다. 입체 이미지 분석이란 하나 이상의 이미지 캡처 파라미터(예: 두 개 이상의 카메라 각각에서 캡처된 이미지들)로 캡처된 두 개 이상의 이미지에 근거하여 수행하는 이미지 분석을 의미할 수 있다. 입체 이미지 분석에 적합한 캡처된 이미지는 둘 이상의 위치로부터 캡처된 이미지, 서로 다른 시야로부터 캡처된 이미지, 서로 다른 초점 거리를 사용하여 캡처된 이미지, 및 시차 정보에 따라 캡처된 이미지를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 처리부의 스파스 맵을 나타낸 블록도이다.
처리부(110)는 스파스 맵(200)을 포함할 수 있다. 스파스 맵(200)은 자율 주행을 위하여 사용될 수 있다. 스파스 맵(200)은 자율 주행 차량의 항법을 위한 정보를 제공할 수 있다. 스파스 맵(200) 및 스파스 맵(200)에 의하여 처리되는 데이터는 차량 제어 시스템의 메모리에 저장되거나 원격 서버로 송수신될 수 있다. 스파스 맵(200)은 차량이 도로를 따라 진행하는 하나 이상의 궤적의 다항식 표현을 저장하여 이용할 수 있다. 스파스 맵(200)은 도로 구간의 특징을 단순화하여 객체로 인식할 수 있다. 스파스 맵(200)은 자율 주행 차량의 항법을 위하여 저장되는 데이터의 양 및 송수신되는 데이터의 양을 감소시킬 수 있다. 스파스 맵(200)은 궤적의 다항식 표현(210) 및 랜드마크(220)를 포함할 수 있다.
궤적의 다항식 표현(210)은 도로 구간을 따라 자율 주행을 안내하기 위한 목표 궤적을 다항식으로 표현한 것일 수 있다. 목표 궤적은 도로 구간에서 차량이 운행하기에 이상적인 경로를 나타낼 수 있다. 도로 구간은 적어도 하나 이상의 목표 궤적으로 표현될 수 있다. 목표 궤적의 개수는 도로 구간에 포함된 복수의 차선들의 개수보다 적을 수 있다. 도로를 운행하는 차량은 목표 궤적들 중 어느 하나의 목표 궤적을 사용하여 목표 궤적에 해당하는 차선 및 차선 오프셋을 고려하여 항법을 결정할 수 있다.
랜드마크(220)는 특정 도로 구간 또는 로컬 지도 등과 연계된 장소 또는 표식일 수 있다. 랜드마크(220)는 스마스 맵(200) 내에 식별되어 저장될 수 있다. 랜드마크(220) 사이의 간격은 조정될 수 있다. 랜드마크(220)는 자율 주행 항법에 활용될 수 있다. 랜드마크(220)는 저장된 목표 궤적에 대한 차량의 현재 위치를 판단하는데 사용될 수 있다. 자율 주행 차량은 차량의 현재 위치 정보를 이용하여 현재 위치에서의 진행 방향을 목표 궤적의 방향과 일치하도록 조정할 수 있다.
랜드마크(220)는 목표 궤적에 대한 차량의 위치를 판단하는 기준 점으로 사용될 수 있다. 차량은 자신의 움직임을 판단하고 목표 궤적에 대한 자신의 위치를 추정하는 추측 항법(dead reckoning)에 근거하여 주행하면서, 스파스 맵(200)에 나타나는 랜드마크(220)의 위치를 사용하여 추측 항법으로 인한 위치 판단의 오차를 제거할 수 있다. 스파스 맵(200) 내에 식별된 랜드마크(220)는 목표 궤적에 대한 차량의 위치를 정확하게 판단하게 해주는 닻(anchor)의 역할을 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 궤적의 다항식 표현을 나타낸 도면이다.
스파스 맵 도로의 특징에 대한 정보를 포함할 수 있다. 스파스 맵에는 도로(211)에 포함된 구간(212)들에서의 굴곡 형태를 저장할 수 있다. 구간(212)들 각각은 다항식으로 표현될 수 있는 굴곡 형태를 가질 수 있다. 도로(211)는 좌측 및 우측을 포함하는 각각의 차선들의 굴곡 형태들이 모여서 이루어진 3차원 다항식 표현으로 모델링 될 수 있다. 복수의 다항식들을 사용하여 도로(211) 및 도로(211)에 포함된 구간(212)들 각각의 위치 및 형태를 표현할 수 있다. 구간(212)들 각각을 표현하는 다항식은 지정된 거리 내에서 구간(212)의 위치 및 형태를 정의할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 랜드마크를 나타낸 도면이다.
랜드마크들은 교통 표지판, 방향 지시판, 도로변 시설, 및 일반 표지판을 포함할 수 있다. 교통 표지판은 교통 상황 및 통행 시 준수하여야 할 사항을 안내하는 표지판일 수 있다. 교통 표지판은 속도 제한 표지판(221), 양보 표지판(222), 도로 번호 표지판(223), 교통 신호 표지판(224), 일시 정지 표지판(225)을 포함할 수 있다. 방향 지시판은 다른 장소로 가는 하나 이상의 방향을 나타내는 하나 이상의 화살표가 있는 표지판일 수 있다. 방향 지시판은 다른 도로 또는 장소로 차량을 안내하는 화살표가 있는 고속도로 표지판(226) 및 차량을 도로 밖으로 안내하는 화살표가 있는 출구 표지판(227)을 포함할 수 있다. 일반 표지판은 장소에 관련된 정보를 제공하는 표지판일 수 있다. 일반 표지판은 해당 지역에서 유명한 음식점의 간판(228)을 포함할 수 있다.
스파스 맵은 도로 구간과 관련된 복수의 랜드마크들을 포함할 수 있다. 스파스 맵에는 랜드마크들 각각의 실제 이미지를 간략화 한 이미지를 저장할 수 있다. 간략화 한 이미지는 랜드마크의 특성을 묘사하는 데이터로 구성될 수 있다. 스파스 맵에 저장된 이미지는 실제 이미지가 요구하는 데이터보다 적은 양의 데이터를 사용하여 표현되고 인식될 수 있다. 랜드마크를 나타내는 데이터는 도로를 따라 형성된 랜드마크를 묘사하거나 식별하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 스파스 맵을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 310에서 복수의 차량들로부터 복수의 이미지들을 수신할 수 있다. 차량에 배치된 복수의 카메라들 각각은 차량이 도로 구간을 따라 운행하면서 마주하는 차량 주변의 상황을 촬영하여 차량 주변의 상황을 나타내는 복수의 이미지들을 캡처할 수 있다. 차량 주변의 상황을 나타내는 복수의 이미지들은 차량의 주행 경로의 형태 및 상황을 나타낼 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 카메라들이 촬영한 복수의 이미지들을 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 320에서 도로 면 상에서 적어도 하나의 특징을 식별할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로 구간을 따라 이어지는 도로 면의 특징의 복수의 이미지에 근거하여 적어도 하나의 선에 대한 표현으로 간략화 할 수 있다. 도로 면의 특징을 간략화 한 선 표현은 도로 면 특징과 실질적으로 상응하는 도로 구간을 따라 진행하는 경로를 나타낼 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 카메라들로부터 수신된 복수의 이미지들을 분석하여 도로의 가장자리 또는 차로 표시를 식별할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로의 가장자리 또는 차로 표시와 연계된 도로 구간을 따라가는 운행 궤적을 판단할 수 있다. 궤적 또는 선 표현은 스플라인, 다항식 표현, 또는 곡선을 포함할 수 있다. 차량 제어 시스템은 3차원 평행이동 및/또는 3차원 회전 움직임과 같은 카메라들의 자체적인 움직임에 근거하여 차량의 운행 궤적을 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 330에서 도로와 관련된 복수의 랜드마크들을 식별할 수 있다. 차량 제어 시스템은 카메라로부터 수신된 복수의 이미지들을 분석하여 도로 구간 상의 하나 이상의 랜드마크들을 식별할 수 있다. 랜드마크들은 교통 표지판, 방향 지시판, 도로변 시설, 및 일반 표지판을 포함할 수 있다. 분석은 도로 구간에 관한 랜드마크일 가능성의 인정 및 거부에 관한 규칙을 포함할 수 있다. 분석은 랜드마크가 등장하지 않는 이미지에 대한 랜드마크가 등장하는 이미지의 비율이 임계 값을 초과하는 경우에 잠재적 랜드마크를 인정하는 규칙 및/또는 랜드마크가 등장하는 이미지에 대한 랜드마크가 등장하지 않는 이미지의 비율이 임계 값을 초과하는 경우에 잠재적 랜드마크를 거부하는 규칙을 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 항법 정보를 익명 처리하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 410에서 차량에 대한 적어도 하나의 움직임 묘사를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서의 출력 값에 기반하여 적어도 하나의 움직임 묘사를 판단할 수 있다. 적어도 하나의 움직임 묘사는 차량의 움직임의 임의의 지시자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 움직임 묘사는 차량의 가속, 차량의 속도, 특정 시점의 차량의 종방향 및 횡방향 위치, 차량의 3차원 위치, 판단된 차량의 판단된 궤적을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 움직임 묘사는 미리 정해진 좌표 시스템에서의 차량의 자체적인 움직임 묘사를 포함할 수 있다. 자체 움직임은 차량의 회전, 평행 이동, 횡 방향, 종 방향, 또는 기타 방향으로의 움직임을 포함할 수 있다. 차량의 자체 움직임은 차량의 속도, 요 레이트(yaw rate), 틸트(tilt) 또는 롤(roll)을 이용하여 표현할 수 있다. 차량에 대한 자체 움직임 묘사는 지정된 레벨의 자유도에 대해 판단될 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 420에서 차량의 주변 상황을 나타내는 적어도 하나의 이미지를 수신할 수 있다. 차량 제어 시스템은 카메라로부터 차량이 주행하는 도로 및 차량 주변을 촬영한 이미지를 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 430에서 이미지를 분석하여 도로 특성을 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 이미지 분석 모듈에 저장된 명령에 따라 하나 이상의 이미지를 분석하거나, 신경망과 같은 학습 시스템을 활용하여 적어도 하나의 도로 특성을 판단할 수 있다. 하나 이상의 도로 특성은 도로의 중앙선, 도로의 가장자리, 도로를 따라 있는 랜드마크, 도로의 포트홀, 도로의 회전 등과 같은 도로의 특징을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 도로 특성은 검출된 차로 분리, 차로 병합, 파선 차로 표시, 실선 차로 표시, 차로 내의 도로면 색, 차선 색, 차로 방향, 차로 유형 중의 하나 이상의 지시자를 포함하는 차로 특성을 포함할 수 있다. 차로 특성은 차로가 다인승 전용(HOV) 차로이고 다른 차로로부터 실선으로 분리되어 있다는 판단을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 도로 특성은 도로 가장자리의 지시자를 포함할 수 있다. 도로 가장자리는 도로 가장자리를 따라 검출된 배리어, 검출된 보도, 가장자리를 나타내는 선, 도로 가장자리를 따라 있는 도로 경계석 등에 의거하거나 도로를 따라 있는 물체의 검출에 기반하여 판단될 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 440에서 도로에 포함된 복수의 구간들 각각에 대한 구간 정보를 취합할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로를 복수의 구간들로 분할할 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 구간들 각각을 도로 특성과 결합시켜 복수의 구간들 각각에 대한 구간 정보를 취합할 수 있다. 구간 정보는 차량에 대한 적어도 하나의 움직임 묘사 및/또는 도로의 구간에 대한 상대적인 적어도 하나의 도로 특성을 포함할 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 410에서 산출된 움직임 묘사 및 동작 430에서 판단된 도로 특성을 포함하는 구간 정보를 취합할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 도로 항법 모델로 생성한 궤적을 센싱 데이터와 비교하고 자율 주행 모드를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 스파스 맵을 자율주행차 도로 항법 모델에 적용할 수 있다. 기존에 저장된 스파스 맵을 이용하는 경우 도로 환경이 달라졌을 경우에 대한 추가적인 판단이 필요하다. 예를 들어, 직선 도로에서 스파스 맵을 생성한 경우 공사와 같은 도로 상의 이벤트 발생으로 우회 도로로 항로를 변경하여 주행할 수 있다. 이와 같이 실제 도로를 주행할 때 궤적을 변경시킬 수 있고 궤적의 변경에 대한 알림 및/또는 자율 주행의 종료 여부에 대한 알림을 제공할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 510에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 차량 제어 시스템은 자율 주행 모드로 주행할 때 스파스 맵에 기반하여 설정된 항법에 근거하여 주행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 실제 차량의 전방 카메라에서 센싱하고 있는 차선 관련 신호를 참조하여 주행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 520에서 스파스 맵 및 센싱 데이터 사이의 경로 차이 값을 측정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로의 곡률(curvature) 및 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 곡률을 각각 측정할 수 있다. 곡률은 m의 역수인 R 단위로 나타낼 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 인식한 경로의 곡률 값 및 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 곡률의 차이 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로의 곡률 값이 2000R이고 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 곡률이 1900R인 경우 스파스 맵 및 센싱 데이터 사이의 경로 차이 값을 100R로 측정할 수 있다.
차량 제어 시스템은 인식한 경로의 곡률이 지정된 값 이하인 경우 인식한 경로를 곡선 도로로 인식할 수 있다. 차량 제어 시스템은 인식한 경로의 곡률이 지정된 값보다 큰 경우 인식한 경로를 직선 도로로 인식할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 인식한 경로의 곡률이 3000R 이하의 곡률을 가진 경우 인식한 경로를 곡선 도로로 인식할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 530에서 차이 값에 기반하여 제1 경고를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차이 값이 제1 임계 값 이상인 경우 제1 경고를 출력할 수 있다. 제1 임계 값은 500R일 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로의 곡률 값이 1000R이고 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 곡률이 500R인 경우 스파스 맵 및 센싱 데이터 사이의 경로 차이 값을 500R이므로 제1 경고를 출력할 수 있다.
차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로의 종류 및 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 종류가 서로 다른 경우 제1 경고를 출력할 수 있다. 제1 임계 값은 500R일 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로가 3100R의 곡률을 갖는 직선 도로이고 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로가 2900R의 곡률을 갖는 곡선 도로인 경우 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로 및 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로의 종류가 서로 다르므로 제1 경고를 출력할 수 있다.
차량 제어 시스템은 차량의 클러스터와 같은 출력부에 제1 경고를 팝-업 형태로 출력하여 운전자에게 시각적인 경고 알림을 제공할 수 있다. 제1 경고는 주변 도로의 환경 변화로 인하여 현재의 자율 주행을 유지하기 어렵다는 내용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 클러스터에 "주변 도로 환경 변화로 인해 수동 운전 모드로 전환이 필요합니다"라는 팝-업을 출력할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 540에서 제2 경고를 출력하고 자율 주행 모드를 종료할 수 있다. 차량 제어 시스템은 제1 경고를 출력한 이후 사용자 입력이 미 존재할 시 제2 경고를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 제1 경고를 출력한 이후 현재의 자율 주행 모드를 유지하는 경우 제2 경고를 출력할 수 있다. 제2 경고는 제1 경고보다 강도가 높은 경고일 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 제2 경고를 출력하기 위해 클러스터에 "수동 운전 모드로 전환합니다"라는 팝-업 경고를 출력함과 동시에 청각적으로 경고 알림 음을 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 제2 경고를 출력한 이후 사용자 입력에 기초하여 자율 주행 모드를 종료하고 수동 운전 모드로 전환할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주변 환경의 변화로 자율 주행 모드를 유지할 수 없는 것을 감지하고 자율 주행 모드를 종료하여야 한다는 것을 운전자에게 알리고 사용자 입력에 기초하여 자율 주행 모드를 종료할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로를 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로와 비교하고 자율 주행 모드를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 610에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 620에서 스파스 맵 및 센싱 데이터를 모두 곡선으로 인식하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 이용하여 인식한 경로 및 센싱 데이터를 이용하여 인식한 경로가 모두 곡선인지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵 및 센싱 데이터를 모두 곡선으로 인식한 경우 (동작 620 - YES) 동작 630으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵 및 센싱 데이터 중 적어도 하나를 직선으로 인식한 경우 (동작 620 - NO) 동작 640으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 630에서 스파스 맵에 기반한 제1 곡률 및 센싱 데이터에 기반한 제2 곡률의 차이가 제1 임계 값 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 제1 곡률은 스파스 맵의 전방 도로 곡률일 수 있다. 제2 곡률은 전방 카메라 센싱 데이터에 기반한 전방 도로 곡률일 수 있다. 제1 임계 값은 500R일 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 630에서 스파스 맵에 기반한 제1 곡률 및 센싱 데이터에 기반한 제2 곡률의 차이가 제1 임계 값 이상인 경우 (동작 630 - YES) 동작 660으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 630에서 스파스 맵에 기반한 제1 곡률 및 센싱 데이터에 기반한 제2 곡률의 차이가 제1 임계 값보다 작은 경우 (동작 630 - NO) 동작 650으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 640에서 스파스 맵 및 센싱 데이터가 서로 다른 형태로 도로를 인식하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵 및 센싱 데이터가 동일한 도로를 직선 도로 및 곡선 도로와 같이 서로 다른 형태로 인식하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 640에서 스파스 맵 및 센싱 데이터가 서로 다른 형태로 도로를 인식한 경우 (동작 640 - YES) 동작 660으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 640에서 스파스 맵 및 센싱 데이터가 동일한 형태로 도로를 인식한 경우 (동작 640 - NO) 동작 650으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 650에서 자율 주행 모드로 계속 주행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵에 따른 경로가 센싱 데이터에 따른 경로와 매칭되는 것으로 판단하고 현재의 자율 주행 모드를 유지할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 660에서 스파스 맵의 항법 모델 및 실제 도로 환경이 다르다고 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로 공사와 같은 외부 환경의 변화로 인하여 실제 도로 환경이 스파스 맵에 저장된 정보와 다르게 되었다고 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 670에서 제1 경고를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 출력부에 시각적으로 경고를 표시할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 680에서 제2 경고를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 출력부에서 시각적 및 청각적으로 제1 경고보다 강도가 높은 경고를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 제1 경고를 출력한 이후 사용자 입력이 미 존재할 시 제2 경고를 출력할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 690에서 수동 운전 모드로 전환할 수 있다. 차량 제어 시스템은 사용자 입력에 기초하여 자율 주행 모드를 종료하고 수동 운전을 시작할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 목표 궤적에 기반하여 생성한 경로를 차량 위치에 따라 보정하는 것을 나타낸 도면이다.
차량 제어 시스템은 차량이 기준 위치(710)에 위치하였을 때에 차량이 진행하는 궤적을 목표 궤적으로 설정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 목표 궤적에 기반하여 차량이 주행하고자 하는 경로를 생성할 수 있다.
차량 제어 시스템은 차량의 현재 위치(720)를 감지할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 현재 위치(720)에 따라 목표 궤적에 기반하여 생성한 경로를 보정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량이 보정된 경로로 주행하도록 차량을 제어할 수 있다.
특히, 기존의 자율 주행 기술에서는 복수의 차선들을 갖는 도로에서 일부 목표 궤적을 통해 복수의 경로들을 생성할 때 차선의 오프셋 양만을 고려하여 복수의 경로들을 생성하여, 기존 목표 궤적의 차선 오프셋이 가지고 있던 오차를 복수의 경로들이 그대로 가질 수 있고 복수의 경로들이 생성되는 과정에서 오차 값이 더 커질 가능성이 있다.
차량 제어 시스템은 복수의 차선들을 갖는 도로에서 일부 목표 궤적을 통해 복수의 경로들을 생성할 때 차량을 차로의 중앙에 위치시키는 보정을 한 상태에서 복수의 경로들을 생성하여 복수의 경로들을 생성할 때 발생하는 오차를 감소시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 목표 궤적, 차로의 폭, 차로 위의 차량의 현재 위치를 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량 제원을 기반으로 차량의 현재 위치를 계산할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서를 이용하여 차량 중심으로부터 왼쪽 차선까지의 거리, 차량 중심으로부터 오른쪽 차선까지의 거리, 및 차로의 폭을 계산할 수 있다.
차량 제어 시스템은 계산된 현재 차량의 위치를 차로의 중앙으로 위치시키는 보정 작업을 수행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 보정된 위치가 양 쪽 차선으로부터 동일한 값이 되도록 보정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량 중심으로부터 왼쪽 차선까지의 거리 및 차량 중심으로부터 오른쪽 차선까지의 거리를 더한 후 2로 나눈 값만큼 차량이 양 쪽 차선으로부터 이격되도록 차량의 위치를 보정할 수 있다.
차량 제어 시스템은 차량의 보정된 위치인 차로 내 정 중앙을 기반으로 목표 궤적을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 위치 및 목표 궤적에 기반하여 복수의 경로들을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 한 쪽 차선에 치우쳐서 생성된 목표 궤적에 기반한 복수의 경로보다 차로의 중앙을 추종하여 오차를 감소시킨 복수의 경로들을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 경로들 각각을 차로에 포함된 차선 별로 생성할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 위험 구간의 비콘을 스파스 맵에 포함시켜 차량의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 810에서 위험 구간의 특정 및 위험 구간의 특성 별 구분을 할 수 있다. 위험 구간은 사고 다발 구간, 교차로 구간, 및 장기 공사 구간을 포함할 수 있다. 위험 구간은 주행 모드 조정이 필요한 고 위험 구간 및 경고 모드를 통해 운전자에게 시각적 및/또는 청각적인 알림이 필요한 저/중 위험 구간을 포함할 수 있다. 사고 다발 구간은 고 위험 구간일 수 있다. 교차로 구간 및 장기 공사 구간은 저/중 위험 구간일 수 있다. 차량 제어 시스템은 경로에서 사고 다발 구간, 교차로 구간, 및 장기 공사 구간과 같은 위험 구간을 정의된 구간을 특정하고, 특정한 위험 구간을 특성에 따라 고 위험 구간 및 저/중 위험 구간으로 구분할 수 있다.
동작 820에서 차량 제어 시스템은 위험 구간에 설치된 비콘의 설치 위치를 스파스 맵에 포함시킬 수 있다. 비콘은 위험 구간을 표시하기 위한 구조물 및/또는 전자 장치일 수 있다. 비콘의 설치 위치는 위도 값 및 경도 값을 이용하여 정의할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵에 위험 구간에 설치된 비콘들 각각의 위도 값 및 경도 값을 포함시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 830에서 비콘에서 송신하는 신호를 차량에서 수신할 수 있다. 비콘은 위치 정보 및 위험 구간에 대한 정보를 포함하는 신호를 송신할 수 있다. 비콘에서 송신하는 신호는 저전력 블루투스 신호일 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 블루투스 기능을 통해 비콘에서 송신하는 저전력 블루투스 신호를 차량에서 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 840에서 신호에 포함된 위험 구간의 특성에 기반하여 차량의 주행을 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량에서 수신한 비콘의 위도 값 및 경도 값을 포함하는 위치 정보 및 비콘에서 송신한 신호에 포함된 위험 구간에 대한 정보에 기반하여 차량이 위험 구간에 근접하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량이 위험 구간에 근접하고 있는 경우 위험 구간의 특성에 따라 운전자에게 알림을 제공하고 차량의 주행 모드를 제어할 수 있다.
차량 제어 시스템은 고 위험 구간에 근접하거나 도착한 경우 종 방향으로의 제어 속도를 일정 속도 이하로 감속시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 제어 속도 감속의 이유를 클러스터를 통해 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자에게 주행 모드 변화에 대한 안내를 제공할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 "잠시 후 사고 다발 구간 진입 예정입니다. 주행 속도를 70km/h 이하로 제한하여 주행합니다."라는 시각적 안내를 클러스터를 통해 출력할 수 있다.
차량 제어 시스템은 저/중 위험 구간에 근접하거나 도착한 경우 위험 구간 특성에 맞게 시각 혹은 청각 알림을 제공할 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자에게 저/중 위험 구간에 대한 안내를 제공할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 시스템은 "잠시 후 교차로 구간으로 진입할 예정입니다."라는 시각적 안내를 클러스터를 통해 출력할 수 있다. 다른 예로, 차량 제어 시스템은 "위험 구간에 진입합니다."라는 청각적 안내를 출력할 수 있다. 차량 제어 시스템은 안내를 반복적으로 제공할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 주행 궤적을 클러스터링 할 때 주행 궤적의 신뢰도에 따라 클러스터링하는 데이터를 선별하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 910에서 주행 궤적을 클러스터링 할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵을 구성하는 주행 궤적에 대한 데이터를 모을 수 있다. 오차가 큰 주행 데이터와 같이 클러스터링에 포함되지 말아야 할 데이터를 제외하여야 궤적 클러스터의 평균을 산출하여 최종적으로 계산된 주행 경로의 오차를 감소시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 920에서 주행 궤적의 곡률이 제2 임계 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 제2 임계 값은 직선 도로 및 곡선 도로를 구분하는 곡률 값일 수 있다. 제2 임계 값은 3000R일 수 있다. 주행 궤적이 직선 도로인지 또는 곡선 도로인지 여부를 구분하여 직선 도로 및 곡선 도로 각각에서 신뢰도를 판단하는 기준을 서로 다르게 설정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주행 궤적의 곡률이 제2 임계 값 이상인 경우 (동작 920 - YES) 동작 930으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주행 궤적의 곡률이 제2 임계 값보다 작은 경우 (동작 920 - NO) 동작 940으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 930에서 직선 도로로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 동작 940에서 곡선 도로로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주행 궤적의 곡률에 기반하여 주행 궤적이 직선 도로인지 또는 곡선 도로인지 여부를 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 950에서 횡 가속도 값 및 운전자 토크에 기반하여 주행 궤적의 신뢰도를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 절대적 진행 방향과 차로 배정에 벗어나는지 여부를 차량에서 출력되는 진단 통신 신호(CAN signal)로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 직선 도로의 경우 횡 가속도 값이 특정 임계 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 직선 도로에서 횡 가속도 값이 특정 임계 값 이상인 경우 비정상적인 주행을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 직선 도로에서 횡 가속도 값이 특정 임계 값 이상인 경우 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 작은 경우 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 운전자 토크의 특정 임계 수치는 5Nm일 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인 경우 운전자가 조향 장치를 파지하고 있는 상태에서 운전자의 개입으로 인한 과도한 핸들 돌림이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인 경우 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 것으로 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 960에서 조향 각도 변화량 및 운전자 토크에 기반하여 주행 궤적의 신뢰도를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 곡선 도로의 경우 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 곡선 도로에서 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값 이상인 경우 차량의 거동이 순간적으로 비정상적으로 급변했다는 의미로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 곡선 도로에서 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값 이상인 경우 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값보다 작은 경우 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 운전자 토크의 특정 임계 수치는 5Nm일 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인 경우 운전자가 조향 장치를 파지하고 있는 상태에서 운전자의 개입으로 인한 과도한 핸들 돌림이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 운전자 토크가 특정 임계 수치 이상인 경우 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 것으로 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 970에서 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 경우 클러스터링 데이터에서 제외하고 스파스 맵 업데이트를 차단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주행 궤적의 신뢰도가 제3 임계 값 이하인 일반적이지 않은 주행 패턴을 가진 데이터를 클러스터링 과정에서 제외할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따라 클러스터링에서 제외되는 주행 궤적을 나타낸 도면이다.
차량(980)이 직선 도로를 주행하는 동안 다차선 도로에서 과도하게 차선 변경을 하며 주행한 경우 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 클 수 있다. 예를 들어, 차량(980)이 과도한 끼어들기 및/또는 불필요한 차선 변경을 하는 경우 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 클 수 있다. 다른 예로, 불법 좌/우회전 또는 2/3차로에서의 좌회전과 같이 지정되지 않은 차선에서 좌회전 및/또는 지정되지 않은 차로에서 우회전을 하는 경우 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 클 수 있다. 또 다른 예로, 지정되지 않은 차로에서 불법 유턴을 하는 경우 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 클 수 있다. 차량 제어 시스템은 횡 가속도 값이 특정 임계 값보다 큰 주행 궤적을 클러스터링에서 제외할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따라 클러스터링에서 제외되는 주행 궤적을 나타낸 도면이다.
차량(990)이 곡선 도로를 주행하는 동안 일반적인 코너링 형태가 아닌 위험한 코너링으로 진입 또는 진출하는 경우 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값보다 클 수 있다. 차량 제어 시스템은 조향 각속도의 변화량 값이 특정 임계 값보다 큰 주행 궤적을 클러스터링에서 제외할 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배를 이용하여 센서의 오프셋을 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1010에서 센서에 기반하여 차량의 종구배 및 횡구배에 대한 제1 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 종 방향 및 횡 방향의 가속도 센서를 활용하여 해당 위치 지점에서의 종구배 값 및 횡구배 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 휠 속 센서 및/또는 요 레이트 센서를 추가적으로 활용하여 종구배 값 및 횡구배 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 3차원 맵 구성 시 차량의 센서를 활용하여 종구배 및 횡구배를 판단하여 3차원 맵 구성 정확도를 증가시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1020에서 3차원 맵 위치 정보에 기반하여 서버가 산출한 차량의 종구배 및 횡구배에 대한 제2 값을 수신할 수 있다. 서버는 복수의 차량들로부터 3차원 맵의 구배 정보에 대한 데이터를 수집할 수 있다. 서버는 복수의 차량들로부터 3차원 맵의 구배 정보에 대한 데이터를 수집하여 종구배 및 횡구배에 대한 제2 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 장치는 서버로부터 차량의 종구배 및 횡구배에 대한 제2 값을 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1030에서 제1 값 및 제2 값의 차이에 기반하여 센서의 오프셋을 보정할 수 있다. 가속도 센서를 보정하기 위해서 기준이 되는 레퍼런스 값 또는 오차 값을 이용할 수 있다. 레퍼런스 값 또는 오차 값은 실제 도로에서 획득하기 용이하지 않을 수 있다. 3차원 맵 위치 정보와의 차이를 이용하여 레퍼런스 값 또는 오차 값을 획득할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서를 활용하여 획득한 종구배 값 및 횡구배 값과 3차원 맵 위치 정보를 활용하여 획득한 종구배 값 및 횡구배 값의 차이를 이용하여 가속도 센서의 오프셋을 보정할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1040에서 오프셋을 보정한 센서를 이용하여 주행 보조 기능(Advanced Driver Assistant System, ADAS)을 제어할 수 있다. 주행 보조 기능은 차량의 종구배 및 횡구배와 관련된 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서의 오프셋을 보정하여 정확한 종구배 값 및 횡구배 값을 산출하는 센서를 이용하여 주행 보조 기능을 제어하여 주행 보조 기능의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배를 이용하여 주행 속도 및 구배량을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1110에서 주행 보조 기능을 제어할 수 있다. 주행 보조 기능을 제어할 때 복수의 차량들 각각에 마련된 센서를 이용하여 차량의 종구배 값 및 횡구배 값을 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1120에서 서버가 3차원 맵 위치 정보에 기반하여 업데이트 한, 차량의 주행 위치에 대응되는 종구배 값 및 횡구배 값을 서버로부터 수신할 수 있다. 차량의 주행 위치에 대응되는 종구배 값 및 횡구배 값은 3차원 맵 위치 정보에 기반하여 업데이트 될 수 있다. 차량 제어 시스템은 3차원 맵을 구성할 때 복수의 차량들 각각의 종구배 값 및 횡구배 값의 평균 값을 업데이트 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1130에서 종구배 값에 기반하여 현재 주행 구간의 경사를 판단하여 주행 속도를 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 종방향으로 오르막 또는 내리막 구간인지 여부를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 종방향으로 오르막 또는 내리막 구간인지 여부에 따라 주행 속도를 유지하기 위해 주행에 사용되는 힘을 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 종방향으로 오르막 구간인 경우 주행 속도를 유지하기 위해 주행에 사용되는 힘을 증가시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 종방향으로 내리막 구간인 경우 주행 속도를 유지하기 위해 주행에 사용되는 힘을 감소시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1140에서 횡구배 값에 기반하여 주행 보조 기능의 직선 구간에서의 쏠림 보상 또는 곡선 구간에서의 제어량을 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 횡구배 값에 기반하여 차선 상에서의 차량의 상대적인 위치를 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 횡구배 값에 기반하여 직선 구간에서 차량이 중앙에 위치하도록 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 횡구배 값에 기반하여 곡선 구간에서 주행하는 경로의 곡률을 제어할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 유효성 궤적을 산출하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 유효성 궤적을 산출하기 위하여 복수의 궤적들을 산출한 이휴, 유효성이 일정 기준보다 낮은 궤적을 제거하고 유효성이 일정 기준 이상인 궤적들을 결합하여 최종적으로 유효성이 확보된 궤적을 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1210에서 휠 속도 센서에서 측정된 각 궤적의 이동 값의 분산을 산출하여 궤적의 노면의 노이즈 레벨을 결정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 휠 속도 센서들 각각에 대하여 지정된 시간 동안의 최대 값 및 최소 값의 차이 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 복수의 휠 속도 센서들 각각의 차이 값에 기반하여 지정된 시간 동안의 이동 분산 값을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 이동 분산 값에 기반하여 노면의 평균적인 노이즈 레벨을 결정할 수 있다. 노면의 노이즈 레벨은 0단계부터 5단계까지의 레벨로 나누어질 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1220에서 3차원 맵의 현재 지점의 양 방향 궤적 정보를 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1230에서 현재 지점의 도로 폭이 제4 임계 값 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 지점의 도로 폭이 제4 임계 값 이상인 경우 (동작 1230 - YES) 동작 1240으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 지점의 도로 폭이 제4 임계 값보다 작은 경우 (동작 1230 - NO) 동작 1220으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1240에서 양 방향 궤적 중 차량 폭을 기준으로 겹쳐지는 구간이 없는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 겹쳐지는 구간이 없는 경우 (동작 1240 - YES) 동작 1250으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 겹쳐지는 구간이 있는 경우 (동작 1240 - NO) 동작 1220으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1250에서 현재 지점의 양 방향 궤적 정보 및 노이즈 레벨을 업데이트 할 수 있다. 차량 제어 시스템은 양 방향 궤적 중 겹쳐지는 궤적이 없을 때 양 방향 궤적 값 및 노면 노이즈 레벨을 업데이트 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1260에서 노이즈 레벨에 기반하여 각 궤적에 가중치를 부여할 수 있다. 차량 제어 시스템은 최종 유효성 궤적을 산출할 때 노이즈 레벨에 따라 각 궤적의 서로 다른 위치들마다 가중치를 서로 다르게 부여할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1270에서 유효성이 확보된 최종 궤적을 3차원 맵에 반영할 수 있다. 차량 제어 시스템은 유효성이 확보된 최종 궤적을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 3차원 맵 구성 시 보다 신뢰성이 높은 궤적을 반영하여 자율 주행 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 종구배 및 횡구배 정보를 반영하여 랜드마크를 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1310에서 카메라 이미지 정보에 기반하여 랜드마크들을 선별할 수 있다. 차량 제어 시스템은 기존의 랜드마크들을 선별함과 동시에, 차량의 센서를 활용하여 종구배 및 횡구배를 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 산출한 종구배 값 및 횡구배 값을 서버로 전송할 수 있다. 서버는 종구배 값 및 횡구배 값의 평균 값을 산출할 수 있다. 서버는 3차원 맵 위치 정보에 종구배 값 및 횡구배 값의 평균 값을 업데이트 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1320에서 선별된 랜드마크들 사이 구간들을 지정된 거리 단위로 구분할 수 있다. 차량 제어 시스템은 종구배 값 및 횡구배 값의 평균 값을 업데이트 한 3차원 맵 위치 정보를 수신할 수 있다. 차량 제어 시스템은 종구배 값 및 횡구배 값의 평균 값에 기반하여 랜드마크 사이를 지정된 거리를 갖는 단위 길이로 분할할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1330에서 구분된 거리 단위 각각에 서버로부터 수신되는 종구배 및 횡구배 정보를 반영할 수 있다. 종구배 및 횡구배를 반영하는 경우 3차원 맵의 구성도를 높일 수 있다. 차량 제어 시스템은 지정된 거리를 갖는 단위 길이마다 종구배 및 횡구배 정보를 반영할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1340에서 종구배 및 횡구배 정보를 반영한 구분된 거리 단위를 포함하는 구간들을 새로운 랜드마크로 설정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 랜드마크 사이 간 연속되는 일정 거리 기준의 종구배 및 횡구배 비율을 순서화 시켜 특징점을 가진 새로운 랜드마크로 설정할 수 있다. 특징점을 갖는 랜드마크를 많이 가지고 있을 수록 3차원 맵의 정확도 및 신뢰도가 증가할 수 있다. 차량 제어 시스템은 기존의 랜드마크에 더하여 구배 비율을 포함하는 랜드마크 사이의 거리를 새로운 랜드마크로 설정하여 3차원 맵의 정확도 및 신뢰도를 증가시킬 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 네비게이션 위성 신호 미 수신 지역에서 비콘을 이용하여 차량의 주행 및 기능을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 네비게이션 위성 신호는 GNSS(Global Navigation satellite System)에 의해 지원되는 신호일 수 있다. 네비게이션 위성 신호를 수신하는 경우 차량의 현재 위치 및 주행 경로가 정확한지 여부를 확인할 수 있다. 네비게이션 위성 신호 미 수신 지역은 터널 또는 지하 차도와 같이 네비게이션 위성 신호가 도달할 수 없는 닫힌 공간일 수 있다.
타겟 구간에는 지정된 간격으로 적어도 하나의 비콘을 설치할 수 있다. 타겟 구간은 네비게이션 위성 신호 미 수신 지역에 포함된 구간일 수 있다. 타겟 구간은 터널 구간 또는 지하 차도 구간일 수 있다. 비콘은 터널 또는 지하 차도와 같은 타겟 구간에 설치될 수 있다. 차량이 타겟 구간을 주행할 때, 비콘으로부터 송출된 신호가 지정된 강도 이상으로 감지될 수 있도록 지정된 간격마다 적어도 하나의 비콘을 설치할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1410에서 타겟 구간에 지정된 간격으로 설치된 적어도 하나의 비콘을 설치 위치에 따라 구분할 수 있다. 차량 제어 시스템은 적어도 하나의 비콘을 터널 비콘 및 지하 차도 비콘으로 구분할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 비콘을 터널 진입로 비콘, 터널 진출로 비콘, 및 터널 내부 비콘으로 구분할 수 있다. 차량 제어 시스템은 지하 차도 비콘을 지하 차도 진입로 비콘, 지하 차도 진출로 비콘, 및 지하 차도 내부 비콘으로 구분할 수 있다. 차량 제어 시스템은 적어도 하나의 비콘 각각의 종류를 레이블링(labeling) 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1420에서 설치 위치에 따라 구분된 적어도 하나의 비콘을 스파스 맵에 포함시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 종류가 레이블링(labeling)된 적어도 하나의 비콘 각각을 스파스 맵에 포함시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 적어도 하나의 비콘 각각의 설치 위치의 위도 및 경도를 측정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 적어도 하나의 비콘 각각의 설치 위치의 위도 및 경도에 대한 정보를 스파스 맵에 포함시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1430에서 적어도 하나의 비콘에서 출력되는 신호에 기반하여 주행 중인 궤적의 정확도를 판단할 수 있다. 적어도 하나의 비콘에서 출력되는 신호는 블루투스 통신 신호일 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 진입로 비콘의 신호를 수신하고 터널 진입로 비콘의 설치 위치의 위도 및 경도를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 진출로 비콘의 신호를 확인하고 터널 진입 모드를 종료할 수 있다.
차량 제어 시스템은 자율 주행 항법 주행 시 차선을 대표하는 비콘의 블루투스 세기를 비교하여 주행 중인 궤적의 정확도를 판단하여 스파스 맵의 궤적 업데이트에 사용할 지 여부를 판단할 수 있다. 터널 내부 비콘은 차선 별로 구분될 수 있다. 차선 별로 비콘에서 송출되는 신호의 주파수 및/또는 파형이 다를 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선 별로 구분된 비콘의 세기를 이용하여 주행 정확도를 보정할 수 있다. 비콘에서 송출되는 신호는 지정된 시간 동안 측정되어 그룹화될 수 있다. 비콘에서 송출되는 신호를 그룹화하는 경우 측정한 신호의 세기의 정확도를 향상시킬 수 있다.
차량이 2차선 도로의 2차선을 주행하는 경우, 차량 제어 시스템은 1차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기보다 2차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기가 큰 지 여부를 확인할 수 있다. 2차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기가 1차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기보다 크게 감지되는 경우 차량 제어 시스템은 현재의 주행 모드를 유지할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 주행 모드를 유지하는 경우 주행 중인 궤적을 스파스 맵 궤적 업데이트에 사용할 수 있다.
차량이 2차선 도로의 2차선을 주행하는 경우, 차량 제어 시스템은 일정 시간 이상 1차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기보다 2차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기가 크게 감지되는지 여부를 확인할 수 있다. 일정 시간 이상 1차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기가 2차선에 설치된 비콘에서 송출되는 신호의 세기보다 크게 감지되는 경우 차량 제어 시스템은 현재 터널 또는 지하 차도의 주행 중인 궤적을 스파스 맵의 궤적 업데이트에서 제외할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1440에서 적어도 하나의 비콘에서 출력되는 신호에 기반하여 타겟 구간으로의 진입 또는 진출 여부를 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 타겟 구간으로의 진입 또는 진출 여부에 기반하여 차량의 편의 기능을 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 진입로 비콘의 신호 수신 시 터널 진입 모드로 변화할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 터널에 진입하였음을 차량의 운전자에게 알리는 알림 및/또는 경고를 할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 터널에 진입하였음을 차량의 클러스터를 통해 표시할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 내부 비콘의 신호를 수신하는 경우 터널 주행 모드로 변화할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 주행 모드에서 차량의 창문을 자동으로 닫을 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 주행 모드에서 차량의 공기 청정 기능을 실행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 주행 모드에서 차량 전방의 전조등을 자동으로 켤 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 진출로 비콘의 신호를 확인하고 터널 진입 모드를 종료할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 차량 이동 경로 상에서 차선이 끊긴 구간에서 가상 차선을 생성하는 것을 나타낸 도면이다.
차량 제어 시스템은 차량(1501)이 주행 중인 구간에서 차선을 감지할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량 이동 경로 상에서 차선이 끊긴 구간을 감지할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선이 끊긴 구간에 가상 차선을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로 상에 가상 차선이 그려진 것으로 가정하고 자율 주행을 진행할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 가상 차선을 생성하여 차량의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1510에서 센서부를 이용하여 주행 경로 상의 양 쪽 차선들을 인식할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선을 검출하는 센서를 이용하여 차량의 왼쪽 차선 및 차량의 오른쪽 차선을 인식할 수 있다. 스파스 맵을 구성하는 차로 검출 모듈을 통해 실제 도로의 여러 가지 유형의 차선을 데이터베이스화 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1520에서 센서부를 이용하여 인식된, 주행 경로 상의 양 쪽 차선들 중 어느 하나의 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 차선의 인식 정도는 차선이 시각적으로 시인되는 정도를 의미할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선이 흐릿하거나, 끊기거나, 지워지거나, 및/또는 차선 위에 타르 자국과 같은 이물질이 덮인 경우 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 적어도 하나의 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인 경우 (동작 1520 - YES) 동작 1530으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 양 쪽 차선 모두 제5 임계 값보다 높은 인식 정도를 갖는 경우 (동작 1520 - NO) 동작 1510으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1530에서 어느 하나의 차선을 제외한 나머지 차선 또는 유도선, 전방 도로의 곡률, 및 주행 경로의 이전 주행 부분의 양 쪽 차선들 사이의 폭 중 적어도 어느 하나에 기반하여 가상 차선을 생성할 수 있다. 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인 쪽을 제외한 나머지 쪽의 차선이 인식되는 경우, 차량 제어 시스템은 인식된 나머지 차선, 전방 도로의 곡률, 및 이전 구간에서의 양 쪽 차선 사이의 폭에 기반하여 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인 쪽에 가상 차선을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 어느 하나의 차선의 단절되거나 불명확한 구간을 채워 가상 차선을 생성할 수 있다. 차량의 주행 경로가 고속도로 진입로, 고속도로 진출로, 또는 톨게이트 영역과 같이 유도선이 있는 경로에 해당하는 경우, 차량 제어 시스템은 유도선, 전방 도로의 곡률, 및 이전 구간에서의 양 쪽 차선 사이의 폭에 기반하여 차선의 인식 정도가 제5 임계 값 이하인 쪽에 가상 차선을 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 어느 하나의 차선의 단절되거나 불명확한 구간을 채워 가상 차선을 생성할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1540에서 생성된 가상 차선에 기반하여 차량의 주행을 제어하도록 차량 제어부를 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 생성된 가상 차선이 도로 상에 그려진 것으로 가정하고 자율 주행을 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 차량 제어 시스템은 동작 1550에서 생성된 가상 차선을 스파스 맵에 업데이트 할 수 있다. 차량 제어 시스템은 가상 차선이 업데이트 된 주행 구간에 진입하는 경우 가산 차선을 반영하여 주행하도록 차량 제어부를 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선이 제대로 그려져 있지 않은 구간에서의 자율 주행 항법 모델의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 궤적의 정확성에 따라 주행의 제어권의 범위를 조정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1610에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1620에서 스파스 맵 기반의 주행 궤적 및 실제 주행 기반의 궤적을 비교할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵에 포함된 미리 설정된 궤적을 실제 주행하는 궤적과 비교하여 차량의 현 운행 경로를 검증하고 궤적의 정확성을 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 스파스 맵에 포함된 궤적을 기반으로 도로를 주행할 때 발생할 수 있는 주행 궤적의 오차를 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1630에서 스파스 맵 기반의 주행 궤적의 중앙 및 실제 주행 기반의 궤적의 중앙 사이의 차이 값인 중앙 오프셋 값을 산출할 수 있다. 중앙 오프셋 값은 스파스 맵 및 실제 주행 궤적을 차량의 중심을 기준으로 비교하여 두 궤적의 오차를 나타낸 값일 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1640에서 중앙 오프셋 값이 제1 범위에 속하는 지 여부를 확인할 수 있다. 제1 범위는 0 이상 20cm 이하의 길이 범위일 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제1 범위에 속하는 지 여부를 지정된 시간 동안 확인할 수 있다. 지정된 시간은 10초일 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제1 범위에 속하는 경우 (동작 1640 - YES) 동작 1650으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제1 범위를 벗어나는 경우 (동작 1640 - NO) 동작 1660으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1650에서 차량의 주행 제어권의 범위를 자율 주행 모드에 대응하는 범위로 설정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제1 범위에 속하는 경우 스파스 맵 기반 주행 궤적 및 실제 주행 궤적 사이의 오차 값이 수용할 수 있는 정도라고 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재의 자율 주행 모드가 신뢰성이 있어 차량의 주행 제어권의 범위를 자율 주행 모드로 설정하더라도 주행의 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있다고 판단할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1660에서 중앙 오프셋 값이 제2 범위에 속하는 지 여부를 확인할 수 있다. 제2 범위는 20cm 이상 30cm 이하의 길이 범위일 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제2 범위에 속하는 지 여부를 지정된 시간 동안 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제2 범위에 속하는 경우 (동작 1660 - YES) 동작 1670으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제2 범위를 벗어나는 경우 (동작 1660 - NO) 동작 1680으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1670에서 차량의 주행 제어권의 범위를 부분 자율 주행 모드에 대응하는 범위로 변경할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제2 범위에 속하는 경우 스파스 맵 기반 주행 궤적 및 실제 주행 궤적 사이의 오차 값이 수정이 필요한 수준에 도달하였다고 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 주행 제어권의 범위를 일부 제한할 수 있다. 차량 제어 시스템은 자율 주행 모드에서 적용하는 주행 궤적의 수정이 필요하다고 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 실제 도로에 맞도록 자율 주행 모드에서 적용하는 주행 궤적을 수정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주행하는 궤적의 수정이 필요하다고 운전자에게 경고하여 운전자가 궤적을 수정하도록 가이드할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1680에서 중앙 오프셋 값이 제3 범위에 속하는 지 여부를 확인할 수 있다. 제3 범위는 30cm 이상의 길이 범위일 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제3 범위에 속하는 지 여부를 지정된 시간 동안 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제3 범위에 속하는 경우 (동작 1680 - YES) 동작 1690으로 진행할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1690에서 차량의 주행 제어권의 범위를 수동 주행 모드에 대응하는 범위로 변경할 수 있다. 차량 제어 시스템은 중앙 오프셋 값이 제3 범위에 속하는 경우 스파스 맵 기반 주행 궤적 및 실제 주행 궤적 사이의 오차 값이 자율 주행 모드를 종료하여야 하는 수준에 도달하였다고 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 주행 제어권의 범위를 전부 제한하여 자율 주행 모드를 종료하고 수동 주행 모드로 변화할 수 있다. 차량 제어 시스템은 자율 주행 모드의 궤적이 맞지 않아 수동 주행 모드로 변화한다고 운전자에게 경고하여 운전자가 수동 주행을 하도록 가이드할 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 서버를 이용하여 차량의 궤적을 산출할 때 궤적의 신뢰도를 향상시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1710에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 자율 주행 모드에서 3차원 맵 구성 시 각 차량의 궤적 위치를 좀 더 신뢰성 있게 클러스터링 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1720에서 센서부를 이용하여 타 차량 정보 및 차선 정보를 획득할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서부를 이용하여 인식된 차량들의 정보 및 GPS 정보를 종합하여 차선 정보를 획득할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1730에서 획득한 타 차량 정보 및 차선 정보를 서버로 전송할 수 있다. 차량 제어 시스템은 센서부를 이용하여 인식된 차량들의 정보, 차선 정보, 및 GPS 정보를 클라우드 서버로 전송할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1740에서 서버로부터 인접 차량과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 서버는 타 차량 중 대상 차량에 인접한 인접 차량을 결정할 수 있다. 서버는 복수의 차량들 각각의 GPS 정보에 포함된 복수의 차량들 사이의 거리, 복수의 차량들 각각의 이동하는 속도, 및 복수의 차량들 각각의 이동하는 방향을 활용하여 대상 차량이 주행하는 차로와 인접한 차로를 주행하는 차량인 지 여부를 확인할 수 있다. 서버는 네비게이션 맵으로부터 해당 도로가 몇 차선 인지 여부를 확인할 수 있다. 서버는 복수의 차량들 각각의 인식 정보를 네비게이션 맵 상에 결합하여 복수의 차량들 각각의 차로 정보를 1차로인지 또는 2차로와 같이 예측할 수 있다. 서버는 인접 차량과 관련된 정보를 대상 차량으로 전달할 수 있다. 차량 제어 시스템은 서버로부터 인접 차량과 관련된 정보를 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1750에서 인접 차량이 차선을 변경하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 인접한 차량이 차선을 변경하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로 상의 차선이 인식되는 경우 인접 차량의 위치 방향으로의 차선의 시야 범위 및 객체의 종 방향 거리의 유사성을 판단하고, 차선의 시야 범위의 신호의 불연속성 여부를 확인하여 인접 차량이 차선을 변경하였는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 도로 상의 차선이 인식되지 않는 경우 자기 차량을 기준으로 한 요 레이트에 기반하여 가상 차선을 생성하고, 인접 차량이 가상 차선의 안쪽으로 침범하는 지 여부를 확인하여 인접 차량이 차선을 변경하였는지 여부를 확인할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1760에서 인접 차량이 차선을 변경한 것이 유효 차선 변경인지 여부를 서버가 판단하도록, 인접 차량이 차선을 변경하였는지 여부와 관련된 정보를 서버로 전송할 수 있다. 서버는 유효한 차선 변경인지 여부를 결정하고 불필요한 차선 변경 궤적은 궤적 산출에서 제외할 수 있다. 서버는 네비게이션 맵 정보를 활용하여 각 차로 정보에서의 차선 변경이 불필요한 차선 변경인지 혹은 필요한 차선 변경인지를 판단할 수 있다. 서버는 해당 도로의 각 차로별 차선 변경 여부를 확인하여 해당 차선 변경이 유효한 궤적인지 여부를 판단할 수 있다. 서버는 톨게이트 정보, 도로 진입로 정보, 및 도로 출입로 정보와 같은 주변 정보를 활용하여 해당 차선 변경이 유효한 궤적인지 여부를 판단할 수 있다. 서버는 해당 차선 변경이 유효 차선 변경을 제외한 차선 변경인 불필요한 차선 변경 궤적이라고 판단한 경우 유효성 궤적 산출에서 제외할 수 있다. 서버는 각 차로에 대한 신뢰성 있는 궤적들만을 클러스터링 할 수 있다. 이에 따라 3차원 맵 구성 시 좀 더 신뢰성 있는 궤적 정보 산출을 통해 자율 주행 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 카메라 위치에 따라 컷 인 차량을 대상으로 한 제어 목표 지점을 조정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1810에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 자율 주행 모드에서 사고의 위험성을 낮게 하고자 선행 차량이 자기 차량의 앞으로 침범하는 컷 인(cut in) 여부를 빠르게 파악하는 것이 중요할 수 있다. 컷 인에 따라서 제어 목표 지점을 조절하는 경우 자율 주행의 안정성을 확보 할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1820에서 복수의 카메라들을 이용하여 선행 차량을 인식할 수 있다. 복수의 카메라들은 차량의 촬영부에 포함될 수 있다. 복수의 카메라들 각각은 차량의 서로 다른 위치에 장착될 수 있다. 차량 제어 시스템은 서로 다른 위치에 장착된 복수의 카메라들 각각을 이용하여 선행 차량을 인식할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1830에서 복수의 카메라들 각각에서 획득한 이미지 정보의 차이에 기반하여 선행 차량이 차선 쪽으로 지향하는 각도를 예측할 수 있다. 서로 다른 위치에 장착된 복수의 카메라들 각각에서 인식된 이미지 정보에는 차이가 발생할 수 있다. 차량 제어 시스템은 이미지 정보의 차이로부터 선행 차량이 자기 차량과 비교하여 이루는 각도인 선수 각도(heading angle)를 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1840에서 선행 차량이 지향하는 각도에 기반하여 선행 차량의 횡 방향의 속도를 산출하여 차선 이탈까지 남아 있는 시간을 산출할 수 있다. 차선 이탈까지 남아 있는 시간은 TTLC(Time to lane crossing)으로 지칭할 수 있다. 차량 제어 시스템은 산출된 선수 각도를 이용하여 선행 차량의 횡 방향의 속도를 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 산출한 선행 차량의 횡 방향의 속도를 이용하여 선행 차량이 차선을 이탈하여 자기 차량의 차선을 침범할 때까지 남아 있는 시간을 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1850에서 선행 차량과 종 방향으로 만날 때까지의 시간 및 횡 방향의 속도에 기반하여 편향 주행 계수(factor)를 산출할 수 있다. 선행 차량과 종 방향으로 만날 때까지의 시간은 TTC(Time to crashing)으로 지칭할 수 있다. 차량 제어 시스템은 선행 차량과 종 방향으로 만날 때까지의 시간을 횡 방향의 속도로 나눈 값으로 편향 주행 계수를 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1860에서 편향 주행 계수에 기반하여 차량 제어부를 제어할 수 있다. 차량 제어 시스템은 편향 주행 계수에 따라 반대 쪽 차선으로 편향되도록 차량 제어부의 편향 제어를 시작할 수 있다. 차량 제어 시스템은 편향 주행 계수에 따라 가변적인 편향 주행 제어를 시작할 수 있다. 차량 제어 시스템은 선행 차량의 컷 인 여부를 판단하고 횡 방향으로의 제어 지점을 컷 인하는 선행 차량의 반대쪽으로 편향되도록 하여 자율 주행의 안정성을 높일 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 터널의 입구를 랜드마크로 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1910에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 자율 주행 모드에서 3차원 맵은 특징점을 갖는 랜드마크를 많이 가지고 있을 수록 맵의 신뢰도 및 활용성이 증가할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1920에서 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서의 활성화 여부를 확인할 수 있다. 지정된 시간 범위는 낮 시간일 수 있다. 차량 제어 시스템은 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서가 활성화 된 경우 (동작 1920 - Yes) 동작 1930으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서가 비 활성화 된 경우 (동작 1920 - No) 일반적인 차량의 주행으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1930에서 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주변 차량들의 라이트가 켜진 경우 (동작 1930 - Yes) 동작 1940으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주변 차량들의 라이트가 꺼진 경우 (동작 1930 - No) 자기 차량의 조도 센서가 일시적인 원인으로 켜진 것으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1940에서 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치에 기반하여 추정 궤적을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 내 조명을 연결한 궤적을 나타내는 방정식을 추정 궤적과 대응하는 차선 방정식으로 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1950에서 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적이 지정된 유사 정도 이상으로 유사한 경우 (동작 1950 - Yes) 동작 1960으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적이 지정된 유사 정도보다 낮은 유사도를 갖는 경우 (동작 1950 - No) 주행 중 발생한 일시적인 원인으로 인하여 일시적으로 주변이 어두워져 자기 차량의 조도 센서 및 주변 차량들이 라이트가 일시적인 원인으로 켜진 것으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1960에서 차량이 터널이 진입하는 주행 상황으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차선 방정식 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적이 유사한 경우 차량이 터널이 진입하는 상황으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량이 터널이 진입하는 주행 상황에서 현재 위치를 터널 입구의 위치 정보로 지정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 입구의 위치 정보를 서버로 전송할 수 있다. 터널 내에서는 GPS 정보가 불량하기 때문에 GPS 신호만을 이용하는 경우 정확한 차량의 위치를 판단하기 용이하지 않다. 차량 제어 시스템은 차량이 터널이 진입하는 상황으로 판단한 경우 현재 위치를 특징점으로 설정하여 터널 입구 부근을 랜드마크화 할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 입구 부근을 랜드마크화할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널의 입구 부분의 GPS 신호에 따른 위치를 역으로 산출하여 3차원 맵을 구성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 입구 부근을 랜드마크화 하여 3차원 맵 구성 시 보다 많은 랜드마크를 설정하여 3차원 맵의 정확도 및 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 터널의 내부를 랜드마크로 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 1910에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 자율 주행 모드에서 3차원 맵은 특징점을 갖는 랜드마크를 많이 가지고 있을 수록 맵의 신뢰도 및 활용성이 증가할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1920에서 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서의 활성화 여부를 확인할 수 있다. 지정된 시간 범위는 낮 시간일 수 있다. 차량 제어 시스템은 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서가 활성화 된 경우 (동작 1920 - Yes) 동작 1930으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 지정된 시간 범위 내의 시각에 차량의 조도 센서가 비 활성화 된 경우 (동작 1920 - No) 일반적인 차량의 주행으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1930에서 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주변 차량들의 라이트가 켜진 경우 (동작 1930 - Yes) 동작 1940으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 주변 차량들의 라이트가 꺼진 경우 (동작 1930 - No) 자기 차량의 조도 센서가 일시적인 원인으로 켜진 것으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1940에서 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치에 기반하여 추정 궤적을 산출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 터널 내 조명을 연결한 궤적을 나타내는 방정식을 추정 궤적과 대응하는 차선 방정식으로 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 1950에서 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적이 지정된 유사 정도 이상으로 유사한 경우 (동작 1950 - Yes) 동작 1960으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 추정 궤적 및 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적이 지정된 유사 정도보다 낮은 유사도를 갖는 경우 (동작 1950 - No) 주행 중 발생한 일시적인 원인으로 인하여 일시적으로 주변이 어두워져 자기 차량의 조도 센서 및 주변 차량들이 라이트가 일시적인 원인으로 켜진 것으로 판단하고 동작 1910으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2010에서 터널에서의 적어도 하나의 노면 특징 점을 산출할 수 있다. 적어도 하나의 노면 특징 점은 노면의 노이즈 레벨 및 종구배와 횡구배로 이루어진 구배 정보를 포함할 수 있다. 노면의 노이즈 레벨은 휠 속도 센서를 이용하여 산출할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2020에서 터널에서 적어도 하나의 조명이 설치된 위치들 사이의 거리 및 적어도 하나의 조명이 설치된 위치들의 개수를 검출할 수 있다. 차량 제어 시스템은 조명 등이 설치된 위치들을 좌표 값으로 저장할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2030에서 적어도 하나의 노면 특징 점 중 연속적인 노면 특징 점 및 조명 등이 설치된 위치와 관련된 정보를 포함하는 터널에 대응되는 랜드마크 정보를 생성할 수 있다. 차량 제어 시스템은 노면 특징 점 및 조명 등의 설치 위치 정보를 포함하는 랜드마크를 저장할 수 있다. 터널 자체를 랜드마크화 하는 경우 3차원 맵의 터널에서의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 휴대용 통신 장치를 이용하여 센서부를 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 차량의 센서부는 생산 오차와 같은 다양한 요인들로 인하여 오프셋(offset)과 같은 오차가 발생할 수 있다. 특히 가속도 센서의 경우 차량이 생산되고 난 이후에는 보정이 용이하지 않을 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2110에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다.
동작 2120에서 휴대용 통신 장치를 차량 내 특정 지점에 장착시킬 수 있다. 휴대용 통신 장치는 스마트 폰일 수 있다. 차량 내의 특정 지점에 거치대와 같은 휴대용 통신 장치의 수용부를 설치할 수 있다. 수용부는 특정 지점에 고정될 수 있다. 이에 따라 휴대용 통신 장치를 차량의 특정 지점에 고정시킬 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2130에서 휴대용 통신 장치로부터 차량의 가속도 정보 및 회전 정보를 수신할 수 있다. 휴대용 통신 장치의 센서는 차량의 가속도 정보 및 회전 정보를 획득할 수 있다. 휴대용 통신 장치에서 획득한 차량의 가속도 정보 및 회전 정보를 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2140에서 휴대용 통신 장치의 위치 및 차량의 센서부의 위치의 차이만큼 휴대용 통신 장치로부터 수신한 가속도 정보 및 회전 정보를 센서부의 위치에 맞도록 보정할 수 있다. 차량의 센서부의 배치 위치 및 휴대용 통신 장치가 장착된 위치는 서로 다를 수 있다. 차량 제어 시스템은 휴대용 통신 장치가 획득한 차량의 가속도 정보 및 회전 정보를 차량 센서부의 배치 위치에 맞도록 보정할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2150에서 보정된 가속도 정보 및 회전 정보를 센서부가 감지한 가속도 정보 및 회전 정보와 비교하여 센서부의 오프셋을 보정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 보정된 휴대용 통신 장치가 획득한 차량의 가속도 정보 및 회전 정보를 차량의 센서부가 획득한 차량의 가속도 정보 및 회전 정보와 비교할 수 있다. 차량 제어 시스템은 비교한 결과의 차이 값만큼 차량의 센서부의 오프셋이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 차량 제어 시스템은 비교 결과 차이 값만큼 차량의 센서부의 오프셋을 보상할 수 있다. 차량 제어 시스템은 휴대용 통신 장치의 센서와 대응하도록 차량의 센서부를 보정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 센서부의 정확도를 향상시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 정확도를 향상시킨 차량의 센서부를 이용하여 자율 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 제어 시스템이 휴대용 통신 장치 및 도로 특성을 고려하여 GPS 신호를 보정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
차량 제어 시스템은 동작 2210에서 자율 주행 모드를 시작할 수 있다. 차량에 장착되는 GPS는 여러 이유들로 인하여 오차들이 발생할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2220에서 휴대용 통신 장치로부터 제1 위치 정보를 수신할 수 있다. 휴대용 통신 장치는 스마트 폰일 수 있다. 차량 제어 시스템은 휴대용 통신 장치로부터 GPS 정보를 수신할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2230에서 제1 위치 정보 및 차량의 센서부에서 수신한 제2 위치 정보의 차이 값이 제6 임계 값 이상인 지 여부를 확인할 수 있다. 차량 제어 시스템은 실시간으로 차량의 GPS에서 획득한 GPS 정보 및 휴대용 통신 장치로부터 수신한 GPS 정보를 비교할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 GPS에서 획득한 GPS 정보 및 휴대용 통신 장치로부터 수신한 GPS 정보 사이의 차이 값이 제6 임계 값 이상인 경우 (동작 2230 - Yes) 동작 2240으로 진행할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 GPS에서 획득한 GPS 정보 및 휴대용 통신 장치로부터 수신한 GPS 정보 사이의 차이 값이 제6 임계 값보다 작은 경우 (동작 2230 - No) 차량의 GPS 값의 정확도가 자율 주행을 수행하기 위한 조건을 만족하는 것으로 판단하고 동작 2220으로 돌아갈 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2240에서 제1 위치에 대응되는 위치의 제1 도로 특징점 및 제2 위치 정보에 대응되는 위치의 제2 도로 특정점을 비교할 수 있다. 제1 도로 특징점 및 제2 도로 특징점은 차이 값이 발생하게 된 위치에서의 도로의 곡률, 도로의 종구배 양, 도로의 횡구배 양, 및 도로 노면의 노이즈 레벨을 포함할 수 있다. 차량 제어 시스템은 현재 위치에서의 곡률 정보, 도로의 종구배, 도로의 횡구배, 노면의 노이즈 레벨을 비교할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 GPS에서 획득한 GPS 정보 및 휴대용 통신 장치로부터 수신한 GPS 정보 사이의 차이 값이 제6 임계 값 이상인 경우 도로의 특징점들을 비교할 수 있다.
차량 제어 시스템은 동작 2250에서 비교 결과에 기반하여 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보 중 자율 주행에 이용할 정보를 결정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 제1 도로 특징점 및 제2 도로 특징점을 비교하여, 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보 중 도로 상황과의 유사도 값이 큰위치 정보를 자율 주행에 이용할 정보로 선정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 서로 다른 방법으로 수신한 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보 중 보다 유사한 특징점을 갖는 위치 정보를 선정하여 위치 정보의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 GPS 신호가 끊긴 상황에서 휴대용 통신 장치로부터 수신한 GPS 정보를 고려하여 GPS 상에서 차량의 주행 경로를 예측하여 GPS에 따른 차량의 위치를 보정할 수 있다. 차량 제어 시스템은 차량의 GPS 신호가 끊긴 상황에서 도로 주행 특성의 연속성을 고려하여 GPS 상에서 차량의 주행 경로를 예측하여 GPS에 따른 차량의 위치를 보정할 수 있다.

Claims (13)

  1. 차량 제어 시스템에 있어서,
    차량의 주행과 관련된 데이터를 처리하는 처리부;
    상기 차량 및 외부 환경으로부터 상기 차량의 주행과 관련된 데이터를 획득하는 센서부;
    상기 차량의 주행을 제어하는 차량 제어부를 포함하고,
    상기 처리부는,
    지정된 시간 범위 내의 시각에 상기 차량의 조도 센서의 활성화 여부, 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부 및 상기 차량이 주행 중인 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치를 기반으로 추정 궤적을 산출하고, 및
    상기 추정 궤적과 상기 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도에 기초하여 상기 차량이 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량의 주행 기능을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 입력부;
    상기 외부 환경을 감지 및 촬영하는 촬영부; 및
    상기 차량의 주행과 관련된 정보를 제공하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 터널 내의 상기 적어도 하나의 조명을 연결한 궤적을 나타내는 방정식을 상기 추정 궤적과 대응하는 차선 방정식으로 산출하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단한 경우 상기 현재 위치를 특징점으로 설정하여 상기 터널 입구 부근을 랜드마크화 하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단한 경우 상기 터널의 입구 부분의 GPS 신호에 따른 위치를 역으로 산출하여 3차원 맵을 구성하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 차선 방정식 및 상기 센서부를 이용하여 인식한 상기 차선의 상기 궤적이 유사한 경우 상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널에 진입하는 상황으로 판단한 경우 현재 위치를 상기 터널의 입구의 위치 정보로 지정하여 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는, 차량 제어 시스템.
  8. 차량 제어 시스템을 이용한 차량의 주행 방법에 있어서,
    지정된 시간 범위 내의 시각에 상기 차량의 조도 센서의 활성화 여부, 주변 차량들의 라이트가 켜져 있는지 여부 및 상기 차량이 주행 중인 터널 내의 적어도 하나의 조명의 위치를 기반으로 추정 궤적을 산출하는 동작; 및
    상기 추정 궤적과 상기 차량의 센서부를 이용하여 인식한 차선의 궤적의 유사 정도에 기초하여 상기 차량이 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 동작을 포함하는, 차량의 주행 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 추정 궤적을 산출하는 동작은,
    상기 터널 내의 상기 적어도 하나의 조명을 연결한 궤적을 나타내는 방정식을 상기 추정 궤적과 대응하는 차선 방정식으로 산출하는 것을 특징으로 하는, 차량의 주행 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 차량이 상기 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 동작은,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단한 경우 상기 현재 위치를 특징점으로 설정하여 상기 터널 입구 부근을 랜드마크화 하는 것을 특징으로 하는, 차량의 주행 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 차량이 상기 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 동작은,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단한 경우 상기 터널의 입구 부분의 GPS 신호에 따른 위치를 역으로 산출하여 3차원 맵을 구성하는 것을 특징으로 하는, 차량의 주행 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 차량이 상기 터널에 진입하는 주행 상황인지 여부를 판단하는 동작은,
    상기 차선 방정식 및 상기 센서부를 이용하여 인식한 상기 차선의 상기 궤적이 유사한 경우 상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널이 진입하는 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 차량의 주행 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 주행 상황이 상기 차량이 상기 터널에 진입하는 상황으로 판단한 경우 현재 위치를 상기 터널의 입구의 위치 정보로 지정하여 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는, 차량의 주행 방법.
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