WO2015147371A1 - 차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템 및 무인 운행이 가능한 차량 - Google Patents

차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템 및 무인 운행이 가능한 차량 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle position correction apparatus and method, a vehicle position correction system using the same, and a vehicle capable of unmanned operation.
  • Unmanned vehicles mean vehicles that drive to their destination by grasping the road and the terrain on their own without having to hold the steering wheel. Also called an autonomous driving vehicle or an autonomous driving vehicle.
  • GPS is used to determine the location of a vehicle.
  • the technical problem to be solved by an embodiment of the present invention is to generate a distance from the middle of the lane to the position of the vehicle by using an image photographing apparatus, the distance from the generated middle of the lane to the position of the vehicle, the road stored in the road information map
  • another technical problem to be solved by an embodiment of the present invention is to provide a vehicle capable of unmanned operation using at least one of the vehicle position correction apparatus and method and the vehicle position correction system using the same according to the present invention.
  • a device for correcting a position of a vehicle using the information photographed by an image photographing apparatus installed in a vehicle to detect a lane of a lane in which the vehicle is currently driving.
  • Lane detection unit A location information generator for generating current location information of the vehicle using the detected lane;
  • a location information receiver configured to receive current location information of the vehicle from a global positioning system (GPS) installed in the vehicle;
  • GPS global positioning system
  • a road information map storage unit which stores information about a middle position of a width between lanes for each lane at predetermined intervals;
  • It may include a position correction unit for correcting the current position information of the received vehicle using.
  • the location information generation unit generates information on a distance between an intermediate point of the lane in which the current vehicle is located and the location of the vehicle using the detected lane, and the location correction unit is configured to generate the current vehicle.
  • the current position information of the received vehicle may be corrected by further using information about the distance between the intermediate point of the located lane and the position of the vehicle.
  • the position correction unit may be configured to be located at a position closest to the current position information of the vehicle generated by the position information generation unit, among the information about the intermediate position of the width between the lanes stored in the road information map storage unit. Obtaining information about an intermediate position of the existing lane width, and obtaining information about a position difference between the intermediate position of the lane width existing in the nearest position and the current position of the vehicle received by the location information receiver. The information about the generated position difference may be used to correct the current position information of the received vehicle.
  • the location information generation unit generates information on a distance between an intermediate point of the lane where the current vehicle is located and the location of the vehicle using the detected lane, and the location correction unit is configured to perform the location information.
  • the received position information of the vehicle may be corrected by comparing the information on the distance generated by the generation unit with the position difference generated by the position correction unit.
  • the position correction unit, the generated position difference is a difference between the X coordinate between the intermediate position of the width between the lane and the current position of the received vehicle, the difference of the X coordinate is the position information generation unit It is possible to correct the current position information of the received vehicle to be equal to the magnitude of the distance generated by the.
  • the information about the intermediate position of the width between the lanes stored in the road information storage unit and the current position information of the vehicle received by the location information receiver is X coordinate, Y coordinate and heading value (Heading) Value).
  • the position corrector may correct only the X value among the current position information of the received vehicle.
  • the position correction unit may determine the error value of the preset number.
  • the current position information of the received vehicle may be corrected using the average value.
  • the position correction unit uses the first error value obtained after the time t to calculate the average value, and the time t In calculating the average value, an error value at a time point when the most acquired time passes among the error values used to calculate the average value may be excluded.
  • the road information map storage unit may include information on at least one of a pedestrian crossing position and a stop line position
  • the lane detection unit may be configured to use the information captured by the image photographing apparatus installed in the vehicle. Detecting at least one of the crosswalk and the stop line existing in the driving lane, the location information generation unit generates the current position information of the vehicle using at least one of the detected crosswalk and the stop line, correcting the position The current information of the vehicle generated by the location information generation unit using at least one of the information on at least one of the crosswalk position and the stop line position stored in the road information map storage unit, the detected crosswalk and the stop line position Location information and the current of the vehicle received by the location information receiver It is possible to correct a Y-axis information of the current position information of the vehicle received by the position information reception unit using the location information.
  • a system for correcting a position of a vehicle includes: an image photographing apparatus installed in a vehicle to photograph a front of the vehicle; A global positioning system (GPS) for acquiring current position information of the vehicle; A road information map storage device for storing information about a middle position of a width between lanes for each lane at predetermined intervals; A lane detection device that detects a lane of a lane in which the vehicle is currently driving by using information captured by the image photographing device; A location information generation device for generating current location information of the vehicle using the detected lane; And current position information of the vehicle generated by the position information generating apparatus, current position information of the vehicle obtained by the satellite navigation apparatus, and information on an intermediate position of the width between lanes stored in the road information map storage device. It may include a position correction device for correcting the current position information of the vehicle obtained by the satellite navigation device using.
  • GPS global positioning system
  • the image capturing apparatus may be connected to a black box apparatus installed in the vehicle.
  • a vehicle capable of unmanned operation comprising: an image photographing apparatus installed in a vehicle and photographing the front of the vehicle; A global positioning system (GPS) for acquiring current position information of the vehicle; A road information map storage device for storing information about a middle position of a width between lanes for each lane at predetermined intervals; A lane detection device that detects a lane of a lane in which the vehicle is currently driving by using information captured by the image photographing device; A location information generation device for generating current location information of the vehicle using the detected lane; Current position information of the vehicle generated by the position information generating apparatus, current position information of the vehicle obtained by the satellite navigation apparatus, and information on an intermediate position of the width between lanes stored in the road information map storage device. A position correction device for correcting current position information of the vehicle obtained by the satellite navigation apparatus; And a control device for controlling the unmanned driving of the vehicle by using the corrected current position information of the vehicle.
  • GPS global positioning system
  • a method for correcting a position of a vehicle by detecting information on a lane of a lane in which the vehicle is currently driven by using information captured by an image photographing apparatus installed in the vehicle.
  • the generating of the location information may include generating information about a distance between an intermediate point of the lane where the current vehicle is located and the location of the vehicle using the detected lane, and the correcting of the location may include: The current position information of the received vehicle may be corrected by further using information about the distance between the midpoint of the lane where the current vehicle is located and the position of the vehicle.
  • the generating of the location information may include generating information about a distance between an intermediate point of the lane where the current vehicle is located and the location of the vehicle using the detected lane, and the correcting of the location may include: Information about the distance generated by the location information generation step is generated by generating information on a position difference between the intermediate location of the lane width existing at the nearest location and the current location of the vehicle received in the location information receiving step; The position difference may be compared to correct current position information of the received vehicle.
  • One embodiment of the present invention can accurately determine the current position of the vehicle.
  • an embodiment of the present invention can quickly determine the current location of the vehicle with a minimum of resources.
  • an embodiment of the present invention can accurately and accurately determine the current position of the vehicle, it is possible to drive the unmanned vehicle safely and accurately.
  • an embodiment of the present invention can use a satellite navigation apparatus for camera and navigation (Navigation) for the black box image installed in the vehicle, it may not be installed a separate image recording device and satellite navigation apparatus. .
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a problem that may occur when autonomous driving of an unmanned vehicle is performed when the position correction apparatus of the vehicle according to an embodiment of the present invention is not used.
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for correcting a position of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an example of storing information about an intermediate position for each lane at predetermined intervals.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a right starting point and a left starting point detected by the lane detecting apparatus.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of generating location information of a vehicle by the location information generating apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method of correcting a position of a vehicle measured by a satellite navigation apparatus by a position correction system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of an apparatus for correcting a position of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a vehicle position correction method according to an embodiment of the present invention.
  • An apparatus and method for correcting a position of a vehicle and a vehicle position correcting system using the same may be effectively used for an unmanned vehicle that is a vehicle capable of autonomous driving. It can be used effectively anywhere.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a problem that may occur when autonomous driving of an unmanned vehicle is performed when the position correction apparatus of the vehicle according to an embodiment of the present invention is not used.
  • the location where the rectangle 11 is located represents the current vehicle location
  • the location where the triangle 12 is located is the location of the current vehicle measured by the Global Positioning System (GPS) 200. Indicates.
  • GPS Global Positioning System
  • the current position of the vehicle measured by GPS is somewhat different from the actual position of the vehicle due to ionospheric error, convective error, satellite orbit error, clock error, multipath error, cycle slip error and selective availability error. Error may occur.
  • the actual vehicle is currently located on the primary road, and when driving to the target point (Goal_1) based on the current position of the vehicle in which the error exists, the vehicle may be positioned at the Goal_2 point beyond the center line.
  • the vehicle position correction device 600 and / or the vehicle position correction system 1000 Using the vehicle position correction device 600 and / or the vehicle position correction system 1000 according to an embodiment of the present invention to determine whether there is an error in the current position of the vehicle measured by the GPS, and the error If is present, the error can be corrected.
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for correcting a position of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the vehicle position correction system 1000 may include an image photographing apparatus 100, a satellite navigation apparatus 200, a road information map storage apparatus 300, and a lane detecting apparatus ( 200, the location information generation device 500, and the location correction device 600 of the vehicle.
  • the image capturing apparatus 100 may be installed in a vehicle to photograph a front portion of a driving direction of the vehicle. Images captured by the image capturing apparatus 100 may include lanes on both sides of a lane where a vehicle is located.
  • the image capturing apparatus 100 may be a camera, and a black box camera of the vehicle may be the image capturing apparatus 100.
  • the satellite navigation apparatus 200 may be a device installed in a vehicle and capable of measuring a current position of the vehicle by receiving a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the satellite navigation apparatus 200 may be a GPS used for navigation installed in a vehicle.
  • the satellite navigation device 200 When the satellite navigation device 200 is installed in a vehicle, not only means that the satellite navigation apparatus is physically connected, but also may exist in the interior of the vehicle.
  • the satellite navigation device 200 may be a driver or a device such as a smart phone, a tablet PC, or the like with a GPS present inside the vehicle.
  • the vehicle position correcting device 600 is connected to the device by wire or wirelessly and is measured by the satellite navigation device 200. The location of the vehicle can be received.
  • the road information map storage device 300 is a device that stores various information of roads, such as RNDF (The Route Network Definition File).
  • RNDF The Route Network Definition File
  • the road information stored in the road information map storage device 300 is not limited to the format according to the RNDF.
  • the road information map storage device 300 may store information about an intermediate position for each lane of the road on which the vehicle is currently driven at predetermined intervals.
  • the middle position of each lane means the middle position of the width of each lane.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an example of storing information about an intermediate position for each lane at predetermined intervals.
  • the intermediate position of the primary lane means a set of points having the same shortest distance to both lanes of the primary lane based on any one point of 31. That is, for example, it means that the length of 32 and 33 are the same.
  • the middle position of the second lane means a set of points having the same shortest distance to both lanes of the primary lane based on any one point of 32. That is, for example, it means that the length of 35 and 36 are the same.
  • the road information map storage device 300 may store the information on the intermediate position of each of the lanes at predetermined intervals.
  • the information on the intermediate position of the first lane may be m11, m12, m13, m14, m15. , m16, m17 and the like.
  • the information about the intermediate position of the secondary road stored in the road information map storage device 300 may be m21, m22, m23, m24, m25, m26, m27 and the like.
  • the information about the intermediate position for each lane stored in the road information map storage device 300 may not be an exact intermediate position, and a predetermined error may exist.
  • the predetermined interval may be changed according to a format or setting situation of collecting information stored in the road information map storage device 300, and may be set at an interval of about 30 cm to 5 m, but is not limited thereto.
  • the lane detecting apparatus 200 may detect a lane included in an image captured by the image capturing apparatus 100.
  • the lane detecting apparatus 200 may detect a lane included in an image by using known techniques.
  • the lane detection apparatus 200 may not detect all lanes included in the image.
  • the lane detecting apparatus 200 includes only a point corresponding to a position closest to the current vehicle (right starting point) among the right lanes located in the front of the vehicle driving direction and a point corresponding to a position nearest to the current vehicle among the left lane (left starting point). Can also be obtained.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a right starting point and a left starting point detected by the lane detecting apparatus.
  • a point (right starting point) corresponding to the position closest to the current vehicle becomes Pright, and the current vehicle among the left lanes.
  • the point corresponding to the position closest to the (left starting point) may be Pleft.
  • the location information generating apparatus 500 may generate current location information of the vehicle using the right starting point and the left starting point detected by the lane detecting apparatus 200.
  • the location information generating apparatus 500 may store information about the center point 41 of the vehicle width in front of the vehicle.
  • the location information generating device 500 may generate information about a location in an x-axis direction in a lane where a vehicle is located.
  • the x-axis direction may be referred to as the y-axis direction and the direction perpendicular to the y-axis direction may be referred to as the x-axis direction.
  • the tangential direction of the lines connecting the intermediate positions of the lanes stored in the road information map storage device 300 for each lane may be referred to as the y-axis direction
  • the direction perpendicular to the y-axis direction may be referred to as the x-axis direction.
  • the location information generating apparatus 500 may calculate a distance from the center point 41 of the vehicle width to the left starting point in the front of the vehicle and calculate a distance from the center point 41 of the vehicle width to the right starting point in the front of the vehicle.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of generating location information of a vehicle by the location information generating apparatus.
  • the distance from the center point 41 of the vehicle width to the left starting point is Dleft at the front of the vehicle calculated by the position information generating apparatus 500, and the right side from the center point 41 of the vehicle width to the front of the vehicle is right. You can see that the distance from the starting point is Dright.
  • the location information generating apparatus 500 may generate information on which side the vehicle is located at a midway point of the current lane using the Dleft and / or Dright information.
  • the intermediate position in the lane where the vehicle is currently located is half of the sum of Dleft and Dright.
  • the intermediate position in the lane in which the current vehicle generated by the position information generating device 500 using Dleft and / or Dright is located may be located on the x-axis line passing through the center point 41 of the vehicle width in front of the previously stored vehicle. Can be.
  • the location information generating apparatus 500 may generate the intermediate position information of the lane obtained by using Dleft and Dright and the information about the distance from the middle position of the lane to the center point 41 of the vehicle width by using Dleft and / or Dright. Can be.
  • the location information generating device 500 When the location information generating device 500 generates information about the distance from the middle position of the lane to the center point 41 of the vehicle width, the road information does not use the Dleft and Dright information for the information about the middle position of the lane.
  • Information about an intermediate position of a lane stored in the map storage device 300 may be used.
  • the size of the distance from the middle position of the lane to the center point 41 of the vehicle width may be a size obtained by subtracting the value of (Dleft + Dright) / 2 from the larger of Dleft and Dright.
  • the location information generating apparatus 500 may also generate information on whether the vehicle is far from the right side or left side from the middle position of the vehicle, depending on which value of Dleft and Dright is larger.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may provide information about the distance L_t_lane from the middle position of the lane generated by the position information generating apparatus 500 to the center point 41 of the vehicle width, and by the satellite navigation apparatus 200.
  • the vehicle may be present in the information about the current location of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 by using the information about the measured current position of the vehicle and the information about the intermediate position of each lane stored in the road information map storage device 300. Error can be corrected.
  • the information about the position may include coordinate information of the x-axis and the y-axis.
  • the information about the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 and the information about the intermediate position for each lane stored in the road information map storage device 300 may include a heading value.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 relates to a current position coordinate (X_t_gps) of the vehicle obtained by the satellite navigation apparatus 200 and an intermediate position for each lane stored in the road information map storage device 300.
  • the distance difference between X_t_gps and X_t_road may be calculated using the location coordinates X_t_road of the distance closest to the location of the vehicle generated by the location information generator at the current time.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may calculate a distance difference between the x-axis of X_t_gps and X_t_road.
  • the vehicle position correction apparatus 600 measures the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 such that the magnitude of the distance difference between the x-axis of X_t_gps and X_t_road is equal to the distance size of L_t_lane generated by the position information generator 500. Information about the current position of the can be corrected.
  • the position correction apparatus 600 of the vehicle is the x-axis coordinates of the information on the current position of the vehicle measured by the satellite navigation device 200
  • the magnitude of the distance difference between the x-axis of X_t_gps and X_t_road is the position It may be corrected to be equal to the distance size of L_t_lane generated by the information generating apparatus 500.
  • Correction of the y-coordinate may be corrected by using a crosswalk, a stop line, and the like stored in the road information map storage device 300.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method of correcting a position of a vehicle measured by a satellite navigation apparatus by a position correction system of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the rectangle represents the current position of the vehicle generated by the location information generating apparatus 500
  • the triangle represents the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200.
  • Diffcur POSgps ⁇ .x-POSlane_c ⁇ .x
  • avgErrgps avg ( ⁇ Errgps tm ,..., Errgps t-2 , Errgps t-1 , Errgps t ⁇ )
  • POSgps_new ⁇ POS (POSgps ⁇ .x + avgErrgps, POSgps ⁇ .y))
  • POSgps_new R -1 (POSgps_new ⁇ , (90- ⁇ ))
  • POSgps is a position coordinate of a current vehicle obtained from the satellite navigation device 200 (GPS).
  • POSlane_c may select an intermediate position coordinate of a position closest to the position of the current vehicle generated by the location information generating apparatus 500 among the intermediate position coordinates stored as the intermediate position coordinates of the lane stored in the road storage map storage device.
  • the intermediate position coordinates of the nearest position are the next nearest intermediate position coordinates or some of the nearest intermediate position coordinates. It can be meant to include the average of dogs.
  • the point closest to the position of the current vehicle generated by the location information generating apparatus 500 among the points forming the virtual lines connecting the intermediate position coordinates of the lane stored in the road storage map storage device is the middle position coordinate of the nearest position. It may be chosen.
  • POSlane may represent the current location of the vehicle generated by the location information generating apparatus 500.
  • the heading value of the POSgps and the heading value of the road stored in the road information map storage device 300 may be different, which may mean that the vehicle is not located parallel to the lane.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may rotate the POSgps and the POSlane_c to be positioned on the same axis in order to improve the accuracy of the position correction of the vehicle.
  • POSgps may exist on the x-y plane
  • POSlane_c may exist on the x'-y 'plane.
  • Equations 1 and 2 may be examples of formulas in which the vehicle position correcting apparatus 600 rotates two coordinates of POSgps and POSlane_c on an x-y plane having magnetic north (90 degrees) as the y-axis.
  • POSgps ⁇ is a POSgps coordinate rotated according to Equation 1
  • POSlane_c ⁇ may mean a POSlane_c coordinate rotated according to Equation 2.
  • Both rotated POSgps ⁇ and POSlane_c ⁇ may exist in the x "-y" plane.
  • ⁇ may mean a heading value of POSlane_c.
  • Diffcur means the difference between the X coordinate of POSgps ⁇ (POSgps ⁇ .x) and the X coordinate of POSlane_c ⁇ (POSlane_c ⁇ .x).
  • Diffexp may mean a difference between Dleft and Lwidth / 2.
  • Dleft may be a distance Dleft from the center point of the vehicle width to the left starting point in front of the vehicle calculated by the location information generating apparatus 500.
  • Lwidth may refer to the lane width of the lane in which the vehicle is currently located.
  • Diffexp may mean a difference distance calculated by using a current location coordinate of the vehicle generated by the location information generating apparatus 500 and a middle point coordinate of a road stored in the road information map storage device 300.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may determine the Lwidth using the information stored in the road information map storage 300, and may also determine the width using Dleft and Dright as described with reference to FIG. 5.
  • the vehicle position correction system 1000 assumes that the current position coordinates of the vehicle generated by the position information generating apparatus 500 are accurate compared to the current position coordinates of the vehicle measured by the GPS. Do. Therefore, if the current position coordinates of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 are correct, the value (Diffexp) obtained by calculating the distance between Dleft and the intermediate coordinates of the lane is the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200. The difference between the coordinates and the intermediate coordinates of the lane will be the same (Diffcur).
  • the current position coordinate of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 may be inaccurate and may have an Errgps t which is an error value at the current time t.
  • the position correction apparatus 600 of the vehicle may correct the current position coordinates of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 so that such an error value Errgps t does not occur.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may correct the X-axis coordinates among the current position coordinates of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 such that Errgps t , which is such an error value, does not occur.
  • the Y-axis coordinates of the current position coordinates of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 may be corrected using pedestrian crossing coordinates and stop line coordinates stored in the road map storage device.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may correct the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 at t seconds in order to increase the accuracy of the correction. That is, the vehicle position correction device 600 uses the average value of Errgps tn to Errgpst collected from tn seconds to t seconds to correct the current position of the vehicle measured by the satellite navigation device 200 at t seconds. Position correction can be performed as shown in Equations 7 and 8.
  • n in t-n may be a preset value and may be set and changed based on the number or time of Errgps to be collected. If the vehicle position correction device 600 wants to correct the current position of the vehicle measured by the satellite navigation device 200 using the average of 500 Errgps values, tn seconds for initially collecting 500 Errgps values If it took n seconds from t to t seconds, then after 500 / n seconds, you can collect 500 Errgps values from t-n + 500 / n seconds to t + 500 / n seconds to correct the position. have.
  • the position correction apparatus 600 of the vehicle does not need to continuously wait for the Errgps value to be collected for n seconds, and after the Errgps value is obtained by a predetermined number, when new Errgps are acquired at the current time, the preset The average value can be obtained by excluding the oldest Errgps value among the number of Errgps.
  • Equation 7 represents the current position (POSgps_new ⁇ ) of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 whose error value is corrected using the average Errgps (aveErrgps). Can be.
  • the error value may be offset by adding avgErrgps only to the X coordinate in the process of correcting the error value.
  • the position (POSgps_new ⁇ ) of the corrected vehicle calculated in Equation 7 is the coordinate of the x "-y" plane, and thus is reversed to the x'-y 'plane. This is about inverse rotation. That is, the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 finally corrected by the vehicle position correcting apparatus 600 may be equal to POSgps_new of Equation 8.
  • the vehicle position correction system 1000 is focused on correcting the X-axis error of the satellite navigation device 200, but the road information map storage device 300 is provided. By using the stop line, pedestrian crossing, etc. stored in the y-axis error of the satellite navigation apparatus 200 can be corrected in a similar manner.
  • FIG. 6 and Formulas 1 to 8 use Dleft, Dright may be used.
  • FIG. 7 is a block diagram of an apparatus for correcting a position of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 is a vehicle position correcting apparatus 600 of the vehicle position correcting system 1000 according to an embodiment of the present invention. Play the same or similar role as). However, the position correction system 1000 of the vehicle according to an embodiment of the present invention plays a role of the lane detecting apparatus 200, the position information generating apparatus 500, and the road information map storing apparatus 300. It may also be performed by the position correction device according to an embodiment.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 may include a lane detecting unit 610, a location information generating unit 620, a location information receiving unit 630, and a road information map storage unit ( 640 and the position corrector 650.
  • the lane detecting unit 610 and the location information generating unit 620 have the same or similar functions as the lane detecting device 200 and the location information generating device 500 of the vehicle position correction system 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention. Can be performed.
  • the location information receiver 630 may receive current location information of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200.
  • the location information receiver 630 may be connected to the satellite navigation apparatus 200 by wire or wirelessly.
  • the road information map storage unit 640 may perform the same or similar function as the road information map storage device 300.
  • the road information map storage unit 640 may include coordinate information about an intermediate point of the lane width of each lane.
  • the position correction unit 650 is a satellite navigation device received by the position information receiving unit 630, information about the distance (L_t_lane) from the middle position of the lane generated by the position information generation unit 620 to the center point of the vehicle width By using the information about the current position of the vehicle measured by the 200 and the information about the intermediate position of the lanes stored in the road information map storage unit 640 to the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200. Errors that may be present in the related information can be corrected.
  • the position correcting unit 650 is an error of the X-axis coordinates of the information about the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 received by the position information receiving unit 630 as shown in Figs. Can be corrected.
  • the position correction unit 650 uses the information of the current position of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 using information such as a pedestrian crossing or a stop line stored in the road information map storage unit 640, and an error of the Y-axis coordinate. Can be corrected.
  • FIG. 8 is a block diagram of a vehicle position correction method according to an embodiment of the present invention.
  • the lane detecting unit 610 or the lane detecting apparatus 200 may detect the lane of the lane in which the vehicle is currently driving (S810). step).
  • the location information generation unit 620 or the location information device may generate current location information of the vehicle using the detected lane (S820).
  • the location information receiver 630 may receive current location information of the vehicle measured by the GPS system 200 (GPS, Global Positioning System) of the vehicle (step S830).
  • GPS Global Positioning System
  • the road information map storage unit 640 or the road information map storage device 300 may store information about the intermediate position of the width of the lanes forming the lane, the vehicle position correction device 600 or the position correction unit 650 may receive the information stored in the road information map storage unit 640 or the road information map storage device 300 for use in correcting the current position information of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200. (Step S840).
  • the vehicle position correcting apparatus 600 or the position correcting unit 650 may store the current position information of the vehicle generated by using the detected lane, the road information map storage unit 640, or the road information map storage device 300.
  • the current position information of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 may be corrected using the information about the intermediate position of the width and the current position information of the vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200 (S850). ).
  • the vehicle position correction apparatus 600 and the method and the vehicle position correction system 1000 using the same according to an embodiment of the present invention and the vehicle capable of unmanned driving may be used in an unmanned vehicle capable of autonomous driving.
  • the present invention provides the present invention for accurate position information of the current vehicle measured by the satellite navigation apparatus 200. This may be necessary.
  • At least one of the vehicle position correction apparatus 600 and the method and the vehicle position correction system 1000 using the same according to an embodiment of the present invention may be applied to the vehicle and used during autonomous driving.
  • the current position information of the vehicle measured by the satellite navigation device 200 corrected by the vehicle position correction apparatus 600 and method, and the vehicle position correction system 1000 using the same according to an embodiment of the present invention It may be used to autonomously drive the vehicle (not shown).
  • the vehicle position correcting apparatus 600 and the method according to an embodiment of the present invention, the position correction system 1000 of the vehicle using the same, and the vehicle capable of unmanned driving can accurately determine the current position of the vehicle.
  • the vehicle position correction apparatus 600 and the method according to an embodiment of the present invention, the vehicle position correction system 1000 using the same, and the vehicle capable of unmanned operation can quickly determine the current position of the vehicle with a minimum of resources. Can be.
  • the vehicle position correcting apparatus 600 and method according to an embodiment of the present invention using the same, and the vehicle capable of unmanned operation by accurately grasp the current position of the vehicle, Can drive unmanned vehicles accurately.
  • the components 2 and 7 may refer to software or hardware such as a field-programmable gate array (FPGA) or an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • FPGA field-programmable gate array
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the components are not limited to software or hardware, and may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to execute one or more processors.
  • the functions provided in the above components may be implemented by more detailed components, or may be implemented as one component that performs a specific function by combining a plurality of components.

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 영상 촬영 장치를 이용하여 차로 중간으로부터 차량의 위치까지의 거리를 생성하고, 생성된 차로 중간으로부터 차량의 위치까지의 거리, 도로정보맵에 저장된 차로 중간의 위치 및 위성항법장치를 이용하여 측정된 차량의 위치를 이용하여 측정된 차량의 위치를 보정하는 것이다.

Description

차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템 및 무인 운행이 가능한 차량
본 발명은 차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템 및 무인 운행이 가능한 차량에 관한 것이다.
무인 차량은 사람이 직접 운전대를 잡지 않아도 스스로 도로와 지형을 파악하여 목적지까지 운전하는 차량을 의미한다. 자율 운전 차량 또는 자율 운행 차량이라고도 한다.
무인 차량이 사람이 조작 없이 스스로 도로와 지형을 파악하여 목적지까지 운전하기 위해서는 차량의 정확한 위치 파악이 필요하다. 현재는 차량의 위치를 파악하기 위하여 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)를 이용한다.
그러나, 위성항법장치만을 이용하여 차량의 위치를 파악하는 경우, 다소간의 오차가 발생할 수 있으며, 이러한 오차가 크면 클수록 사고를 초래할 가능성이 높아진다. 예를 들면, 2차로 도로에서 GPS 정보의 노이즈 값으로 인하여 차량의 정확한 위치를 파악할 수 없다면, 차량이 중앙선을 넘거나 연석을 넘어 갈 수도 있다.
이러한, 문제점을 해결하기 위하여 3D Point Matching이나 스테레오 카메라를 이용한 시각적 주행거리 측정 방법(Visual Odometry) 기술이 존재하지만, 다소 프로세스 시간이 필요하며 시간에 따라 오차율이 쌓이게 되는 문제점이 존재한다.
따라서, 차량의 위치를 적은 리소스로 정확하게 파악할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 기술적 과제는, 영상 촬영 장치를 이용하여 차로 중간으로부터 차량의 위치까지의 거리를 생성하고, 생성된 차로 중간으로부터 차량의 위치까지의 거리, 도로정보맵에 저장된 차로 중간의 위치 및 위성항법장치를 이용하여 측정된 차량의 위치를 이용하여 측정된 차량의 위치를 보정하는 차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 본 발명에 따른 차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템 중 적어도 어느 하나를 이용하여 무인 운행이 가능한 차량을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 태양(ASPECT)에 따른 차량의 위치 보정 장치는, 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출부; 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성부; 상기 차량에 설치된 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)로부터 상기 차량의 현재 위치 정보를 수신하는 위치정보 수신부; 차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 도로정보맵 저장부; 및 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보맵 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치정보 생성부는, 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고, 상기 위치 보정부는, 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 더 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치 보정부는, 상기 도로정보맵 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보 중에서 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보와 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 획득하고, 상기 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 간의 위치 차이에 관한 정보를 생성하여, 상기 생성된 위치 차이에 관한 정보를 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는데 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치정보 생성부는, 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고, 상기 위치 보정부는, 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리에 관한 정보와 상기 위치 보정부에 의하여 생성된 위치 차이를 비교하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치 보정부는, 상기 생성된 위치 차이는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 수신된 차량의 현재 위치 간 X좌표의 차이이며, 상기 X좌표의 차이가 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리의 크기와 동일하도록 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 도로정보 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 및 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보는 X 좌표, Y 좌표 및 헤딩 값(Heading Value)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치 보정부는, 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보 중에서 X 값만을 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 X좌표의 차이와 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리의 크기 간 차이값인 오차값이 기 설정된 개수만큼 획득되면, 상기 위치 보정부는 상기 기 설정된 개수의 오차값들의 평균값을 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, t 시점에서 상기 기 설정된 개수만큼의 상기 오차값들이 획득된 경우, 상기 위치 보정부는, 상기 t 시점 이후 가장 먼저 획득된 오차값을 상기 평균값을 산출하는데 이용하고, 상기 t 시점에서 상기 평균값을 산출하는데 이용된 오차값들 중에서 획득된 시간이 가장 많이 경과한 시점에서의 오차값을 상기 평균값을 산출하는데 제외시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 도로정보맵 저장부는 횡단보도 위치 및 정지선 위치 중 적어도 어느 하나에 관한 정보를 포함하며, 상기 차선 검출부는 상기 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 주행 중인 차로에 존재하는 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 검출하고, 상기 위치정보 생성부는 상기 검출된 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하고, 상기 위치 보정부는 상기 도로정보맵 저장부에 저장된 횡단보도 위치 및 정지선 위치 중 적어도 어느 하나에 관한 정보, 상기 검출된 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 정보를 이용하여 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 정보 중 Y축 정보를 보정할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 태양(ASPECT)에 따른 차량의 위치 보정 시스템은, 차량에 설치되어 차량 전방을 촬영하는 영상 촬영 장치; 상기 차량의 현재 위치 정보를 획득하는 위성항법장치(GPS, Global Positioning System); 차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 도로정보맵 저장장치; 상기 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출장치; 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성장치; 및 상기 위치정보 생성장치에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보맵 저장장치에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 영상 촬영 장치는 상기 차량에 설치된 블랙박스 장치와 연결될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제3 태양(ASPECT)에 따른 무인 운행이 가능한 차량은, 무인 운행이 가능한 차량에 있어서, 차량에 설치되어 차량 전방을 촬영하는 영상 촬영 장치; 상기 차량의 현재 위치 정보를 획득하는 위성항법장치(GPS, Global Positioning System); 차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 도로정보맵 저장장치; 상기 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출장치; 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성장치; 상기 위치정보 생성장치에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보맵 저장장치에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정장치; 및 상기 보정된 차량의 현재 위치 정보를 이용하여 상기 차량을 무인 운행 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제4 태양(ASPECT)에 따른 차량의 위치 보정 방법은, 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출단계; 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성단계; 상기 차량에 설치된 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)로부터 상기 차량의 현재 위치 정보를 수신하는 위치정보 수신단계; 도로정보맵 저장장치로부터 상기 위치정보 수신단계에서 수신한 상기 차량의 현재 위치에 가장 가까운 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 수신하는 도로정보 수신단계; 및 상기 위치정보 생성단계에서 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위치정보 수신단계에서 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보 수신단계에 수신된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치정보 생성단계는, 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고, 상기 위치 보정단계는, 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 더 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 위치정보 생성단계는, 상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고, 상기 위치 보정단계는, 상기 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 위치정보 수신단계에서 수신된 차량의 현재 위치 간의 위치 차이에 관한 정보를 생성하여, 상기 위치정보 생성단계에 의하여 생성된 거리에 관한 정보와 상기 위치 차이를 비교하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 차량의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 차량의 현재 위치를 최소한의 리소스로 빠르게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 차량의 현재 위치를 정확하게 파악함으로써, 안전하고 정확하게 무인 차량을 운행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 차량에 설치된 블랙박스 영상 촬영을 위한 카메라 및 네비게이션(Navigation)을 위한 위성항법장치를 이용할 수 있는 바, 별도의 영상 촬영 장치 및 위성항법장치를 설치하지 않을 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치를 이용하여 않는 경우 무인 차량의 자율 운행시 발생될 수 있는 문제점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템에 관한 구성도이다.
도 3은 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 차선 검출 장치에 의하여 검출된 우측 시작점 및 좌측 시작점에 관한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 위치정보 생성장치가 차량의 위치 정보를 생성하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템에 의하여 위성항법장치에 의하여 측정된 차량의 위치가 보정되는 방법에 관한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치에 관한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 방법에 관한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다거나 “접속되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다거나 “직접 접속되어”있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치 및 방법과 이를 이용한 차량 위치 보정 시스템은 자율 주행이 가능한 차량인 무인 차량에 효과적으로 이용될 수 있으며, 그 밖에 차량의 현재 위치를 정확하게 파악하기 위한 어느 곳에도 효과적으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치를 이용하여 않는 경우 무인 차량의 자율 운행시 발생될 수 있는 문제점의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 사각형(11)이 위치한 곳이 현재 차량의 위치를 나타내며, 삼각형(12)이 위치한 곳이 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)(200)에 의하여 측정된 현재 차량의 위치를 나타낸다.
GPS에 의하여 측정된 차량의 현재 위치는 전리층 오차, 대류층 오차, 위성궤도 오차, 시계 오차, 다중경로 오차, 사이클 슬립 오차 및 선택적 이용성(SA, Selective Availability) 오차 등에 의하여 실제 차량의 현재 위치와 다소간의 오차가 발생할 수 있다.
이와 같은 오차는 도 1과 같이 중앙선을 침범하는 심각한 문제를 야기할 수도 있다.
즉, 도 1에서 차량이 좌회전을 하기 위한 상황이며 좌회전 차로는 1차로라 가정하면, GPS에 측정된 차량의 현재 위치는 2차로인 바, 무인 차량은 1차로로 차로 변경을 수행하여 목표지점(Goal_1)으로 주행하게 된다.
그러나, 실제 차량은 현재 1차로 상에 위치하고 있으며, 오차가 존재하는 차량의 현재 위치에 기반한 목표지점(Goal_1)으로 주행시, 차량은 중앙선을 넘어서 Goal_2 지점에 위치하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및/또는 차량의 위치 보정 시스템(1000)을 이용하여 GPS에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 오차가 존재하는지 여부를 파악하고, 오차가 존재하는 경우, 오차를 보정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템에 관한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 영상 촬영 장치(100), 위성항법장치(200), 도로정보맵 저장장치(300), 차선 검출장치(200), 위치정보 생성장치(500) 및 차량의 위치 보정 장치(600)를 포함할 수 있다.
영상 촬영 장치(100)는 차량에 설치되어, 차량의 주행 방향의 전방 부분을 촬영하는 장치일 수 있다. 영상 촬영 장치(100)가 촬영하는 영상에는 차량이 위치한 차로의 양 측 차선이 포함될 수 있다.
영상 촬영 장치(100)의 일 예를 들면, 카메라일 수 있으며 차량의 블랙박스 카메라가 영상 촬영 장치(100)가 될 수도 있다.
위성항법장치(200)는 차량에 설치되어 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신하여 차량의 현재 위치를 측정할 수 있는 장치일 수 있다.
위성항법장치(200)의 일 예를 들면, 차량에 설치된 네비게이션에 이용되는 GPS가 될 수 있다.
위성항법장치(200)가 차량에 설치되었다는 것은 물리적으로 연결되는 것을 의미하는 것을 포함할 뿐만 아니라, 차량의 내부에 존재하는 것을 포함할 수 있다.
즉, 경우에 따라서, 위성항법장치(200)는 운전자나 차량 내부에 존재하는 GPS가 내장된 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 기기가 될 수도 있다.
위성항법장치(200)가 차량의 내부에 존재하는 기기에 내장된 GPS인 경우에는, 차량의 위치 보정 장치(600)는 기기와 유선 또는 무선으로 연결되어 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 현재 차량의 위치를 수신할 수 있다.
도로정보맵 저장장치(300)는 RNDF(The Route Network Definition File)과 같이 도로의 각종 정보를 저장하고 있는 장치이다.
도로정보맵 저장장치(300)가 저장하고 있는 도로의 정보는 RNDF에 따른 형식에 한정되지 않으며, 현재 차량이 주행중인 도로의 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있으면 된다. 차로 별 중간 위치는 차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치를 의미한다.
도 3은 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 1차로에서 차선 간 폭의 중간 위치인 31이 존재한다. 1차로의 중간 위치는 31의 어느 한 점을 기준으로 1차로의 양측 차선까지의 최단 거리가 동일한 지점들의 집합을 의미한다. 즉, 예를 들면, 32와 33의 길이가 동일한 것을 의미한다.
마찬가지로 2차로에서 차선 간 폭의 중간 위치인 32가 존재하며, 2차로의 중간 위치는 32의 어느 한 점을 기준으로 1차로의 양측 차선까지의 최단 거리가 동일한 지점들의 집합을 의미한다. 즉, 예를 들면, 35와 36의 길이가 동일한 것을 의미한다.
도로정보맵 저장장치(300)는 이러한 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장할 수 있으며, 도 3을 참조하면, 1차로의 중간 위치에 관한 정보는 m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17 등이 될 수 있다.
마찬가지로 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 2차로의 중간 위치에 관한 정보는 m21, m22, m23, m24, m25, m26, m27등이 될 수 있다.
다만, 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로 별 중간 위치에 관한 정보는 정확한 중간 위치가 아닐 수는 있으며, 소정의 오차가 존재할 수는 있다.
기 설정된 간격은 도로정보맵 저장장치(300)에 저장되는 정보를 수집하는 형식이나 설정 상황에 따라서 변경될 수 있으며, 대략 30cm부터 5m 간격으로 설정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
차선 검출장치(200)는 영상 촬영 장치(100)에서 촬영된 영상에 포함된 차선을 검출할 수 있다. 차선 검출장치(200)가 영상에 포함된 차선을 검출하는 방법은 기존의 공지된 기술들을 이용할 수 있다. 또한, 차선 검출장치(200)는 영상에 포함된 모든 차선을 검출하지 않을 수도 있다. 차선 검출장치(200)는 차량 주행 방향의 전방에 위치한 우측 차선 중에서 현재 차량과 가장 가까운 위치에 해당하는 지점(우측 시작점) 및 좌측 차선 중에서 현재 차량과 가장 가까운 위치에 해당하는 지점(좌측 시작점)만을 획득할 수도 있다.
도 4는 차선 검출장치에 의하여 검출된 우측 시작점 및 좌측 시작점에 관한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 차선 검출장치(200)에 의하여 검출된 차량 주행 방향의 전방에 위치한 우측 차선 중에서 현재 차량과 가장 가까운 위치에 해당하는 지점(우측 시작점)은 Pright가 되고, 좌측 차선 중에서 현재 차량과 가장 가까운 위치에 해당하는 지점(좌측 시작점)은 Pleft가 될 수 있다.
위치정보 생성장치(500)는 차선 검출장치(200)에 의하여 검출된 우측 시작점 및 좌측 시작점을 이용하여 차량의 현재 위치 정보를 생성할 수 있다.
위치정보 생성장치(500)는 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)에 관한 정보를 미리 저장하고 있을 수 있다.
구체적으로 위치정보 생성장치(500)는 차량이 위치한 차로에서 x 축 방향의 위치에 관한 정보를 생성할 수 있다.
차로에서 x축 방향이란 차선의 접선 방향을 y축 방향이라 하고, y축 방향에 수직한 방향을 x축 방향이라 할 수 있다. 또는, 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로의 중간 위치들을 차로 별로 이은 선들의 접선 방향을 y축 방향이라 하고, y축 방향에 수직한 방향을 x축 방향이라 할 수 있다
위치정보 생성장치(500)는 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)으로부터 좌측 시작점과의 거리를 산출하고, 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)으로부터 우측 시작점과의 거리를 산출할 수 있다.
도 5는 위치정보 생성장치가 차량의 위치 정보를 생성하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 위치정보 생성장치(500)에 의하셔 산출된 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)으로부터 좌측 시작점과의 거리가 Dleft이고, 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)으로부터 우측 시작점과의 거리가 Dright인 것을 알 수 있다.
위치정보 생성장치(500)는 Dleft 및/또는 Dright 정보를 이용하여 차량이 현재 차로의 중간 지점에서 상대적으로 어느쪽에 위치하고 있는지에 관한 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 현재 차량이 위치하고 있는 차로에서 중간 위치는 Dleft와 Dright를 더한 값의 절반이 된다.
위치정보 생성장치(500)에서 Dleft 및/또는 Dright를 이용하여 생성하는 현재 차량이 위치한 차로에서의 중간 위치는 미리 저장하고 있는 차량 전방에서 차폭의 중심 지점(41)을 지나는 x축 선상에 위치할 수 있다.
위치정보 생성장치(500)는 Dleft와 Dright를 이용하여 구한 차로의 중간 위치 정보와 Dleft 및/또는 Dright를 이용하여 차로의 중간 위치로부터 차폭의 중심 지점(41)까지의 거리에 관한 정보를 생성할 수 있다. 위치정보 생성장치(500)는 차로의 중간 위치로부터 차폭의 중심 지점(41)까지의 거리에 관한 정보를 생성할 때, 차로의 중간 위치에 관한 정보를 Dleft 및 Dright 정보를 이용하지 않고, 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로의 중간 위치에 관한 정보를 이용할 수도 있다.
예를 들면, 차로의 중간 위치로부터 차폭의 중심 지점(41)까지의 거리의 크기는 Dleft 및 Dright 중 크기가 더 큰 값에서 (Dleft+Dright)/2의 값을 차감한 크기가 될 수 있다.
위치정보 생성장치(500)는 Dleft 및 Dright 중 어느 값이 더 큰가에 따라서, 차량이 차로의 중간 위치로부터 우측으로 떨어져있는지 좌측으로 떨어져있는지에 관한 정보도 생성할 수 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 차로의 중간 위치로부터 차폭의 중심 지점(41)까지의 거리(L_t_lane)에 관한 정보, 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 및 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보에 존재할 수 있는 오차를 보정할 수 있다.
위치에 관한 정보에는 x축 및 y축의 좌표 정보가 포함될 수 있다. 또한, 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 및 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로 별 중간 위치에 관한 정보는 헤딩값(Heading Value)을 포함할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 차량의 위치 보정 장치(600)는 위성항법장치(200)에 의하여 획득된 자동차의 현재 위치 좌표(X_t_gps)와 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로 별 중간 위치에 관한 정보 중에서 현재 시각에서 위치정보 생성부에 의하여 생성된 차량의 위치와 가장 가까운 거리의 위치 좌표(X_t_road)를 이용하여 X_t_gps와 X_t_road의 거리 차이를 산출할 수 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 X_t_gps와 X_t_road의 x축 간 거리 차이를 산출할 수도 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 X_t_gps와 X_t_road의 x축 간 거리 차이의 크기는 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 L_t_lane의 거리 크기와 동일하도록 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보를 보정할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 차량의 위치 보정 장치(600)는 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 중 x축 좌표를 X_t_gps와 X_t_road의 x축 간 거리 차이의 크기는 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 L_t_lane의 거리 크기와 동일하도록 보정할 수 있다.
y좌표의 보정은 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 횡단보도, 정지선 등을 이용하여 보정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템에 의하여 위성항법장치에 의하여 측정된 차량의 위치가 보정되는 방법에 관한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 사각형은 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 차량의 현재 위치이고, 삼각형은 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치이다.
도 6과 수학식 1 내지 8을 참조하여 차량의 위치 보정 시스템(1000)에 의하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 위치가 보정되는 방법에 관한 일 예를 설명한다.
[수학식 1]
POSgps^ = R(POSgps, (90-θ))
[수학식 2]
POSlane_c^ = R(POSlane_c, (90-θ))
[수학식 3]
Diffcur = POSgps^.x － POSlane_c^.x
[수학식 4]
Diffexp = Dleft － (Lwidth/2)
[수학식 5]
Errgpst = Diffexp － Diffcur
[수학식 6]
avgErrgps = avg({Errgpst-m, …, Errgpst-2, Errgpst-1, Errgpst})
[수학식 7]
POSgps_new^ = POS(POSgps^.x + avgErrgps, POSgps^.y))
[수학식 8]
POSgps_new = R-1(POSgps_new^, (90-θ))
도 6을 참조하면, POSgps는 위성항법장치(200)(GPS)로부터 획득한 현재 차량의 위치 좌표이다.
POSlane_c는 도로저장맵 저장장치에 저장된 차로의 중간 위치 좌표로 저장된 중간 위치 좌표들 중에서 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 현재 차량의 위치와 가장 가까운 위치의 중간 위치 좌표가 선택될 수 있다.
또는, 기 설정된 간격이 작게 설정되어 차로의 중간 위치 좌표가 수집되어 도로저장맵 저장장치(300)에 저장된 경우, 가장 가까운 위치의 중간 위치 좌표는 그 다음으로 가까운 중간 위치 좌표 또는 가까운 중간 위치 좌표 몇 개의 평균을 포함하는 의미가 될 수 있다.
또는, 도로저장맵 저장장치에 저장된 차로의 중간 위치 좌표들을 이은 가상 선들을 이루는 점들 중에서 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 현재 차량의 위치와 가장 가까운 점이 상기 가장 가까운 위치의 중간 위치 좌표로 선택될 수도 있다.
POSlane은 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 차량의 현재 위치를 나타내는 것일 수 있다.
POSgps의 헤딩값과 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 도로의 헤딩값이 다를 수 있으며, 이는 차량이 차선과 평행하게 위치하지 않고 있다는 의미가 될 수 있다.
즉, POSgps의 헤딩값과 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 도로의 헤딩값이 다른 경우에는 POSgps와 POSlane_c 간의 거리를 산출하는 것은 정확하지 않을 수 있다.
따라서, 차량의 위치 보정 장치(600)는 차량의 위치 보정의 정확도를 향상시키기 위하여 POSgps와 POSlane_c가 같은 축을 기준으로 위치하도록 로테이션 시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, POSgps는 x-y 평면상에 존재하며, POSlane_c는 x'-y' 평면상에 존재할 수 있다.
수학식 1과 수학식 2는 차량의 위치 보정 장치(600)가 POSgps 및 POSlane_c의 두 좌표를, 자북(90도)을 y축으로 하는 x-y평면에 로테이션 시키는 공식의 일 예가 될 수 있다.
POSgps^는 수학식 1에 따라서 로테이션된 POSgps 좌표이며, POSlane_c^는 수학식 2에 따라서 로테이션된 POSlane_c좌표를 의미할 수 있다.
로테이션된 POSgps^와 POSlane_c^는 모두 x"-y" 평면에 존재할 수 있다.
수학식 1 및 2에서 θ는 POSlane_c의 헤딩값을 의미할 수 있다.
계속하여 도 6과 수학식 3을 참조하면, Diffcur은 POSgps^의 X좌표 (POSgps^.x)와 POSlane_c^의 X좌표(POSlane_c^.x)의 차를 의미한다.
계속하여 도 6과 수학식 4를 참조하면, Diffexp는 Dleft와 Lwidth/2의 차를 의미할 수 있다.
Dleft는 위치정보 생성장치(500)에 의하여 산출된 차량 전방에서 차폭의 중심 지점으로부터 좌측 시작점과의 거리가 Dleft일 수 있다. Lwidth는 차량이 현재 위치하고 있는 차로의 차선 폭을 의미할 수 있다.
즉, Diffexp는 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 차량의 현재 위치 좌표 및 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차로 중간 지점 좌표를 이용하여 산출한 차이거리를 의미할 수 있다. 구체적으로, 차량의 위치 보정 장치(600)는 Lwidth를 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 정보를 이용하여 결정할 수 있으며, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 Dleft 및 Dright를 이용하여 결정할 수도 있다.
본 발명에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 위치정보 생성장치(500)에 의하여 생성된 차량의 현재 위치 좌표가 GPS에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표에 비하여 정확하다고 가정하고 있으며, 실제로 그러하다. 따라서, 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표가 정확하다면, Dleft와 차로의 중간 좌표간 거리를 구한 값(Diffexp)이 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표와 차로의 중간 좌표간 거리를 구한 값(Diffcur)이 동일할 것이다.
만약, 현재 시각에서 Diffexp와 Diffcur이 동일하지 않다면, 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표는 부정확한 것이며 현재시각 t에서 오차값인 Errgpst를 가지는 것을 의미할 수 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 이러한 오차값인 Errgpst가 발생되지 않도록 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표를 보정할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 차량의 위치 보정 장치(600)는 이러한 오차값인 Errgpst가 발생되지 않도록 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표 중 X축 좌표를 보정할 수 있다. 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 좌표 중 Y축 좌표를 보정은 도로맵 저장장치에 저장된 횡단보도 좌표, 정지선 좌표 등을 이용하여 보정할 수 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 보정의 정확도를 높이기 위하여 수학식 6과 같이 t초에서 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치를 보정할 수 있다. 즉, 차량의 위치 보정 장치(600)는 t초에서 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치를 보정하기 위하여 t-n초부터 t초까지 수집된 Errgpst-n 내지 Errgpst의 평균값을 이용하여 수학식 7 및 8과 같이 위치 보정을 수행할 수 있다.
t-n에서 n은 기 설정된 값일 수 있으며, 수집하고자 하는 Errgps의 개수 또는 시간을 기준으로 설정되고 변경될 수 있다. 만약 차량의 위치 보정 장치(600)가 500개의 Errgps값들의 평균을 이용하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치를 보정하고자 할 경우, 최초에 500개의 Errgps값들 수집을 위하여 t-n초부터 t초까지 n초의 시간이 걸렸다면, 그 다음부터는 500/n초의 시간만 지나면 t-n+500/n초부터 t+500/n초까지의 500개의 Errgps값을 수집하여 위치를 보정할 수 있다.
즉, 차량의 위치 보정 장치(600)는 계속하여 n초간 Errgps값이 수집될 때까지 기다릴 필요는 없으며, Errgps값이 기 설정된 개수만큼 획득된 이후에는, 현재 시각에서 새로운 Errgps이 획득되면, 기 설정된 개수의 Errgps 중에서 가장 오래전에 획득된 Errgps값을 제외시키고 평균값을 구할 수 있다.
수학식 7과 8에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 수학식 7은 평균 Errgps(aveErrgps)를 이용하여 오차값이 보정된 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치(POSgps_new^)를 나타낼 수 있다.
차량의 위치 보정 장치(600)는 Diffexp 및 Diffcur을 구하는 과정에서 X축을 기준으로 하는 오차값만을 산출한 바, 오차값을 보정하는 과정에서도 X좌표에만 avgErrgps를 더하여 오차값을 상쇄시킬 수 있다.
수학식 8은 도 6, 수학식 1 및 2를 참조하면, 수학식 7에서 산출된 보정된 차량의 위치(POSgps_new^)는 x"-y" 평면의 좌표이므로 다시 x'-y'평면으로 역 회전(Inverse Rotation)시키는 것에 관한 내용입니다. 즉, 최종적으로 차량의 위치 보정 장치(600)에 의하여 보정된 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치는 수학식 8의 POSgps_new와 같을 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 위성항법장치(200)의 X축 오차를 보정하는 것에 초점이 맞추어져 있으나, 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 정지선, 횡단보도 등을 이용하면 유사한 방식으로 위성항법장치(200)의 y축 오차도 보정할 수 있다.
또한, 도 6, 수식 1 내지 8은 Dleft를 이용하고 있으나, Dright를 이용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치에 관한 블록도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)의 차량의 위치 보정 장치(600)와 동일하거나 유사한 역할을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 차선 검출장치(200), 위치정보 생성장치(500) 및 도로정보맵 저장장치(300)가 수행하는 역할을 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 보정 장치에서 수행할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600)는 차선 검출부(610), 위치정보 생성부(620), 위치정보 수신부(630), 도로정보맵 저장부(640) 및 위치 보정부(650)를 포함할 수 있다.
차선 검출부(610) 및 위치정보 생성부(620)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 시스템(1000)의 차선 검출장치(200) 및 위치정보 생성장치(500)와 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있다.
위치정보 수신부(630)는 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 정보를 수신할 수 있다.
위치정보 수신부(630)는 위성항법장치(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
도로정보맵 저장부(640)는 도로정보맵 저장장치(300)와 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있다. 도로정보맵 저장부(640)에는 차로 별 차폭의 중간 지점에 관한 좌표 정보를 포함할 수 있다.
위치 보정부(650)는 위치정보 생성부(620)에 의하여 생성된 차로의 중간 위치로부터 차폭의 중심 지점까지의 거리(L_t_lane)에 관한 정보, 위치정보 수신부(630)에 의하여 수신된 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 및 도로정보맵 저장부(640)에 저장된 차로 별 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보에 존재할 수 있는 오차를 보정할 수 있다.
위치 보정부(650)는 도 6 및 수학식 1 내지 8과 같이 위치정보 수신부(630)에 의하여 수신된 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 중 X축 좌표의 오차를 보정할 수 있다.
위치 보정부(650)는 도로정보맵 저장부(640)에 저장된 횡단보도나 정지선 등의 정보를 이용하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치에 관한 정보 중 Y축 좌표의 오차를 보정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 방법에 관한 블록도이다.
도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 방법을 설명하면, 차선 검출부(610) 또는 차선 검출장치(200)가 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출할 수 있다(S810 단계).
위치정보 생성부(620) 또는 위치정보 장치가 검출된 차선을 이용하여 차량의 현재 위치 정보를 생성할 수 있다(S820 단계).
위치정보 수신부(630)가 차량의 위성항법장치(200)(GPS, Global Positioning System)에 의하여 측정된 차량의 현재위치 정보를 수신할 수 있다(S830 단계).
도로정보맵 저장부(640) 또는 도로정보맵 저장장치(300)에는 차로를 형성하는 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보가 저장되어 있을 수 있으며, 차량의 위치 보정 장치(600) 또는 위치 보정부(650)는 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재위치 정보를 보정하는데 이용하기 위하여 도로정보맵 저장부(640) 또는 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 정보를 수신할 수 있다(S840 단계).
차량의 위치 보정 장치(600) 또는 위치 보정부(650)는 검출된 차선을 이용하여 생성된 차량의 현재 위치 정보, 도로정보맵 저장부(640) 또는 도로정보맵 저장장치(300)에 저장된 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보 및 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 정보를 이용하여 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 정보를 보정할 수 있다(S850 단계).
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 및 무인 운행이 가능한 차량은 자율 운행이 가능한 무인 차량에 이용될 수 있다.
영상 촬영 장치(100)로 검출한 차선을 이용하여 생성한 현재 차량의 위치 정보만을 이용할 경우, 무인 차량을 크루즈 컨트롤 기능 또는 차선을 따라 주행하는 것은 가능할지 모르나, 자율 운행은 어렵다. 무인 차량이 자율 운행이 가능하기 위해서는 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 현재 차량의 위치 정보가 필요하고, 따라서, 정확한 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 현재 차량의 위치 정보를 위하여 본 발명이 필요할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000) 중 적어도 어느 하나는 차량에 적용되어 자율 주행시 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)에 의하여 보정된 위성항법장치(200)에 의하여 측정된 차량의 현재 위치 정보는 제어부(미도시)에 의하여 차량을 자율 운행하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 및 무인 운행이 가능한 차량은 차량의 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 및 무인 운행이 가능한 차량은 차량의 현재 위치를 최소한의 리소스로 빠르게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 및 무인 운행이 가능한 차량은 차량의 현재 위치를 정확하게 파악함으로써, 안전하고 정확하게 무인 차량을 운행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치 보정 장치(600) 및 방법, 이를 이용한 차량의 위치 보정 시스템(1000)은 및 무인 운행이 가능한 차량은 차량에 설치된 블랙박스 영상 촬영을 위한 카메라 및 네비게이션(Navigation)을 위한 위성항법장치(200)를 이용할 수 있는 바, 별도의 영상 촬영 장치(100) 및 위성항법장치(200)를 설치하지 않을 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 2 및 7의 각 구성요소는 소프트웨어(software) 또는, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만 상기 구성요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성요소들을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성요소로 구현할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출부;
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성부;
    상기 차량에 설치된 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)로부터 상기 차량의 현재 위치 정보를 수신하는 위치정보 수신부;
    차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 도로정보맵 저장부; 및
    상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보맵 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정부를 포함하는, 차량의 위치 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치정보 생성부는,
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고,
    상기 위치 보정부는,
    상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 더 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 도로정보맵 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보 중에서 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보와 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 획득하고,
    상기 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 간의 위치 차이에 관한 정보를 생성하여, 상기 생성된 위치 차이에 관한 정보를 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는데 이용하는, 차량의 위치 보정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위치정보 생성부는,
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고,
    상기 위치 보정부는,
    상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리에 관한 정보와 상기 위치 보정부에 의하여 생성된 위치 차이를 비교하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 생성된 위치 차이는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 수신된 차량의 현재 위치 간 X좌표의 차이이며, 상기 X좌표의 차이가 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리의 크기와 동일하도록 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도로정보 저장부에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 및 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보는 X 좌표, Y 좌표 및 헤딩 값(Heading Value)을 포함하는, 차량의 위치 보정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 수신된 차량의 현재 위치 정보 중에서 X 값만을 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 X좌표의 차이와 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 거리의 크기 간 차이값인 오차값이 기 설정된 개수만큼 획득되면, 상기 위치 보정부는 상기 기 설정된 개수의 오차값들의 평균값을 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    t 시점에서 상기 기 설정된 개수만큼의 상기 오차값들이 획득된 경우,
    상기 위치 보정부는, 상기 t 시점 이후 가장 먼저 획득된 오차값을 상기 평균값을 산출하는데 이용하고, 상기 t 시점에서 상기 평균값을 산출하는데 이용된 오차값들 중에서 획득된 시간이 가장 많이 경과한 시점에서의 오차값을 상기 평균값을 산출하는데 제외시키는, 차량의 위치 보정 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 도로정보맵 저장부는 횡단보도 위치 및 정지선 위치 중 적어도 어느 하나에 관한 정보를 포함하며,
    상기 차선 검출부는 상기 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 주행 중인 차로에 존재하는 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 검출하고,
    상기 위치정보 생성부는 상기 검출된 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하고,
    상기 위치 보정부는 상기 도로정보맵 저장부에 저장된 횡단보도 위치 및 정지선 위치 중 적어도 어느 하나에 관한 정보, 상기 검출된 횡단보도 및 정지선 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 위치정보 생성부에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 정보를 이용하여 상기 위치정보 수신부에 의하여 수신된 차량의 현재 위치 정보 중 Y축 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 장치.
  11. 차량에 설치되어 차량 전방을 촬영하는 영상 촬영 장치;
    상기 차량의 현재 위치 정보를 획득하는 위성항법장치(GPS, Global Positioning System);
    차로 별로 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 기 설정된 간격 별로 저장하고 있는 도로정보맵 저장장치;
    상기 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출장치;
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성장치; 및
    상기 위치정보 생성장치에 의하여 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보맵 저장장치에 저장된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 위성항법장치에 의하여 획득된 상기 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정장치를 포함하는, 차량의 위치 보정 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 영상 촬영 장치는 상기 차량에 설치된 블랙박스 장치와 연결되는, 차량의 위치 보정 시스템.
  13. 차량에 설치된 영상 촬영 장치에서 촬영되는 정보를 이용하여 상기 차량이 현재 주행 중인 차로의 차선을 검출하는 차선 검출단계;
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 차량의 현재 위치 정보를 생성하는 위치정보 생성단계;
    상기 차량에 설치된 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)로부터 상기 차량의 현재 위치 정보를 수신하는 위치정보 수신단계;
    도로정보맵 저장장치로부터 상기 위치정보 수신단계에서 수신한 상기 차량의 현재 위치에 가장 가까운 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 수신하는 도로정보 수신단계; 및
    상기 위치정보 생성단계에서 생성된 상기 차량의 현재 위치 정보, 상기 위치정보 수신단계에서 수신된 상기 차량의 현재 위치 정보 및 상기 도로정보 수신단계에 수신된 상기 차선 간 폭의 중간 위치에 관한 정보를 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는 위치 보정단계를 포함하는, 차량의 위치 보정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 위치정보 생성단계는,
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고,
    상기 위치 보정단계는,
    상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 더 이용하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치정보 생성단계는,
    상기 검출된 차선을 이용하여 상기 현재 차량이 위치한 차로의 중간 지점과 상기 차량의 위치 간 거리에 관한 정보를 생성하고,
    상기 위치 보정단계는,
    상기 가장 가까운 위치에 존재하는 상기 차선 간 폭의 중간 위치와 상기 위치정보 수신단계에서 수신된 차량의 현재 위치 간의 위치 차이에 관한 정보를 생성하여,
    상기 위치정보 생성단계에 의하여 생성된 거리에 관한 정보와 상기 위치 차이를 비교하여 상기 수신된 차량의 현재 위치 정보를 보정하는, 차량의 위치 보정 방법.
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