KR102288623B1 - 육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법 - Google Patents

육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자율주행 등에 필요한 차선(규제선, 도로경계선, 정지선, 차로중심선), 도로시설(중앙분리대, 터널, 교량, 지하차도), 표지시설(교통안전표지, 노면표시, 신호기) 정보를 기반으로 육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법에 관한 것으로, 이 방법은 지리정보시스템(geographic information system)중 정밀한 도로와 교통에 필요한 정보를 제공하는 데이터인 정밀도로지도를 이용하여 공간 위치를 제공하는 공간데이터(spatial data), 객체의 속성을 정의하는 속성데이터(Attribute)로 구성하는 단계 11;
상기 단계 11에서 구성된 각 차로의 중심선으로 정의된 LINK를 참조하는 구조로 구성되고, LINK를 지배적인 데이터(dominant data), 나머지를 종속적인 데이터(dependent data)로 정의되고 분류되는 단계 22;
상기 단계 22에서 분류된 각 차로중심선은 고유식별 번호인 LINK_ID(권역코드+일련번호+방향식별자+차선)가 부여되어 있으며, 이를 이용하여 단위 도로를 구성하는 차로 중심선을 식별하여 그룹화하고, 선(차로중심선)을 그룹화하여 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 내부적으로 구성하며, 이 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 이용해 육상이동체 시뮬레이션에서 주행이 가능한 도로로 인식함으로써 자율주행에 활용하는 단계 33을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법{Map Data Processing and Format Change Method for Land Vehicle Simulation}
본 발명은 전자지도를 제작하는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 자율주행 등에 필요한 차선(규제선, 도로경계선, 정지선, 차로중심선), 도로시설(중앙분리대, 터널, 교량, 지하차도), 표지시설(교통안전표지, 노면표시, 신호기) 정보를 기반으로 육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법에 관한 것이다.
공개번호 10-2019-0037029(정밀지도 기반의 렌더링 장치 및 방법)호에 따르면, "정밀지도 기반의 렌더링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 정밀지도 데이터를 저장하고 있는 지도데이터 저장부, 차량의 현재 위치를 측위하는 측위부, 측위부에 의해 측위된 현재 위치를 토대로 차량의 주행 경로 상에 경로 안내가 필요한 대상 지점의 존재 여부를 판단하는 판단부, 및 판단부에 의해 대상 지점이 존재하는 것으로 판단된 경우, 지도데이터 저장부로부터 정밀지도 데이터를 전달받아 정밀지도 데이터 상의 대상 지점에 대한 정밀 지도 정보를 렌더링하는 렌더링부를 포함하는 것을 특징으로 한다."라고 개시된 바가 있다.
등록번호 10-1891297(정밀도로지도 제작용 도화이미지 좌표정보를 신속하게 합성하는 노드 및 링크 생성 자동화시스템)호에 따르면, "정밀도로지도 제작용 도화이미지 좌표정보를 신속하게 합성하는 노드.링크 생성 자동화시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 이상지점을 통과하는 차량운전자에게만 도로교통정보를 알리는 한편, 횡바의 이동이 원활하게 이루어지도록 하여 감지센서에 대한 위치 조절이 용이하게 이루어지도록 하기 위한 정밀도로지도 제작용 도화이미지 좌표정보를 신속하게 합성하는 노드.링크 생성 자동화시스템에 관한 것이다."라고 개시된 바가 있다.
공개번호 10-2019-0087338(수치지도 및 도로정밀지도 구축 자동화를 위한 방법)호에 따르면, "객체들을 기계학습을 통해 자동으로 검출 및 인식하고 영상,레이저,항법센서 간 융합기술을 통해 자동으로 지도화를 하여 신뢰성을 높인 수치지도 및 도로정밀지도 구축 자동화를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 영상 센서,레이저 센서,항법 센서를 갖는 센서 모듈;각 센서의 내부 기하모델 및 외부 기하모델을 바탕으로 데이터 융합을 하는 데이터 융합부;데이터 내에서 후보군을 기계학습을 통해 검출하고, 검출된 후보군에 순차적으로 추가 기계학습 모델을 적용하여 대상 사물이 나타내는 정보를 인식하는 객체 검출 및 인식부;를 포함하고, 수치지도 또는 도로정밀지도 데이터를 출력하는 것이다."라고 개시된 바가 있다.
등록번호 10-1871441(자율주행차량용 고정밀전자지도 제작을 위한 음성인식 현장조사와 도로선형 생성 시스템)호에 따르면, "자율주행차량용 고정밀전자지도 제작을 위한 음성인식 현장조사와 도로선형 생성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성인식과 도로 주변을 촬영한 영상정보 및 측위정보를 활용하여 현장조사 방식으로 자율주행차량용 고정밀전자지도를 제작할 때 도로선형을 자동으로 생성할 수 있도록 한 자율주행차량용 고정밀전자지도 제작을 위한 음성인식 현장조사와 도로선형 생성 시스템에 관한 것이다."라고 개시된 바가 있다.
한편, 기존 국토교통부 국토지리정보원에서 제공하는 정밀도로지도는 MMS(mobile mapping system)차량을 이용하여 Point Cloud Data를 취득 후, 벡터데이터를 추출하여 도로의 모양과 주행 방향을 식별할 수 있도록 구성된다.
하지만, 하나의 도로를 이루는 각 차로의 벡터데이터가 구별되어 있어 전체 도로의 정보와 모양을 파악하기 힘들다. 더불어 육상이동체 시뮬레이션은 운전자는 도로를 3차원 공간상의 표면으로 인식하기 때문에 벡터화된 정밀지도데이터를 시뮬레이션 환경에 직접 적용하는 것이 어렵다.
더불어, 표차선, 표지판, 도로시설, 표지시설 등이 단일 차선에 의하여 정의되기 때문에 교차로와 같은 복합 교통 시스템 구성이 어렵다.
1. 공개번호 10-2019-0037029호(정밀지도 기반의 렌더링 장치 및 방법) 2. 등록번호 10-1891297(정밀도로지도 제작용 도화이미지 좌표정보를 신속하게 합성하는 노드 및 링크 생성 자동화시스템) 3. 공개번호 10-2019-0087338(수치지도 및 도로정밀지도 구축 자동화를 위한 방법) 4. 등록번호 10-1871441(자율주행차량용 고정밀전자지도 제작을 위한 음성인식 현장조사와 도로선형 생성 시스템)
더욱이, 국토정보지리원에서 제공하는 정밀도로지도 데이터는 점데이터로만 이루어져 있고, 그룹화되어 있지 않고, 육상환경시뮬레이션에 적합하도록 데이터를 그룹화하고, 데이터 및 포맷을 변경할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 정밀도로지도 데이터를 육상이동체 시뮬레이션에 적용하기 위한 단위 도로 그룹화 기능과 단위 도로에 귀속된 차선, 도로시설, 표지시설을 식별하고 임의의 포맷에 할당하는 알고리즘을 개발하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 국토지리정보원에서 제공하는 정밀도로지도의 포맷을 분석하여 단위 도로를 그룹화하는 기능과 그룹화된 단위 도로에 귀속된 차선, 도로시설, 표지시설을 식별하고 할당하는 알고리즘으로 구성되는데, 본 발명의 특징들을 살펴보면 다음과 같다.
1. 정밀도로지도 포맷분석
- 정밀도로지도는 지리정보시스템(geographic information system)중 정밀한 도로와 교통에 필요한 정보를 제공하는 데이터로 공간 위치를 제공하는 공간데이터(spatial data), 객체의 속성을 정의하는 속성데이터(Attribute)로 구성된다.
- 차선, 도로시설, 표지시설정보는 도 1과 같은 구조로 데이터를 정의된다.
2. 지배적인 데이터, 종속적인 데이터
- 각 차로의 중심선을 LINK로 참조하기 때문에 LINK를 지배적인 데이터(dominant data), 나머지를 종속적인 데이터(dependent data)로 정의한다.
3. 단위도로 그룹화
- 각 차로 중심선은 고유식별 번호인 LINK_ID(권역코드+일련번호+방향식별자+차선)가 부여되어 있으며, 이를 이용하여 단위 도로를 구성하는 차로 중심선을 식별하여 그룹화 한다.
- 선(차로중심선)을 그룹화하여 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 구성하며, 이를 이용해 육상이동체 시뮬레이션에서 주행이 가능한 도로로 활용한다.
4. 지배-종속데이터 매칭
- 그룹화된 지배데이터에 해당 LINK_ID를 참조하는 종속데이터를 매칭하는 작업으로 그룹, 데이터 종류, 지배-종속데이터 인덱스로 구성된 3차원 자료구조로 정의한다.
- 정의된 자료구조는 해당 단위 차선에 귀속된 표차선, 표지판, 도로시설, 표지시설의 인덱스를 가지고 있기 때문에 원하는 데이터를 빠르게 획득 할 수 있다.
5. 포맷 할당
- 지배-종속데이터 매칭 데이터를 기반으로 사용자가 원하는 자료 구조로 포맷 변경이 가능하며, 단위 도로 간 관계 분석을 통해 교차로와 같은 복합 교통 체계를 표현하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 효과에 따르면, 국토지리정보원에서 제공하는 정밀도로지도 데이터를 육상이동체 시뮬레이션에 적용하기 위한 단위 도로 그룹화 기능과 단위 도로에 귀속된 차선, 도로시설, 표지시설을 식별하고 임의의 포맷에 할당하는 알고리즘이며, 다음과 같은 효과를 야기한다.
1. 포맷 분석을 통한 그룹화를 통한 2차원 평면 도로 정보 생성하는 장점이 있다.
2. 지배-종속 매칭 자료 저장을 통한 신속한 종속데이터 획득하는 장점이 있다.
3. 지배-종속 매칭 자료 구조 분석/변경을 통한 복잡한 교통 체계 표현 및 사용자 지정 포맷을 사용하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정밀도로지도 데이터 포맷을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에서 제안하는 데이터포맷인 지배적 종속 데이터 매칭 자료구조를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 정밀도로지도에 대한 데이터처리와 포맷변경을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 정밀도로지도 데이터 포맷을 나타낸 블록도이고, 도 2는 지배적 종속 데이터 매칭 자료구조를 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 정밀도로지도에 대한 데이터처리와 포맷변경을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 국토지리정보원에서 제공하는 정밀도로지도의 포맷을 분석하여 단위 도로를 그룹화하는 기능과 그룹화된 단위 도로에 귀속된 차선, 도로시설, 표지시설을 식별하고 할당하는 알고리즘으로 구성된다.
본 발명을 도 3을 참조하여 살펴보도록 한다.
1. 정밀도로지도 포맷분석(도 3의 11)
- 정밀도로지도는 지리정보시스템(geographic information system)중 정밀한 도로와 교통에 필요한 정보를 제공하는 데이터로 공간 위치를 제공하는 공간데이터(spatial data), 객체의 속성을 정의하는 속성데이터(Attribute)로 구성된다.
- 차선, 도로시설, 표지시설정보는 도 1과 같은 구조로 데이터를 정의하는데, 좀더 자세히 살펴보도록 한다.
정밀도로지도의 데이터포맷을 나타낸 도 1을 참조하면, 도로교통에 필요한 선정보인 차선, 경계선, 중앙분리대는 레인(A1)으로 정의하고, 차선의 시작과 끝점인 정지선(A2)으로 정의하며, 노드 사이 P/C 데이터인 각 차로 중심선은 링크(A3)로 정의하며, 교통안전표지 종류와 위치를 나타내는 교통안전표지는 사인 포인트(B1)으로 정의한다.
또한, 신호기 종류와 위치를 나타내는 신호기는 신호포인트(B1)로 정의하며, 노면/방향표시는 서사인포인트(B2)로 정의하며, 노면표시/유도선은 서사인 라인(B2)로 정의하며, 노면/횡단보도 표시면을 나타내는 노면표시횡단보도면은 서사인 플레인(B2)로 정의하며, 자율주행 금지구역은 노오토 플레인(B2)로 정의하며, 신호기 지주 위치를 나타내는 신호기지주는 포스트포인트(B3)로 정의하며, 차선의 시작과 끝을 나타내는 노드는 노드(C1)으로 정의하여 로딩된다.
2. 지배적인 데이터, 종속적인 데이터(도 3의 22)
- 각 차로의 중심선을 LINK로 참조하기 때문에 LINK를 지배적인 데이터(dominant data), 나머지를 종속적인 데이터(dependent data)로 정의한다.
상기 11에서 로딩된 정밀도로지도의 각 링크를 지배적인 데이터로 나머지는 종속적인 데이터로 정의하도록 분류한다.
3. 단위도로 그룹화(도 3의 33)
- 각 차로 중심선은 고유식별 번호인 LINK_ID(권역코드+일련번호+방향식별자+차선)가 부여되어 있으며, 이를 이용하여 단위 도로를 구성하는 차로 중심선을 식별하여 그룹화 한다.
- 선(차로중심선)을 그룹화하여 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 내부적으로 구성하며, 이 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 이용해 육상이동체 시뮬레이션에서 주행이 가능한 도로로 인식함으로써 자율주행에 활용한다.
4. 지배-종속데이터 매칭(도 3의 44)
- 그룹화된 지배데이터에 해당 LINK_ID를 참조하는 종속데이터를 매칭하는 작업으로 그룹, 데이터 종류, 지배-종속데이터 인덱스로 구성된 3차원 자료구조로 정의한다.(도 2)
- 정의된 자료구조는 해당 단위 차선에 귀속된 표차선, 표지판, 도로시설, 표지시설의 인덱스를 가지고 있기 때문에 원하는 데이터를 빠르게 획득 할 수 있다.
5. 포맷 할당(도 3의 55)
- 지배-종속데이터 매칭 데이터를 기반으로 사용자가 원하는 자료 구조로 포맷 변경이 가능하며, 단위 도로 간 관계 분석을 통해 교차로와 같은 복합 교통 체계를 표현하도록 구성할 수 있다.
11 ; 정밀도로지도 로딩
22 ; 지배적인 데이터와 종속적인 데이터로 분류
33 ; 단위도로에 대한 그룹화
44 ; 지배적인 데이터와 종속적인 데이터를 매칭
55 ; 원하는 형태로 전자지도 포맷 변경

Claims (4)

  1. 지리정보시스템(geographic information system)중 정밀한 도로와 교통에 필요한 정보를 제공하는 데이터인 정밀도로지도를 이용하여, 도로교통에 필요한 선정보인 차선, 경계선, 중앙분리대는 레인(A1)으로 정의하고, 차선의 시작과 끝점을 정지선(A2)으로 정의하며, 노드 사이 P/C 데이터인 각 차로 중심선은 링크(A3)로 정의하며, 교통안전표지 종류와 위치를 나타내는 교통안전표지는 사인 포인트(B1)으로 정의하며, 신호기 종류와 위치를 나타내는 신호기는 신호포인트(B1)로 정의하며, 노면/방향표시는 서사인포인트(B2)로 정의하며, 노면표시/유도선은 서사인 라인(B2)로 정의하며, 노면/횡단보도 표시면을 나타내는 노면표시횡단보도면은 서사인 플레인(B2)로 정의하며, 자율주행 금지구역은 노오토 플레인(B2)로 정의하며, 신호기 지주 위치를 나타내는 신호기지주는 포스트포인트(B3)로 정의하며, 차선의 시작과 끝을 나타내는 노드는 노드(C1)으로 정의하여 로딩되도록 구성하는 단계 11;
    상기 단계 11에서 구성된 각 차로의 중심선을 LINK로 참조하도록 구성하고, LINK(도 3의 A3)를 지배적인 데이터(dominant data), 나머지(도 3의 A1, A2, B1/3, B2, C1)를 종속적인 데이터(dependent data)로 정의하도록 분류하는 단계 22;
    상기 단계 22에서 분류된 각 차로중심선은 고유식별 번호인 LINK_ID(권역코드+일련번호+방향식별자+차선)가 부여되어 있으며, 이를 이용하여 단위 도로를 구성하는 차로 중심선을 식별하여 그룹화하고, 선(차로중심선)을 그룹화하여 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 구성하며, 이 2차원 평면으로 구성된 도로형태를 이용해 육상이동체 시뮬레이션에서 주행이 가능한 도로로 인식함으로써 자율주행에 활용하는 단계 33;
    상기 단계 33 이후에, 그룹화된 지배데이터에 해당 LINK_ID를 참조하는 종속데이터를 매칭하는 작업을 수행하고, 해당 단위 차선에 귀속된 표차선, 표지판, 도로시설, 표지시설의 인덱스를 구비하는 것을 포함하는 자율주행에 필요한 정보를 기반으로 육상이동체 시뮬레이션을 위한 정밀도로지도 데이터 처리 및 포맷변경방법.
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방윤식 외 2인, 도로 선형 데이터셋의 융합 지도 생성 기법, 대한공간정보학회 학술대회, 2012.5, 113-114페이지. 1부.*
조성준 외 2인, 도로 노면 정보를 이용한 그래프 기반 자율주행용 정밀지도 생성, 제어로봇시스템학회 논문지 22(12), 2016.12, 1053-1060페이지.

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