KR102395283B1

KR102395283B1 - 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR102395283B1
Application number: KR1020160170219A
Authority: KR
Inventors: 유경호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2022-05-09
Also published as: KR20180068490A; CN108227695A; DE102017112865A1; US20180164811A1; US10663967B2

Abstract

본 발명은 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 장치는, 차로 레벨 정밀 지도를 저장하는 차로 레벨 정밀 지도 저장부; 상기 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 제어기; 및 상기 위치 인식 제어기에서 인식된 차량의 위치와 차량 주변 장애물 감지 정보를 기반으로 목적지로의 경로를 생성하고 차량 주행을 제어하는 차량 제어기;를 포함할 수 있다.

Description

자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법{Apparatus for controlling automatic driving, system having the same and method thereof}

본 발명은 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주변 장애물 정보를 정확하게 인식할 수 있는 기술에 관한 것이다.

자율주행 차량은 실시간으로 차량 주변의 장애물 인식하고 차량이 주행하고 있는 위치를 정확하게 파악하여 지정된 목적지까지 안전하게 주행을 수행하는 시스템이다. 여기서 차량의 위치를 나타내는 방법에는 지구중심좌표계(ECEF), 평면 좌표계(예:TM 좌표계 등) 등 다양한 방법이 있다. 그러나, 도로라는 특수한 조건에서 주행하는 차량의 특성을 고려할 때 차량의 위치를 나타내기 위해 차량이 현재 위치한 도로에서 몇 번째 차로를 주행하고 있는지, 차로내에서 차선과의 상대 위치 관계가 필요하다.

그런데 기존의 지구중심좌표계(ECEF), 평면 좌표계(예:TM 좌표계 등)의 경우 이러한 차선 정보를 정확히 나타내지 못하여 자율 주행 제어 시스템이 차량의 위치를 실시간으로 정확히 파악하지 못하는 경우가 많다.

이처럼 차량의 위치를 실시간으로 정확히 파악하지 못하는 경우 자칫 대형 사고로 이어질 수 있는 위험이 있다. 이에, 현재 차량이 주행하고 있는 도로에서의 차량 위치를 정확히 파악할 필요성이 있다.

본 발명의 실시예는 차로 정보를 포함하는 차로 레벨 정밀 지도를 기반으로 위치 인식정보, 차량 제어를 위한 정보 및 장애물 감지 정보를 복합적으로 고려하여 경로를 생성하고 차량 자율 주행을 제어함으로써, 자율 주행 제어 신뢰도를 향상시킬 수 있는 있는 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 위치 인식 제어기에서 위치 인식정보 및 차량 제어를 위한 정보를 간단한 메시지로 생성하여 캔통신을 통해 차량 제어기로 전송함으로써 통신부하를 줄이고 자율 주행을 위한 정보의 실시간 인식 및 처리가 가능하도록 함으로써 신뢰도를 향상시킬 수 있는 자율 주행 제어 신뢰도를 향상시킬 수 있는 있는 자율 주행 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법을 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 자율 주행 제어 장치는, 차로 레벨 정밀 지도를 저장하는 차로 레벨 정밀 지도 저장부; 상기 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 제어기; 및 상기 위치 인식 제어기에서 인식된 차량의 위치와 차량 주변 장애물 감지 정보를 기반으로 목적지로의 경로를 생성하고 차량 주행을 제어하는 차량 제어기;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차로 레벨 정밀 지도는, 항법 지도와 링크 ID를 통해 연결되며, 차로 정보를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차로 정보는, 현재 차로가 이전 차로 또는 다음 차로와 연결되는 관계 정보를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 위치 인식 제어기는 상기 차로 레벨 정밀 지도를 기반으로 상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보를 융합하는 정보 융합부; 및 상기 융합된 상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보를 포함하는 위치 인식 메시지를 생성하는 위치 인식 메시지 생성부;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차량 제어기는, 목적지가 입력되면 글로벌 경로를 생성하고, 차량 주행 중 상기 위치 인식 정보, 상기 차량 제어를 위한 정보, 상기 차로 레벨 정밀 지도, 장애물 감지 정보를 이용하여 로컬 경로를 생성하는 경로 생성부; 및 상기 로컬 경로에 따른 차량 제어를 위한 제어량을 산출하는 제어량 산출부를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차량의 현재 위치를 산출하여 목적지에 도착하였는지를 판단하는 현재 위치 산출부를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 위치 인식 정보는 현재 차량 위치 기준 지도 ID, 현재 차량 위치 기준 링크 ID, 현재 차량 위치 기준 차로 ID 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차량 제어를 위한 정보는 현재 주행 차로의 넓이, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 횡방향 오프셋, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 헤딩각, 현재 위치 기준 다음 노드까지의 남은 거리 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템은, 위성항법 시스템 정보로부터 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 장치; 차량의 주변 장애물을 감지하는 상황 인식 센서 장치; 및 차로 레벨 정밀 지도 기반으로 상기 위치 인식 장치에 의한 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 상기 상황 인식 센서 장치에 의한 장애물 감지 정보를 기반으로 차량의 경로를 생성하여 자율 주행을 제어하는 자율 주행 제어 장치를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 자율 주행 제어 장치는, 상기 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 제어기; 및 상기 위치 인식 제어기에서 인식된 차량의 위치를 기반으로 목적지로의 경로를 생성하고 차량 주행을 제어하는 차량 제어기;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 자율 주행 제어 장치는, 항법 지도와 링크 ID를 통해 연결되며, 차로 정보를 포함하는 차로 레벨 정밀 지도를 저장하는 차로 레벨 정밀 지도 저장부를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 상황 인식 센서 장치는, 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LiDAR), 초음파 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법은 목적지가 입력되면 글로벌 경로를 생성하는 단계; 상기 글로벌 경로에 따라 차량 주행을 시작하는 단계; 상기 차량 주행 중 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 차로 레벨 정밀 지도, 장애물 감지 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하여 로컬 경로를 생성하는 단계; 상기 로컬 경로에 따라 차량 주행을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 차량의 현재위치를 산출하여 목적지 도착여부를 판단하고 목적지 도착 시 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 로컬 경로를 생성하는 단계는, 상기 장애물 감지정보로부터, 현재 차량의 주변에 장애물이 존재하는 경우, 차로 변경 시점을 결정하고 차로 변경 곡선을 생성한 후 차량 제어량을 산출할 수 있다.

일실시예에서, 상기 차량 제어량은 차량의 조향 및 속도의 제어량을 포함할 수 있다.

본 기술은 차로 정보를 포함하는 차로레벨 정밀 지도를 기반으로 위치 인식정보, 차량 제어를 위한 정보 및 장애물 감지 정보를 복합적으로 고려하여 경로를 생성하고 차량 자율 주행을 제어함으로써, 자율 주행 제어 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한 본 기술은 위치 인식 제어기에서 위치 인식정보 및 차량 제어를 위한 정보를 간단한 메시지로 생성하여 캔통신을 통해 차량 제어기로 전송함으로써 통신부하를 줄이고 자율 주행을 위한 정보의 실시간 인식 및 처리가 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차로 레벨 정밀 지도의 데이터베이스 스키마의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차로 레벨 정밀 지도의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어를 위한 정보를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차량 추월 경로를 위한 차량 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차량 추월 경로를 위한 차량 제어를 위한 위치 인식 정보 및 상황 센서 정보의 예시를 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 목적지 도달 시 차량 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 목적지 도달 시 차량 제어를 위한 위치 인식 정보 및 상황 센서 정보의 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 목적지를 입력받는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 글로벌 경로의 예시도이다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 차선 변경 시 예시도이다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 전방차량을 추월하는 경우의 예시도이다.
도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 차선 변경 또는 추월 시 차량 제어를 위한 메시지 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 진입 예시도이다.
도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 출입 예시도이다.
도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 진입 또는 출입 시 차량 제어를 위한 메시지 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템의 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 자율주행 제어 시스템은 차량이 현재 위치에서 목적지까지 운전자의 개입 없이 안전하게 이동할 수 있도록 제어하는 시스템을 의미한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 제어 시스템은 차로 정밀 지도, 위치 인식 정보, 상황 인식 센서 정보를 모두 융합하여 차량의 현재 위치를 실시간으로 인식하고 자율 주행제어를 수행함으로써 자율 주행 제어의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에서는 기존의 로컬 좌표 또는 글로벌 좌표 방식이 아닌 현재 차량이 위치한 지도상의 지도ID, 항법ID, 링크 ID와 함께 차로(lane) 내에 차량의 상대적인 위치 관계(좌/우 차선으로부터의 거리, 방향각, 전방 노드와 남은 거리 등)를 포함하는 차로 레벨 정밀 지도를 이용함으로써 더욱 정확한 현재 위치 파악이 가능하다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 시스템은 위치 인식 센서 장치(100), 상황 인식 센서 장치(200), 자율 주행 제어 장치(300), 조향 장치(400), 제동장치(500)를 포함한다.

위치 인식 장치(100)는 GNSS(위성 항법 시스템) 정보를 수신하거나 초음파 비콘(미도시) 등을 이용하여 차량의 현재 위치를 인식한다.

상황 인식 센서 장치(200)는 차량 주변의 장애물을 감지한다. 이를 위해, 상황 인식 센서 장치(200)는 카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LiDAR), 초음파 센서 등을 포함할 수 있다.

자율 주행 제어 장치(300)는 차로 레벨 정밀 지도 기반으로 위치 인식 장치(100)에 의한 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 상황 인식 센서 장치(200)에 의한 장애물 감지 정보를 기반으로 차량의 경로를 생성하여 자율 주행을 제어한다. 이를 위해, 자율 주행 제어 장치(300)는 차로 레벨 정밀 지도 저장부(310), 위치 인식 제어기(320), 차량 제어기(330), 경로 저장부(340)를 포함한다.

차로 레벨 정밀 지도 저장부(310)는 차로 레벨 정밀 지도를 저장한다. 통상적으로 차량이 목적지까지 가기 위한 길을 안내하기 위해 항법 지도(navigation map)가 사용되는데, 항법 지도란 일종의 위상 지도(topological map)를 의미하며 링크(link)와 노드(node)로 구성된 형태로 차량용 내비게이션 지도, 실내 로봇의 최단 경로 찾기 알고리즘, 네트워크 통신 모델 설계 등에 사용되는 아키텍처이다. 이러한 토폴로지 지도는 시스템 모델을 단순화하여 표현하기 용이하고 데이터 용량도 최소화할 수 있는 장점이 있는 반면 데이터를 너무 축약된 형태로 표현하다 보니 보다 정밀하고 디테일한 표현을 요구하는 분야(예: 자율주행 지도 등)에 적용하기에는 한계가 있다. 이에 본 발명에서는 보다 정밀한 표현을 제공할 수 있는 차로 레벨 정밀 지도를 이용한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차로 레벨 정밀 지도의 데이터베이스 스키마의 예시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차로 레벨 정밀 지도의 예시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 차로 레벨 정밀 지도란 링크와 노드로만 구성된 항법 지도보다 한 단계 더 깊이 들어가 모든 차로(lane)에 대한 정보를 담고 있는 지도를 의미한다. 여기서, 노드란 LINK ID 또는 LANE ID가 특정한 기준에 의해 나누어져 새로운 LINK ID 또는 LANE ID가 생성되는 지점을 의미한다. 예를 들어, 노드란 신규 좌회전 차로 생성, 교차로 등을 포함할 수 있다.

즉, 항법 지도의 경우 해당 도로가 가진 총 차로수, 도로의 전체 폭 등에 관한 대략적인 정보는 가지고 있지만 도로에 속한 각각의 차로가 가진 특성(예:차로의 넓이, 곡률, 구배 등)을 수치화한 정밀한 데이터를 가지고 있지는 않다. 반면 차로 레벨 정밀 지도는 각각의 차로가 갖는 물리적 특성을 정밀한 센서를 통해 사전에 측량하여 수치화시키고, 차로마다의 고유의 연결성 정보(해당 차로가 이전 차로 혹은 다음 차로와 연결되는 관계)를 포함하고 있어 보다 정확한 차량의 위치 관계 또는 주행 경로를 표현할 수 있다.

이에, 도 2와 같이 데이터베이스 설계 관점에서 차로 레벨 정밀 지도는 항법 지도와 링크 ID를 통해 연결 지을 수 있다. 즉 차로 지도 DB에 항법 지도의 링크 ID 컬럼을 추가하여 두 지도 DB 사이에 연결 관계가 성립되도록 한다. 따라서, 위치에 대한 지도 ID와 링크 ID만 알 수 있다면 거기에 속하는 각 차로별 정보에 접근할 수 있다.

위치 인식 제어기(320)는 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식할 수 있다. 이를 위해 위치 인식 제어기(320)는 정보 융합부(321), 위치 인식 메시지 생성부(322)를 포함한다.

정보 융합부(320)는 차로 레벨 정밀 지도를 기반으로 위치 인식 정보 및 차량 제어를 위한 정보를 융합한다. 이때, 정보의 융합은 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식정보, 차량 제어를 위한 정보를 모두 고려하는 것을 의미한다.

위치 인식 메시지 생성부(322)는 융합된 위치 인식 정보 및 차량 제어를 위한 정보를 포함하는 위치 인식 메시지를 생성한다. 이때, 위치 인식 메시지는 아래 표 1과 같이, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 포함하며, 위치 인식 정보는 지도 ID, 링크 ID, 차로 ID를 포함함으로써, 현재 차량이 어떤 도엽상에 어느 도로의 몇번째 차로를 주행하고 있는지를 나타낸다. 차량 제어를 위한 정보는 차로 넓이, 오프셋, 방향각, 남은 거리, 곡률을 포함하며, 차량이 현재 속한 차로에서 어떤 위치 관계를 하고 있는 지를 나타낸다. 이때, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어를 위한 정보를 설명하기 위한 예시도이다. 도 4를 참조하면 현재 주행 차로의 넓이(width), 현재 주행 차로의 중앙선 기준 횡방향 오프셋(offset), 현재 주행 차로의 중앙선 기준 헤딩각(j),현재 위치 기준 다음 노드까지 남은 거리(distance left), 현재 위치 기준 도로의 곡률(r)이 표시된 바와 같다.

타입	컬럼(Column)	설명(Description)
위치 인식 정보	지도 ID	현재 차량 위치 기준 도엽 ID
	링크 ID	현재 차량 위치 기준 링크 ID
	차로 ID	현재 차량 위치 기준 차로 ID
차량 제어를 위한 정보	차로 넓이	현재 주행 차로의 넓이
	오프셋	현재 주행 차로의 중앙선 기준 횡방향 오프셋
	방향각	현재 주행 차로의 중앙선 기준 헤딩각
	남은 거리	현재 위치 기준 다음 노드까지 남은 거리
	곡률	현재 위치 기준 도로의 곡률

차량 제어기(330)는 위치 인식 메시지와 상황 인식 센서 장치(200)의 장애물 감지 정보를 융합하여 차량의 향후 경로를 생성하고 최적의 제어량을 결정한다.

이를 위해, 차량 제어기(330)는 경로 생성부(331), 제어량 산출부(332), 현재 위치 산출부(333)를 포함한다.

경로 생성부(331)는 목적지가 입력되면 글로벌 경로를 생성하고, 차량 주행 중 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 차로 레벨 정밀 지도, 장애물 감지 정보를 이용하여 로컬 경로를 생성한다. 아래 표 2는 현재 위치에서 목적지까지 생성된 경로 테이블의 구성 예시도이다.

지도 ID	링크 ID	차로 ID	비 고
4780050	8820	312	출발지
4780050	8820	311
4780050	0	1278	우회전
4780050	11000	101
4780050	11000	102
4780050	11000	105
4780050	0	1312	좌회전
4780050	13010	221
4780050	13010	220	목적지

제어량 산출부(332)는 로컬 경로에 따른 차량 제어를 위한 제어량을 산출한다. 제어량을 산출하는 예를 설명하면 아래와 같다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차량 추월 경로를 위한 차량 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차량 추월 경로를 위한 차량 제어를 위한 위치 인식 정보 및 상황 센서 정보의 예시를 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 링크 ID가 11000, 차로ID가 101, 도로폭이 3.5m이고, 오프셋이 +1.2m, 헤딩각이 +10.6 degree이며, 남은거리가 300m 이고, 측후방 장애물이 없고 전방 장애물이 존재하며, 장매울과의 거리가 65.5m, 장애물의 속도가 68KPH이고 현재 속도가 71KPH 일 때, 제어량 산출부(332)는 차로 변경 시점을 결정하고 차로 변경 곡선을 생성하며, 조향을 + 3 degree, 속도를 + 0.2 m/s² 만큼 증가시키도록 제어량을 산출한다.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 목적지 도달 시 차량 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 목적지 도달 시 차량 제어를 위한 위치 인식 정보 및 상황 센서 정보의 예시를 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면 링크ID가 13010, 차로ID가 220, 도로폭이 3.3m 이고, 오프셋이 -0.4m이며 헤딩각이-1.6 degree이며 남은거리가 100m이고 전후방에 장애물이 존재하지 않은 경우, 제어량 산출부(332)는 차로 변경이 필요없고, 조향은 0 degree (조향 유지), 속도는 - 0.1 m/s²로 감소시키도록 제어량을 산출한다.

현재 위치 산출부(333)는 차량의 현재 위치를 산출하여 목적지에 도착하였는지를 판단한다.

경로 저장부(340)는 경로 생성부(331)에 의해 생성된 차량의 현재 위치에서 목적지까지의 글로벌 경로 및 장애물 감지 정보를 고려한 로컬 경로를 저장한다.

조향 장치(400)는 자율 주행 제어 장치(300)의 제어에 따라 차량의 조향을 제어한다.

제동장치(500)는 자율 주행 제어 장치(300)의 제어에 따라 차량의 속도를 감속, 가속, 정지를 수행한다.

이와 같이, 본 발명은 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 장애물 감지 정보를 모두 융합하여 고려하여 차량의 경로를 생성함으로써 자율 주행의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 자율 주행 제어 장치(300)는 목적지가 입력되면(S101) 글로벌 경로를 생성한다(S102). 이때, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 목적지를 입력받는 예시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 글로벌 경로의 예시도이다.

차량이 주행을 시작하고, 자율 주행 제어 장치(300)는 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 차로 레벨 정밀지도, 장애물 감지 정보를 기반으로 로컬 경로를 생성한다(S103).

이어, 자율 주행 제어 장치(300)는 로컬 경로에 따라 주행하기 위해 차량을 제어량을 산출하여 차량을 제어하고(S104), 현재 위치를 계산하여(S105), 차량이 목적지에 도달한 경우(S106) 종료한다.

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 차선 변경 시 예시도이고, 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 전방차량을 추월하는 경우의 예시도이며, 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 차선 변경 또는 추월 시 차량 제어를 위한 메시지 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 10a 및 도 10b와 같이 차선을 변경하거나 추월해야하는 경우, 도 10c 및 아래 표 3과 같이, 자율 주행 제어 장치(300)는 링크 ID, 지도 ID, 차로 ID, 주행 차로 정보(차량 제어를 위한 정보)를 포함하는 위치 인식 메시지를 생성하여, 위치 인식 메시지 및 장애물 감지 정보를 기반으로 차선 변경 또는 추월을 위한 로컬 경로를 생성하고 로컬 경로에 따라 주행하도록 차량 제어량을 산출하여 차량을 제어한다.

링크ID	1250
지도ID	478705
차로ID	6
주행 차로 정보	103086292996250 (0x5DC1A5E0109A) (도로폭: 3.5m / 오프셋: +0.9m / 헤딩: +1.6degree / 다음 노드까지 남은 거리: 1,350m / 도로반경: 2,400m)

도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 진입 예시도이고, 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 출입 예시도이며, 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 고속도로 분기 진입 또는 출입 시 차량 제어를 위한 메시지 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 11a 및 도 11b와 같이 고속도로 분기 진입 또는 출입 시 도 11c 및 아래 표 4와 같이, 링크 ID, 지도 ID, 차로 ID, 주행 차로 정보(차량 제어를 위한 정보)를 포함하는 위치 인식 메시지를 생성하여, 위치 인식 메시지 및 장애물 감지 정보를 기반으로 고속도로 분기 진입 또는 출입을 위한 로컬 경로를 생성하고 로컬 경로에 따라 주행하도록 차량 제어량을 산출하여 차량을 제어한다.

링크ID	1250
지도	478705
차로ID	2
주행 차로 정보	27489101468874 (0x19004E20D4CA) (도로폭: 3.5m / 오프셋: +1.2m / 헤딩: +10.6degree / 다음 노드까지 남은 거리: 250m / 도로반경: 3,200m)

본 발명은 지도(도엽) ID, 도로 ID, 차로 ID를 이용하여 차량의 위치를 인식하고, 차로 정보를 포함하여 차량의 위치를 인식함으로써 더욱 정확한 위치 인식이 가능하다.

또한 본 발명은 차량의 위치 이외에 차량 제어를 위해 필요한 최소한의 정보(도로 넓이/ 셋/방향각/남은 거리/곡률)를 위치 인식 메시지에 함께 포함시켜 최소한의 메시지 구성으로 차량의 위치 관계와 차량 제어에 필요한 정보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 위치 인식 메시지를 통해 전달받은 위치 인식 정보 및 차량 제어를 위한 정보와 상황 인식 센서의 융합을 통해서 실시간으로 자율주행 차량의 경로를 생성할 수 있고 제어량 결정을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자율 주행 제어 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.

도 9를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.

예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 위치 인식 장치
200 : 상황 인식 센서 장치
300 : 자율 주행 제어 장치
400 : 조향 장치
500 : 제동 장치

Claims

차로 레벨 정밀 지도를 저장하는 차로 레벨 정밀 지도 저장부;
상기 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 제어기; 및
상기 위치 인식 제어기에서 인식된 차량의 위치와 차량 주변 장애물 감지 정보를 기반으로 목적지로의 경로를 생성하고 차량 주행을 제어하는 차량 제어기;
를 포함하고,
상기 차로 레벨 정밀 지도는 차로 정보를 포함하며, 링크 ID를 통해 항법 지도와 연결되고,
상기 위치 인식 정보는 현재 차량 위치 기준 지도 ID, 현재 차량 위치 기준 링크 ID, 현재 차량 위치 기준 차로 ID 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 차량 제어기는,
상기 현재 차량 위치 기준 지도 ID 및 상기 현재 차량 위치 기준 링크 ID를 이용하여 상기 차로 레벨 정밀 지도의 차로 정보를 기반으로 로컬 경로를 산출하며,
상기 위치 인식 제어기는
상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보로 구성된 위치 인식 메시지를 생성하고, 상기 위치 인식 메시지를 상기 차량 제어기로 송신하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 차로 정보는, 현재 차로가 이전 차로 또는 다음 차로와 연결되는 관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 위치 인식 제어기는
상기 차로 레벨 정밀 지도를 기반으로 상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보를 융합하는 정보 융합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량 제어기는,
목적지가 입력되면 글로벌 경로를 생성하고, 차량 주행 중 상기 위치 인식 정보, 상기 차량 제어를 위한 정보, 상기 차로 레벨 정밀 지도, 장애물 감지 정보를 이용하여 로컬 경로를 생성하는 경로 생성부; 및
상기 로컬 경로에 따른 차량 제어를 위한 제어량을 산출하는 제어량 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 차량의 현재 위치를 산출하여 목적지에 도착하였는지를 판단하는 현재 위치 산출부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 차량 제어를 위한 정보는 현재 주행 차로의 넓이, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 횡방향 오프셋, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 헤딩각, 현재 위치 기준 다음 노드까지의 남은 거리 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 장치.
위성 항법 시스템 정보로부터 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 장치;
차량의 주변 장애물을 감지하는 상황 인식 센서 장치; 및
차로 레벨 정밀 지도 기반으로 상기 위치 인식 장치에 의한 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 상기 상황 인식 센서 장치에 의한 장애물 감지 정보를 기반으로 차량의 경로를 생성하여 자율 주행을 제어하는 자율 주행 제어 장치를 포함하고,
상기 차로 레벨 정밀 지도는 차로 정보를 포함하며, 링크 ID를 통해 항법 지도와 연결되고,
상기 위치 인식 정보는 현재 차량 위치 기준 지도 ID, 현재 차량 위치 기준 링크 ID, 현재 차량 위치 기준 차로 ID 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 자율 주행 제어 장치는,
상기 현재 차량 위치 기준 지도 ID 및 상기 현재 차량 위치 기준 링크 ID를 이용하여 상기 차로 레벨 정밀 지도의 차로 정보를 기반으로 로컬 경로를 산출하고,
상기 자율 주행 제어 장치는,
상기 차로 레벨 정밀 지도, 위치 인식 정보, 및 차량 제어를 위한 정보를 기반으로 현재 차량의 위치를 인식하는 위치 인식 제어기; 및
상기 위치 인식 제어기에서 인식된 차량의 위치와 차량 주변 장애물 감지 정보를 기반으로 목적지로의 경로를 생성하고 차량 주행을 제어하는 차량 제어기;를 포함하고,
상기 위치 인식 제어기는,
상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보로 구성된 위치 인식 메시지를 생성하고, 상기 위치 인식 메시지를 상기 차량 제어기로 송신하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
삭제
청구항 9에 있어서,
상기 자율 주행 제어 장치는,
항법 지도와 링크 ID를 통해 연결되며, 차로 정보를 포함하는 차로 레벨 정밀 지도를 저장하는 차로 레벨 정밀 지도 저장부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 상황 인식 센서 장치는,
카메라, 레이더(RADAR), 라이다(LiDAR), 초음파 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 자율 주행 제어 시스템.
목적지가 입력되면 항법 지도를 기반으로 글로벌 경로를 생성하는 단계;
상기 글로벌 경로에 따라 차량 주행을 시작하는 단계;
상기 차량 주행 중 위치 인식 정보, 차량 제어를 위한 정보, 차로 레벨 정밀 지도, 장애물 감지 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하여 로컬 경로를 생성하는 단계;
상기 로컬 경로에 따라 차량 주행을 제어하는 단계;
를 포함하고,
상기 차로 레벨 정밀 지도는 차로 정보를 포함하며, 링크 ID를 통해 항법 지도와 연결되고,
상기 위치 인식 정보는 현재 차량 위치 기준 지도 ID, 현재 차량 위치 기준 링크 ID, 현재 차량 위치 기준 차로 ID 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 로컬 경로를 생성하는 단계는,
상기 위치 인식 정보 및 상기 차량 제어를 위한 정보로 구성된 위치 인식 메시지를 생성하는 단계;
상기 위치 인식 메시지를 상기 로컬 경로를 생성하는 차량 내 장치로 송신하는 단계;
상기 로컬 경로를 생성하는 차량 내 장치에서 상기 위치 인식 메시지 기반의 상기 현재 차량 위치 기준 지도 ID 및 상기 현재 차량 위치 기준 링크 ID를 이용하여 상기 차로 레벨 정밀 지도의 차로 정보를 기반으로 로컬 경로를 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.
청구항 13에 있어서,
차량의 현재위치를 산출하여 목적지 도착여부를 판단하고 목적지 도착 시 상기 차량의 제어를 종료하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.
삭제
청구항 13에 있어서,
상기 차로 정보는, 현재 차로가 이전 차로 또는 다음 차로와 연결되는 관계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.
삭제
청구항 13에 있어서,
상기 차량 제어를 위한 정보는 현재 주행 차로의 넓이, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 횡방향 오프셋, 현재 주행 차로의 중앙선 기준 헤딩각, 현재 위치 기준 다음 노드까지의 남은 거리 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.
청구항 13에 있어서,
상기 로컬 경로를 생성하는 단계는,
상기 장애물 감지정보로부터, 현재 차량의 주변에 장애물이 존재하는 경우, 차로 변경 시점을 결정하고 차로 변경 곡선을 생성한 후 차량 제어량을 산출하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.
청구항 19에 있어서,
상기 차량 제어량은 차량의 조향 및 속도의 제어량을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행 제어방법.