KR102509852B1

KR102509852B1 - 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR102509852B1
Application number: KR1020197021043A
Authority: KR
Inventors: 용호 유; 헨드릭 도이쉬; 프랑크 에들링
Original assignee: 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2023-03-13
Also published as: US20190367013A1; JP7125405B2; DE102017205782A1; WO2018184637A1; JP2020515451A; DE112018000155A5; KR20190137767A

Abstract

본 발명은 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800)용의, 시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803)에서부터 시작하여 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804)까지에 이르는 차량 궤적 (102)를 계산하는 제어장치 (101)을 공개하는 바, 이 제어장치에는 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800)의 주변에서 빈 구역과 사용 중인 구역을 감지하여 적절한 주변 정보 (106)을 출력하도록 구성된 주변감지장치 (105)와 그 주변 정보 (106)를 기반으로 시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803)에서부터 시작하여 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800)의 가능한 첫 번째의 충돌하지 않는 차량 궤적을 계산하고 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804)에서부터 시작하여 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800)의 두 번째 충돌하지 않는 차량 궤적을 계산하는 궤적계산장치 (107)가 장착되어 있으며, 이때 궤적계산장치 (107)은 더 나아가 첫 번째 충돌하지 않는 궤적과 두 번째 충돌하지 않는 궤적의 쌍을 식별하도록 하도록 구성되어 있으며, 그 궤적 최종 위치 (713, 813, 814)는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접에 있으며 또 이 계산장치는 최소한 이 한 쌍을 차량 궤적 (102)로서 출력한다. 또한 본 발명은 그에 따른 방법을 공개한다.

Description

제어장치 및 방법

본 발명은 시작 지점에서부터 시작하여 최종 지점까지 차량의 궤적을 계산하기 위한 차량용 제어장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그에 따른 방법에 관한 것이다.

이하에 본 발명을 주로 승용차와 관련하여 설명하고 있지만, 이 발명은 승용차만으로 제한되는 것이 아니라 모든 종류의 차량에 사용될 수 있다.

현대 차량에서 운전자는 점점 더 자주, 자동 또는 최소한 반자동 주행을 가능하게 하는 지원 시스템의 지원을 받는다.

예를 들어 운전자 지원 시스템은 운전자를 대신하여 차량의 주차를 담당한다. 이를 위해 운전자 지원 시스템은 차량의 현재 위치에서부터 시작하여, 차량이 주차 공간으로 움직일 수 있는 궤적을 선택해야 한다.

가능한 궤적의 계산은 대개의 경우 비용이 상당히 들며 또는 강력한 계산 성능을 필요로 한다.

그러므로 본 발명의 과제 중 하나는 차량에 대한 효율적인 궤적 계획을 가능하도록 하는 것이다.

이 과제는 독립된 청구항 1의 특징을 가진 제어장치와 독립된 청구항 9의 특징을 가진 방법에 의해 해결된다.

이를 위해 다음을 계획하였다:

차량 주변에서 빈 구역, 즉 주행할 수 있는 구역과 사용 중인 구역, 즉 주행할 수 없는 구역을 감지하여 적절한 주변 정보를 출력하도록 구성된 주변감지장치와 그 주변 정보를 기반으로 시작 위치에서부터 시작하여 가능한 첫 번째의 충돌하지 않는 차량 궤적을 계산하고 최종 위치에서부터 시작하여 두 번째의 충돌하지 않는 차량 궤적을 계산하도록 구성된 궤적계산장치가 장착된, 시작 지점에서부터 시작하여 최종 지점까지 차량의 궤적을 계산하기 위한 차량용 제어장치를 계획한 바, 이때 이 궤적계산장치는 더 나아가 첫 번째 충돌하지 않는 궤적과 두 번째 충돌하지 않는 궤적의 쌍을 식별하도록 하도록 구성되어 있으며, 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접에 있으며 또 이 계산장치는 최소한 이 한 쌍을 차량 궤적으로서 출력한다.

또한 다음을 계획하였다:

차량 주변에서 빈 구역과 사용 중인 구역을 감지하고 적절한 주변 정보를 출력하며 주변 정보를 기반으로 시작 위치에서부터 시작하여 차량의 충돌이 없는 첫 번째 궤적을 계산하고 주변 정보를 기반으로 최종 위치에서부터 시작하여 차량의 충돌이 없는 두 번째 궤적을 계산하며 첫 번째 충돌하지 않는 궤적과 두 번째 충돌하지 않는 궤적의 쌍을 식별하는, 시작 위치에서부터 시작하여 최종 위치까지의 어떤 차량에 대한 그 차량의 궤적을 계산하는 방법을 계획한 바, 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접에 있으며 또 이 계산장치는 최소한 이 한 쌍을 차량 궤적으로서 출력한다.

본 발명은, 이미 위에서 현재의 기술 수준에 대해 기술한 바와 같이, 차량의 시작 위치에서부터 시작하여 가능한 중간 단계를 포함한 모든 가능한 차량 궤적을 계산하는 것에는 비용이 상당히 많이 든다는 인식에 기반을 두고 있다.

그러므로 본 발명은 차량의 시작 위치에서부터 시작하는 동시에 원하는 최종 위치에서부터 시작하여 가능한 충돌이 없는 궤적을 계산할 수 있다면, 예컨대 자율 주차 과정을 위한 차량 궤적을 계산하기 위한 계산 비용을 현저히 줄일 수 있다는 인식에 기반을 두고 있다.

본 발명을 이용하여, 예를 들어 차량의 주차 과정을 위해 차량의 궤적을 계산할 수 있다 이때 예컨대 차량의 현재 위치를 사전에 시작 위치로서 지정할 수 있다. 최종 위치를 예컨대, 가능한 주차 위치를 사전에 식별할 수 있는 주차 어시스턴트와 같은 지원 기능에 의해 사전에 지정할 수 있다.

주변감지장치에는 차량의 주변을 감지하기에 적합한, 예컨대 센서가 있을 수 있다. 그러한 센서는 예를 들어 초음파 센서, 레이더 센서, LIDAR 센서 등일 수 있다. 하지만 주변감지장치는 다른 시스템의 센서 데이터를 기반으로 하여 차량에 대한 주변 모델을 만들어 그 모델을 본 발명에 따른 제어장치와 같은 다른 차량 시스템에 제공하는, 차량 내의 중앙집중식 제어장치일 수도 있다.

더 나아가 본 발명은 궤적계산장치를 계획한다. 궤적계산장치는 위에서 이미 언급한, 시작 위치에서부터 시작한 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 최종 위에서부터 시작한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산한다.

충돌이 없는 궤적이란 차량 주변의 어떤 장애물과 충돌하지 않고 차량이 지날 수 있는 차량의 궤적으로 이해할 수 있다. 또한 미달해서는 안 되는, 물체 또는 방해물과의 최소 간격도 사전에 규정되어 있을 수 있다는 것은 자명하다.

궤적계산장치가 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적을 계산하면, 이 장치는 최소한 하나의 첫 번째 및 두 번째 궤적에 속하는 궤적 최종 위치가 사전에 지정에 공차 범위 내에서 서로 인접해 있는가를 검사한다.

이 공차 범위는 차량이 첫 번째 궤적에 속하는 궤적 최종 위치에서 두 번째 궤적에 속하는 궤적 최종 위치로 선회하도록 선택될 수 있다.

따라서 차량은 선택한 첫 번째 궤적을 지난 다음 선택한 두 번째 궤적을 지남으로써 시작 위치에서 최종 위치에 도달할 수 있다. 제어장치는 예컨대 운전자가 개입하지 않고 차량이 선택한 첫 번째 궤적을 지난 다음 선택한 두 번째 궤적을 지나도록 제어하여 최종 위치에 도달하도록 구성되어 있을 수 있다. 그 대신 제어장치가 선택한 첫 번째 궤적과 선택한 두 번째 궤적을 적절한 지원 시스템에 출력할 수 있다.

시작 위치에서부터 최종 위치까지에 이르는 차량 궤적을 계산하는 데 소요되는 비용은 본 발명이 가지고 있는 두 가지 측면의 출발점에 의해 현저히 감소될 수 있는 바, 왜냐하면 검사할 변수의 개수가 현저히 줄어들기 때문이다.

유리한 모델 형태와 또 다른 형태는 하위 청구항과 도면과 관련된 설명에서 도출된다.

궤적계산장치가 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적을 가능한 가장 짧은 궤적으로서 계산할 수 있도록 구성되어 있을 수 있는 모델 형태가 있을 수 있다.

그러한 궤적을 계산하는 방법은, 예를 들어 Bernhard Robert

의 학위 논문 “자동 주차를 위한 두 단계 궤적 계획”(Two-step Trajectory Planning for Automatic Parking, 특히 3.2.2 Reeds와Shepp에 따른 허용된 최단 궤적 시퀀스(Shortest Admissible Trajectory Sequences according to Reeds and Shepp) 참조)에 제시되어 있다.

차량이 자신의 물리학적 매개변수에 따라 첫 번째 궤적의 최종 위치에서 두 번째 궤적의 최종 위치로 선회한 다음 이 두 번째 궤적을 지나도록 공차 범위가 사전에 지정되어 있는 모델 형태가 있을 수 있다.

또한 공차 범위는 예를 들어 최종 위치 사이의 거리를 기준으로 할 수 있다. 하지만 이와 동시에 동시에 예컨대 궤적의 서로에 대한 각도도 고려할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 및 두 번째 궤적 사이의 허용된 최대 각도가 그 최종 지점에서 차량이 극복할 수 있는 최대 각도와 일치할 수 있다.

궤적계산장치가 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적을 원형 궤도와 직선 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도 및 직선 궤도의 결합으로서 계산하도록 구성되어 있는 모델 형태가 있을 수 있다.

궤적의 가능한 형태를 제한하면 궤적을 간단히 계산할 수 있다.

궤적계산장치가 각각의 시작 위치에서부터 시작하여 궤적을 사전에 지정된 각분해능으로 계산하도록 구성되어 있는 모델 형태가 있을 수 있다.

여기서 각분해능이란 차량의 주변을 “조사”하는 데 사용되는 각분해능으로 이해할 수 있다. 예들 들어 각분해능이 90°인 경우에는 전방, 상방, 하방 및 후방으로 향하는 직선만을 검사할 것이다. 각분해능이 2°인 경우에는 그 직선이 그에 따라 180도(이 모든 직선 궤도가 차량 원점에서 교차한다)일 것이다. 궤적 계산은 어떤 물체 또는 장애물과의 충돌이 확인되면 종료된다.

궤적 최종 위치를 최종 위치의 좌표계로 변환시키고 최종 위치의 좌표계에서 궤적 최종 위치가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 인접해 있는가를 검사하도록 궤적계산장치가 구성되어 있는 모델 형태가 있을 수 있다.

이 두 궤적이 동일한 좌표계 내에 있으면, 궤적 최종 위치의 비교가 단순화된다. 최종 위치의 좌표계에서는 예컨대 최종 위치가 자신의 원점이 될 수 있다.

첫 번째 궤적과 두 번째 궤적으로 이루어진 어떠한 쌍에 대해서도 각 궤적 최종 위치가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있지 않는 경우, 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 서로 가장 인접한 간격을 지니는 그 궤적 최종 위치를 식별하고 식별된 두 번째 궤적의 궤적 최종 위치를 임시 최종 위치로서 선택하도록 궤적계산장치가 구성되어 있는 모델 형태가 있을 수 있다. 더 나아가 궤적계산장치는 차량에 대해 임시 최종 위치에서부터 시작하여 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산하고 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별하도록 구성되어 있을 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다.

첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의 최종 지점이 공차 범위 내에서 서로 인접해 있지 않는 경우, 본 발명에서는 이미 계산한 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적을 중간 결과로서 이용하고 이 결과는 다른 계산을 위한 기준이 된다. 따라서 가장 인접해 있는 궤적 최종 위치에서부터 시작하여 최소한 두 번째 궤적에 대한 원래의 계산이 반복된다.

궤적계산장치의 모델 형태 중 한 형태에서는 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 서로 가장 인접한 간격을 지니는 그 궤적 최종 위치를 반복적으로 식별하고, 차량에 대해 각 두 번째 궤적의 임시 최종 위치에서부터 시작하여 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별할 수 있을 때까지 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산하도 구성되어 있을 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다.

이미 위에서 기술한 바와 같이 본 발명의 이전의 계산 단계에서 나온 결과를 이용하며, 적절한 궤적을 선택하기 위해 모든 가능성을 계산하려고 하지는 않는다. 따라서 계산 비용이 현저히 줄어든다.

또한 궤적을 반복적으로 검색하는 솔루션에서는 이 반복의 최대 횟수와 같은 중단 기준을 사전에 지정할 수 있다.

위에 기술한 형태와 또 다른 형태는, 의미가 있다고 생각되면, 임의로 서로 결합될 수 있다. 본 발명에 따른 그 외의 가능한 다른 형상과 다른 형태 및 구현에는 예시 모델과 관련하여 위에서 기술하였거나 또는 앞으로 기술할 본 발명의 특징을, 명시적으로 언급하지 않았더라고, 결합하는 것도 포함된다. 특히 이 경우 전문가는 개별적인 측면을 본 발명의 각 기본 형태에 대한 개선 방안 또는 보완 방안으로서 추가할 것이다.

제어장치는 예컨대 차량 내의 컨트롤러로서 구성되어 있을 수 있다. 또한 이 제어장치는 컨트롤러의 한 결합체에서 구성되어 있을 수도 있다. 제어장치는 또한 하드웨어와 소프트웨어의 결합체로서 구성되어 있을 수 있다. 예를 들어 제어장치의 기능이 컴퓨터 프로그램으로서 계산장치 또는 계산장치의 결합체 내에서 실행될 수 있다.

이제 도면에 도시한 예시 모델의 도식적 그림을 이용하여 본 발명을 더 상세히 설명하겠다. 여기서,
도면 1 본 발명에 따른 모델 형태에서 도시한 제어장치의 블록 다이어그램,
도면 2 본 발명에 따른 모델 형태에서 사용된 방법의 흐름도,
도면 3 가능한 궤적의 다이어그램,
도면 4 차량 주변, 시작 위치 및 최종 위치를 도시한 다이어그램,
도면 5 첫 번째의 충돌이 없는 궤적을 도시한 다이어그램,
도면 6 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 도시한 다이어그램,
도면 7 궤적 최종 위치와 중간 위치를 도시한 다이어그램 및
도면 8 최종 궤적을 도시한 다이어그램.
위의 모든 도면에서는, 달리 표시하지 않는 한, 동일하거나 또는 기능이 동일한 요소 및 장치를 동일한 기호로 표시하였다.

도 1은 차량 100에 배치되어 있는 제어장치 101의 예시 모델을 도시한 블록 다이어그램이다.

제어장치 101에는 궤적계산장치 107과 연동되어 있는 주변감지장치 105가 있다.

주변감지장치 105는 차량 100 주변의 빈 구역과 사용 중인 구역을 감지하고 해당 주변 정보 106을 출력한다.

궤적계산장치 107은 주변 정보 106을 기반으로 하여 시작 위치 103에서부터 시작하여 차량 100의 가능한 첫 번째 충돌이 없는 궤적을 계산한다. 또한 궤적계산장치 107은 계획된 최종 위치 104에서부터 시작하여 차량 100의 가능한 두 번째 충돌이 없는 궤적을 계산한다.

그 다음 궤적계산장치 107은 첫 번째 충돌이 없는 궤적과 두 번째 충돌이 없는 궤적으로 구성된 최소한 하나의 쌍을 식별하는 바, 이때 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다. 그러면 최소한 하나의 쌍이 차량 궤적 102로서 출력된다.

궤적계산장치 107은 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적을 예컨대 가장 짧은 가능한 궤적으로서 계산할 수 있다. 그러한 궤적을 계산하는 방법은, 예를 들어 Bernhard Robert

의 학위 논문 “자동 주차를 위한 두 단계 궤적 계획”(Two-step Trajectory Planning for Automatic Parking, 특히 3.2.2 Reeds와 Shepp)에 따른 허용된 최단 궤적 시퀀스(Shortest Admissible Trajectory Sequences according to Reeds and Shepp) 참조)에 제시되어 있다.

또한 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적은 원형 궤도와 직선 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도 및 직선 궤도의 결합으로서 계산될 수 있다.

계산 비용을 줄이기 위해 궤적계산장치 107은 각각의 시작 위치에서부터 시작하여 궤적을 사전에 지정된 각분해능으로 계산하도록.

차량 100이 자신의 물리학적 매개변수에 따라 첫 번째 궤적의 궤적 최종 위치에서 두 번째 궤적의 최종 위치로 선회한 다음 이 두 번째 궤적의 궤적 최종 위치 104로 선회하여 이 궤적을 지나도록, 첫 번째 궤적 및 두 번째 궤적으로 이루어진 쌍을 식별하기 위한 공차 범위가 사전에 지정되도록 구성되어 있을 수 있다.

더 나아가 궤적계산장치 107은 궤적 최종 위치를 최종 위치 104의 좌표계로 변환시켜, 최종 위치 104의 좌표계에서 궤적 최종 위치가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 인접해 있는가를 검사할 수 있다.

첫 번째 궤적과 두 번째 궤적으로 이루어진 어떠한 쌍에 대해서도 각 궤적 최종 위치가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있지 않는 경우, 궤적계산장치 107은 이 과정을 반복적으로 실행할 수 있다. 그러면 궤적계산장치 107은 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 가장 가까운 간격으로 서로 인접해 있는 궤적 최종 위치를 식별하고 식별한 두 번째 궤적의 궤적 최종 위치를 임시 최종 위치로서 선택할 수 있다. 궤적계산장치 107은 이 임시 최종 위치를 이용하여 차량 100에 대해 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산하고, 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별할 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다.

이 두 번째 실행에서도 적절한 쌍을 찾지 못한 경우, 궤적계산장치 107은 반복하여 계속 계산할 수 있다.

궤적계산장치 107은 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 서로 가장 인접한 간격을 지니는 그 궤적 최종 위치를 다시 식별하고, 차량 100에 대해 각 두 번째 궤적의 임시 최종 위치에서부터 시작하여 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별할 수 있을 때까지 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산할 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다. 중단 기준으로서 예컨대 반복 횟수가 사용될 수 있다.

도 2는 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800의, 시작 위치 103, 303, 403, 503, 603, 703 및 803에서부터 시작하여 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804까지에 이르는 차량 궤적 102를 계산하기 위한 방법의 모델 형태를 도시한 흐름도이다.

이 방법은 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800의 주변에 있는 빈 구역과 사용 중인 구역에 대한 감지 S1과 해당 주변 정보 106의 출력으로 이루어져 있다. 또한 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800의 충돌이 없는 첫 번째 궤적은 주변 정보 106을 기반으로 시작 위치 103, 303, 403, 503, 603, 703 및 803에서부터 시작하여 계산된다 S2.

차량 100의 충돌이 없는 두 번째 궤적은 주변 정보 106을 기반으로 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804 에서부터 시작하여 계산된다 S3.

이 방법은 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어져 있으며 그 궤적 최종 위치 713, 813 및 814가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있는 최소한 하나의 쌍을 식별하는 것 S4와 최소한 하나의 쌍을 차량 궤적 102로서 출력하는 것 S5를 계획한다.

공차 범위는 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800이 자신의 물리적 매개변수에 따라 첫 번째 궤적의 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804에서 두 번째 궤적의 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804로 선회하여 그 궤적을 지나도록 사전에 지정되어 있을 수 있다.

또한 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적은 가장 짧은 가능한 궤적으로서 계산될 수 있다. 또한 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적은 원형 궤도와 직선 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도의 결합으로서 및/또는 원형 궤도와 원형 궤도 및 직선 궤도의 결합으로서 계산될 수 있다.

또한 이 방법은 각 시작 위치에서부터 시작하여 사전에 지정된 각분해능으로 궤적을 계산할 것을 계획할 수 있다.

더 나아가 궤적 최종 위치 713, 813 및 814를 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804의 좌표계로 변환시키고, 최종 위치 104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704 및 804의 좌표계에서 궤적 최종 위치 713, 813 및 814가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있는가를 검사할 수 있다.

이 방법을 처음 실행했을 때 아무런 결과를 내지 못하면, 예를 들어 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적으로 이루어진 쌍의 경우 각 궤적 최종 위치 713, 813 및 814가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있지 않으면 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 그 간격이 가장 가까운 궤적 최종 위치 713, 813 및 814를 식별할 수 있다.

식별된 두 번째 궤적의 궤적 최종 위치 713, 813 및 814를 임시 최종 위치로서 선택할 수 있다. 그러면 이 임시 최종 위치에서부터 시작하여 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800에 대해 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산하고, 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별할 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치 713, 813 및 814는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다.

이제 어떤 결과가 나올 때까지 이 방법을 반복적으로 실행할 수 있다. 이를 위해 첫 번째 궤적과 두 번째 궤적의, 그 간격이 가장 가까운 궤적 최종 위치 713, 813 및 814를 반복적으로 식별할 수 있다. 각 두 번째 궤적의 임시 최종 위치에서부터 시작하여 첫 번째의 충돌이 없는 궤적과 임시 최종 위치를 기반으로 하여 계산된 두 번째의 충돌이 없는 궤적으로 이루어진 최소한 한 쌍의 궤적을 식별할 수 있을 때까지 차량 100, 300, 400, 500, 600, 700 및 800에 대해 가능한 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 계산할 수 있는 바, 이때 그 궤적 최종 위치 713, 813 및 814는 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있다.

도 3은 궤적 320, 321 및 322가 궤적계산장치 107에 의해 어떻게 계산될 수 있는가를 도시한 가능한 이 궤적의 다이어그램이다.

궤적 320, 321 및 322는 시작 위치 303에서부터 시작하여 각각 최종 위치 304, 310 및 311까지에 이른다.

궤적 320은 원형 궤도 또는 원형 궤도의 호 및 직선 궤도(전진)로 이루어져 있다.

궤적 321은 후진하는 원형 궤도나 원형 궤도의 호와 전진하는 원형 궤도나 원형 궤도의 호로 이루어져 있다.

궤적 322은 후진하는 원형 궤도나 원형 궤도의 호와 전진하는 원형 궤도나 원형 궤도의 호 및 직선 궤도로 이루어져 있다.

여기에 언급한 궤적 종류 320, 321 및 322는 궤적계산장치가 첫 번째 및 두 번째 궤적을 계산할 때 토대가 되는 요소이다. 물론 버전에 따라 다른 궤적 종류도 사용할 수 있다.

도 4는 차량 400의 주변 및 시작 위치 403과 최종 위치 404를 도시한 다이어그램이다. 차량 주변은 경계선 412로 제한되어 있다. 이것은 지나거나 넘어갈 수 없는 물체 또는 장애물을 가리킨다. 최종 위치 404가 차량 400이 이동해야 할 (주차) 틈새 내에 있다는 것을 알 수 있다.

도 4의 배치는 도 5부터 8까지에서 본 발명을 설명하기 위한 기초이다.

도 5는 첫 번째의 충돌이 없는 궤적을 도시한 다이어그램이다. 차량 500의 시작 위치 503에서부터 시작하여 차량 500이 지날 수 있는 가능한 궤적을 계산한다는 것을 알 수 있다. 이 계산은 전진 주행 및 후진 주행에 대해 이루어진다. 각 최종 위치도 도시되어 있지만, 알기 쉽게 하기 위해 별도로 기호로 표시하지 않았다.

위에서 설명했던 바와 같이, 첫 번째 궤적을 계산하기 위해 각분해능을 사전에 지정했다는 것을 명확히 알 수 있다.

도 6은 두 번째의 충돌이 없는 궤적을 도시한 다이어그램이다. 도 5의 다이어그램과 유사하게, 차량 600의 시작 위치 603에서부터 시작하여 차량 600이 지날 수 있는 가능한 궤적을 계산한다는 것을 알 수 있다. 여기서도 이 계산은 전진 주행 및 후진 주행에 대해 이루어진다. 각 최종 위치도 도시되어 있지만, 알기 쉽게 하기 위해 별도로 기호로 표시하지 않았다.

여기서도 사전에 지정된 각분해능이 그대로 유지되었다.

도 7은 궤적 최종 위치 713이 도시된 다이어그램이다. 궤적 최종 위치 713은, 도 5의 첫 번째 궤적과 도 6의 두 번째 궤적에서 그 궤적 최종 위치가 사전에 지정된 공차 범위 내에서 서로 인접해 있었을 어떠한 쌍도 식별할 수 없었기 때문에, 중간 단계로 사용된다.

따라서 궤적 최종 위치 713은 두 번째 궤적의, 첫 번째 궤적 중 하나와 궤적 최종 위치 중 하나의 간격이 최소인 궤적 최종 위치를 나타낸다.

도 8은 여러 차례 반복 후 나타난 최종 궤적이 도시된 다이어그램이다.

이 최종 궤적은 우선 궤적 최종 위치 814로 진행된다. 여기서부터 궤적 최종 위치 815로 진행된다. 최종 궤적은 궤적 최종 위치 815에서 궤적 최종 위치 813으로 진행된 후 마지막으로 최종 위치 804로 진행된다.

비록 위에서 본 발명을 선호하는 예시 모델을 이용하여 설명하였지만, 이 모델로만 제한되지 않고 다양한 방법으로 변형될 수 있다. 특히 본 발명은 이 발명의 핵심을 벗어나지 않고 다양한 방식으로 변경되거나 변형될 수 있다.

100, 300, 400 차량
500, 600, 700, 800 차량
101 제어장치
102 차량의 궤적
103, 403 시작 위치
503, 603, 703, 803 시작 위치
104, 304, 310, 311 최종 위치
404, 604, 704, 804 최종 위치
105 주변감지장치
106 주변 정보
107 궤적계산장치
320, 321, 322 궤적
412, 512, 612, 712, 812 경계선
713, 813, 814 궤적의 최종 위치
S1 - S5 방법의 단계

Claims

시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803) 에서부터 시작하여 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 까지에 이르는 차량 궤적 (102) 을 계산하기 위한, 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 용 제어장치 (101) 로서, 상기 제어장치는:
차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 의 주변 구역에서 빈 구역과 사용 중인 구역을 감지하고 주변 정보 (106) 를 출력하도록 구성된 주변감지장치 (105);
주변 정보 (106) 에 기초하여 상기 시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803) 에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 의 가능한 제 1 충돌이 없는 궤적을 계산하고, 상기 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 의 가능한 제 2 충돌이 없는 궤적을 계산하도록 구성된 궤적계산장치 (107) 를 포함하고,
상기 궤적계산장치 (107) 는 또한 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 하나의 쌍을 식별하고, 상기 적어도 하나의 쌍을 차량 궤적 (102) 으로서 출력하도록 구성되며, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들의 궤적 최종 위치들은 서로에 대하여 미리정의된 공차 범위 내에 있고,
상기 궤적계산장치 (107) 는, 각 궤적 최종 위치가 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 어떠한 쌍에 대해서도 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있지 않는 경우, 서로에 대해 가장 짧은 간격을 가지는 제 1 충돌이 없는 궤적과 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치를 식별하고, 상기 식별된 제 2 충돌이 없는 궤적의 상기 궤적 최종 위치를 임시 최종 위치로서 선택하도록 구성되며,
상기 궤적계산장치 (107) 는 상기 임시 최종 위치에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 에 대한 가능한 제 2 충돌이 없는 궤적들을 계산하고, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 임시 최종 위치를 기초로 계산된 상기 제 2 충돌이 없는 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 한 쌍을 식별하도록 구성되며, 상기 궤적 최종 위치들은 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있는, 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 궤적계산장치 (107) 는 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들을 가장 짧은 가능한 궤적들로서 계산하도록 구성된, 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 공차 범위는 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 이, 상기 차량의 물리적 매개변수들에 따라, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치에서 상기 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치로 선회 (旋回)) 하여 상기 제 2 충돌이 없는 궤적을 지나도록 미리정의된, 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 궤적계산장치 (107) 는 상기 제 1 충돌이 없는 궤적과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적을 원형 궤도와 직선 궤도의 결합, 원형 궤도와 원형 궤도의 결합, 및 원형 궤도와 원형 궤도 및 직선 궤도의 결합 중 적어도 하나로서 계산하도록 구성된, 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 궤적계산장치 (107) 는 각각의 시작 위치에서부터 시작하여 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들을 미리정의된 각분해능으로 계산하도록 구성된, 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 궤적계산장치 (107) 는 상기 궤적 최종 위치들을 상기 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 의 좌표계로 변환시키고, 상기 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 의 좌표계에서 상기 궤적 최종 위치가 미리정의된 공차 범위 내에 있는 지 여부를 검사하도록 구성된, 제어장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 궤적계산장치 (107) 는 서로에 대해 가장 짧은 간격을 가지는 제 1 충돌이 없는 궤적과 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치를 반복적으로 식별하고, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 임시 최종 위치에 기초하여 계산된 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 하나의 쌍이 식별될 때까지 상기 제 2 충돌이 없는 궤적 각각의 상기 임시 최종 위치에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 에 대해 가능한 제 2 충돌이 없는 궤적들을 계산하도록 구성되며, 상기 궤적 최종 위치들은 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있는, 제어 장치.
차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 에 대해, 시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803) 에서부터 시작하여 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 까지의 차량 궤적 (102) 을 계산하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 주변의 빈 구역과 사용 중인 구역 감지하고, 대응하는 주변 정보 (106) 를 출력하는 단계;
상기 주변 정보 (106) 에 기초하여 상기 시작 위치 (103, 303, 403, 503, 603, 703, 803) 에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 의 제 1 충돌이 없는 궤적들을 계산하는 단계;
상기 주변 정보 (106) 에 기초하여 상기 최종 위치 (104, 404, 504, 604, 704, 804) 에서부터 시작하여 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 의 제 2 충돌이 없는 궤적들을 계산하는 단계;
상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 하나의 쌍을 식별하는 단계로서, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들의 궤적 최종 위치들은 서로에 대해 미리정의된 공차범위 내에 있는, 상기 적어도 하나의 쌍을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 쌍을 상기 차량 궤적 (102) 으로서 출력하는 단계를 포함하며,
각 궤적 최종 위치가 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 어떠한 쌍에 대해서도 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있지 않는 경우, 서로에 대해 가장 짧은 간격을 가지는 궤적 최종 위치가 식별되고, 상기 식별된 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치가 임시 최종 위치로서 선택되고,
상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 에 대해 가능한 제 2 충돌이 없는 궤적들은 상기 임시 최종 위치로부터 시작하여 계산되고, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 임시 최종 위치를 기초로 계산된 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 한 쌍이 식별되며, 상기 궤적 최종 위치들은 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들은 가장 짧은 가능한 궤적들로서 계산되는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 공차 범위는, 상기 차량의 물리학적 매개변수들에 따라, 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 이 상기 제 1 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치로부터 상기 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치로 선회 (旋回)) 하여 상기 제 2 충돌이 없는 궤적을 지나는 것이 가능하게끔 미리정의되는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들은 원형 궤도와 직선 궤도의 조합, 원형 궤도와 원형 궤도의 조합, 및 원형 궤도, 원형 궤도, 및 직선 궤도의 조합 중 적어도 하나로서 계산되는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들은 각각의 초기 위치로부터 시작하여 미리정의된 각분해능으로 계산되고, 및/또는
상기 궤적 최종 위치들은 상기 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 의 좌표계로 변환되고, 상기 궤적 최종 위치들이 상기 최종 위치 (104, 304, 310, 311, 404, 504, 604, 704, 804) 의 상기 좌표계에서 서로에 대해 미리정의된 공차 범위 내에 있는지 여부를 확인하는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.
삭제
제 9 항에 있어서,
서로에 대해 가장 짧은 간격을 가지는 제 1 충돌이 없는 궤적과 제 2 충돌이 없는 궤적의 궤적 최종 위치는 반복적으로 식별되고, 상기 차량 (100, 300, 400, 500, 600, 700, 800) 에 대해 가능한 제 2 충돌이 없는 궤적들은, 상기 제 1 충돌이 없는 궤적들과 상기 임시 최종 위치에 기초하여 계산된 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 중에서 적어도 하나의 쌍이 식별될 때까지 상기 제 2 충돌이 없는 궤적들 각각의 상기 임시 최종 위치로부터 시작하여 계산되며, 상기 궤적 최종 위치들은 서로에 대해 상기 미리정의된 공차 범위 내에 있는, 차량 궤적을 계산하기 위한 방법.