KR20110029188A

KR20110029188A - 네비게이션 장치 및 이를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법, 자동 주행 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20110029188A
Application number: KR1020090086737A
Authority: KR
Inventors: 성경복; 안경환; 김도현; 김정숙; 최정단
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-03-23
Also published as: US8515610B2; KR101214474B1; US20110066312A1

Abstract

본 발명은 네비게이션 장치로부터 제공되는 주행 경로 정보에 따라 무인 자동 주행을 수행한다는 것으로, 자동 주행 시스템에서 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 수행함으로써, 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영한 주행 경로 정보를 이용하여 무인으로 차량을 자동 주행시킬 수 있는 것이다.

무인 자동 주행, 네비게이션 장치

Description

네비게이션 장치 및 이를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법, 자동 주행 시스템 및 그 방법{NAVIGATION APPARATUS AND DRIVING ROUTE INFORMATION OFFERING METHOD USING BY IT, AUTOMATIC DRIVING SYSTEM AND ITS METHOD}

본 발명은 주행 경로 정보를 이용하여 자동으로 주행하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네비게이션 장치로부터의 주행 경로 정보를 이용하여 무인으로 자동 주행하는데 적합한 네비게이션 장치 및 이를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법, 자동 주행 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 각종 주행 수단에 내장되어 주행 위치 탐색을 통해 자동 주행을 수행하는 자동 주행 장치는 주로 선박, 항공기 등에 적용되고 있는데, 최근 들어 도로를 주행하는 차량에도 적용되어 예를 들면, 주행 경로, 도로 혼잡도 등과 같은 다양한 정보를 모니터를 통해 사용자에게 알려주거나, 자동 주행 장치가 스스로 차량을 운전하거나 주행 상태를 제어한다.

그러나, 자동 주행 장치는 아직 상용화가 이루어지고 있지 않은데, 예를 들어 차량과 같이 고속으로 움직이는 이동체의 경우, 주행 환경(예를 들면, 전방 차량 인식, 장애물 검출 등)을 실시간으로 인식하여 운전자에게 알려주거나, 주행 환 경을 실시간으로 판단하여 스스로 그에 대응하는 각각의 응급 기능을 수행해야 하며, 이를 위해서 많은 데이터량을 실시간으로 처리할 수 있는 고성능의 프로세서가 필요하게 된다.

또한, 이동하고 있는 상태에서는 주행 환경을 인식하고 주변 차량을 검출해야 하기 때문에, 차량 등의 물체와 배경을 정확하게 분할지 못해 물체 추적 시 오차가 자주 발생하며, 조명의 변화에 의하여 움직이는 물체를 잘못 인식하는 경우가 빈번히 발생한다.

한편, 최근에는 무인 자동 주행 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이러한 무인 자동 주행 장치는 예를 들면, 레이다(radar), 라이다(ridar), 영상 센서 등을 이용하여 주행 가능 구간을 검출하고, GPS(global positioning system, 이하 'GPS'라 함)를 이용하여 무인 자동 주행 장치의 현재 위치를 파악한 후, 목적지까지 자동으로 주행하기 위한 차량의 주행 경로를 실시간으로 생성하여 무인으로 자동 주행을 수행할 수 있다.

이러한 무인 자동 주행을 위해서는 각종 센서(예를 들면, 레이다(radar), 라이다(ridar), 영상 센서 등)를 이용하여 주행 가능 구간을 파악하는 기능이 필수적으로 요구되며, 이와 함께, 출발지부터 목적지까지의 전체 주행 경로를 생성하는 기능뿐만 아니라 어느 하나의 구간 내에서도 세부 주행 경로를 생성하는 기능이 요구되고, 주행 구간 내의 장애물을 검출하여 회피하기 위한 기능이 필요하게 된다.

상술한 바와 같이, 무인으로 자동 주행을 하기 위해서는 각종 센서와 여러 대의 고성능 컴퓨터를 사용하여 주행 테스트를 위한 무인 주행을 실행시키고는 있지만, 센서 및 컴퓨팅 시스템의 설치 및 구동 비용이 많이 소요되고, 그 신뢰성 문제로 인해 상용화하기에는 어려운 문제점이 있다.

이에 따라, 본 발명은 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 데이터베이스화하여 구축한 상태에서, 이 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보를 이용하여 무인으로 자동 주행할 수 있는 네비게이션 장치 및 이를 이용한 주행 정보 제공 방법, 자동 주행 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예의 일 양태에 따르면, 위성으로부터 차량의 위치값을 수신하는 GPS 수신부와, 상기 수신된 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하고, 상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 무인 자동 주행을 위한 주행 경로 정보를 생성하는 제어부를 포함하는 네비게이션 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보를 생성하는 네비게이션 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보를 추가로 기록하는 네비게이션 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는 네비게이션 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는 네비게이션 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시 예의 다른 양태에 따르면, 차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하는 단계와, 상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선, 참조 주행 속도 및 차선 변경 정보를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 단계를 포함하는 네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보가 생성되는 네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보가 추가로 기록되는 네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는 네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는 네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 실시 예의 일 양태에 따르면, 참조 주행선, 참조 주행 속도 및 차선 변경 정보를 포함하는 참조 주행 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 참조 주행 정보 데이터베이스와, 차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하고, 상기 탐색된 주행 경로에 상기 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 네비게이션 장치와, 상기 생성된 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정하고, 상기 결정된 주행선 및 주행 속도에 따라 무인 자동 주행을 수행하는 차량 제어 장치를 포함하는 자동 주행 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 네비게이션 장치는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보를 생성하는 자동 주행 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 네비게이션 장치는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 상기 차선 변경 정보를 추가로 기록하는 자동 주행 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 차량 제어 장치는, 상기 차량에 대한 차량 길이 또는 회전 반경을 반영하여 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행선 및 주행 속도를 수정하는 자동 주행 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는 자동 주행 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는 자동 주행 시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 실시 예의 다른 양태에 따르면, 차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하는 단계와, 상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 단계와, 상기 생성된 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정하는 단계와, 상기 결정된 주행선 및 주행 속도에 따라 무인 자동 주행을 수행하는 단계를 포함하는 자동 주행 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보가 생성되는 자동 주행 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 상기 차선 변경 정보가 추가로 기록되는 자동 주행 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 주행선 및 주행 속도를 결정하는 단계는, 상기 차량에 대한 차량 길이 또는 회전 반경을 반영하여 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행선 및 주행 속도가 수정되는 자동 주행 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는 자동 주행 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는 자동 주행 방법이 제공된다.

본 발명은, 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 수행함으로써, 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영한 주행 경로 정보를 이용하여 무인으로 차량을 자동 주행시킬 수 있다.

또한, 주행 경로 상에 방향이 변하는 지점에서 차선 변경 정보를 주행 경로 정보에 기록 및 반영하여 구간별로 나뉘어진 각각의 주행 경로에 따라 무인으로 차량을 자동 주행시킬 수 있다.

본 발명은, 자동 주행 시스템에서 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 수행한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 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.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보 에 따라 무인으로 자동 주행하는데 적합한 자동 주행 시스템의 블록 구성도로서, 네비게이션 장치(100), 참조 주행 정보 데이터베이스(100a), 차량 제어 장치(200) 등을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 네비게이션 장치(100)는 GPS 신호를 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 그 주행 경로 정보를 제공하는 것으로, GPS 신호에 따른 위치값(즉, GPS 신호)을 기 저장된 지도 데이터와 매핑하고, 회전각 및 속도를 포함하는 센싱값을 지도 데이터와 매핑시켜 현재 위치(또는 출발지)에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 이러한 주행 경로에 대해 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)의 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등을 해당 주행 경로 상에 반영하여 주행 경로 정보(예를 들면, 주행 경로, 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등)를 생성한 후에, 이를 차량 제어 장치(200)로 제공한다.

이 때, 네비게이션 장치(100)는 참조 주행 정보를 생성된 주행 경로 상에 반영할 경우 방향이 전환되는 지점, 예를 들면, 교차로 등을 기준으로 다수의 구간으로 구분하고, 각 구간에 대응하는 각 주행 경로별로 참조 주행선, 참조 주행 속도 등을 반영할 수 있고, 방향이 전환되는 지점에서 차선 변경이 필요한 경우 차선 변경이 필요한 구간에 대해 차선 변경 정보를 함께 주행 경로 정보에 포함시켜 생성할 수 있다.

또한, 네비게이션 장치(100)는 무인 주행을 위한 차량의 정확한 위치를 파악하여야 하는데, 이를 위해 예를 들면, DGPS(differential global positioning system, 이하 'DGPS'라 함) 방식, RTK(real time kiematics, 이하 'RTK'라 함) 방식 등을 이용하여 차량의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

여기에서, DGPS는 정밀 위성 위치 확인 시스템으로서, 기준점에서 측정한 데이터에 포함된 오차를 기준점으로부터 떨어진 위치에서 실측한 데이터에 적용하여 보정하는 상대 측위 방식, 즉, 위치를 정확하게 알고 있는 기준점에서 그 기준점의 위치 데이터와 GPS 수신기를 이용하여 측정한 위치 데이터를 비교하여 오차 성분을 검출하는데, 기준점에서 100 - 200km 떨어진 지점의 실제 측정값의 오차는 기준점의 오차와 유사하므로, 측정한 데이터에서 기준점의 오차 성분을 제거하면 측정 위치의 정밀도는 현저히 향상된다. 이 때, 기준점에서 데이터를 보정할 오차 정보를 전송하기 위해 반송 방식이나 데이터 링크를 이용할 수 있다.

또한, RTK 방식의 경우에는 두 수신기들 간 상대적 위치 측정을 지원하기 위해 캐리어 신호의 위상이 검출되는데, 수신기들 중 하나는 위치 측정될 사용자 수신기이고, 다른 수신기는 알려진 위치에 배치된 기준 수신기로서, 캐리어 신호의 위상에 기반한 위치 측정의 경우 두 수신기들 간 상대적 위치 측정을 의미한다. 이는 캐리어 측정 및 PRN(pseudo-random number, 이하 'PRN'이라 함) 코드 측정 둘 다에 기반하며, 이들은 이중 차분(double difference) 관측량을 형성하는데 사용될 수 있다.

여기에서, 캐리어 위상과 관련된 이중 차분 관측량은, 두 수신기들에서의 특정 위성 신호의 캐리어 위상차를 그 두 수신기들에서의 다른 위성 신호의 캐리어 위상의 차와 비교한 것이며, PRN 코드와 관련한 이중 차분 관측량도, 두 수신기들 및 서로 다른 위성들에 있어서의 차이 값들만을 고려할 때, 예컨대, 잡음 레벨, 대기상의 왜곡, 다중 경로 환경 및 위성 배열로 인한 에러 등과 같은 위성 신호들의 다양한 에러들이 상쇄될 수 있다. 이러한 이중 차분 관측량은 서로 상관된 수신기들의 위치를 결정하는데 활용될 수 있는데, 기준 위치가 정확히 알려져 있으므로, 결정된 상대적 위치가 절대 위치로 변환될 수 있고, 캐리어 위상의 검출은 센티미터나 데시미터 수준의 정확도로서 위치 측정을 가능하게 할 수 있다.

그리고, 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)는 지도 데이터와 매핑시킬 수 있는 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등을 데이터베이스화하여 참조 주행 정보로서 구축된 것으로, 여기에서, 참조 주행선은 도로의 각 차선마다 존재하며, 주행 시 해당 차선에 따라 주행할 경우 자기 차선에서 벗어나지 않은 상태로 주행하기 위한 선을 의미하며, 참조 주행 속도는 참조 주행선에 따라 주행하기 위한 속도를 의미한다. 이러한 참조 주행선은 예를 들면, 차량의 평균 주행선, 각 차선의 중앙점들을 연결한 선 등으로 저장될 수 있으며, 참조 주행 속도는 예를 들면, 해당 도로의 평균 속도, 설계 속도 등으로 저장될 수 있으며, 이와 함께, 방향이 전환되는 지점(예를 들면, 교차로 등)에서 차선 변경이 필요한 지점에서의 차선 변경 정보가 저장될 수 있다.

또한, 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)는 각 도로별, 각 차선별로 참조 주행 정보를 저장하고 있으며, 차선이 분기되거나 합쳐지는 지점(예를 들면, 교차로 등)에서는 참조 주행 정보가 적어도 2개로 분리되거나 합쳐질 수 있고, 일 예로서, 차선의 중앙점들의 집합, 각 차량의 평균 주행 라인 등으로 저장될 수 있으며, 차선 등이 존재하지 않은 도로에 대해서도 작성 및 저장될 수 있고, 참조 주행 정보와 함께, 도로폭, 도로에서의 차선 위치 정보 등을 더 포함하여 저장될 수 있으며, 이를 통해 차량의 종류에 따라 차선 위치 정보 등을 이용하여 무인으로 자동 주행할 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 이러한 차선 위치 정보 등을 이용하여 무인 자동 주행하는 차량에 대해 차선 이탈 경고 서비스를 제공할 수 있음은 물론이다.

일 예로서, 도 4a는 본 발명의 실시 예에 따라 어느 한 구간에 대한 참조 주행 정보를 예시한 도면으로, 도로 설계 속도가 60km/h인 왕복 2차선 도로의 참조 주행 정보를 나타내며, 중앙선과 각 차선을 통해 구분된 4개의 차선 구역에 대해 각 차선의 중앙점들을 연결한 선을 참조 주행선으로 나타낸 것을 알 수 있으며, 이에 따라 참조 주행선 A, B, C, D로 각각의 참조 주행선을 나타낼 수 있고, 이에 대응하는 참조 주행 속도의 경우 해당 도로의 설계 속도인 60km/h를 각각의 참조 주행 속도로 설정되어 있는 것을 알 수 있다.

또 다른 예로서, 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라 어느 한 구간에 대한 참조 주행 정보를 예시한 도면으로, 도로 설계 속도가 60km/h이며, 편도 2차선 도로와 좌회전 구간의 참조 주행 정보를 나타내고, 붉은색 선은 참조주행선을 나타내며, 붉은색 선의 가운데 숫자는 참조주행속도를 나타내는데, 참조주행선은 차량평균 주행선으로 설정되었으며, 참조주행속도는 차량 평균 속도를 기본으로 설정한 결과, 2차선에 대한 참조 주행선 및 참조 주행 속도는 직선이며, 60km/h로 속도가 일정한데 비해, 1차선의 참조 주행선 및 참조 주행 속도는 직진일 경우와 좌회전 할 경우가 서로 구분되어 있음을 확인할 수 있으며, 직진인 경우에는 참조 주행 속도가 45km/h 이었다가, 좌회전 구간을 지난 후 60km/h 로 올라간 반면, 좌회전을 할 경우에는 30km/h로 접근하였다가 회전시 20km/h 로 감속하고, 회전을 지난 후 30km/h, 50km/h 로 가속하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 참조 주행선과 참조 주행 속도는 한 구간에 대해서 2개 이상이 가능하며, 차량의 주행경로에 따라 서로 다른 참조 주행선과 참조 주행 속도를 선택할 수 있다.

한편, 차량 제어 장치(200)는 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정하여 무인으로 자동 주행을 수행하는 것으로, 네비게이션 장치(100)로부터 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보를 제공받아 이를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정한 후, 결정된 주행선 및 주행 속도로 주행 경로 정보에 따라 무인 주행을 수행하도록 차량을 제어한다. 여기에서, 차량의 제어는 예를 들면, 가속, 감속, 조향 등을 포함하는 모든 차량 제어를 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

이 때, 차량 제어 장치(200)는 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정할 경우 현재 차량에 대한 특성(예를 들면, 차량 길이, 회전 반경 등)을 반영하여 각 구간별로 주행선, 주행 속도 등을 수정할 수 있으며, 이를 통해 차량 특성에 따라 주행 경로 상을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 효과적으로 수행할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시 예에서 기재하고 있는 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)는 네비게이션 장치(100)와 연결된 별도 저장 매체 또는 내장된 저장 매체에 포함되어 구성되거나 혹은 네비게이션 장치(100)와 유무선 통신망으로 연결된 정보 서버, 데이터 센터 등에 저장 관리되면서 네비게이션 장치(100)로부터의 요청에 따라 참조 주행 정보가 제공될 수 있음은 물론이다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 자동 주행 시스템에서 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 네비게이션 장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보를 생성 및 제공하는데 적합한 네비게이션 장치의 블록 구성도로서, 네비게이션 제어부(102), GPS 수신부(104), 센서부(106), 지도 정보 저장부(108) 등을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제어부(102)는 마이크로 프로세서 등을 포함하여 네비게이션 장치(100)의 전반적인 동작 제어를 수행하는 것으로, GPS 수신부(104)로부터 제공되는 네비게이션 장치(100)(즉, 네비게이션 장치(100)가 장착된 차량)의 위치값(즉, GPS 신호)을 지도 정보 저장부(108)에 저장된 지도 데이터와 매핑하고, 센서부(106)로부터 제공되는 네비게이션 장치(100)(즉, 네비게이션 장치(100)가 장착된 차량)의 회전각 및 속도를 포함하는 센싱값을 지도 데이터와 매핑시켜 주행 경로를 탐색 및 생성하는 등의 기능을 수행한다. 여기에서, 제어부(102)는 차량의 정확한 위치를 검출해야 하는데, 이를 위해 예를 들면, DGPS 방식, RTK 방식 등을 이용하여 차량의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

또한, 제어부(102)는 목적지가 입력되면, GPS 수신부(104)로부터 제공되는 위치값을 지도 정보 저장부(108)에 저장된 지도 데이터와 매핑시켜 현재 위치(또는 출발지)에서 목적지까지의 주행 경로 후보들(즉, 다수의 주행 경로 후보)을 탐색 및 검출하고, 이들 각각에 대해 그 주행 시간(즉, 소요 시간), 우선 탐색 방식(예를 들면, 고속도로 우선, 지방국도 우선 등) 등을 고려하여 어느 하나의 주행 경로를 생성한 후에, 이러한 주행 경로에 대해 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)의 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등을 해당 주행 경로 상에 반영하여 주행 경로 정보(예를 들면, 주행 경로, 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등)를 생성한 후에, 이를 차량 제어 장치(200)로 제공한다.

이 때, 제어부(102)는 참조 주행 정보를 생성된 주행 경로 상에 반영할 경우 방향이 전환되는 지점, 예를 들면, 교차로 등을 기준으로 다수의 구간으로 구분하고, 각 구간에 대응하는 각 주행 경로별로 참조 주행선, 참조 주행 속도 등을 반영할 수 있고, 방향이 전환되는 지점에서 차선 변경이 필요한 경우 차선 변경이 필요한 구간에 대해 차선 변경 정보를 함께 주행 경로 정보에 추가로 포함시켜 생성할 수 있다.

다음에, GPS 수신부(104)는 다수의 인공 위성으로부터 안테나를 통해 수신되는 위성 신호를 이용하여 네비게이션 장치(100)의 위치값을 계산하여 그 위치값을 제어부(102)로 전달한다.

그리고, 센서부(106)는 예를 들면, 자이로 센서, 속도 센서 등을 포함하는 것으로, 네비게이션 장치(100)(또는 네비게이션 장치(100)가 장착된 차량)의 회전각, 속도 등을 센싱 및 산출하여 그 회전각, 속도 등의 센싱값을 제어부(102)로 전달한다.

또한, 지도 정보 저장부(108)는 예를 들면, 하드디스크 드라이브(HDD) 등을 포함하는 저장 매체인 것으로, 경로 탐색 및 네비게이션 서비스를 제공하기 위한 각종 지도 정보와, 음성 안내를 제공하기 위한 각종 음성 안내 정보 등이 저장 관리되며, 이들은 필요에 따라 추출되어 제어부(102)로 제공된다.

따라서, 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성함으로써, 차량의 무인 자동 주행을 위한 주행 경로 정보를 차량 제어 장치에 효과적으로 제공할 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 자동 주행 시스템에서 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 수행하는 과정에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보에 따라 무인으로 자동 주행하는 과정을 도시한 플로우차트이다.

도 3을 참조하면, 자동 주행 시스템의 대기 모드에서(단계302), 네비게이션 장치(200)에서는 무인 자동 주행을 위한 목적지가 입력되는지를 체크한다(단계304). 여기에서, 무인 자동 주행을 위한 출발지 및 목적지를 함께 입력받을 수 있으며, 목적지만이 입력될 경우에는 네비게이션 장치(100)가 장착된 차량의 현재 위치를 출발지로 인식될 수 있음은 물론이다.

상기 단계(304)에서의 체크 결과, 무인 자동 주행을 위한 목적지가 입력될 경우 네비게이션 장치(100)에서는 입력된 목적지(또는 출발지와 목적지)에 따라 GPS 신호에 따른 위치값(즉, GPS 신호)을 기 저장된 지도 데이터와 매핑하고, 회전각 및 속도를 포함하는 센싱값을 지도 데이터와 매핑시켜 현재 위치(또는 출발지)에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성한다(단계306). 여기에서, 네비게이션 장치(100)에서는 차량의 정확한 위치를 검출해야 하는데, 이를 위해 예를 들면, DGPS 방식, RTK 방식 등을 이용하여 차량의 정확한 위치를 파악할 수 있다.

일 예로서, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 실제 도로 구성과 논리적인 도로 구성을 예시한 도면으로, 도 5a에 도시한 바와 같은 도로에서 출발지가 S(start)이고, 목적지가 T(target)일 때, 네비게이션 장치(100)에서 탐색 및 생성된 주행 경로는 S-X-Y-T가 되며, 이를 논리적 네트워크 구성으로 나타내면 도 5b와 같이 나타낼 수 있다.

그리고, 네비게이션 장치(100)에서는 생성된 현재 위치(또는 출발지)에서 목적지까지의 주행 경로에 대응하는 참조 주행 정보를 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)에서 검출한다(단계308).

여기에서, 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)는 지도 데이터와 매핑시킬 수 있는 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등을 데이터베이스화하여 참조 주행 정보로서 구축된 것으로, 참조 주행선은 예를 들면, 차량의 평균 주행선, 각 차선의 중앙점들을 연결한 선 등으로 저장될 수 있으며, 참조 주행 속도는 예를 들면, 해당 도로의 평균 속도, 설계 속도 등으로 저장될 수 있으며, 이와 함께, 방향이 전환되는 지점(예를 들면, 교차로 등)에서 차선 변경이 필요한 구간에 대한 차선 변경 정보가 저장될 수 있다.

다음에, 네비게이션 장치(100)에서는 검출된 참조 주행 정보(예를 들면, 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등)를 해당 주행 경로 상에 반영하여 주행 경로 정보(예를 들면, 주행 경로, 참조 주행선, 참조 주행 속도, 차선 변경 정보 등)를 생성하여 차량 제어 장치(200)로 제공한다(단계310). 이 때, 참조 주행 정보를 생성된 주행 경로 상에 반영할 경우 방향이 전환되는 지점, 예를 들면, 교차로 등을 기준으로 다수의 구간으로 구분하고, 각 구간에 대응하는 각 주행 경로별로 참조 주행선, 참조 주행 속도 등을 반영할 수 있고, 방향이 전환되는 지점에서 차선 변경이 필요한 경우 차선 변경이 필요한 구간에 대해 차선 변경 정보를 함께 주행 경로 정보에 추가로 포함시켜 생성할 수 있다.

일 예로서, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행선을 반영한 주행 경로를 예시한 도면으로, 참조 주행 정보 데이터베이스(100a)에서 검출된 참조 주행 정보를 주행 경로 상에 반영할 경우 도 5a에 대응하는 도로에서 출발지(S)에서 목적지(T)까지의 주행 경로에서 참조 주행선과 차선 변경 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하면, 주행 경로를 방향이 전환되는 지점에 따라 S-X-Y 구간과 X-Y-T 구간으로 분리하고, 분리된 각각의 구간에서의 무인 주행 경로는 S-X-Y 구간에서는 1-2-3이 되고, X-Y-T 구간에서는 4-5-6이 됨을 알 수 있다. 이 때, S-X-Y 구간에서 X-Y-T 구간으로 이동할 때, 차선 변경이 필요한 구간(즉, X-Y 구간)에서 차선 변경 정보를 기록하여 무인 자동 주행 시 3-4로 경로를 수정하도록 할 수 있다.

한편, 차량 제어 장치(200)에서는 네비게이션 장치(100)로부터 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보를 제공받아 이를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정한다(단계312). 이 때, 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정할 경우 현재 차량에 대한 특성(예를 들면, 차량 길이, 회전 반경 등)을 반영하여 각 구간별로 주행선, 주행 속도 등을 수정할 수 있으며, 이를 통해 차량 특성에 따라 주행 경로 상을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 차량 제어 장치(200)에서는 결정된 주행선 및 주행 속도로 주행 경로 정보에 따라 무인 주행을 수행하도록 차량을 제어한다(단계314). 여기에서, 차량의 제어는 예를 들면, 가속, 감속, 조향 등을 포함하는 모든 차량 제어를 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

따라서, 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색 및 생성하고, 생성된 주행 경로 상에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하며, 생성된 주행 경로 정보에 따라 주행선 및 주행 속도를 결정한 후에, 이에 따른 무인 자동 주행을 효과적으로 수행할 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보에 따라 무인으로 자동 주행하는데 적합한 자동 주행 시스템의 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보를 생성 및 제공하는데 적합한 네비게이션 장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 참조 주행 정보를 반영한 주행 경로 정보에 따라 무인으로 자동 주행하는 과정을 도시한 플로우차트,

도 4a는 본 발명의 실시 예에 따라 어느 한 구간에 대한 도로중심선과 도로설계속도에 기반한 참조 주행 정보를 예시한 도면,

도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라 어느 한 구간에 대한 차량 평균 주행선과 평균속도에 기반한 참조 주행 정보를 예시한 도면,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 실제 도로 구성과 논리적인 도로 구성을 예시한 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 참조 주행선을 반영한 주행 경로를 예시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 네비게이션 장치 100a : 참조 주행 정보 데이터베이스

102 : 제어부 104 : GPS 수신부

106 : 센서부 108 : 지도 정보 저장부

200 : 차량 제어 장치

Claims

위성으로부터 차량의 위치값을 수신하는 GPS 수신부와,

상기 수신된 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하고, 상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 무인 자동 주행을 위한 주행 경로 정보를 생성하는 제어부를 포함하는

네비게이션 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보를 생성하는

네비게이션 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보를 추가로 기록하는

네비게이션 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는

네비게이션 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는

네비게이션 장치.
차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하는 단계와,

상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 단계를 포함하는

네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보가 생성되는

네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보가 추가로 기록되는

네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는

네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는

네비게이션 장치를 이용한 주행 경로 정보 제공 방법.
참조 주행선, 참조 주행 속도 및 차선 변경 정보를 포함하는 참조 주행 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 참조 주행 정보 데이터베이스와,

차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하고, 상기 탐색된 주행 경로에 상기 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성 하는 네비게이션 장치와,

상기 생성된 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정하고, 상기 결정된 주행선 및 주행 속도에 따라 무인 자동 주행을 수행하는 차량 제어 장치를 포함하는

자동 주행 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 네비게이션 장치는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보를 생성하는

자동 주행 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 네비게이션 장치는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보를 추가로 기록하는

자동 주행 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 차량 제어 장치는, 상기 차량에 대한 차량 길이 또는 회전 반경을 반영하여 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행선 및 주행 속도를 수정하 는

자동 주행 시스템.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는

자동 주행 시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는

자동 주행 시스템.
차량의 위치값을 이용하여 출발지에서 목적지까지의 주행 경로를 탐색하는 단계와,

상기 탐색된 주행 경로에 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 포함하는 참조 주행 정보를 반영하여 주행 경로 정보를 생성하는 단계와,

상기 생성된 주행 경로 정보를 이용하여 주행선 및 주행 속도를 결정하는 단계와,

상기 결정된 주행선 및 주행 속도에 따라 무인 자동 주행을 수행하는 단계를 포함하는

자동 주행 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 방향이 전환되는 지점을 기준으로 상기 주행 경로를 다수의 구간으로 구분하고, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 참조 주행선 및 참조 주행 속도를 반영하여 상기 주행 경로 정보가 생성되는

자동 주행 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 주행 경로 정보를 생성하는 단계는, 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행 경로 정보에 차선 변경 정보가 추가로 기록되는

자동 주행 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 주행선 및 주행 속도를 결정하는 단계는, 상기 차량에 대한 차량 길이 또는 회전 반경을 반영하여 상기 구분된 다수의 구간의 각 구간별로 상기 주행선 및 주행 속도가 수정되는

자동 주행 방법.
제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 참조 주행선은, 평균 주행선 또는 각 차선의 중앙점들을 연결한 선으로 생성되는

자동 주행 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 참조 주행 속도는, 각 도로의 평균 속도 또는 설계 속도로 생성되는

자동 주행 방법.