KR20210057243A - 자율주행시스템 - Google Patents
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Abstract
센서의 종류 변경 및 다른 업체의 센서로 교체한다고 하더라도 해당 센서 컨테이너만 교체하도록 하는 자율주행시스템을 제시한다. 제시된 자율주행시스템은 센서와 일대일로 연결되고 상호 격리된 하나 이상의 컨테이너를 포함하되, 컨테이너는 해당하는 센서에서 수집된 데이터를 미리 정의된 메시지 구조에 맞게 데이터 프레임을 구성하여 출력하는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부; 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부를 포함하되, 각각의 모듈부는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부의 데이터를 기반으로 자율주행에 해당하는 저마다의 기능을 수행하는 자율주행 애플리케이션 모듈부; 및 데이터 획득 소프트웨어 모듈부와 자율주행 애플리케이션 모듈부의 사이에 설치되고, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부로부터의 데이터를 자율주행 애플리케이션 모듈부에게로 전달하되 해당 데이터가 필요한 모듈부에게로 전달될 수 있게 분배하는 게이트웨이부;를 포함한다.
Description
본 발명은 자율주행시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율주행 차량에 적용가능한 자율주행시스템에 관한 것이다.
자동차는 사용되는 원동기의 종류에 따라, 내연기관(internal combustion engine) 자동차, 외연기관(external combustion engine) 자동차, 가스터빈(gas turbine) 자동차 또는 전기자동차(electric vehicle) 등으로 분류될 수 있다.
자율주행 차량은 운전자의 개입없이 주변 환경을 인지하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 차량을 말한다.
자율주행시스템은 이러한 자율주행 차량이 스스로 운행될 수 있도록 모니터링하고 제어하는 시스템을 말한다.
자율주행에 사용되는 센서의 종류는 라이다, 카메라, GPS/GNSS, IMU 등과 같이 다양하다.
동일한 종류의 센서인 경우에도 업체 및 모델에 따라 센서 데이터를 획득하기 위한 데이터 규약이 다르기 때문에 그에 맞는 전용 소프트웨어가 필요하다.
특정 센서에 맞춰 데이터를 획득하는 부분을 자율주행 소프트웨어에 포함하여 개발할 경우, 센서 변경시에는 별도의 추가적인 소프트웨어 개발이 필요하다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 센서의 종류 변경 및 다른 업체의 센서로 교체한다고 하더라도 해당 센서 컨테이너만 교체하도록 하는 자율주행시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 자율주행시스템은, 센서와 일대일로 연결되고 상호 격리된 하나 이상의 컨테이너를 포함하되, 상기 컨테이너는 해당하는 센서에서 수집된 데이터를 미리 정의된 메시지 구조에 맞게 데이터 프레임을 구성하여 출력하는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부; 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부를 포함하되, 상기 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부는 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부의 데이터를 기반으로 자율주행에 해당하는 저마다의 기능을 수행하는 자율주행 애플리케이션 모듈부; 및 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부와 상기 자율주행 애플리케이션 모듈부의 사이에 설치되고, 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부로부터의 데이터를 상기 자율주행 애플리케이션 모듈부에게로 전달하되, 해당 데이터가 상기 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부중에서 필요한 모듈부에게로 전달될 수 있게 분배하는 게이트웨이부;를 포함한다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 GNSS 컨테이너를 포함하되, 상기 GNSS 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고, 상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고, 상기 데이터 영역은 위도를 나타내는 위도 영역, 경도를 나타내는 경도 영역, 고도를 나타내는 고도 영역, 헤딩(Heading) 정보를 나타내는 헤딩 영역, 속도 정보를 나타내는 속도 영역, GNSS 상태를 나타내는 상태 영역, 및 GNSS 서비스 상태를 나타내는 서비스 영역을 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 IMU 컨테이너를 포함하되, 상기 IMU 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고, 상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고, 상기 데이터 영역은 롤(Roll) 정보를 나타내는 롤 영역, 피치(Pitch) 정보를 나타내는 피치 영역, 요(Yaw) 정보를 나타내는 요 영역, X축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 X 영역, Y축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Y 영역, Z축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Z 영역, X축 지자계 정보를 나타내는 지자계 X 영역, 및 Y축 지자계 정보를 나타내는 지자계 Y 영역을 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너를 포함하되, 상기 카메라 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고, 상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고, 상기 데이터 영역은 카메라 데이터의 폭 정보를 나타내는 폭 영역, 카메라 데이터의 높이 정보를 나타내는 높이 영역, 카메라 데이터의 인코딩 정보를 나타내는 인코딩 영역, 및 카메라 데이터를 나타내는 데이터 영역을 포함할 수 있다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고, 상기 인지 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 및 초음파 컨테이너의 출력을 기반으로 인지 기능을 수행할 수 있다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고, 상기 판단 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, 및 IMU 컨테이너의 출력을 기반으로 판단 기능을 수행할 수 있다.
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고, 상기 제어 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너의 출력을 기반으로 제어 기능을 수행할 수 있다.
상기 저장 모듈부는, 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부에서 획득한 모든 데이터 및 자율주행중에 발생한 모든 데이터를 상기 게이트웨이부를 통해 제공받아 저장할 수 있다.
상기 하나 이상의 컨테이너는, 도커 엔진(Docker Engine) 위에서 실행될 수 있다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 센서의 종류 변경 및 다른 업체의 센서로 교체한다고 하더라도 인터페이스 레이어의 해당 센서 컨테이너만 교체하면 되므로, 별도의 추가적인 소프트웨어를 개발할 필요없이 손쉽게 지속적으로 자율주행 시스템을 개발할 수 있게 된다.
또한, 컨테이너 방식을 채용하였기 때문에, 개발하려는 자율주행시스템의 환경적 제약사항을 어느 정도 해소할 수 있다.
또한, 센서 데이터 저장을 위한 소프트웨어 개발과 자율주행 소프트웨어 개발을 병렬적으로 수행가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행시스템의 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가지고 있다. 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, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 자율주행시스템(100)은, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10), 게이트웨이부(20), 및 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)를 포함할 수 있다.
데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 각각의 센서에서 수집된 데이터를 미리 정의된 메시지 구조에 맞게 데이터 프레임을 구성하여 게이트웨이부(20)에게로 전송한다.
데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 CAN 컨테이너(10a), GNSS 컨테이너(10b), IMU 컨테이너(10c), 카메라 컨테이너(10d), 차량 정보 컨테이너(10e) 등을 포함할 수 있다.
각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 해당하는 센서로부터 센싱 데이터를 수신하고, 수신한 센싱 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다. 즉, 컨테이너와 센서는 일대일로 연결되었다고 볼 수 있다.
그리고, 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 도커 엔진(Docker Engine) 위에서 실행된다. 이와 같이 하면, 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 호스트 운영체제(OS)의 커널 레이어(예컨대, 직접적으로 메모리, CPU 등의 리소스를 제어하는 부분)와 직접 연결된다. 도커 엔진을 활용함에 따라, 도커 엔진을 통해 서로 독립된 컨테이너를 생성하거나 제어하거나 제거하는 것이 가능하다.
각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)가 도커 엔진(Docker Engine) 위에서 실행됨에 따라, 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 호스트 운영체제에서 프로그램을 수행하는 것과 거의 같은 속도로 프로그램을 실행시킬 수 있다.
이와 같이 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)에서 애플리케이션(application) 프로그램을 실행하는데 필요한 모든 정보(예컨대, 코드, 런타임, 시스템 도구, 시스템 라이브러리 및 설정 등)를 포함하는 경량의 독립형 실행가능 소프트웨어 패키지라고 할 수 있다. 즉, 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 서로 격리된 공간에서 각각의 프로세스에 따라 동작한다.
CAN 컨테이너(10a)는 CAN(Controller Area Network) 버스를 통해 자율주행 차량의 내부 장치간에 송수신되는 데이터를 수신하고, 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다.
GNSS 컨테이너(10b)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서로부터의 데이터를 수신하고, 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다.
물론, 필요에 따라서, GNSS 컨테이너(10b)는 GPS 센서로부터의 데이터도 함께 수신할 수 있게 하여도 무방하다.
IMU 컨테이너(10c)는 IMU(Inertial Measuring Unit) 센서로부터의 데이터를 수신하고, 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다.
카메라 컨테이너(10d)는 카메라로부터의 데이터를 수신하고, 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다.
차량 정보 컨테이너(10e)는 센서 데이터 자체가 아닌 처리된 차량 정보를 수신하고, 수신한 차량 정보의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)의 각각의 컨테이너(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 등)는 서로 격리된 공간에서 각각의 프로세스에 따라 동작하므로, 추후 센서의 종류 변경 및 다른 업체의 센서로 교체한다고 하더라도 해당 센서 컨테이너만 교체하면 된다. 이로 인해, 손쉽게 지속적으로 자율주행 시스템을 개발할 수 있게 해 준다.
또한, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 컨테이너 방식이기 때문에, 개발하려는 자율주행시스템의 환경적 제약사항을 어느 정도 해소할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상술한 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 CAN 컨테이너(10a), GNSS 컨테이너(10b), IMU 컨테이너(10c), 카메라 컨테이너(10d), 차량 정보 컨테이너(10e) 이외로, 라이다(Lidar) 컨테이너, 레이다(Radar) 컨테이너, 초음파 컨테이너 등을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 라이다(Lidar) 컨테이너는 라이다 센서로부터의 데이터를 수신하고 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 것이다. 레이다(Radar) 컨테이너는 레이다 센서로부터의 데이터를 수신하고 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 것이다. 초음파 컨테이너는 초음파 센서로부터의 데이터를 수신하고 수신한 데이터의 프로토콜을 분석하여 미리 규격화시킨 메시지 구조로 변환하여 게이트웨이부(20)에게로 전송할 것이다.
한편, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)에서 생성되어 게이트웨이부(20)에게로 전송되는 메시지의 구조를 예를 들어 설명하여 보면 하기와 같을 수 있다.
예를 들어, GNSS 컨테이너(10b)에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함한다. 여기서, 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프(Time Stamp) 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스(Sequence) 영역을 포함할 수 있다. 데이터 영역은 위도를 나타내는 위도(Latitude) 영역, 경도를 나타내는 경도(Longitude) 영역, 고도를 나타내는 고도(Altitude) 영역, 헤딩 정보를 나타내는 헤딩(Heading) 영역, 속도 정보를 나타내는 속도(Speed) 영역, GNSS 상태를 나타내는 상태(Status) 영역, 및 GNSS 서비스 상태를 나타내는 서비스(Service) 영역을 포함할 수 있다.
한편, IMU 컨테이너(10c)에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함한다. 여기서, 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프(Time Stamp) 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스(Sequence) 영역을 포함할 수 있다. 데이터 영역은 롤(Roll) 정보를 나타내는 롤(Roll) 영역, 피치(Pitch) 정보를 나타내는 피치(Pitch) 영역, 요(Yaw) 정보를 나타내는 요(Yaw) 영역, X축 가속도계 정보를 나타내는 가속도(Acceleration) X 영역, Y축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Y 영역, Z축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Z 영역, X축 지자계(자력계) 정보를 나타내는 지자계(Magnetometer) X 영역, 및 Y축 지자계(자력계) 정보를 나타내는 지자계 Y 영역을 포함할 수 있다.
한편, 카메라 컨테이너(10d)에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함한다. 여기서, 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프(Time Stamp) 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스(Sequence) 영역을 포함할 수 있다. 데이터 영역은 카메라 데이터의 폭 정보를 나타내는 폭(Width) 영역, 카메라 데이터의 높이 정보를 나타내는 높이(Height) 영역, 카메라 데이터의 인코딩 정보를 나타내는 인코딩(Encoding) 영역, 및 카메라 데이터를 나타내는 데이터(Data) 영역을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 센서 데이터를 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)의 내부 모듈(즉, 인지부(31), 판단부(32), 제어부(33), 저장부(34))에게로 전달할 때의 데이터 구조를 미리 규격화 해둠으로써, 각각의 센서들은 데이터를 획득하는 기능에만 집중할 수 있다. 즉, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)는 각 센서들이 데이터를 획득하는 기능에 집중할 수 있도록 독립성을 유지해 준다.
게이트웨이부(20)는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)와 자율주행 애플리케이션 모듈부(30) 사이에 설치된다.
게이트웨이부(20)는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)로부터의 데이터(즉, 미리 정의된 메시지 구조에 실린 데이터)를 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)에게로 전달하되, 해당 데이터가 필요한 내부 모듈에게로 전달될 수 있게 분배한다.
예를 들어, 게이트웨이부(20)는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)로부터 제공받은 각각의 데이터의 우선순위와 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)에서의 우선순위를 고려하여 우선순위가 높은 순으로 데이터를 분배할 수 있다.
결국, 게이트웨이부(20)는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)로부터 제공받은 각각의 데이터를 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)의 필요 모듈에게 전달하는 기능(통신기능)만 수행하므로, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)와 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)의 독립성을 강화할 수 있다.
자율주행 애플리케이션 모듈부(30)는
게이트웨이부(20)를 통해 제공받은 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)의 데이터(즉, 센서 데이터, 차량 정보)를 기반으로 자율주행에 해당하는 기능(예컨대, 인지, 판단, 제어, 저장)을 수행한다.
이를 위해, 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)는 인지부(31), 판단부(32), 제어부(33), 및 저장부(34)를 포함할 수 있다.
인지부(31)는 카메라, 라이다, 레이다, 초음파 등의 센서에게 받은 데이터를 기반으로 주변 환경을 인지할 수 있다. 다시 말해서, 게이트웨이부(20)는 다수의 컨테이너중에서 카메라 컨테이너(10d), 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 및 초음파 컨테이너의 데이터(즉, 미리 정의된 메시지 구조에 실린 데이터)를 인지부(31)에게로 분배해 줄 수 있다. 그에 따라, 인지부(31)는 분배받은 데이터를 기반으로 인지 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인지부(31)는 정적 장애물, 동적 장애물(예컨대, 차량, 보행자, 이륜차, 자전거 등), 도로표식(예컨대, 차선, 정지선, 횡단보도, 도로마크 등), 신호등 등을 인지할 수 있다.
판단부(32)는 CAN, GNSS, IMU 등의 센서에게 받은 데이터를 기반으로 자율주행에 필요한 판단 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 게이트웨이부(20)는 다수의 컨테이너중에서 CAN 컨테이너(10a), GNSS 컨테이너(10b), 및 IMU 컨테이너(10c)의 데이터(즉, 미리 정의된 메시지 구조에 실린 데이터)를 판단부(32)에게로 분배해 줄 수 있다. 그에 따라, 판단부(32)는 분배받은 데이터를 기반으로 판단 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 판단부(32)는 목적지 이동, 장애물 회피 경로 계획, 주행상황별(예컨대, 차선유지/변경, 좌우회전, 추월, 유턴, 급정지, 주정차 등) 행동 등을 판단할 수 있다.
제어부(33)는 차량 정보, CAN, GNSS, IMU 등의 센서에게 받은 데이터를 기반으로 자율주행에 필요한 제어 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해서, 게이트웨이부(20)는 다수의 컨테이너중에서 CAN 컨테이너(10a), GNSS 컨테이너(10b), IMU 컨테이너(10c), 및 차량 정보 컨테이너(10e)의 데이터(즉, 미리 정의된 메시지 구조에 실린 데이터)를 제어부(33)에게로 분배해 줄 수 있다. 그에 따라, 제어부(33)는 분배받은 데이터를 기반으로 제어 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(33)는 운전자가 지정한 경로대로 자율주행하기 위해 조향 제어, 속도변경, 기어 등 액추에이터의 제어 등을 행할 수 있다.
저장부(34)는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)에서 획득한 모든 데이터 및 자율주행중에 발생한 모든 데이터를 게이트웨이부(20)를 통해 제공받아 저장할 수 있다. 여기서, 데이터는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)에서 생성된 메시지 구조에 실린 데이터로서, 파일 형태로 저장될 수 있다.
즉, 저장부(34)는 모든 데이터를 시간순으로 동기화하여 파일 형태로 저장할 수 있다.
따라서, 미리 규격화된 메시지 구조에 실린 데이터가 저장부(34)에 저장되므로, 추후에 리플레이하는 시스템을 개발하거나 분석하는 시스템을 개발하는 경우에 저장부(34)의 데이터를 그대로 활용할 수 있다.
필요에 따라, 인지부(31)와 판단부(32)와 제어부(33)에서 각각 만들어진 데이터도 저장부(34)에 저장될 수 있다.
인지부(31)와 판단부(32)와 제어부(33) 및 저장부(34)는 저마다의 기능을 수행하기 위한 고유 소프트웨어를 장착하고, 모듈화되어 있다. 그에 따라, 인지부(31)를 인지 모듈부라고 할 수 있고, 판단부(32)를 판단 모듈부라고 할 수 있고, 제어부(33)를 제어 모듈부라고 할 수 있고, 저장부(34)를 저장 모듈부라고 할 수 있다.
상술한 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)의 각각의 모듈(즉, 인지부(31), 판단부(32), 제어부(33), 저장부(34))은 필요한 데이터를 미리 정의된 메시지 구조로 게이트웨이부(20)를 통해 분배받아 자율주행에 필요한 저마다의 기능을 수행한다.
이와 같이 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)는 미리 규격화된 메시지 구조를 사용함으로써 자율주행의 기능에만 집중할 수 있도록 독립성을 유지한다.
상술한 자율주행시스템(100)에서, 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)를 데이터 획득 레이어(인터페이스 레이어)라고 할 수 있고, 자율주행 애플리케이션 모듈부(30)를 애플리케이션 레이어라고 할 수 있다. 그리고, 게이트웨이부(20)를 데이터 획득 소프트웨어 모듈부(10)와 자율주행 애플리케이션 모듈부(30) 사이에 두어 두 모듈(즉, 10, 30)의 독립성을 강화시켰으므로, 센서 데이터 저장을 위한 소프트웨어 개발과 자율주행 소프트웨어 개발을 병렬적으로 수행가능하다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 데이터 획득 소프트웨어 모듈부
10a : CAN 컨테이너
10b : GNSS 컨테이너
10c : IMU 컨테이너
10d : 카메라 컨테이너
10e : 차량 정보 컨테이너
20 : 게이트웨이부
30 : 자율주행 애플리케이션 모듈부
31 : 인지부
32 : 판단부
33 : 제어부
34 : 저장부
100 : 자율주행시스템
10a : CAN 컨테이너
10b : GNSS 컨테이너
10c : IMU 컨테이너
10d : 카메라 컨테이너
10e : 차량 정보 컨테이너
20 : 게이트웨이부
30 : 자율주행 애플리케이션 모듈부
31 : 인지부
32 : 판단부
33 : 제어부
34 : 저장부
100 : 자율주행시스템
Claims (9)
- 센서와 일대일로 연결되고 상호 격리된 하나 이상의 컨테이너를 포함하되, 상기 컨테이너는 해당하는 센서에서 수집된 데이터를 미리 정의된 메시지 구조에 맞게 데이터 프레임을 구성하여 출력하는 데이터 획득 소프트웨어 모듈부;
인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부를 포함하되, 상기 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부는 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부의 데이터를 기반으로 자율주행에 해당하는 저마다의 기능을 수행하는 자율주행 애플리케이션 모듈부; 및
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부와 상기 자율주행 애플리케이션 모듈부의 사이에 설치되고, 상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부로부터의 데이터를 상기 자율주행 애플리케이션 모듈부에게로 전달하되, 해당 데이터가 상기 인지 모듈부와 판단 모듈부와 제어 모듈부 및 저장 모듈부중에서 필요한 모듈부에게로 전달될 수 있게 분배하는 게이트웨이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 GNSS 컨테이너를 포함하되,
상기 GNSS 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고,
상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고,
상기 데이터 영역은 위도를 나타내는 위도 영역, 경도를 나타내는 경도 영역, 고도를 나타내는 고도 영역, 헤딩(Heading) 정보를 나타내는 헤딩 영역, 속도 정보를 나타내는 속도 영역, GNSS 상태를 나타내는 상태 영역, 및 GNSS 서비스 상태를 나타내는 서비스 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 IMU 컨테이너를 포함하되,
상기 IMU 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고,
상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고,
상기 데이터 영역은 롤(Roll) 정보를 나타내는 롤 영역, 피치(Pitch) 정보를 나타내는 피치 영역, 요(Yaw) 정보를 나타내는 요 영역, X축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 X 영역, Y축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Y 영역, Z축 가속도계 정보를 나타내는 가속도 Z 영역, X축 지자계 정보를 나타내는 지자계 X 영역, 및 Y축 지자계 정보를 나타내는 지자계 Y 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너를 포함하되,
상기 카메라 컨테이너에서 생성되는 규격화된 메시지 구조는 헤더 영역과 데이터 영역을 포함하고,
상기 헤더 영역은 데이터의 획득 시간을 나타내는 타임 스탬프 영역, 전송 프레임의 ID를 나타내는 프레임 ID 영역, 및 전송 프레임의 순서를 나타내는 시퀀스 영역을 포함하고,
상기 데이터 영역은 카메라 데이터의 폭 정보를 나타내는 폭 영역, 카메라 데이터의 높이 정보를 나타내는 높이 영역, 카메라 데이터의 인코딩 정보를 나타내는 인코딩 영역, 및 카메라 데이터를 나타내는 데이터 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고,
상기 인지 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 및 초음파 컨테이너의 출력을 기반으로 인지 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고,
상기 판단 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, 및 IMU 컨테이너의 출력을 기반으로 판단 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부는 카메라 컨테이너, 라이다 컨테이너, 레이다 컨테이너, 초음파 컨테이너, CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너를 포함하고,
상기 제어 모듈부는 상기 게이트웨이부에서 분배해 주는 상기 CAN 컨테이너, GNSS 컨테이너, IMU 컨테이너, 및 차량 정보 컨테이너의 출력을 기반으로 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 저장 모듈부는,
상기 데이터 획득 소프트웨어 모듈부에서 획득한 모든 데이터 및 자율주행중에 발생한 모든 데이터를 상기 게이트웨이부를 통해 제공받아 저장하는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 컨테이너는,
도커 엔진(Docker Engine) 위에서 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행시스템.
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |