KR102244761B1 - 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치에 관한 것으로, RTK(Real-Time Kinematics) 장치를 통해 자율주행차량에 대한 고정밀 위치(location)정보와 헤딩(heading)정보를 획득할 수 있도록 하며, 특히, RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나간 거리정보 오차 및 거리정보 오차 정밀도와, 상기 자율주행차량에 대한 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 오차 정밀도를 산출하고, 이를 이용하여 위성항법 기반의 측위정보에 대한 신뢰성정보를 생성하여 제공함으로써, 상기 신뢰성정보를 토대로 자율주행차량의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

Description

자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING RELIABILITY INFORMATION FOR POSITIONING INFORMATION IN AUTONOMOUS VEHICLE}

본 발명은 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RTK(Real-Time Kinematics) 장치를 통해 자율주행차량에 대한 고정밀 위치(location)정보와 헤딩(heading)정보를 획득할 수 있도록 하며, 특히, RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나간 거리정보 오차 및 거리정보 오차 정밀도와, 상기 자율주행차량에 대한 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 오차 정밀도를 산출하고, 이를 이용하여 위성항법 기반의 측위정보에 대한 신뢰성정보를 생성하여 제공함으로써, 상기 신뢰성정보를 토대로 자율주행차량의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

최근 정보통신기술과 자동차 산업기술의 급격한 발전으로 인해 사용자의 직접적인 조작 없이 자율적으로 운행이 가능한 자율주행차량이 개발되어 상용화되면서, 자율주행차량에 대한 대중의 관심이 집중되고 있다.

일반적으로, 자율주행차량은 카메라, 레이더(radar), 라이다(lidar)등과 같은 다양한 센서를 이용한 지능형 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS) 기술, 경로탐색 기술, V2X(Vehicle to Everything)통신기술 등과 같은 다양한 최첨단 기술을 탑재하여 주변 환경에 대한 정보를 습득하고 이를 인지함으로써, 목적지까지 스스로 주행하는 자동차를 의미한다.

상기 자율주행차량은, GPS(Global Positioning System)과 같은 위성항법신호를 이용한 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)을 통해 계산된 자율주행차량의 위치정보를 제공받아, 상기 제공받은 위치정보를 토대로 자율주행을 수행하게 된다.

이러한 자율주행차량의 경우, 자율주행을 안전하게 수행하기 위해서는 신뢰성 높은 위치정보를 제공받는 것이 매우 중요하다.

그러나 종래의 위성항법시스템의 경우, 위성항법신호의 대기권 통과에 따른 왜곡, 시각에 따른 오차, 다중경로 오차 등으로 인해 수 미터에서 많게는 수십 미터까지의 오차가 필연적으로 발생하게 되어 실시간으로 이동하는 자율주행차량에게 적용하는 데에 그 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 정밀한 위치정보를 가지는 복수의 기준국에서 상기 오차를 계산한 보정정보를 제공받아, 위성항법시스템에서 제공받은 위치정보에 상기 보정정보를 적용함으로써, 정밀한 위치정보를 제공하는 RTK 장치가 상기 자율주행차량에게 적용되고 있다.

그러나 종래의 RTK 장치는, 상기 측정한 위치정보에 대한 신뢰성 여부를 판단하지 않기 때문에, 상기 측위보정정보를 제대로 수신하지 못하는 환경(예: 통신두절, 신호간섭 등)에 있는 경우, 단순 항법위성으로부터 수신한 위성항법신호만으로 계산한 위치정보를 제공할 수 있으며, 이는 자율주행차량이 신뢰성이 보장되지 않는 위치정보를 자율주행에 이용함으로 인해 경로 이탈, 교통사고 등과 같은 다양한 문제점을 야기할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 자율주행차량에 앞측과 뒤측에 RTK 안테나를 포함하는 RTK 장치를 각각 설치하고, 상기 각 RTK 장치를 통해 측정한 위치정보와, 적어도 하나 이상의 기준국으로부터 수신되는 보정정보 및 정밀하게 측정한 상기 RTK 안테나 사이의 거리정보를 이용하여, 상기 RTK 안테나 사이의 거리정보 오차정밀도와, 상기 자율주행 차량의 헤딩정보의 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 계산함으로서, 상기 자율주행차량에 대한 측위정보에 대한 신뢰성을 판단한 신뢰성정보를 생성하여 자율주행차량으로 제공함으로써, 상기 자율주행차량의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하는 방안을 제안하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국등록특허 제2000395호(2019.07.09.)는, 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 차량의 종방향 및 횡방향 움직임을 제어하기 위한 구동부, GPS신호와 DGPS(Differential GPS) 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 차량의 위치정보를 도출하는 위치정보부와, 차량 외부의 객체를 감지하는 센서부를 구성하여, 상기 구동부, 위치정보부 및 센서부의 동작상태에 따라 자율주행모드, 수동주행모드로 상기 차량을 운행하도록 하는 자율주행 차량의 운행 모드 전환을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

상기 선행기술은, GPS 신호, DGPS 신호 및 관성센서 신호를 이용하여 차량의 위치정보를 도출하는 것으로, 본 발명과 같이 자율주행차량의 상부에 앞측과 뒤측에 각각 설치되는 RTK 장치를 이용하여, 차량의 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도와, 상기 RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나간의 거리정보 오차정밀도를 계산하여, 상기 계산한 각 오차정밀도를 토대로 상기 자율주행차량에 대한 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 방법에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다. 따라서 상기 선행기술과 본 발명은 현저한 차이점이 있는 것이 분명하다.

또한 한국공개특허 제2018-0014343호(2018.02.08.)는, 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치에 관한 것으로, 지엔에스에스 신호의 감도에 따른 신뢰성 판단 기준을 설정해놓고, 상기 차량이 지엔에스에스 음영구간에 있는 기간을 고려하여 상기 설정한 신뢰성 판단 기준을 가변적으로 적용하여, 음영구간을 진출할 때, 수신되는 지엔에스에스 신호를 즉각 반영하여 상기 차량의 위치를 결정하는 지엔에스에스 기반 추측항법 시스템의 동적 신뢰성 결정 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기 선행기술은, 차량의 상황(즉, 개활지 위치 또는 지엔에스에스 음영구역에 위치)에 따라 사전에 설정한 지엔에스에스 신호의 감도에 대한 신뢰성 판단 기준을 가변적으로 설정하여, 상기 판단 기준에 따라 음영구역을 탈출 할 때, 감도가 낮은 지엔에스에스 신호가 수신되더라도 이를 이용하여 즉각적인 차량의 위치정보를 산출하도록 하는 것이다.

반면에 본 발명은, 두개의 RTK 장치를 자율주행차량을 포함하는 자동차에 장착하고, 상기 두개의 RTK 장치를 이용하여 차량의 헤딩정보와 상기 각 RTK 장치에 포함된 RTK 안테나간 거리정보 오차를 산출하고, 상기 산출한 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도와 상기 산출한 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하여, 상기 산출한 각 오차정밀도에 따라 상기 자율주행차량에 대한 위치정보의 신뢰성을 판단하도록 하여, 상기 판단한 결과에 따라 자율주행차량의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하는 것으로, 상기 선행기술은 이러한 본 발명의 기술적 특징을 기재하거나, 시사 혹은 암시도 없음이 분명하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작 된 것으로서, 자율주행차량의 앞과 뒤에 동일한 높이로 장착되는 RTK 안테나를 포함하는 RTK 장치를 각각 구성하여, 상기 구성한 두개의 RTK 장치를 통해 산출되는 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하여, 이에 대한 신뢰성정보를 생성하고, 상기 생성한 신뢰성정보를 토대로 상기 자율주행차량의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 RTK 측위정보의 신뢰성을 판단함에 있어서, 상기 각 RTK 장치와, 상기 각 RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나 사이의 거리정보를 토대로, 상기 자율주행차량의 위치정보, 헤딩정보 및 해당 자율주행차량이 운행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하는 자율주행차량의 고정밀 포지션정보를 획득할 수 있도록 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 RTK 안테나 사이의 거리정보 오차 및 거리정보 오차정밀도와, 상기 헤딩정보의 변화량 및 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도를 산출하고, 상기 산출한 각 오차정밀도를 토대로 상기 신뢰성을 판단하여, 신뢰성 높은 상기 자율주행차량에 대한 포지션정보를 제공할 수 있도록 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법은, 상기 자율주행차량의 앞측 및 뒤측에 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 두 개의 RTK장치 혹은 하나의 통합된 RTK장치를 이용하여 상기 자율주행차량의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 측위정보를 각각 생성하는 RTK 측위정보 생성 단계, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간의 거리(정보) 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출 단계, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 생성한 자율주행차량의 헤딩정보(주행방향)를 이용하여, 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출 단계, 상기 산출한 거리정보 오차정밀도와, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 통해 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단 단계 및 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보를 포함하는 신뢰성 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 거리정보 오차정밀도 산출 단계는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간 직선거리를 계산하고(측정거리), 상기 계산한 직선거리와 사전에 정밀하게 측정된 상기 RTK 안테나간 거리정보(실제거리)를 비교하여, 상기 계산한 직선거리에 대한 오차를 계산함으로써, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 제공 방법은, 상기 생성한 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서 상기 생성한 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보로의 방향을 측정함으로써, 상기 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성 단계를 더 포함하며, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출 단계는, 생성되는 헤딩정보와 이전에 생성한 헤딩정보사이의 각도 변화량에 대한 각속도를 측정함으로서, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측위정보 신뢰성 판단 단계는, 상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 사전에 설정한 제2 임계값 이상이거나 또는 이들의 조합인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하고, 이와 반대로 상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 상기 제1 임계값 미만이고, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되는 것으로 판단함으로써, 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 생성한 신뢰성정보 메시지는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보, 상기 자율주행차량에 대한 포지션정보를 포함하며, 상기 신뢰성정보는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따라 상기 포지션정보에 대한 신뢰성 보장여부를 나타내는 신뢰성판단 상태 및 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차, 거리정보 오차정밀도, 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 포지션정보는, 상기 자율주행차량의 위치정보, 상기 생성한 자율주행차량의 헤딩정보 및 상기 자율주행차량이 주행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하며, 상기 위치정보는 상기 생성한 RTK 측위정보를 평균하거나, 상기 생성한 RTK 측위정보 중 어느 하나를 선택함으로써, 생성되며, 상기 기울기정보는, 상기 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보의 고도값에 상기 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보의 고도값을 차감함으로써, 생성되는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치는, 상기 자율주행차량의 앞측 및 뒤측에 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 두 개의 RTK장치 혹은 하나의 통합된 RTK장치를 이용하여 상기 자율주행차량의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 측위정보를 각각 생성하는 RTK 측위정보 생성부, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간의 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출부, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 생성한 자율주행차량의 헤딩정보를 이용하여 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부, 상기 산출한 거리정보 오차정밀도와, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 통해 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단부 및 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보를 포함하는 신뢰성 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 제공 장치는, 상기 생성한 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서 상기 생성한 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보로의 방향을 측정함으로써, 상기 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성부를 더 포함하며, 상기 거리정보 오차정밀도 산출부는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간 직선거리를 계산하고, 상기 계산한 직선거리와 사전에 정밀하게 측정된 상기 RTK 안테나간 거리정보를 비교하여, 상기 계산한 직선거리에 대한 오차를 계산함으로써, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출하며, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부는, 상기 생성한 헤딩정보와 이전에 생성한 헤딩정보사이의 각도 변화량에 대한 각속도를 측정함으로서, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측위정보 신뢰성 판단부는, 상기 산출한 거리오차 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 사전에 설정한 제2 임계값 이상이거나 또는 이들의 조합인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하고, 이와 반대로 상기 산출한 거리오차 오차정밀도가 상기 제1 임계값 미만이고, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되는 것으로 판단함으로써, 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 '거리정보'라는 용어를 '거리'라고만 표현하여도 동일한 의미이며, '헤딩정보'는 자율주행차량의 '주행방향'을 의미하는 용어로 사용한다.

이상에서와 같이 본 발명의 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치는, 자율주행차량에 장착되는 두개의 RTK 장치를 이용하여, 자율주행차량의 위치정보, 헤딩정보 및 지면에 대한 기울기정보를 포함하는 상기 자율주행차량에 대한 정밀한 포지션정보를 획득하여 상기 자율주행차량에 대한 안정적인 자율운행을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 상기 포지션정보를 획득함에 있어서, 상기 두개의 RTK 장치를 통해 산출한 측위정보를 토대로 상기 헤딩정보에 대한 변화량 및 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도를 획득하고, 상기 각 RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나 사이의 거리정보 오차 및 거리정보 오차에 대한 오차정밀도를 산출하여, 상기 산출한 각 오차정밀도를 토대로 상기 자율자동차의 포지션정보에 대한 신뢰성을 신속하고 효율적으로 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치를 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에 대한 헤딩정보, 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 산출하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 메시지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 데이터는 디지털 정보로 해석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치를 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치(100)(이하, 측위정보 신뢰성 제공 장치)는, 자율주행차량(10)에 구비되는 통합된 하나 혹은 두개의 RTK 장치(200)를 이용하여, 자율주행차량(10)의 실시간 위치정보, 헤딩정보 및 해당 자율주행차량(10)에 주행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하는 자율주행차량(10)의 포지션정보를 출력하여, 상기 자율주행차량(10)의 메인 컨트롤러인 ECU(Electronic Control Unit)으로 제공함으로서, 상기 포지션정보를 이용하여 안정적인 차량의 운행을 수행할 수 있도록 하고, 상기 자율주행차량(10)의 포지션정보를 사용자에게 실시간으로 제공할 수 있도록 한다. 실제 RTK 안테나만 자율주행차량을 포함한 차량의 상부에 설치되며, RTK장치는 2개 일수도 있고, 하나의 통합된 장치일수도 있다. RTK장치는 통상 차량내부에 설치하고 그 설치 위치는 중요하지 않다. 통상적으로 RTK 안테나와 유선케이블로 연결될 수 있다. 이하에서 하나의 RTK 안테나에 하나의 RTK 장치를 구비하는 것으로 설명하더라도, RTK 장치가 통합된 장치로 구성된다는 것을 배제하는 것이 아니다.

또한 상기 각 RTK 장치(200)는, GPS 위성이나, 글로나스(Glonass) 위성과 같은 동일한 복수(예: 3개 이상)의 GNSS 위성을 동시에 관측하여 위성항법신호를 수신하는 RTK 안테나를 각각 포함하여 구성되며, 상기 RTK 안테나는 상기 자율주행차량(10)의 상부의 앞측과 뒤측에 동일선상에서 동일한 높이로 각각 설치된다.

상기 각 RTK 장치(200)는, 상기 사율주행차량(10)의 이동에 따라 상기 자율주행차량(10)의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 위치정보를 실시간으로 생성하는 로버(rover)로써의 기능을 각각 수행한다.

즉, 상기 각 RTK 장치(200)는, 상기 RTK 안테나를 통해 수신한 위성항법신호를 토대로 상기 자율주행차량(10)의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 위치정보를 생성하여, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)로 제공하며, 상기 RTK 안테나간의 거리는, 상기 RTK 장치(200)가 상기 자율주행차량(10)에 설치될 때, 정밀하게 측정되어 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)의 메모리(미도시)에 저장된다.

상기 RTK 위치정보는, 위성항법신호의 대기권 통과에 따른 왜곡, 상기 GNSS 위성과 상기 RTK 장치간의 시각에 따른 오차, 다중경로에 따른 오차 등과 같은 다양한 오차가 포함되어 있으므로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 적어도 하나 이상의 RTK 기준국(300)으로부터 상기 오차가 제거된 RTK 보정정보를 실시간으로 수신하고, 상기 수신한 RTK 보정정보를 상기 RTK 위치정보에 각각 적용하여 상기 오차를 제거함으로써, 정밀한 RTK 측위정보를 각각 생성하고, 상기 생성한 각각 RTK 측위정보를 이용하여 상기 자율주행차량(10)에 대한 헤딩정보를 생성한다.

한편, RTK 기준국(300)은, 상기 자율주행차량(10)에게 RTK 보정정보를 제공하기 위한 것으로, 사전에 측정한 정밀한 위치정보를 가지고 있으면서, 실제 위성항법신호를 수신하여 생성한 위치정보와 상기 사전에 측정한 위치정보를 토대로 상기 위성항법신호에 포함된 오차를 제거한 RTK 보정정보를 생성하여 제공하는 실제 기준국이거나, 상기 실제 기준국의 위성관측 데이터를 이용하여 복수의 장소(예: 도로 등)에 만들어진 일종의 가상의 기준국을 포함한다.

상기 위성항법신호는 복수의 GNSS 위성에서 송출되는 반송파를 의미하는 것으로, 상기 RTK 기준국(300)은 상기 GNSS 위성의 반송파에 대한 위상 관측치를 이용하여 각 GNSS 위성별 의사거리를 계산하여 정밀하게 측정된 위치정보에 따라 상기 계산한 각 의사거리에 대한 보정값을 생성함으로써, 상기 RTK 보정정보를 생성하여 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)로 제공하게 된다.

한편 상기 RTK 보정정보는, RTCM(Radio Technical Commission for Maritime) 포맷으로 구성되어, NTRIP(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol)이나, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)과 같은 다양한 무선통신방법을 통해 제공될 수 있다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 생성한 RTK 측위정보와 상기 헤딩정보를 이용하여, 상기 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나 사이의 거리와 상기 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나 사이의 거리에 대한 오차정밀도를 산출하고, 또한 상기 생성한 헤딩정보를 이용하여 상기 헤딩정보의 변화량 및 헤딩정보의 오차정밀도를 산출하여 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하고, 상기 판단한 결과에 따른 신뢰성정보와 해당 자율주행차량(10)에 대한 상기 포지션정보를 포함하는 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력한다.

한편, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 자율주행차량(10)의 운행이나, 주변 환경에 따라 상기 RTK 측위정보가 제공되지 않는 경우에는, 상기 RTK 위치정보를 RTK 측위정보로 하여 상기 신뢰성을 판단하게 된다.

이때, 상기 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나 사이의 거리는, 상기 각 RTK 장치(200)에 대해 생성한 각 RTK 측위정보를 상기 RTK 안테나의 두 지점으로 하여, 상기 두지점 사이의 직선거리를 계산함으로써, 산출된다. 또한 상기 RTK 안테나 사이의 거리에 대한 오차정밀도는 상기 계산한 직선거리와 상기 사전에 정밀하게 측정한 RTK 안테나간의 거리정보를 비교하여, 상기 사전에 정밀하게 측정한 RTK 안테나간 거리정보와 상기 계산한 RTK 안테나간 직선거리에 대한 거리정보 오차를 계산함으로서, 산출된다.

또한 상기 헤딩정보는, 상기 각 RTK 측위정보에 대한 방향을 확인함으로서 생성되고, 상기 헤딩정보에 대한 변화량은 이전에 측정한 헤딩정보과 현재 측정한 헤딩정보를 토대로 상기 헤딩정보에 대한 각도의 변화량을 의미하며, 상기 헤딩정보의 오차정밀도는 상기 각도의 변화량에 대한 각속도를 계산함으로서, 산출된다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 RTK 안테나 사이의 거리에 대한 오차정밀도와, 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도를 이용하여 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하여, 이에 대한 신뢰성정보를 포함하는 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력한다.

이후, 상기 자율주행차량(10)은, 상기 출력한 신뢰성정보 메시지에 포함된 신뢰성정보를 토대로 상기 신뢰성정보 메시지에 포함된 자율주행차량(10)에 대한 상기 포지션정보를 자율주행차량(10)의 운행에 이용할지에 대한 여부를 판단하여, 신뢰성이 보장된 경우에는 상기 포지션정보를 해당 자율주행차량(10)의 운행에 이용하게 된다.

한편, 상기 자율주행차량(10)은, 상기 신뢰성정보 메시지에 포함된 신뢰성정보를 확인한 결과, 신뢰성이 보장되어 있지 않은 경우에는, 자체적으로 구비된 관성항법 시스템(INS, Inertial Navigation System)을 통해 상기 자율주행차량(10)에 대한 위치정보와 헤딩정보를 생성하여 상기 운행에 이용하게 된다.

상기 관성항법 시스템은, 자이로스코프, 가속도센서 등과 같은 복수의 센서로부터 수신되는 센서데이터를 이용하여, 이전의 신뢰성이 보장된 자율주행차량(10)의 포지션정보로부터, 자율주행차량(10)의 운행에 따른 위치정보와 헤딩정보를 감지하는 시스템을 의미하는 것으로, 상기 자율주행차량(10)은, 본 발명의 신뢰성정보 제공 장치(100)에서 출력하는 신뢰성정보 메시지의 신뢰성정보에 따라 RTK 장치(200)를 토대로 생성된 자율주행차량(10)의 포지션정보를 이용하거나, 상기 관성항법 시스템으로 생성되는 자율주행차량(10)의 위치정보와 헤딩정보를 이용하여 상기 운행을 수행할 수 있다.

상기에서 설명한 것과 같이, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)에서 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하여, 신뢰성이 보장된 자율주행차량(10)에 대한 포지션정보를 토대로 상기 자율주행차량(10)이 안정적으로 운행할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 차량주행 자동차(10)의 상단에 위치하는 제1 RTK 장치(210) 및 제2 RTK 장치(220)로부터 복수의 GNSS 위성을 관측하여 생성되는 제1 RTK 위치정보(즉, 자율주행차량 앞측에 대한 위치정보) 및 제2 RTK 위치정보(즉, 자율주행차량의 뒤측에 대한 위치정보)를 각각 수신하며, 상기 각 RTK 위치정보는, 위도, 경도 및 고도를 포함한다.

상기 제1 RTK 장치(210)와 제2 RTK 장치(220)는 각각의 RTK 안테나를 통해 복수의 GNSS 위성으로부터 전송된 위성항법신호를 수신하며, 상기 수신한 위성항법신호를 토대로 상기 각 RTK 위치정보를 생성한다.

이때, 상기 제1 RTK 장치(210)와 제2 RTK 장치(220)에 대한 각각의 RTK 안테나는, 자율주행차량(10)의 상단 앞측과 뒤측에 동일한 선상에서 동일한 높이로 설치되며, 상기 RTK 안테나간의 거리는 사전에 정밀하게 측정되어 메모리(미도시)에 저장됨은 상술한 바와 같다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 각 RTK 장치(200)에서 생성한 제1 RTK 위치정보 및 제2 RTK 위치정보에, 기준국(300)으로부터 수신되는 RTK 보정정보를 각각 적용하여, 상기 수신한 위성항법신호에 포함된 오차를 제거함으로써, 상기 각 RTK 위치정보에 대응하는 제1 RTK 측위정보 및 제2 RTK 측위정보를 생성한다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나간 거리 및 헤딩정보를 산출한다.

여기서, 상기 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나간 거리는, 상기 생성한 제1 RTK 측위정보 및 제2 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간 직선거리를 계산함으로서, 산출된다.

또한 상기 헤딩정보는, 상기 제2 RTK 측위정보에 대한 제2 RTK의 위치에 대한 지점과, 상기 제1 RTK 측위정보에 대한 제2 RTK 위치에 대한 지점을 직선으로 연결하여, 상기 제2 RTK 위치에서 제1 RTK 위치에 대한 방향을 측정함으로써, 산출된다.

즉, 상기 헤딩정보는 상기 자율주행차량(10)의 앞측에 대한 RTK 측위정보와, 상기 자율주행차량(10)의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에 대한 방향을 측정함으로써, 산출되는 것이다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 계산한 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나간 거리와, 상기 사전에 정밀하게 측정하여 저장한 RTK 안테나간 거리정보를 비교하여 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출한다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 산출한 헤딩정보에 대한 헤딩정보 변화량과, 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 산출한다.

여기서, 상기 헤딩정보 변화량은, 이전에 산출한 헤딩정보와 현재 산출한 헤딩정보로 변화되는 각도의 변화량을 의미하며, 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도는 상기 각도의 변화량에 대한 각속도를 계산함으로써, 산출된다.

한편, 상기 헤딩정보 변화량 및 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 산출하는 과정에 대해서는 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 산출한 RTK 안테나간거리정보 오차정밀도와, 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 토대로 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단한다.

또한 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 산출한 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값(예: 10cm) 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도가 설정한 제2 임계값(예: 5도/sec)이상이거나 또는 이들의 조합을 포함하는 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성은 낮은 것으로 판단한다.

이와 반대로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도 및 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도가 상기 각 임계값 미만인 경우에는 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 높은 것으로 판단하게 된다.

이후, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따라 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력한다.

이때, 상기 신뢰성정보 메시지는, 상기 신뢰성 판단결과에 대한 신뢰성정보 필드와, 상기 자율주행차량(10)에 대한 포지션정보를 포함하는 포지션정보 필드를 포함하며, 상기 신뢰성정보 메시지를 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

또한 상기 자율주행차량(10)은, 상기 신뢰성정보 메시지의 신뢰성정보에 따라 상기 포지션정보를 운행에 이용할지에 대한 여부를 판단하여, 상기 판단한 결과에 따라 상기 포지션정보를 운행에 이용하거나, 자체적으로 탑재된 관성항법 시스템을 통해 생성되는 위치정보 및 헤딩정보를 상기 운행이 이용하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에 대한 헤딩정보, 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 산출하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 RTK 안테나간 거리정보 오차에 대한 오차정밀도와, 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 이용하여 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단한다.

이때, 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도는, 상기 헤딩정보 변화량을 토대로 산출된다.

이를 위해 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 제1 RTK 장치(210) 및 제2 RTK 장치(220)를 이용하여 생성한 상기 자율주행차량(10)의 앞측에 대한 측위정보인 제1 RTK 측위정보와, 상기 자율주행차량(10)의 뒤측에 대한 측위정보인 제2 RTK 측위정보를 이용하여 상기 자율주행차량(10)의 헤딩방향에 대한 헤딩정보를 생성한다.

상기 헤딩정보는, 상기 자율주행차량(10)의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서, 상기 자율 주행 자동차(10)의 앞측에 대한 RTK 측위정보에 대한 방향을 측정함으로써, 생성된다.

또한 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도는, 이전에 생성한 헤딩정보와, 현재 생성한 헤딩정보 사이에서 각도 변화량(절대값)에 대한 각속도를 측정함으로써, 산출된다.

이때, 상기 각속도는, 현재 헤딩정보를 생성한 시간(즉, 현재 측위시간)과, 이전에 생성한 헤딩정보를 생성한 시간(즉, 이전 측위시간)사이를 차감한 결과를 상기 각도 변화량을 나눔으로써, 산출된다.

이후, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 산출한 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도와, 도 2를 참조하여 설명한 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 이용하여, 상기 RTK 장치(200)를 이용하여 생성한 각 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하여, 판단 결과에 따른 신뢰성정보 메시지를 출력하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 메시지의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 메시지는, 상기 신뢰성정보 메시지의 시작을 나타내는 메시지 시작 필드, 상기 신뢰성 판단 결과에 따른 신뢰성정보 필드, 상기 자율주행차량(10)에 대한 포지션정보를 포함하는 포지션정보 필드를 포함하여 구성된다.

상기 메시지 시작 필드 및 메시지 종료 필드는, 사전에 설정한 코드로 설정되어 상기 신뢰성정보 메시지의 시작과 종료를 나타내도록 한다.

또한 상기 신뢰성정보 필드는, 신뢰성 판단상태를 나타내는 필드와, 상기 신뢰성을 판단하기 위한 정보인, 산출한 RTK 안테나간 거리정보 오차 및 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도와 상기 산출한 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 포함하는 필드로 구성된다.

특히, 상기 신뢰성 판단상태를 나타내는 필드는, 플래그 필드로 구성되며, 상기 플래그 필드는 상기 신뢰성 판단 결과에 따른 상태는 나타내는 것으로 0 또는 1의 값으로 설정된다.

또한 상기 플래그 필드가 0으로 설정되는 것은, 플로트(float) 상태를 의미하는 것으로, 상기 플로트 상태는 상기 신뢰성 판단 결과, 상기 포지션정보 필드에 포함된 포지션정보의 신뢰성이 보장되지 않는 상태를 의미한다. 즉, 상기 플로트 상태는 기준국(300)으로부터 RTK 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 RTK 보정정보가 수신되더라도 상기 자율주행차량(10)과 상기 기준국(300)의 거리가 멀어 상기 기준국(300)과 상기 RTK 장치(200)간의 오차가 커짐에 따라 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단한 결과 신뢰성이 보장되지 못하는 경우를 의미하는 것이다.

한편, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 RTK 보정정보가 수신되지 않아, 상기 RTK 보정정보를 적용하지 않은 RTK 위치정보를 RTK 측위정보로 하여 상기 신뢰성을 판단한 경우에는, 상기 플래그 필드를 3으로 설정함으로서, 상기 RTK 보정정보를 적용하지 않은 상태인 Not Used상태로 설정할 수 있다.

또한 플래그 필드가 1로 설정되는 것은, 픽스 상태를 나타내는 것으로, 상기 픽스 상태는 상기 RTK 보정정보가 정상적으로 수신되고, 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성 판단 결과, 신뢰성이 있는 것으로 판단되는 경우에, 상기 포지션정보에 대한 신뢰성을 보장하는 상태를 의미한다.

또한 상기 포지션정보 필드는, 상기 자율주행차량(10)에 대한 위도, 경도 및 고도를 포함하는 위치정보, 상기 자율주행차량(10)의 헤딩정보 및 해당 자율주행차량(10)이 운행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 기울기정보는, 상기 제1 RTK 측위정보(즉, 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보)의 고도값에 상기 제2 RTK 측위정보(즉, 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보)의 고도값를 차감함으로써, 산출되며, 상기 기울기정보가 플러스(+)값을 가지는 경우, 상기 지면은 해당 기울기정보를 가지는 오르막길을 의미하며, 상기 기울기정보가 마이너스(??)값을 가지는 경우, 상기 지면은 해당 기울기정보를 가지는 내리막길을 의미한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성정보 제공 장치(100)는, RTK 안테나를 포함하여 자율주행차량(10)의 상단의 앞측과 뒤측에 동일한 높이로 동일선상으로 각각 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 제1 RTK 장치(210) 및 제2 RTK 장치(220)를 포함하는 RTK 장치(200)에서 출력하는 RTK 위치정보를 각각 수신하는 RTK 위치정보 수신부(110), 적어도 하나 이상의 기준국(300)으로부터 RTK 보정정보를 수신하는 RTK 보정정보 수신부(120), 상기 수신한 RTK 보정정보를 상기 수신한 각각의 RTK 위치정보에 적용하여 오차가 제거된 RTK 측위정보를 생성하는 RTK 측위정보 생성부(130), 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 자율주행차량(10)에 대한 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성부(130), 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출부(150), 상기 생성한 헤딩정보를 이용하여 산출되는 헤딩정보 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부(160), 상기 산출한 거리정보 오차정밀도 및 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 토대로 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단부(170), 자율주행차량에 대한 자율주행차량 포지션정보를 생성하는 자율주행차량 포지션정보 생성부(180) 및 상기 신뢰성을 판단한 판단 결과에 따라 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성부(190)를 포함하여 구성된다.

상기 RTK 위치정보 수신부(110)는, 상기 자율주행차량 상단의 앞측에 위치하는 RTK 안테나를 통해 관측한 위성항법신호를 이용하여 자율주행차량(10)의 앞측에 대한 위치정보를 생성하는 제1 RTK 장치(210)와, 상기 자율주행차량 상단의 뒤측에 위치하는 RTK 안테나를 통해 관측한 위성항법신호를 이용하여 상기 자율주행차량(10)의 뒤측에 대한 위치정보를 생성하는 제2 RTK장치(220)로부터 제1 RTK 위치정보와, 제2 RTK 위치정보를 각각 수신하는 기능을 수행한다.

상기 각 RTK 위치정보는, 상기 각 RTK 장치(200)에서, 복수의 동일한 GNSS 위성에서 전송한 위성항법신호에 대한 반송파 신호의 위상을 관측하여, 상기 관측한 위상만으로 생성된 것으로, 상기 RTK 장치(100)에 대한 경도, 위도 및 고도를 포함하는 위치정보를 포함한다.

또한 상기 RTK 보정정보 수신부(120)는, 적어도 하나 이상의 기준국(300)으로부터 위성항법신호에 포함된 오차를 제거하기 위한 RTK 보정정보를 수신하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 RTK 보정정보 수신부(120)는, 적어도 하나 이상의 기준국(300)으로부터 적어도 하나 이상의 RTK 보정정보가 수신되는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 RTK 보정정보에 대한 수신신호강도(RSSI, Received Signal Strength Indicator)에 따라 수신신호강도가 제일 높은 RTK 보정정보를 선택함으로써, 상기 RTK 보정정보를 수신할 수 있다.

또한 상기 RTK 측위정보 생성부(130)는, 상기 수신한 각각의 RTK 위치정보에 상기 수신한 RTK 보정정보를 적용하여, 상기 수신한 GNSS 위성에 대한 위성항법신호에 포함된 오차가 제거된 RTK 측위정보를 각각 생성하는 기능을 수행한다.

또한 상기 헤딩정보 생성부(140)는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보를 토대로 해당 자율주행차량(10)의 헤딩방향을 나타내는 헤딩정보를 생성하는 기능을 수행한다.

상기 헤딩정보는, 상기 생성한 자율주행차량(10)의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서, 상기 자율주행차량(10)의 앞측에 대한 RTK 측위정보에 대한 방향을 측정함으로써, 생성된다. 즉, 상기 헤딩정보는, 상기 각 RTK 측위정보에 대한 두 지점간의 방향을 확인함으로써, 생성되는 것이다.

또한 상기 거리정보 오차정밀도 산출부(150)는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 상기 각 RTK 장치(200)에 구비되는 RTK 안테나간의 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 기능을 수행한다.

이를 위해, 상기 거리정보 오차정밀도 산출부(150)는, 상기 생성한 각각의 RTK 측위정보에 대한 직선거리를 계산하고, 상기 계산한 직선거리와 사전에 정밀하게 측정된 상기 RTK 안테나간 거리정보를 상호 비교하여, 상기 RTK 측위정보를 통해 계산한 RTK 안테나간 직선거리에 대한 오차거리를 계산함으로써, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출한다.

이때, 상기 산출한 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도가 낮을수록 상기 생성한 RTK 측위정보가 정밀함을 나타낸다.

또한 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부(160)는, 이전에 생성한 헤딩정보와, 현재에 생성한 헤딩정보의 변화량을 계산함으로써, 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 기능을 수행한다.

상기 헤딩정보의 변화량은, 상기 헤딩정보가 변화한 각도에 대한 절대값인 각도 변화량을 의미하며, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도는, 상기 각도 변화량에 상기 현재 헤딩정보를 생성한 시간과, 이전에 헤딩정보를 생성한 시간을 차감한 결과를 나눔으로써, 산출됨은 상술한 바와 같다.

또한 상기 측위정보 신뢰성 판단부(170)는, 상기 산출한 거리정보 오차정밀도와, 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 이용하여 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 신뢰성을 판단하는 것은, 상기 거리정보 오차정밀도에 대해 사전에 설정한 제1 임계값과, 상기 헤딩정보 변화량 정밀도에 대해 사전에 설정한 제2 임계값을 포함하는 신뢰성 판단 기준에 따라 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단한다.

여기서, 상기 측위정보 신뢰성 판단부(170)는, 상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 상기 제1 임계값 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 정밀도가 상기 제2 임계값 이상이거나, 또는 이들의 조합인 경우 상기 생성한 RTK 측위정보의 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하며, 상기 거리정보 오차정밀도 및 상기 헤딩정보 변화량 정밀도가 상기 각 임계값 미만인 경우에는 상기 생성한 RTK 측위정보의 신뢰성이 보장되는 것으로 판단한다.

또한 상기 자율주행차량 포지션정보 생성부(180)는, 상기 자율주행차량(10)에 대한 위도, 경도, 고도를 포함하는 위치정보, 상기 자율주행차량(10)에 대한 헤딩정보(즉, 상기 산출한 헤딩정보) 및 지면 기울기정보를 포함하는 자율주행차량 포지션정보를 생성하는 기능을 수행한다.

상기 위치정보는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보에 대한 평균값을 계산하거나, 상기 생성한 RTK 측위정보 중 하나를 선택함으로써, 생성되며, 상기 지면 기울지 정보는 상기 생성한 RTK 측위정보의 고도값을 이용하여 생성됨은 상술한 바와 같다.

또한 상기 신뢰성정보 메시지 생성부(190)는, 상기 신뢰성 판단 결과에 따른 신뢰성정보와 상기 생성한 자율주행차량 포지션정보를 포함하는 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 자율주행차량(10)(더욱 상세하게는 ECU)은, 상기 출력한 신뢰성정보 메시지의 신뢰성정보를 참조하여, 상기 신뢰성정보 메시지에 포함된 포지션정보를 운행에 이용할지에 대한 여부를 판단함으로써, 신뢰성이 보장된 고정밀의 포지션정보를 상기 자율주행차량(10)의 운행에 이용한다.

한편, 상기 신뢰성정보를 참조한 결과, 신뢰성이 보장되지 않은 상태(즉, 플래그 필드가 0으로 설정된 플로트 상태)인 경우에는, 상기 자율주행차량(10)은, 자체적으로 구비된 INS를 통해 생성되는 위치정보 및 헤딩정보를 상기 운행에 이용할 수 있다.

또한, 상기 신뢰성을 판단한 결과, 상기 RTK 측위정보가 한번이라도 신뢰성을 잃은 경우에는, 상기 신뢰성 판단 결과에 따른 상기 플래그 필드가 픽스 상태로 설정되기 전까지 상기 포지션정보에 대한 신뢰성이 보장되지 않는 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량(10)에서 신뢰성정보 제공 장치(100)를 통해 측위정보의 신뢰성을 판단하는 절차는 우선, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 자율주행차량의 앞측 및 뒤측에 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 두 개의 RTK장치(200) 혹은 하나의 통합된 RTK장치(200)로부터 각각 수신되는 RTK 위치정보로부터 오차가 제거된 RTK 측위정보를 생성하는 RTK 측위정보 생성 단계를 수행한다(S110).

상기 오차를 제거하는 것은, 적어도 하나 이상의 기준국(300)으로부터 수신되는 RTK 보정정보를 상기 수신한 RTK 위치정보에 적용하여, 상기 RTK 위치정보를 생성하기 위해 관측한 GNSS 위성의 위성항법신호에 포함된 오차를 제거함으로서, 수행된다.

다음으로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보를 이용하여, 자율주행차량(10)의 이동방향에 대한 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성 단계를 수행한다(S120).

상기 헤딩정보는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보로 알 수 있는 두 지점(즉, 상기 자율주행차량의 앞측과 뒤측의 위치)간의 방향을 측정함으로써, 생성됨은 상술한 바와 같다.

다음으로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보를 이용하여, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출 단계를 수행한다(S130).

상기 거리정보 오차정밀도는, 상기 생성한 각 RTK 측위정보에 대한 직선거리를 계산한 RTK 측위정보를 통한 RTK 안테나간 거리정보와, 상기 각 RTK 장치(200)를 상기 자율주행차량(10)에 장착할 때, 정밀하게 측정한 상기 RTK 안테나간의 거리정보를 비교하여, 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차를 계산함으로서, 산출된다.

다음으로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 생성한 헤딩정보를 이용하여, 헤딩정보 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출 단계를 수행한다(S140).

한편, 상기 헤딩정보 변화량은 이전에 생성한 헤딩정보와, 현재 생성한 헤딩정보 사이의 각도의 변화량을 측정 측정함으로써, 산출되며, 상기 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도는 상기 측정한 각도의 변화량을 상기 현재 헤딩정보를 생성한 시간과 이전에 헤딩정보를 생성한 시간을 차감한 결과를 나눔으로써, 산출된다.

다음으로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 산출한 오차정밀도 및 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 이용하여 상기 생성한 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단 단계를 수행한다(S150).

상기 신뢰성 판단은, 상기 산출한 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값 이상인지에 대한 여부, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 사전에 설정한 제2 임계값 이상인지에 대한 여부 또는 이들의 조합을 판단함으로서, 수행된다.

다음으로, 상기 신뢰성정보 제공 장치(100)는, 상기 신뢰성을 판단한 판단결과에 따른 신뢰성정보, 자율주행차량(10)에 대한 위치정보와 헤딩정보 및 해당 자율주행자동차(10)가 주행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하는 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성 단계를 수행한다(S160).

한편, 상기 자율주행차량(10)은, 상기 출력한 신뢰성정보 메시지의 판단결과를 나타내는 신뢰성정보를 참조하여, 상기 자율주행차량(10)에 대한 측위정보를 운행에 이용할 지에 대한 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 신뢰성정보 메시지에 포함된 자율주행차량(10)의 포지션정보를 상기 운행이 이용하게 된다.

이상에서 설명하였듯이, 본 발명인 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법 및 그 장치는, 두개의 RTK 장치를 이용하여, 상기 RTK 장치를 구성하는 RTK 안테나간 거리정보 오차에 대한 오차정밀도와 자율주행차량의 헤딩정보의 변화량에 대한 오차정밀도를 산출하고, 상기 산출한 오차정밀도를 토대로 상기 RTK 장치를 이용하여 생성되는 측위정보에 대한 신뢰성을 판단함으로써, 상기 신뢰정이 보장된 자율주행차량에 대한 정밀한 포지션정보를 획득하여 안정적인 운행을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 자율주행차량 100: 신뢰성정보 제공 장치
110: RTK 위치정보 수신부 120: RTK 보정정보 수신부
130: RTK 측위정보 생성부 140: 헤딩정보 생성부
150: 거리정보 오차정밀도 산출부 160: 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부
170: 측위정보 신뢰성 판단부 180: 자율주행차량 포지션정보 생성부
190: 신뢰성정보 메시지 생성부

Claims (10)

1. 자율주행차량의 앞측 및 뒤측에 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 두 개의 RTK장치 또는 하나의 통합된 RTK장치를 이용하여 상기 자율주행차량의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 측위정보를 각각 생성하는 RTK 측위정보 생성 단계;
   상기 생성한 각각의 RTK 측위정보를 이용하여 상기 RTK 안테나간의 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출 단계;
   상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 생성한 자율주행차량의 헤딩정보를 이용하여 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출 단계;
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도와 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 통해 상기 생성한 RTK 측위정보의 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단 단계; 및
   상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성 단계;를 포함하고,
   상기 생성한 신뢰성정보 메시지는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보 및 상기 RTK 측위정보를 이용하여 생성한 자율주행차량에 대한 포지션정보를 포함하며,
   상기 신뢰성정보는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따라 상기 포지션정보에 대한 신뢰성 보장여부를 나타내는 신뢰성 판단상태 및 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차, 거리정보 오차정밀도, 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 거리정보 오차정밀도 산출 단계는,
   상기 생성한 RTK 측위정보를 이용하여 상기 RTK 안테나간 직선거리를 계산하고, 상기 계산한 직선거리와 사전에 정밀하게 측정된 상기 RTK 안테나간 거리정보를 비교하여 상기 계산한 직선거리에 대한 오차를 계산함으로써 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 신뢰성정보 제공 방법은,
   상기 생성한 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서 상기 생성한 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보로의 방향을 측정하여, 상기 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 측위정보 신뢰성 판단 단계는,
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 사전에 설정한 제2 임계값 이상이거나 또는 이들의 조합인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하며,
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 상기 제1 임계값 미만이고, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되는 것으로 판단함으로써 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출 단계는,
   상기 생성한 헤딩정보와 이전에 생성한 헤딩정보 사이의 각도 변화량에 대한 각속도를 측정함으로써 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 포지션정보는, 상기 자율주행차량의 위치정보, 상기 생성한 자율주행차량의 헤딩정보 및 상기 자율주행차량이 주행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하며,
   상기 위치정보는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 평균하거나, 상기 생성한 RTK 측위정보 중 어느 하나를 선택함으로써 생성되며,
   상기 기울기정보는, 상기 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보의 고도값에 상기 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보의 고도값을 차감함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 방법.
7. 자율주행차량의 앞측 및 뒤측에 설치되는 RTK 안테나를 각각 포함하는 두 개의 RTK장치 또는 하나의 통합된 RTK장치를 이용하여 상기 자율주행차량의 앞측과 뒤측에 대한 RTK 측위정보를 각각 생성하는 RTK 측위정보 생성부;
   상기 생성한 각각의 RTK 측위정보를 이용하여 상기 RTK 안테나간의 거리정보 오차에 대한 거리정보 오차정밀도를 산출하는 거리정보 오차정밀도 산출부;
   상기 생성한 RTK 측위정보를 토대로 생성한 자율주행차량의 헤딩정보를 이용하여 상기 헤딩정보의 변화량에 대한 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하는 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부;
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도와 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 통해 상기 생성한 RTK 측위정보의 신뢰성을 판단하는 측위정보 신뢰성 판단부; 및
   상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보 메시지를 생성하여 출력하는 신뢰성정보 메시지 생성부;를 포함하고,
   상기 생성한 신뢰성정보 메시지는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따른 신뢰성정보 및 상기 생성한 RTK 측위정보를 이용하여 생성한 자율주행차량에 대한 포지션정보를 포함하며,
   상기 신뢰성정보는, 상기 신뢰성을 판단한 결과에 따라 상기 포지션정보에 대한 신뢰성 보장여부를 나타내는 신뢰성 판단상태 및 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차, 거리정보 오차정밀도, 헤딩정보 변화량 및 헤딩정보 변화량에 대한 오차정밀도를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 신뢰성정보 제공 장치는,
   상기 생성한 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보에서 상기 생성한 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보로의 방향을 측정함으로써, 상기 헤딩정보를 생성하는 헤딩정보 생성부;를 더 포함하며,
   상기 포지션정보는, 상기 자율주행차량의 위치정보, 상기 생성한 자율주행차량의 헤딩정보 및 상기 자율주행차량이 주행하는 지면에 대한 기울기정보를 포함하며,
   상기 위치정보는, 상기 생성한 RTK 측위정보를 평균하거나, 상기 생성한 RTK 측위정보 중 어느 하나를 선택함으로써 생성되며,
   상기 기울기정보는, 상기 자율주행차량의 앞측에 대한 RTK 측위정보의 고도값에 상기 자율주행차량의 뒤측에 대한 RTK 측위정보의 고도값을 차감함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 측위정보 신뢰성 판단부는,
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 사전에 설정한 제1 임계값 이상이거나, 상기 산출한 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 사전에 설정한 제2 임계값 이상이거나 또는 이들의 조합인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되지 않는 것으로 판단하며,
   상기 산출한 거리정보 오차정밀도가 상기 제1 임계값 미만이고, 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도가 상기 제2 임계값 미만인 경우, 상기 생성한 RTK 측위정보는 신뢰성이 보장되는 것으로 판단함으로써 상기 RTK 측위정보에 대한 신뢰성을 판단하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도 산출부는,
    상기 생성한 헤딩정보와 이전에 생성한 헤딩정보사이의 각도 변화량에 대한 각속도를 측정함으로써 상기 헤딩정보 변화량 오차정밀도를 산출하며,
    상기 거리정보 오차정밀도 산출부는,
    상기 생성한 RTK 측위정보를 이용하여 상기 RTK 안테나간 직선거리를 계산하고, 상기 계산한 직선거리와 사전에 정밀하게 측정된 상기 RTK 안테나간 거리정보를 비교하여, 상기 계산한 직선거리에 대한 오차를 계산함으로써 상기 RTK 안테나간 거리정보 오차정밀도를 산출하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량에서 측위정보에 대한 신뢰성정보 제공 장치.

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