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KR102286673B1 - 주변 오브젝트 참조에 의한 차량 위치 보정 - Google Patents

주변 오브젝트 참조에 의한 차량 위치 보정 Download PDF

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KR102286673B1
KR102286673B1 KR1020167027845A KR20167027845A KR102286673B1 KR 102286673 B1 KR102286673 B1 KR 102286673B1 KR 1020167027845 A KR1020167027845 A KR 1020167027845A KR 20167027845 A KR20167027845 A KR 20167027845A KR 102286673 B1 KR102286673 B1 KR 102286673B1
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vehicle
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sensor system
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벤하드 슈미드
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은, 고유 위치를 결정하도록 글로벌 위성 항법 시스템(GNSS)을 이용하여 차량의 위치를 보정하는 방법에 관한 것으로서, GNSS에 의해 차량의 제1위치를 결정하는 단계, 제1위치를 디지털 맵의 도로에 맞춤으로써 차량의 제2위치를 결정하는 단계, 차량의 주변에 있는 적어도 하나의 오브젝트를 식별하는 단계로서, 차량의 위치가 디지털 맵에서 참조될 수 있는, 상기 식별하는 단계, 차량의 센서에 의해 차량과 각 오브젝트 간의 실제 거리를 확립하는 단계, 및 제2위치와 각 오브젝트 간의 산출 거리를 산출하는 단계를 포함하고, 차량의 보정된 위치는 실제 거리로부터의 산출 거리의 편차를 최소화함으로써 확립된다.

Description

주변 오브젝트 참조에 의한 차량 위치 보정{POSITION CORRECTION OF A VEHICLE BY REFERENCING TO OBJECTS IN THE SURROUNDINGS}
본 발명은 차량의 위치를 보정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래 기술에서는, 예를 들어, GPS 등의 글로벌 위성 항법 시스템(이하에서는 "Global Navigation Satellite System" 대신에 간략하게 GNSS라 함)에 의해 차량을 위치 파악하거나 차량의 위치를 결정하고, 차량 위치를 디지털 맵과 병합하는 것이 알려져 있다. 이를 위해, 차량의 위치는 디지털 맵의 타당한 위치(plausible postition)와 정렬된다.
그러나, GNSS 위치에 의해 1m의 최대 위치 정확도를 달성한다. 상기 정확도는 도로 상의 레인 정밀 위치에 대해서는 적절하지 않다. 게다가, 알려져 있는 방법들의 정확도는 맵 데이터의 품질에 크게 의존한다.
따라서, 본 발명의 목적은 차량 위치를 더욱 정확하게 결정할 수 있는 방법 또는 시스템을 제공하는 것이다.
목적은, 청구항 제1항에 기재된 바와 같은 방법에 의해 본 발명의 제1양태에 따라 달성된다. 바람직한 실시예들은, 종속항들의 기재 대상이며, 이는 발명의 설명의 기재 대상을 참조하여 명백하게 기재된 것이다.
본 발명에 따르면, 실제 위치를 결정하도록 GNSS에 의해 차량의 위치를 보정하는 방법을 제안하며, 이 방법은, GNSS에 의해 차량의 제1위치를 결정하는 단계, 제1위치를 디지털 맵의 도로에 맞춤으로써 차량의 제2위치를 결정하는 단계, 차량의 주변에 있는 적어도 하나의 오브젝트를 식별하는 단계로서, 오브젝트의 위치가 디지털 맵에서 참조될 수 있는, 상기 식별하는 단계, 차량의 센서에 의해 차량과 각 오브젝트 간의 실제 거리를 결정하는 단계, 및 제2위치와 각 오브젝트 간의 연산 거리를 산출하는 단계를 포함하고, 차량의 보정된 위치는, 실제 거리로부터의 연산 거리의 편차를 최소화함으로써 결정된다.
본 발명은, 한편으로는, 주변에 있는 적어도 한 개의 오브젝트, 바람직하게는, 두 개나 세 개의 오브젝트를, 제공된 맵 데이터에 더하여 차량의 위치 검출을 위한 추가 참조 지점으로서 사용하는 기본 사상에 기초한다. 본 발명의 추가로 중요한 사상은 두 개의 데이터 화상을 서로 비교하는 것을 포함한다. 본 발명에 따르면, 차량의 제1실제 위치 화상을 그 차량의 가상 위치 화상과 비교하는 것을 제안한다. 위치 화상이라는 용어는, 서로 다른 위치들에 관한 정보, 특히, 차량의 위치와 오브젝트 또는 오브젝트들의 위치에 관한 정보를 의미한다. 실제 위치 화상은 차량에 존재하는 수단을 사용하는 측정으로부터 형성된다. 상기 수단은, 예를 들어, GNNS, 및 차량 또는 심지어 데이터 수신기에 설치된 기타 센서이다. 가상 위치 화상은 수신되거나 산출된 디지털 데이터로부터 형성된다. 위치 화상의 상당 성분은 차량 위치와 오브젝트들 간의 거리이다. 이 거리를 사용함으로써, 위치 화상들 중 하나가 벡터로 정의될 수 있다는 장점이 있고, 이에 의해 데이터 취급이 상당히 간략화된다.
방법이 차량의 주변 가까이에 위치하는 오브젝트들을 사용하는 것이 유리하며, 따라서, 고려하는 영역이 평면이라고 가정할 수 있다.
디지털 맵은, 특히, 위치를 포함하고, 도로의 치수도 포함할 수 있는 도로 맵을 의미한다. 또한, 디지털 맵은, 위치를 포함할 수 있고, 맵 참조 시스템 내의 오브젝트들의 치수도 포함할 수 있다. 오브젝트들은, 도로 장비, 건물, 정지 지점, 돌출된 도로 요철부 또는 유사부일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 디지털 맵은, 실제 거리로부터의 산출 거리의 편차가 최소화되도록 반복적으로 시프트된다. 이는, 디지털 맵이 차량 위치의 정확한 데이터를 반드시 포함하는 것이 아니며 디지털 맵에 따른 차량 위치의 일방적 보정이 바람직하지 않다는 가정에 기초하는 것이다. 그러나, 대안으로, 이전에 정의된 거리들 간의 편차가 작도록, 결정된 제1위치를 반복적으로 시프트하는 것도 고려할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 디지털 맵의 변위는 적어도 하나의 병진 변위 및 하나의 회전 변위를 포함할 수 있다. 이러한 식으로, 맵을 매우 정확하고도 빠르게 조절하여 절대 최소 편차를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 편차의 최소화는, 최소 제곱 방법 즉 최소 제곱법에 의해 결정된다. 상기 방법은 매우 실행 가능한 것으로 증명되었다. 방법은, 맵 또는 위치의 시프트 여부에 상관없이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 복수의 오브젝트, 특히, 두 개 내지 세 개의 오브젝트를 검출한다. 구체적으로, 두 개 내지 세 개의 오브젝트에 의해, 차량의 위치를 용이하게 충분히 높은 정확도로 보정할 수 있다.
유리한 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은, 보정된 위치를 도로의 타당한 레인에 맞춤으로써 그 보정된 위치의 제2보정을 수행하는 단계를 더 포함한다.
차량 위치의 더욱 정확한 보정은 상기한 후자의 최종 단계에 의해 확실히 될 수 있는데, 그 이유는, 맵으로의 제1맞춤을 레인에 대하여 반드시 정확하게 실행하지 않아도 되며 게다가 맵을 시프트하므로 인해 레인에 대한 제1배향을 다시 잃을 수 있기 때문이다.
유리한 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은, 제1위치부터 도로 상의 지점, 특히, 디지털 맵에 있는 도로의 타당한 레인까지의 최단 거리를 결정하는 단계, 및 상기 지점에 제1위치를 맞춰 제2위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
이러한 식으로 제1위치를 디지털 맵에 매우 빠르게 맞출 수 있다. 전술한 실시예에서 최종 단계에 따라 레인에 맞추는 것은, 또한, 대응하는 방식으로 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 실제 거리를 결정하는 것은, 환경 센서 시스템, 카메라 센서 시스템 및/또는 레이더 센서 시스템 및/또는 라이더 센서 시스템 및/또는 초음파 센서 시스템 및/또는 온도 센서 시스템 및/또는 비 센서 시스템 및/또는 도로 상태 센서 시스템 및/또는 섀시 센서 시스템에 의해 실행된다. 섀시 센서 시스템은, 예를 들어, 휠 회전 속도 센서, 가속도 센서, 요(yaw) 속도 센서 또는 유사물을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 제1위치를 결정하는 것은, 또한, 복수의 차량 센서에 의해 실행된다. 이러한 식으로, 제1위치의 매우 높은 정확도를 달성한다. 또한, 이러한 식으로, 위성 신호의 불량한 품질 또는 위성 신호의 부재를 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 제1위치를 결정하는 것은, 또한, 센서 데이터를 병합하고 타당성 체크를 하기 위한 센서 융합 유닛에 의해 실행된다. 센서 융합 유닛은, 예를 들어, 내부적으로 지정되고 또한 그 중에서도 "M2XPro"라는 명칭으로 시판되고 있는 출원인의 유닛을 의미할 수 있다. 이러한 식으로, 제1위치의 매우 높은 정확도를 달성한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 오브젝트의 위치는 차량-2-X 메시지에 의해 송신된다. 이러한 식으로, 오브젝트의 위치를 가리키기 위한 대체 또는 추가 데이터 소스를 이용할 수 있다.
유리한 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은, 각 오브젝트의 위치를 보정하는 단계 및 각 오브젝트의 보정된 위치를 맵 서버에 송신하는 단계를 포함한다. 이러한 식으로, 맵 자료의 연속적 개선과 이에 따라 실제 위치와 가상 위치 간의 연관된 더욱 작은 편차를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 일 실시예에 따르면, 맵 서버로부터 디지털 맵을 취득한다.
유리한 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은, 디지털 맵의 타임 스탬프를 체크하고, 상기 디지털 맵이 가장 최근의 것이면 그 디지털 맵을 선택하는 단계를 더 포함한다.
이러한 식으로, 실제 위치 화상과 가상 위치 화상 간의 불필요한 편차를 피하도록 가장 최신 버전의 디지털 맵을 우선적으로 항상 사용하는 것을 확실히 한다.
본 발명은, 또한, 실제 위치를 결정하기 위해 GNSS에 의해 차량의 위치를 보정하기 위한 시스템에 의해 본 발명의 제2양태에 따라 달성되며, 이러한 시스템은, 차량의 제1위치를 결정하기 위한 GNSS, 디지털 맵과 연산 유닛으로서, 제1위치를 디지털 맵의 도로에 맞춤으로써 차량의 제2위치를 결정하는, 상기 디지털 맵과 연산 유닛, 차량의 주변에 있는 적어도 하나의 오브젝트를 식별하기 위한 수단으로서, 오브젝트의 위치가 디지털 맵에서 참조될 수 있는, 상기 식별하기 위한 수단, 및 차량의 센서에 의해 차량과 각 오브젝트 간의 실제 거리를 결정하기 위한 수단을 포함하고, 연산 유닛은, 또한, 제2위치와 각 오브젝트 간의 연산 거리를 산출하도록 설계되고, 차량의 보정된 위치는, 실제 거리로부터의 연산 거리의 편차를 최소화함으로써 결정될 수 있다.
시스템은, 또한, 전술한 실시예들에 따른 방법이 그 시스템에 의해 구현될 수 있도록 설계된다.
이하에서는, 본 발명을 예시적인 실시예와 도면을 이용하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1f는 예시적인 일 실시예를 이용하는 본 발명의 방법의 단계적 표현을 나타낸 도면;
도 2는 가능한 애플리케이션 경우들이 있는 본 발명에 따른 시스템의 기능 아키텍처의 예시적인 제1설계를 나타낸 도면;
도 3은 시스템의 기능 아키텍처의 예시적인 제2설계를 나타낸 도면.
도 1a는 본 발명에 따른 방법의 초기 상황을 도시한다. 가상 위치 화상에 관한 위치들은 원으로 표시하고, 실제 위치 화상에 관한 위치들은 직사각형으로 표시한다.
제1단계에서는, 제1실제 위치(1)를 결정한다. 차량은, 이를 위해, 차량의 제1위치(1)가 결정되게 하는 실제 위치를 결정하기 위한 글로벌 위성 항법 시스템(GNSS), 예컨대, GPS 또는 글로나스(Glonass)를 포함한다. 또한, 차량은, 도로 S의 위치, 코스, 및 폭이 저장되어 있는 디지털 맵(K)을 포함한다. 또한, 디지털 맵은, 디지털 맵 내에 위치가 저장되어 있는 두 개의 오브젝트(L1, L2) 또는 랜드 마크를 포함한다. 측정된 제1위치(1)와 디지털 맵 K 간에는 편차가 존재하며, 이러한 디지털 맵에 따르면, 차량이 도로에서 벗어나 있다. 상기 상황은 제2단계에서 미리 보정된다.
제2단계에서, 도 1b에 도시한 바와 같이, 차량의 제2위치(2)는, 제1위치(1)를 디지털 맵(K)으로부터 도로 내에 맞춤으로써 결정된다. 이를 위해, 제1위치부터 도로 상의 또는 도로의 타당한 레인 상의 지점까지의 최단 거리가 바람직하게 결정되고, 제2위치를 결정하도록 제1위치가 상기 지점에 맞춰진다. 그 결과, 제1위치 오차 ΔX_M이 발생한다.
제3단계에서는, 도 1c와 도 1d에 도시한 바와 같이, 실제 위치 화상과 가상 위치 화상이 생성되는 두 개의 프로세스가 발생한다. 제3단계의 시작 지점은 오브젝트(L1, L2) 중 적어도 하나를 식별하며, 차량의 주변에 있는 상기 두 개의 오브젝트에 있어서, 이러한 오브젝트의 위치는 디지털 맵에서 참조될 수 있고, 또한, 차량에 의해 검출될 수 있다.
도 1c에서는, 우선, 가상 위치 화상이 어떻게 생성되는지를 도시한다. 오브젝트들(L1, L2)이 식별된 후, 제2위치와 각 오브젝트 간의 상대 거리 ΔX2L1과 ΔX2L2가 결정되고, 여기서, 참조 문자 X2는 제2위치를 나타내고, L1과 L2는 제1및 제2오브젝트의 위치를 나타낸다.
도 1d에서는, 실제 위치 화상이 어떻게 생성되는지를 도시한다. 차량 또는 차량의 위치와 각 오브젝트 또는 각 오브젝트의 위치 간의 실제 상대 거리는 차량의 센서들에 의해 결정된다. 간략성을 위해, 도면에 있어서, 실제 위치 화상의 오브젝트들의 위치는, 또한, 이를 위해, 예를 들어 실제 위치 등의 추가 표시가 서로 다른 식별을 위해 사용될 수 있었더라도, L1과 L2로 특징화된다.
어떠한 오브젝트에 의존하는지에 따라, 여기서 서로 다른 센서들을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 환경 센서 시스템, 카메라 센서 시스템 및/또는 레이더 센서 시스템 및/또는 라이더 센서 시스템 및/또는 초음파 센서 시스템 및/또는 온도 센서 시스템 및/또는 비 센서 시스템 및/또는 도로 상태 센서 시스템 및/또는 섀시 센서 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트가 부분적 포장도로이면, 오브젝트에 대한 거리를 결정하도록 가속도, 휠 회전 속도 및 스티어링 각도 센서들을 사용할 수 있다. 이에 따라, 다른 가상적으로 용이하게 검출가능한 오브젝트들로부터의 실제 상대 위치는 카메라 센서 시스템에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 절대 위치가 결정되지 않기 때문에, 차량 위치와 각 오브젝트(L1, L2) 간의 상대 거리가 결정되고 이로부터 오브젝트들(L1, L2)의 위치가 투영되지만, 오브젝트들(L1, L2)의 절대 위치는 실제 위치 화상에 필요하지 않다. 그러나, 상기 오브젝트들의 절대 위치가 디지털 맵과는 다른 소스로부터 알려져 있으면, 이러한 절대 위치를 동일하게 사용하여, 상대 위치 ΔX4L1과 ΔX4L2를 이용하여 차량 위치의 추가 선 보정(further pre-correction)을 결정할 수 있고, 이로부터 도 1d에 도시한 바와 같은 위치(4)가 발생한다. 그렇지 않다면, 상대 거리는, 오브젝트들(L1, L2)과 제1위치(1) 간의 거리에 대응하며, ΔX1L1과 ΔX1L2라 칭한다.
도 1d에서는, 편차 ΔL_i는, 추가로 알 수 있으며, 여기서, i는 인덱스 1 또는 2를 총괄적으로 나타내며, 실제 위치 화상과 가상 위치 화상으로부터의 위치들 L1 간의 서로로부터의 거리들의 편차를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 편차는 거리들의 차로부터 결정되며, 즉, 오브젝트(L1)에 대하여, 편차는, 아래와 같이 주어진다:
Figure 112016097014507-pct00001
편차는, 또한, 제2오브젝트 또는 참조되는 모든 오브젝트에 대하여 대응하는 방식으로 결정된다.
이제, 차량의 보정된 위치는 제4단계에서 결정된다. 이를 위해, 실제 거리로부터의 연산 거리의 최소 편차가 결정된다. 이를 위해, 최소 제곱법을 이용하는 것이 특히 바람직하며, 즉,
Figure 112016097014507-pct00002
에 도달할 때까지 위치 변화가 반복적으로 구해지며, 여기서 i>1이다.
이를 위해, 실제 거리로부터의 연산 거리의 편차가 최소화되도록 디지털 맵을 반복적으로 시프트하는 것이 특히 바람직하다. 상기 단계는 도 1e에 일례로서 도시되어 있으며, 여기서 시프트된 맵이 점선으로 도시되어 있다. 제2위치(2) 및 오브젝트들(L1, L2)의 위치를 포함하는 디지털 맵은, 절대 최소 편차가 달성될 때까지 반복적으로 시프트된다. 이렇게 함에 있어서, 디지털 맵의 변위는, 적어도 하나의 병진 변위 및 하나의 회전 변위를 포함할 수 있다. 도 1e에 도시한 바와 같은 예의 경우에, 거리 ΔX_T만큼의 병진 변위가 있으며, φ_T만큼의 회전 변위가 있다. 개선된 보정된 위치(5)는 도 1e에 도시한 바와 같이 상기 변위로부터 발생한다. 제2위치 오차는, 도 1e에서 ΔX_S로서 특징화되며, 병진 오차와 회전 오차 모두를 포함한다.
마지막으로, 제5단계에서, 방법은 제2보정을 실행함으로써 더욱 개선될 수 있고, 이에 의해 보정된 위치를 도로의 타당한 레인 내에 맞춤으로써 그 보정된 위치가 다시 한번 보정된다. 유리하게, 최종 보정된 위치는, 이를 위해 디지털 맵에 일치하도록 시프트되고, 이에 따라 정확한 레인에 위치하며, 즉, 이동 방향에 일치하는 정확한 레인에 위치한다. 이에 따라, 차량의 보정된 위치가 상기 최종 보정된 위치(6)이다. 그러나, 대안으로, 상기 단계를 생략할 수 있다. 이에 따라, 전술한 위치(5)가 보정된 위치이다. 최종 단계는, 또한, 병진 오차와 회전 오차로 이루어지는 위치 오차 ΔX_L을 포함할 수 있다.
따라서, 위치의 보정 값 또는 위치의 총 오차는 3개의 위치 오차, 즉, 아래와 같이 맵 일치 오차, 맵 변위 오차 및 레인 일치 오차인 ΔX_M, ΔX_S, ΔX_L로 이루어진다.
Figure 112016097014507-pct00003
본 발명에 따른 방법은, 복수의 차량 센서에 의해, 특히, 센서 데이터를 융합하고 타당성 체크하기 위한 센서 융합 유닛(M2XPro)에 의해 제1위치를 추가로 결정함으로써, 전술한 예들에 비해 개선될 수 있다. 이러한 센서 융합 유닛(M2XPro)은, 도 3에 도시되어 있으며, GNSS 유닛과 함께, 시스템 유닛을 형성할 수 있다.
도 2와 도 3에는, 본 발명의 따른 차량 시스템의 예시적인 일 실시예가 두 개의 서로 다른 상세 레벨로 도시되어 있다.
도 2에는, 시스템 레벨에 있는 차량 시스템이 도시되어 있다. 도 2는 시스템(100)을 도시하며, 여기서, 시스템 경계가 도 2에서 점선으로 도시되어 있다. 시스템(100)은, 특히, 예를 들어, 디지털 맵을 위한 현재 데이터가 취득될 수 있는 맵 서버인 백엔드 서버(210)에 연결된다. 상기 백엔드 서버는 시스템(100)의 구성요소인 차량의 내부 서버(110)에 연결된다. 또한, 시스템(100)은 적어도 하나의 위성(220)에 연결된다.
시스템(100)은, 특히, 내부 서버(110), 위성(220), 및 복수의 센서(130)에 결합된 위치 및 위치파악 모듈(120)을 포함한다. 위치 및 위치파악 모듈(120)의 상세 표현은 도 3에 도시되어 있으며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다. 위치 및 위치파악 모듈(120)은, 애플리케이션 층(140)에 배치된 복수의 애플리케이션에 연결되며, 상기 애플리케이션들에 보정된 위치(5 또는 6)를 제공한다.
위치 및 위치파악 모듈(120)의 상세 표현은 도 3에 도시되어 있다. 위치 및 위치파악 모듈은, GNSS 유닛과 센서 융합 유닛을 포함하는 위치파악 유닛(121)을 포함하고, 이에 따라 차량의 제1위치(1)가 결정될 수 있다. 상기 위치파악 유닛(121)은 적어도 하나의 GNSS 위성과 복수의 센서(130)에 결합된다.
또한, 위치 및 위치파악 모듈(120)은 제1위치를 디지털 맵 내에 맞추기 위한 유닛(122)을 포함한다. 추가 유닛(123)은 오브젝트들을 검출하고 타당성 체크하는 데 사용된다. 제3유닛(124)은, 디지털 맵의 배향에 사용되고 보정된 위치를 타당적 레인 내에 맞추는 데 사용된다.
차량 시스템(100)은, 특히, 오브젝트에 관한 데이터가 차량-2-X를 통한 메시지에 의해, 예를 들어, V2X 또는 C2X 모듈과 센서들 간에 도시된 연결부(125)에 의해 수신될 수 있게 한다.
또한, 시스템은, 디지털 맵에 관한 보정된 데이터 또는 오브젝트의 보정된 위치가 맵 서버에 송신될 수 있게 한다. 이는 내부 서버(110)에 의해 실행되며, 이를 위해 내부 서버는 업로드 및 다운로드 유닛(111, 112)을 포함한다. 이러한 식으로, 맵 서버로부터 디지털 맵을 취득할 수 있고, 디지털 맵의 타임 스탬프에 의해 디지털 맵을 체크할 수 있고, 그 디지털 맵을, 다른 디지털 맵이 더욱 최신 것이면, 거부할 수 있다.
추가로 유리한 구현예들:
제안 1
개선된 위치 결정을 위한 방법으로서,
제1위치는 글로벌 위성 항법 시스템에 의해 결정되고,
제1위치는 디지털 맵 내에 맞춰지고,
제2위치는 디지털 맵에 기록되어 있는 오브젝트에 대하여 결정되고,
제1위치는 제2위치에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 2
제안 1에 있어서, 제2위치에 의한 제1위치의 보정은, 반복 조절 동안, 특히, 소위 최소 제공법 동안 실행되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 3
제안 1과 제안 2 중 적어도 하나에 있어서, 제2위치는 환경 센서 시스템에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 4
제안 1 내지 제안 3 중 적어도 하나에 있어서, 환경 센서 시스템은, 카메라 센서 시스템 및/또는 레이더 센서 시스템 및/또는 라이더 센서 시스템 및/또는 초음파 센서 시스템 및/또는 온도 센서 시스템 및/또는 비 센서 시스템 및/또는 도로 상태 센서 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 5
제안 1 내지 제안 4 중 적어도 하나에 있어서, 제3위치는 추측 항법 관점에서 관성 센서 시스템에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 6
제안 1 내지 제안 5 중 적어도 하나에 있어서, 관성 센서 시스템은 3차원 선회율 및 3차원 가속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 7
제안 1 내지 제안 6 중 적어도 하나에 있어서, 제1위치는 제3위치에 의해 또한 또는 대안으로 보정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 8
제안 1 내지 제안 7 중 적어도 하나에 있어서, 제4위치는 스티어링 각도 센서 시스템 및 휠 회전율 센서 시스템에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 9
제안 1 내지 제안 8 중 적어도 하나에 있어서, 제1위치는 제4위치에 의해 또한 또는 대안으로 보정되는 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 10
제안 1 내지 제안 9 중 적어도 하나에 있어서, 글로벌 위성 항법 시스템은 GPS 시스템, 글로나스 시스템, 또는 갈릴레오 시스템인 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 방법.
제안 11
개선된 위치 결정을 위한 시스템으로서,
글로벌 위성 항법 시스템, 환경 센서 시스템, 스티어링 각도 센서 시스템, 휠 회전율 센서 시스템, 및 관성 센서 시스템을 포함하되,
시스템은 청구항 제1항 내지 제10항 중 적어도 하나에 따른 방법을 실행하도록 설계된 것을 특징으로 하는 개선된 위치 결정 시스템.
제안 12
제11항에 기재된 바와 같은 시스템의 차량, 특히, 모터 차량에서의 사용.
제안 1 내지 제안 12에 관한 비고
따라서, 본 발명에 따르면, 초기에, 종래 기술로서, GNSS 차량 위치가 디지털 맵에 매핑되는 것을 바람직하게 제공한다.
그러나, 맵은, 특히, 바람직하게, 추가 고정된 위치 오브젝트, 소위 "랜드마크"를 포함한다.
맵의 모든 데이터는, 바람직하게, 글로벌 기준 좌표 시스템, 예를 들어, WGS(세계 지구좌표 시스템 1984) 데이터 포맷으로 참조된다.
GNSS 차량 위치는, 이제, 바람직하게, 최근접으로 산출된 참조 랜드마크로부터의 상대 거리(ΔX1Li)와 가장 타당한 위치와 일치하는 맵에 위치한다.
고정된 오브젝트들은, 바람직하게, 미세 교정된 환경 센서들(예를 들어, 카메라, 레이더, 라이더 등)에 의해 차량으로부터 검출되고, 이러한 오브젝트들의 차량으로부터의 상대 거리(ΔX2Li)가 측정된다. 상기 거리들은 비교적 정확하다.
실제에 비교되는 맵의 위치 오차는, 이제, ΔLi = ΔX1Li - ΔX2Li이다. 실제 맵의 최상의 위치결정을 달성하고 맵으로부터 실제 레인 위치를 결정하도록, 차량 위치가 있는 맵은, 이제 바람직하게, 시프트되며, ΔLi에 대한 최소값이 달성될 때까지 회전된다. 이것은, 특히, 소위 "최소 제곱"법 MIN(ΔLi 2)에 의해 바람직하게 산출될 수 있다. 마지막으로, 차량 위치는 이제 환경 센서의 근원(origin)과 일치하게 된다.
환경 센서들에 의한 실제 측정값은, 일반적으로, 차량의 주변에 있어서 고정된 오브젝트들에 대한 cm 단위의 정확한 위치결정을 가능하게 한다. 동일한 랜드마크 정보를 지리적 참조 맵에 맞춤으로써 레인 단위의 정확한 배정을 실행할 수 있다.
이어서, 잔류 오차 ΔLi -min = (ΔX1Li) * - (ΔX2Li) (* 맵 랜드마크를 환경 센서 시스템으로부터의 랜드마크 내에 맞춘 후)는, 바람직하게, 맵에서 갱신되고, 이에 따라 맵 자료가 최적화된다.
유사하게, 맵에 아직 표기되지 않은 랜드마크가, 바람직하게, 맵 내에 입력될 수 있다.
유리하게, 맵은, 정적 서버에 저장되고, 적절한 무선 송신에 의해 자동차(auto)에 송신된다.
차량의 알려져 있는 GNSS 위치 때문에, 바람직하게, 소정의 영역에 관련된 데이터만이 송신되며, 따라서 데이터 양이 한정된다.
서버 기반 맵 관리의 추가 장점은, 복수의 응답을 분석함으로써 회수되는 "잔여 불일치"(residual discrepancies)를 통계적으로 분석하는 가능성이다. 아웃라이어(outlier)는 송신 차량의 고장을 나타낸다.
맵에서의 레인 단위 정확한 위치결정은, 예를 들어, 트래픽 규칙들이 레인과 종종 상관되고 또는 궤도 계획이 관련 레인에 대하여 산출되어야 하기 때문에, 자율적 이동 동안 특히 요구된다. 유사하게, 관련성은, Car2X에 의해 수신되는 실제 이동 방향에 관한 정보로부터 결정될 수 있다.

Claims (15)

  1. 실제 위치를 결정하기 위해 글로벌 위성 항법 시스템(GNSS)에 의해 차량의 위치를 보정하는 방법으로서,
    상기 GNSS에 의해 상기 차량의 제1위치를 결정하는 단계,
    상기 제1위치를 디지털 맵의 도로에 맞춤으로써 상기 차량의 제2위치를 결정하는 단계,
    상기 차량의 주변에 있는 적어도 하나의 오브젝트를 식별하는 단계로서, 상기 오브젝트의 위치가 상기 디지털 맵에서 참조될 수 있는, 상기 식별하는 단계,
    상기 차량의 센서에 의해 상기 차량과 각 오브젝트 간의 실제 거리를 결정하는 단계, 및
    상기 제2위치와 각 오브젝트 간의 연산 거리를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 차량의 보정된 위치는, 상기 실제 거리로부터의 상기 연산 거리의 편차를 최소화함으로써 결정되고,
    상기 디지털 맵은, 상기 실제 거리로부터의 산출된 상기 거리의 편차가 최소화되도록 반복적으로 시프트되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 디지털 맵의 변위는 적어도 하나의 병진 및 하나의 회전 변위를 포함하는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 편차의 최소화는 최소 제곱법에 따라 결정되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 복수의 오브젝트가 검출되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 보정된 상기 위치를 상기 도로의 타당한 레인(plausible lane)에 맞춤으로써 상기 보정된 위치에 대하여 제2보정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1위치부터 상기 디지털 맵의 상기 도로 상의 지점, 구체적으로, 상기 도로의 타당한 레인까지의 최단 거리를 결정하는 단계, 및
    상기 제1위치를 상기 지점에 맞춰 상기 제2위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 실제 거리의 결정은, 환경 센서 시스템, 카메라 센서 시스템, 레이더 센서 시스템, 라이더 센서 시스템, 초음파 센서 시스템, 온도 센서 시스템, 비 센서 시스템, 도로 상태 센서 시스템 및 섀시 센서 시스템 중 적어도 하나에 의해 실행되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1위치의 결정은, 또한, 복수의 차량 센서에 의해 실행되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1위치의 결정은, 또한, 센서 데이터를 병합하고 타당성 체크하기 위한 센서 융합 유닛에 의해 실행되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 오브젝트의 위치는 차량-2-X 메시지에 의해 송신되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 각 오브젝트의 보정된 위치를 결정하고, 상기 각 오브젝트의 보정된 위치를 맵 서버에 송신하는 단계를 포함하는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 디지털 맵은 맵 서버로부터 취득되는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  14. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 디지털 맵의 타임 스탬프를 체크하고, 상기 디지털 맵을, 다른 디지털 맵이 더욱 최신 것이면, 폐기하는 단계를 더 포함하는, 차량의 위치를 보정하는 방법.
  15. 실제 위치를 결정하기 위해, 구체적으로, 제1항 또는 제3항에 따른 위치 보정 방법을 실행하기 위해, 글로벌 위성 항법 시스템(GNSS)에 의해 차량의 위치를 보정하는 시스템으로서,
    상기 차량의 제1위치를 결정하기 위한 GNSS,
    디지털 맵과 연산 유닛으로서, 상기 제1위치를 상기 디지털 맵의 도로에 맞춤으로써 상기 차량의 제2위치를 결정하는, 상기 디지털 맵과 연산 유닛,
    상기 차량의 주변에 있는 적어도 하나의 오브젝트를 식별하기 위한 수단으로서, 상기 오브젝트의 위치가 디지털 맵에서 참조될 수 있는, 상기 식별하기 위한 수단, 및
    상기 차량의 센서에 의해 상기 차량과 각 오브젝트 간의 실제 거리를 결정하기 위한 수단을 포함하되,
    상기 연산 유닛은, 또한, 상기 제2위치와 상기 각 오브젝트 간의 연산 거리를 산출하도록 설계되고,
    상기 차량의 보정된 위치는, 상기 실제 거리로부터의 상기 연산 거리의 편차를 최소화함으로써 결정될 수 있는, 차량의 위치를 보정하는 시스템.
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