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실내에서 운전자를 배제하고 주차가 가능하도록 구성되는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템에 있어서, 주차공간의 인식과 차량의 이동을 추적하기 위해 설치되는 복수의 센서들을 포함하는 인프라(Infra); 상기 인프라에 설치된 각 센서로부터 입력된 정보에 근거하여 차량의 주차 경로를 생성하고 상기 차량의 이동을 추적하여 상기 차량이 상기 주차경로를 따라 진행하도록 제어하는 관제부(Operating Command Unit ; OCU); 및 상기 관제 시스템으로부터 입력된 명령에 따라 상기 차량에 설치되는 복수의 구동기를 제어하여 상기 차량을 구동하는 차량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 인프라는, 주차공간 인식을 위한 센서로서, CCD(Charged Coupled Device) 카메라, 거리센서, 광센서, 적외선 센서, 초음파(Ultrasonic) 센서 및 압력센서 중 적어도 하나의 센서; 한정된 범위에 대한 인지를 위한 센서로서, 빛(Light)을 감지하는 포토다이오드(Photodiode), 자기(Magnetic)를 감지하는 지역센서(Area sensor), 압력(Pressure)을 감지하는 스트레인 게이지(Strain guage), 또는, 초음파(Ultrasonic)를 감지하는 초음파 센서 중 적어도 하나의 센서; 및 차량의 이동 및 이동물체를 검출하기 위한 센서로서, 적어도 하나의 LiDAR(Laser Measurement System)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 2항에 있어서, 상기 관제부는, 차량이 입고될 경우, 상기 인프라에 설치된 센서를 통해 주차가 가능한 주차공간을 확인하고, 상기 인프라에 설치된 상기 LiDAR를 통해 이동중인 차량의 위치를 인식하며, 입고된 차량에 ID(Identity)를 부여하고 상기 차량으로부터 최단 거리에 있는 주차공간까지의 이동경로를 생성한 다음, 생성된 주차경로를 따라 주행하기 위한 속도 및 조향에 대한 명령을 포함하는 차량 제어명령을 상기 차량에 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 3항에 있어서, 상기 차량부는, 상기 관제부로부터 입력된 상기 차량 제어명령에 따라 주행을 실시하고, 주행 중의 차량 조향각 및 속도 정보 데이터를 다시 상기 관제부에 피드백하며, 상기 인프라는, 상기 차량이 상기 주차경로를 따라 이동할 때 상기 주차경로와 상기 차량간의 오차를 LiDAR에 의해 측정하여 상기 관제부로 전송하고, 상기 관제부는, 상기 차량부 및 상기 인프라도부터 수신된 상기 차량의 상태 데이터를 반영하여 상기 차량의 경로 오차를 수정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 4항에 있어서, 상기 차량부는, 차량의 횡방향 제어를 위해 차량의 조향 컬럼(Column)에 설치되는 조향 구동기; 차량의 현재 조향각을 인식하기 위한 조향각 센서; 제동명령 입력시 레버가 제동 페달(Pedal)을 누르도록 구성되는 제동 구동기; 차량의 가속 제어를 위해 기어 시프트 레버에 설치되어 가속페달 신호를 생성하는 콘트롤러; 및 차량의 속도 획득을 위해 차량의 구동륜 안쪽에 각각 장착되는 엔코더(Encoder)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 5항에 있어서, 상기 관제부와 상기 인프라는 유선으로 연결되며, 상기 관제부와 상기 차량부는 무선으로 신호를 전송하도록 구성되고, 통신 메시지 셋(Message set)은, 헤더(Header)부와 메시지(Message)부로 구성되며, 상기 헤더는, 통신하려는 대상(Target)을 식별하기 위한 ID(Identifier); 전송되는 메시지의 정보에 따라 정해지는 메시지의 데이터 길이를 정의하는 Message Length; 및 전송되는 메시지의 정보를 정의하는 Message Information을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 6항에 있어서, 상기 관제부는, 상기 LiDAR를 통해 입력되는 거리 데이터들로부터 고정 장애물을 제거하는 전처리 과정과, 상기 전처리 과정을 통해 얻어진 데이터들을 서로 유사도가 높은 객체들의 그룹으로 분류하는 분류(classification) 과정 및 상기 분류 과정을 통해 얻어진 데이터들로부터 상기 객체의 이동성을 판단하기 위한 추적(Tracking) 과정을 포함하는 센서 데이터 처리과정을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 7항에 있어서, 상기 전처리 과정은, 상기 LiDAR의 거리정보로부터 관심영역을 설정하고, 상기 관심영역 밖의 거리데이터는 모두 제거하는 단계; 상기 관심영역 내의 이미 주차되어 있는 차량이나 건물 기둥 또는 시설물을 포함하는 고정 장애물을 제거하는 단계; 및 노면이나 기둥의 난반사에 의해 주행로 상에 장애물이 있는 것으로 검출되는 오류를 방지하기 위해 차량의 현재 위치를 중심으로 미리 정해진 일정 구간 내의 데이터만을 남겨두고 주행로 상의 데이터를 모두 삭제하는 단계를 포함하여 구성됨으로써, 이동경로 상의 데이터만을 처리하는 것에 의해 계산할 데이터의 양을 감소하는 동시에, 처리속도 및 효율을 높일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 8항에 있어서, 상기 분류 과정은, 분할 클러스터링 알고리즘인 K-means 클러스터링 알고리즘을 사용하여 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 9항에 있어서, 상기 추적 과정은, 이전 시간 K에서의 차량 형태와 현재 시간 K+1에서 예상되는 차량 형태의 연관성에 따라, 단순히 거리 데이터의 위치에 따른 형태의 분류가 아닌 각 패턴들에 대하여 정의된 확률에 근거하여 상기 차량의 형태를 분류하는 단계; 및 상기 전처리 단계에서 클러스터링된 상기 LiDAR의 거리 데이터들에 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter ; EKF)를 적용하여 시간 K에서의 위치와 다음 시간 K+1에서의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 10항에 있어서, 상기 관제부는, 상기 주차경로 생성을 위해, 현재 차량의 헤딩과 주차공간 헤딩의 교차점 D를 구하여 곡률반경 R을 구하고, 상기 곡률반경 R의 크기가 최소 회전반경 이상일 경우는, 상기 차량의 현재 헤딩으로부터의 경로를 생성하며, 상기 곡률반경 R이 최소 회전반경보다 작을 경우, 현재 차량의 위치에서 최소 회전반경으로 미리 지정된 거리만큼 이동하여 상기 곡률반경을 계산하는 처리를 반복하도록 구성됨으로써, 곡률이 존재하는 구간의 경로 생성이 거리의 누적이 아닌 이전 경로부터의 회전 변환을 통하여 계산되는 것에 의해 곡률 구간의 거리가 길어질 경우 발생하는 오차의 누적을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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제 11항에 있어서, 상기 관제부는, 기준점(reference point)이 차량의 전 차축(front axle)에 존재하는 경로추적 알고리즘을 이용하여 경로 추적을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템
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청구항 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 기재된 인프라 센서를 이용한 자동주차 시스템을 이용하여 실내에서 운전자를 배제하고 자동으로 주차가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동주차방법
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