21세기 김정호는 ADAS Map을 만듭니다
티맵 개발자 SSUL 5편 - 티맵이 지도를 만드는 방법
21세기 김정호가 지도를 만드는 방법
Chap1. ADAS Map은 무엇이며 어떤 컨텐츠가 있을까?
1-1. ADAS Map 정의
1-2. 곡률(Curvature)
1-3. 경사도(Slope)
1-4. 표지판(Sign)
Chap2. ADAS Map은 어떻게 만들어질까?
2-1. 데이터 수집(현장 조사)
2-2. 편집(객체 추출)
2-3. 매핑
2-4. 변환
마치며
TMAP 지도를 만드는 사람들
19세기 김정호는 직접 걸어 다니며 지도를 만들었으나 21세기에서는 최첨단 조사 장비와 소프트웨어를 이용하여 지도를 만듭니다. 티모비의 근간인 지도(Map)를 만드는 21세기 팀-김정호, 티맵모빌리티의 Map컨텐츠팀이 테크노트에 처음 인사 드립니다:)
티맵모빌리티의 근간인 지도(MAP)에는 여러가지 컨텐츠가 있습니다. 도로의 형상을 표현한 도로 네트워크(Link, Node), 건물의 형상이나 공원 등을 표현한 배경, 목적지를 찾아가기 위한 검색 데이터(POI : Point of Interest) 등이요. 오늘은 이러한 여러 지도 컨텐츠 중에서도 자동차의 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System) 기능을 지원하는 지도인 ‘ADAS Map’의 컨텐츠에 대해서 소개하고 어떻게 만들 수 있는지 알려드리도록 하겠습니다.
Chap1. ADAS Map은 무엇이며 어떤 컨텐츠가 있을까?
1-1. ADAS Map 정의
ADAS Map은 기존 Navigation Map에 비해 정확도가 높으며 곡률, 경사도 등 다양한 신규 컨텐츠를 포함하고 있습니다. ADAS Map에서는 도로의 중심을 일정한 간격의 형상점(Geometry)으로 표현한 도로 중심선(Road Centerline)이라는 선형을 만들고 추출된 정보들을 매핑을 하게 됩니다.
<Map 비교>1-2. 곡률(Curvature)
ADAS Map에서 곡률은 가장 중요한 컨텐츠입니다. 곡률의 계산 로직은 연속된 3개의 형상점을 지나는 원의 중심을 원의 방정식을 이용하여 도출하고 그로부터 곡률 반경을 계산하는 것입니다. Curvature값이 0 이면 직선 도로, Curvature > 0 이면 오른쪽으로 굽은 도로, Curvature < 0 이면 왼쪽으로 굽은 도로를 뜻합니다.
곡률 정보는 자동차의 속도 조절, 조향 등의 ‘특정 주행 동작’을 조정하는데 사용할 수 있습니다.
1-3. 경사도(Slope)
도로 중심선의 형상점(Geometry)으로부터 높이값(Z)을 이용하여 경사도 계산을 합니다. 수평거리 ｘm에 대하여 증가하는 높이를 ｙm이라 했을 때, ｙ/ｘ의 비율을 단위 %로 표현하는데요. 예를 들어, 수평거리가 100m 이동함에 따라서 높이가 15m 증가했다고 가정한다면 15/100=15%의 경사도를 가진다고 할 수 있겠죠?
경사도 정보는 ‘전기차의 충/방전 예측 관리 시스템’에 활용할 수 있습니다.
1-4. 표지판(Sign)
굉장히 많은 종류의 표지판이 있지만, 차량의 속도와 관련된 15종의 표지판을 선별해 구축합니다. 이중 속도 표지판의 경우 속도 값(5km ~ 110km)의 속성도 함께 구축하고 있습니다.
표지판 정보는 운전자에게 경고(Warning)를 보낼 때와 자동차의 속도 조절, 조향 등 특정 주행 동작을 조정하는데 사용할 수 있습니다.
Chap2. ADAS Map은 어떻게 만들어질까?
ADAS Map은 데이터 수집(현장 조사) → 편집(객체 추출) → 매핑(RDB) → 변환(App DB) 과정을 통해 만들어집니다.
2-1. 데이터 수집(현장 조사)
데이터 수집은 MMS(Mobile Mapping System)라는 현장 조사 장비를 이용해 Raw Data(GPS Log, Point Cloud Data, Image)를 수집하게 됩니다. GPS Log는 현장 조사로 취득된 GNSS데이터와 국토지리정보원 상시관측소 데이터를 이용해 좌표의 위치를 보정하는 후처리 과정을 거치게 됩니다.
MMS(DGPS+CAMERA_DSLR)
MMS(LiDAR+DGPS+CAMERA)- DGPS(Differential Global Positioning System): GPS의 오차를 보정하기 위해 두 수신기를 이용하여 보정하는 시스템
- LiDAR(Light Detection and Ranging): 레이저를 쏴 물체에 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하여 정보를 획득하는 장치
- IMU(Inertial Measurement Unit): 관성측정장치로 가속도계, 자이로스코프, 지자기계로 구성된 장치를 말하며 3차원 공간에서의 움직임을 측정할 수 있게 해주는 장치
- DMI(Distance Measuring Instrument): 바퀴 회전수를 측정해 정확한 이동 거리를 계산하는 주행거리 측정 장치
- CAMERA: 초당 수 프레임의 Image를 저장할 수 있는 촬영 장치
2-2. 편집(객체 추출)
편집 단계에서는 현장 조사로 수집된 Raw Data를 기반으로 도로 중심선(Road Centerline)을 추출하고, 영상인식 기술을 적용해 각종 도로 정보의 위치를 추출하게 됩니다. 도로 중심선은 점군데이터(Point Cloud Data)기반 도화 과정을 거쳐 추출하거나 차량의 주행 궤적을 가공해 추출할 수 있습니다. 표지판, 노면 정보와 같은 도로 정보의 검출은 영상인식 기술과 3차원 위치 추정 기술을 활용하여 누락 없이 정확한 위치 정보를 추출합니다.
점군 데이터 기반 도로 중심선 추출
도로 정보 검출
2-3. 매핑
매핑 단계에서는 Link와 Node로 토폴로지를 형성하고 있는 Navi Map과 편집 단계에서 추출한 도로 중심선(Road Centerline)을 매칭하여 ADAS Map의 토폴로지를 구축합니다.
2-4. 변환
마지막으로 변환 과정을 통해 자동차에서 사용할 수 있는 App DB로 변환을 하게 됩니다. 자동차 OEM사 마다 고유의 포맷이 있으며 이중 가장 널리 알려진 포맷이 NDS라는 포맷입니다. NDS는 Navigation Data Standard의 약어로 차량 OEM회사, 지도 공급자, 내비게이션 서비스 업체들이 모인 그룹의 이름인데요. 공동 개발을 통해 NDS라는 표준 포맷을 만들었습니다. 여기에는 독일 자동차 3사를 비롯하여 우리 나라의 현대 자동차, SK텔레콤 등이 멤버로 참여하고 있습니다.
NDS DB 뷰어 예마치며
자동차의 ADAS 기능은 Flagship 모델에 한하여 적용되었다가 이제는 Entry 모델까지 전 등급으로 확대 적용되고 있습니다. ADAS Map을 활용할 경우 진화된 차선 유지, 커브길에서의 안정적인 가/감속 및 조향, 특정 구간(터널, 지하차도 등)에서의 공조 장치 제어 등 안정적인 ADAS 기능을 구현할 수 있습니다.
현재 티맵모빌리티에서는 전국 자동차전용도로 약 17,000km의 ADAS Map 구축을 완료하였으며 자동차 OEM 양산을 목표로 차근차근 준비해 가고 있습니다. 앞으로 티모비가 만든 ADAS Map이 더욱 많은 차량에 탑재되어 운전자의 편안한 운전을 돕고 교통사고를 예방해 사회적으로 기여할 수 있으면 좋겠습니다. 감사합니다.
