본 논문에서는 24GHz/77GHz 차량용 거리감지 레이더 센서를 이용하여, 차량 충돌 방지 알고리즘을 제안하고자 한다. 알고리즘은 고주파 거리 감지센서에서 측정된 전압을 이용하여, 전후좌우의 차량의 접근 정보를 획득하고 이를 효율적으로 이용하여, 여러 가지 상황에 따른 차량충돌방지를 할 수 있도록 설계되어 있다. 제안된 차량방지 알고리즘은 현재 운행 중인 속도를 기반으로 속도구간별 운행정보를 계산하여 충돌방지를 위한 알고리즘을 설계하였다. 본 연구에서 설계한 차량충돌방지 알고리즘은 차량 주행에서 좌우 차량충돌 없이 효율적으로 운행을 하는 특성을 보였다.
본 논문에서는 24~77GHz 대역의 충돌 방지 레이더 센서를 이용한 차량 충돌 방지 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 센서로 부터 측정한 전압을 이용하여 전/후/좌/우의 차량의 접근 정보를 획득하고 이를 효율적으로 이용하여 다양한 상황에 따른 차량충돌방지를 할 수 있도록 구현되어 있다. 제안한 차량 충돌방지 알고리즘은 운행 중인 속도를 기반으로 속도구간별 운행정보를 계산하여 충돌방지를 실행한다. 본 연구에서 구현한 차량 충돌 방지 알고리즘은 차량 주행에서 좌우 차량충돌 없이 효율적으로 운행하는 특성을 보였다.
자율주행 차량은 ICT 기술의 도움으로, 운전자의 개입 없이 운행되는 차량을 의미하며 스마트 차량의 한 종류이다. 차량 안전 통신 기술(V2X)이 적용된 차량은 다양한 센서 혹은 타 차량/인프라에서 감지된 정보를 이용하여 운전자의 잠재적 위험 상황을 스마트 차량 스스로가 확실하고 빠르게 예측하도록 하여 보다 안정한 자율주행이 가능하도록 하는데 기여한다. 본 논문에서는 이러한 V2X 통신 기술 중 차량 대 차량 통신(V2V) 모사 통신 기술을 이용하여 자율주행 차량의 충돌 방지 활용 시나리오를 제시하고자 한다. V2V 모사 통신 기반 차량 충돌방지 시스템을 구현하였고 이를 이용하여 제시한 충돌 방지 활용 시나리오를 시연하였다. 제시된 충돌 방지 활용 시나리오는 현재에도 개발/적용을 위해 노력 중인 V2V 통신 기술의 하나의 응용 사례로 고려될 수 있을 것이다.
최근 차량 충돌 방지를 위한 다양한 기술이 상용화되고 있다. FMCW 기반의 레이더 시스템은 구현의 용이성으로 많은 상용차에서 전면 충돌 방지 시스템에 적용되고 있다. 측면 충돌 방지를 위한 BSD(Blind Spot Detection)와 차선변경 보조 시스템(LCA, Lane Change Assistant system)에서는 전방 레이더보다 인식거리가 줄어들고 갱신율이 낮아지므로 고속 FFT 등을 수행하는 신호처리부를 저가격으로 설계가 가능할 것이다. 본 연구에서는 TI사의 MCU인 F28335를 사용하여 근거리를 인식하는 신호처리부를 설계하였다. 이 MCU는 16채널 12bit ADC와 68KB RAM 및 512KB 플래시 메모리를 내장하고, 150MHz 부동소수점 연산을 지원하여 단일 칩으로 신호처리부의 구현이 가능하다. 구현된 시스템은 20m내외의 거리에 있는 장애물에 대하여 10Hz로 갱신이 가능하여 BSD를 위한 기본 기능이 확인되었다. 이러한 구현은 이전의 고가의 DSP나 FPGA를 사용하지 않고 15$이내의 단일 MCU와 간단한 아날로그 회로로 설계되어 저가격의 시스템으로 상용화가 가능할 것이다.
본 논문은 도심환경에서 차량과 보행자가 위치하고 있는 도로 정보에 따라 위험도를 추론하고, 이 정보를 이용하여 차량 간의 충돌사고와 차량과 보행자간의 충돌사고를 예방하는 퍼지 기반 차량 충돌 예방 시스템을 제안한다. 제안하는 퍼지기반 차량 충돌 예방 시스템은 첫째, 보행자의 스마트 기기로 보행자의 위치를 파악하고, 차량은 차량에 장착된 GPS로 차량 위치를 파악하여, 보행자와 차량의 자신의 정보를 이웃들에게 전달한다. 둘째, 보행자와 차량은 이동방향과 속도, 도로 정보를 고려하여 위험도를 추론한다. 셋째, 추론한 정보를 보행자와 차량에게 전달하여 경로 우회 또는 속도 감속과 같은 정보를 보행자와 차량에게 제공한다. 그 결과, 퍼지기반 차량 충돌예방 시스템은 보행자와 차량에게 발생할 수 있는 위험성을 미리 추론하고 예방함으로 인해 충돌사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 사고와 교통체증을 방지함으로써 다양한 자원 손실을 줄일 수 있다.
고속도로에서 전방 시인이 용이하지 않은 구간에 사고차량이 존재 할 경우, 사고차량과의 충돌을 사전에 예방하기 위한 운전지원정보의 필요성이 높아지고 있다. 본 연구는 충돌방지정보 제공에 따른 운동행동에 미치는 영향을 드라이빙 시뮬레이터를 이용하여 검토하였다. 충돌방지정보를 교통상황에 따른 위험 정도에 따라 주의, 경계, 경고정보의 3단계로 나누어 검토하였고, 차량기기를 통해 제공된 정보에 대한운전자의 시인행동 및 사고차량과의 충돌회피를 위한 운전행동을 분석하였다. 또한, 제공된 정보에 대한 중요성 평가를 실시하였다. 실험 결과에 따르면, 충돌방지정보를 두 단계로 나누어 연속으로 제공할 경우에 사고발생을 낮추는 데에 효과가 있었고, 또한 두 번째 제공되는 정보는 시각정보보다는 청각 중심의 정보가 제공되어야 한다는 것을 밝혔다.
본 논문에서는 차량충돌방지 센서용 24GHz 대역 마이크로스트립 구형패치 배열 안테나의 설계 방법을 제안하였다. 안테나는 송신안테나 $1{\times}2$배열, 수신안테나 $1{\times}2$배열로 각각 구성 하였다. 안테나는 충돌방지용 센서회로 뒷면에 설치될 것이며 RO-4003 기판(h=0.5mm, ${\varepsilon}_r$=3.38)을 사용하여 설계하였다. 안테나 이득은 8.5dBi 이상으로 설계 되었다.
본 논문에서는 수신 측에서 Digital Beam Forming 기술을 응용한 새로운 개념의 차량 충돌 방지용 레이더를 소개한다. 이는 기존의 기술보다 더 넓은 범위에서 차량 탐색이 가능하고, 고해상도를 가지면서, 한 측정 단위 셀 내에서 여러 개의 물체를 찾아낼 수 있다. 제안된 방법은 기존 차량충돌 방지용 레이더의 송수신 안테나에 있어서의 많은 제약을 극복할 수 있는 방법이다.
본 연구는 V2I통신을 이용하여 교차로 등의 사각지대로 인해 발생할 수 있는 충돌 사고를 예방하기 위한 충돌 방지체계를 제안한다. 교차로의 인프라에 위치한 Vision센서와 LiDAR센서가 물체를 인식하고 사고 위험이 있는 차량에게 경고함으로써 사고를 미연에 방지한다. 딥러닝 기반의 YOLOv4를 이용하여 교차로에 진입하는 물체를 인식하고 LiDAR 센서와의 Calibration을 통해 대상 물체와의 맨하탄 거리값을 이용하여 충돌 예상시간과 제동거리에 대한 가중치를 계산하고 안전거리를 확보한다. 차량-인프라간 통신은 ROS통신을 이용하였으며 충돌 경고 외에도 진입 물체의 Class, 거리, 진행속도 등의 다양한 정보를 차량에 전달함으로써 사고를 미연에 방지하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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