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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박수홍
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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최근 자율주행 기술이 빠르게 발전하고 있으며 일부 기업에서는 자율주행 기술을 적용한 차량을 출시하고 있다. 하지만 차량에 탑재된 센서에 의존한 자율주행의 경우 기상상황 등 주변 환경에 의해 오감지 및 오탐지 오류가 발생할 수 있으며 이는 자율주행 차량 사고의 주요한 원인이 되고 있다. 이러한 오류를 보완하고 자율주행 차량의 안정성을 높이기 위해 정밀도로지도를 활용하는 방안이 활발히 연구되고 있다.
원활한 자율주행을 위해서는 정밀도로지도를 기반으로 하는 C-ITS 등 차량 통신 기법을 이용해 차로수준의 정밀한 위치정보를 교환해야한다. 하지만 정밀도로지도를 개발하는 기관이 다양한 만큼 다양한 데이터 모델이 존재해 호환이 어렵다. 따라서 서로 다른 정밀도로지도 데이터베이스를 가진 시스템 간의 위치정보 교환에는 어려움이 있다. 이런 이종 지도간의 위치정보 교환을 위해 개발된 기술이 위치참조방법이다. 하지만 기존에 사용되는 위치참조방법은 도로수준의 위치 정확도를 가지고 있어 차로수준의 정확도가 요구되는 정밀도로지도 환경에는 적합하지 않다. 따라서 자율주행 환경에 적합한 차로수준의 위치참조방법이 필요하다.
이 연구에서는 정밀도로지도에 적용 가능한 차로수준의 위치참조방법 알고리즘과 전송 형식을 설계하였다. 설계한 방법은 여러 정밀도로지도 데이터 모델을 분석해 공통 시설물을 분석한 후 공통 시설물을 참조점으로 사용한다. 설계한 방법에서 위치정보는 단순한 형대로 참조점과 상대적인 거리만으로 표현된다. 개발한 알고리즘은 복잡한 연산과정 없이 간단한 방식을 사용해 빠른 속도로 위치정보를 높은 정확도로 교환이 가능하다.
또한 설계한 위치참조방법의 성능을 확인하기 위해 동일 지역에 구축된 두 가지 정밀도로지도 데이터를 이용한 위치정보 교환 실험을 진행하였다. 실험은 크게 두 가지 케이스로 수행되었으면 첫 번째는 서로 다른 데이터 모델의 정밀도로지도를 이용한 실험이며, 두 번째는 같은 데이터 모델이지만 서로 다른 버전의 정밀도로지도를 이용한 실험이다. 실험에서는 위치정확도, 소요시간 등을 평가하였다.
실험 결과 첫 번째 실험에서는 일부 구간에서 비교적 낮은 정확도를 보이는 경우가 있었지만 대체로 높은 정확도를 보였으며, 두 번째 실험에서는 전체적으로 매우 높은 정확도를 보였다. 또한 소요시간은 두 케이스 모두 매우 짧은 시간에 교환이 가능해 실제 주행 환경에서 적용이 가능할 것으로 예상된다.
제안한 위치참조방법을 활용하면 서로 다른 정밀도로지도 데이터베이스를 가진 시스템 간의 위치정보 교환이 가능할 것으로 보인다. 또한 이 방법을 차량통신 기술에 이용한다면 자율주행 차량의 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
원활한 자율주행을 위해서는 정밀도로지도를 기반으로 하는 C-ITS 등 차량 통신 기법을 이용해 차로수준의 정밀한 위치정보를 교환해야한다. 하지만 정밀도로지도를 개발하는 기관이 다양한 만큼 다양한 데이터 모델이 존재해 호환이 어렵다. 따라서 서로 다른 정밀도로지도 데이터베이스를 가진 시스템 간의 위치정보 교환에는 어려움이 있다. 이런 이종 지도간의 위치정보 교환을 위해 개발된 기술이 위치참조방법이다. 하지만 기존에 사용되는 위치참조방법은 도로수준의 위치 정확도를 가지고 있어 차로수준의 정확도가 요구되는 정밀도로지도 환경에는 적합하지 않다. 따라서 자율주행 환경에 적합한 차로수준의 위치참조방법이 필요하다.
이 연구에서는 정밀도로지도에 적용 가능한 차로수준의 위치참조방법 알고리즘과 전송 형식을 설계하였다. 설계한 방법은 여러 정밀도로지도 데이터 모델을 분석해 공통 시설물을 분석한 후 공통 시설물을 참조점으로 사용한다. 설계한 방법에서 위치정보는 단순한 형대로 참조점과 상대적인 거리만으로 표현된다. 개발한 알고리즘은 복잡한 연산과정 없이 간단한 방식을 사용해 빠른 속도로 위치정보를 높은 정확도로 교환이 가능하다.
또한 설계한 위치참조방법의 성능을 확인하기 위해 동일 지역에 구축된 두 가지 정밀도로지도 데이터를 이용한 위치정보 교환 실험을 진행하였다. 실험은 크게 두 가지 케이스로 수행되었으면 첫 번째는 서로 다른 데이터 모델의 정밀도로지도를 이용한 실험이며, 두 번째는 같은 데이터 모델이지만 서로 다른 버전의 정밀도로지도를 이용한 실험이다. 실험에서는 위치정확도, 소요시간 등을 평가하였다.
실험 결과 첫 번째 실험에서는 일부 구간에서 비교적 낮은 정확도를 보이는 경우가 있었지만 대체로 높은 정확도를 보였으며, 두 번째 실험에서는 전체적으로 매우 높은 정확도를 보였다. 또한 소요시간은 두 케이스 모두 매우 짧은 시간에 교환이 가능해 실제 주행 환경에서 적용이 가능할 것으로 예상된다.
제안한 위치참조방법을 활용하면 서로 다른 정밀도로지도 데이터베이스를 가진 시스템 간의 위치정보 교환이 가능할 것으로 보인다. 또한 이 방법을 차량통신 기술에 이용한다면 자율주행 차량의 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구 내용 및 방법 2제 2 장 관련 연구 동향 42.1 정밀도로지도 42.2 위치참조방법 7제 3 장 정밀도로지도 데이터 모델 103.1 정밀도로지도 데이터 모델 분석 103.2 Shareable Feature 123.2.1 Shareable Point 13제 4 장 위치참조방법 144.1 위치참조방법 설계 144.1.1 이벤트 정보 154.1.2 정밀도로지도의 정확도 174.1.3 위치참조방법 알고리즘 194.1.4 위치참조방법 예시 264.2 인코딩 / 디코딩 형식 27제 5 장 위치정보 교환 실험 285.1 위치참조방법 실험 설계 285.1.1 실험 평가 방법 295.2 실험 1(서로 다른 데이터 모델) 335.2.1 매칭성공률 355.2.2 위치정확도 375.2.3 소요시간 475.3 실험 2(동일 데이터 모델, 다른 버전) 485.3.1 매칭성공률 505.3.2 위치정확도 515.3.3 소요시간 595.4 실험 결과 정리 60제 6 장 결 론 61참고문헌 63
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