주변차량 위치 파악을 위한 차량간 통신 시스템 및 좌표 추정 알고리즘

Abstract

차량의 주행성 및 안정성 등을 향상시키는데 있어서 주변 상황을 정확히 인지하기 위한 기술은 필수적이다. 하지만 차량에 장착된 센서는 정확도, 탐지 범위, 음영지역의 존재 등의 한계가 있다. 한편, 2013년까지 북미에서 차량간 통신 장비의 의무장착 의무화 여부를 확정하기로 하였으며 미 고속도로 교통 안전 관리부는 연구 결과 향후 80%의 사고가 차량간 통신에 영향을 받을 것 으로 예측하였다[1]. 주변 상황을 인지하는데 있어서 통신을 활용하여 측정된 데이터를 교환하는 경우 차량에 장착된 센서의 음역지역을 제거하고 감지 범 위를 확대하며 측정 정확도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 하지만 기존 연구들은 모든 차량이 통신 가능하다는 가정 혹은 센서에 대한 정확한 정보, 측정값과 상태의 정확한 확률 관계 등을 필요로하여 실재 구현이 어렵다. 여러 차량에서 측정한 데이터를 융합하기 위해서는 시공간 적인 좌표를 일치시켜야 한다.이과정에서차량에장착된GPS에의한오차가누적되는문제점이있다. 또한 기존의 기법들은 같은 차량을 감지한 데이터들을 클러스터링 하는 과정 에서 주변 차량의 수를 알아야하거나 많은 반복을 필요로 하는 등의 문제가 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 각 차량에 이종의 장비 가 장착되어 있으며 통신이 불가한 차량이 혼재되어 있고 주변 차량 상황이 빠르게 변화한다는 전제 하에 연구를 진행하였다. 본 논문은 통신을 기반으로 측정값을 공유하여 주변 차량의 좌표를 추정하는 알고리즘을 제안하며 그를 위한 시스템 구성 및 전처리 과정을 포함한 측정데이터 공유 메커니즘을 제 시한다. 메커니즘에 포함된 클러스터링과정에서 차량 환경을 반영하여 계산 시간을 단축시키는 방법을 제안하였고 데이터 융합 알고리즘에서 각 데이터의 가중치를 추정하는 과정과 같은 차량에서 측정된 데이터들이 공통으로 가지 고 있는 GPS에러 등을 생쇄하는 과정을 포함하였다. 제시한 시스템은 실험 을 통하여 실효성을 확인하였으며 알고리즘의 성능은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.