Test and Evaluation for GNSS based Lane Level Precise Positioning User System

위성항법 기반 차로구분 정밀위치결정 사용자 시스템 시험 평가

Abstract

The C-ITS requires the lane level positioning of the vehicle in the land transportation environment, and it is most effective to utilize the GNSS. In the precision positioning system based on satellite navigation, the evaluation of dynamic environment of lane level positioning performance should be accompanied and the evaluation system configuration should be preceded. In this paper, we selected performance indicators, assessment equipment, and reliability of reference equipment for evaluation of precision positioning user systems based on the GNSS. The performance evaluation system described above is applied to a real system, and the performance evaluation tool developed for the evaluation system is described. The numerical performance evaluation was carried out based on the data collected by carrying out the actual testbed driving. The performance evaluation by the actual driving trajectory and driving image comparison was performed to derive and analyse the evaluation results of the vehicle lane level positioning user system.

차세대 지능형 교통시스템은 육상교통 환경에서 차로구분 수준의 위치결정을 요구하며, 이는 위성항법시스템을 활용하는 것이 가장 효과적이다. 위성항법 기반 정밀위치결정 시스템에서 차로구분 성능의 동적환경 평가가 동반되어야 하며, 이를 위한 평가 시스템 구성이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 위성항법시스템 기반 차로구분 정밀위치 결정 사용자 시스템의 평가를 위한 성능지표 선정, 평가 장비 구성, 기준장비 신뢰성 확보 방안, 평가 구간, 평가 시나리오/조건 선정 등 시험 평가 방안에 대해 설명하였다. 그리고 설명한 성능 평가 시스템을 실제 시스템에 적용한 사례를 다루었으며 평가 시스템적용을 위해 개발한 성능 평가 툴에 대해 설명하였다. 실제 시험 평가 구간 주행을 수행하여 수집한 데이터를 바탕으로 수치적 성능 평가를 하였으며, 실제 주행 궤적과 주행영상 비교를 통해 실제 차로 구분 성능 평가를 수행하여 차로구분 정밀위치결정 사용자 시스템의 평가 결과를 도출하고 분석하였다.

그림 1. 시험 평가 장비 구성도 Fig. 1. Test equipments diagram.

그림 2. 교통 및 도로 환경 조건 별 상황 (a) 단속류, (b) 중차량 주변, (c) 방음벽 주변, (d) 전광판 하단 Fig. 2. Transportation and road condition situations (a) Interruption, (b) Side of heavy vehicle, (c) Side of barrier, (d) Below of signboard.

그림 3. 시험 평가 장비 구성 모습 Fig. 3. Test equipments component.

그림 4. 시험 평가 구간 지도 Fig. 4. Testbed map.

그림 5. 성능 평가 툴 설계 구성도 Fig. 5. Performance evaluation tool design map.

그림 6. 성능 평가 툴 메인 화면 및 주요 모듈 Fig. 6. Performance evaluation tool, monitor view and major module.

그림 7. 지도상 차로 구분 결과 (상행, 하행) Fig. 7. Result map of lane level positioning (Ansung to Seoul, Seoul to Ansung).

그림 8. 시험 평가 구간별 성능 결과 Fig. 8. Test and evaluation result (each section performance).

표 1. 사용자 시스템 평가 지표 Table 1. User system performance metrics.

표 2. 무결성 및 가용성 성능 분석 수치 Table 2. Integrity and availability analysis values.

표 3. 시험평가 구간 선정 기준 Table 3. Testbed qualifications.

표 4. 교통 및 도로 환경 조건 구분 Table 4. Transportation and road condition.

표 5. 주행시간대 별 교통/도로 환경 조건 표 (예시) Table 5. Transportation and road condition Table (Ex).

표 6. 위치결정 장비 기능 Table 6. Positioning modules function.

표 7. Quality number 수치에 따른 위치결정 성능 표 Table 7. Quality number index.

표 8. 성능 평가 툴 요구사항 Table 8. Performance evaluation tool’s requirements.

표 9. 시험 평가 차로 구분 결과 Table 9. Test and evaluation result (lane level positioning).

표 10. 시험 평가 성능 지표 결과 Table 10. Test and evaluation result (performance index).

표 11. 성능 저하 구간 Table 11. Performance degradation sections.