DARPA 무인차 대회 우승과 구글 자율주행 자동차로 유명한 세바스찬 스런 스탠포드대 교수는 18살이 되던 해에 가장 친한 친구를 교통사고로 잃었고, 그것을 계기로 계기로 무인차 개발에 나서게 되었다고 한다. 현재 대부분의 교통사고는 운전자의 과실로 발생하며, 기계의 보조나 자동제어가 있다면 대부분 예방할 수 있다. 또한 자동으로 차선을 유지하고 차간거리를 유지하게 해준다면 도로의 교통 수용량을 2배 내지 3배로 높일 수 있으며, 도로에서 보내는 시간과 연료를 절약할 수 있다. 현재 지능형 자동차 및 도로 인프라 기술은 이러한 운전자의 안전성, 편의성, 교통 효율성, 에너지 절약을 달성하기 위한 자동차와 인프라 간의 협력형 ITS(C-ITS: cooperative ITS) 방향으로 기술개발이 이루어지고 있으며, 본 고에서는 이와 관련된 차량 자동유도 요소 기술 및 동향에 대해서 살펴본다.
최근의 미래교통시스템은 주로 교통체계를 활용한 교통정보의 수집과 관리, 제공을 함으로서 교통안전을 도모하고 있다. 그러나 본 논문에서는 현재 활용되고 있는 교통 인프라인 교통안전표지를 활용한 교통안전을 제안하고자 한다. 교통안전표지를 호스트로 하여 센싱 된 데이터를 차량이 수신하게 됨으로서 차량간 또는 인프라간 통신을 하게 된다. 센싱 데이터의 정보를 활용함으로서 다양한 정보를 얻게 되는데, 공사구간 뿐만 아니라 교통사고 등도 활용이 가능하다. 따라서 본 논문은 센싱 데이터의 프레임을 간단하게 설계하고, 향후 지속적인 연구를 통하여 교통안전에 이바지하고자 한다.
ITS 기술의 발전으로 인해 교통 분야에 관련한 서비스들이 제시되고 있다. 최근 V2X 기술은 기존 자동차 또는 도로 인프라에 IT기술이 접목되는 IT 융합 기술 중 하나이며, 주요 자동차 선진국들과 메이커들은 차세대 자동차 기술 중 하나로 생각하고 있다. 또한 국제적으로 차량 간 통신을 이용한 국가 프로젝트 및 서비스가 제안되고 있다. 따라서 이러한 안전 서비스에 대한 시나리오가 많이 필요하다. 본 논문에서는 차량 간 통신을 활용하여 안전 서비스 설계 및 구현을 제시한다. 이 시나리오 구현 결과 운전자, 보행자 모두 안전 할 수 있는 방법을 보인다. 향후 차량 통신이 실제 차에 적용되었을 경우 고려해야 할 결과를 결론에서 제시하였다.
차량 통신 프로토콜은 IEEE 802.11 WG과 P1609에서 진행하고 있는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)가 대표적이며, 보안 등을 제외한 MAC과 PHY에 대한 부분은 표준으로 제정되었다. 이러한 차량통신을 이용하여 운전자들의 안전과 전체 교통 흐름의 원활한 통제를 위해 국내외에서 많은 프로젝트가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 교차로에서 좌회전 시도 시에 위험 상황이 예상되면 운전자에게 알려주기 위한 차량간 통신 기반 안전서비스 알고리즘을 설계하였고, 이를 실제 구현하였다. 제안하는 알고리즘은 자차와 반대편에서의 접근차량에 대한 모델을 구성하고 충돌 위험이 있을 경우 운전자에게 HMI(Human Machine Interface)를 통해 경고를 주게 된다. 본 안전 서비스의 성능 테스트를 위해 테스트 차량을 이용하여 알고리즘을 시스템에 탑재하였으며, 테스트 케이스를 구성하여 성능 시험장에서 검증하였다. 테스트 결과로써, 우수한 성능을 나타냈으며, 앞으로 차량 통신 인프라가 설치된다면 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신을 이용하여 본 알고리즘을 보다 정밀하게 보완해야 할 것이다.
현재 산업계와 학계에서는 커넥티드 카(connected car) 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 커넥티드 카는 IT기술이 융합된 스마트(smart)한 자동차로서 사람, 차량, 교통관리 시스템과 모두 연결되어 있다. 커넥티드 카의 주행을 위해 차량과 인프라(infrastructure) 간의 연결 기술인 V2I(vehicle to infrastructure) 통신이 중요하다. CIM(cooperative intersection management)은 차량과 인프라 사이에서 통신을 관리하는 장치이다. 본 논문에서는 CIM을 사용해 교차로에서 차량을 제어하는 두 가지 기법에 대해 분석한다. 첫 번째 기법은 자원화 된 교차로 예약을 통해 교차로를 지나간다. 두 번째 기법은 미리 계획된 차량의 궤도 패턴을 분류하여 교차로를 통과한다. 이러한 자원예약과 궤도계획을 DP(dynamiac programming)기법과 ACO(ant colony optimization)기법으로 차량을 제어하는 사례연구에 대해 분석한다. 본 기법은 차량에게 중요도를 부여하거나 속도를 조절하여 상황에 맞게 합리적으로 기법을 향상시킬 수 있다.
최근 자동차는 관련 기술과 통신 환경의 발달로 차량과 도로 주변 인프라 구조와의 통신, 차량 간 통신이 가능해지고 있다. 자율주행차가 개발되면서 많은 센서와 고성능 연산장치가 탑재되고 있으며 이러한 자동차의 가용자원을 활용하여 클라우드 서비스를 제공하는 연구도 진행되고 있다. 본 논문에서는 연결형 자동차로 클라우드 서버를 구성하여 각 차량에 적합한 작업을 분배하는 과정에서 차량의 가용자원뿐만 아니라 기지국과의 통신 환경을 고려하여 동적으로 작업의 크기를 결정하는 기법을 제안하였다. 제안 기법의 모델을 기반으로 시뮬레이션한 결과 가용자원만을 고려하는 것보다는 통신 환경을 함께 고려해서 작업을 할당해야 마감 시간 내에 할당된 작업을 완료할 수 있다는 것을 확인하였다.
이 논문에서는 교통소외지역의 양방향 단일 차선에서 자율주행 차량의 안전하고 원활한 운행을 위한 센서 데이터 공유 시스템을 제안하고 핵심 모듈인 상황인지 기술을 구현한다. 양방향 단일 차선 도로는 주차된 차량이나 마주오는 차량으로 인한 자율주행 차량의 후진 문제를 야기한다. 이 논문에서는 인프라 카메라를 사용하여 양방향 단일 차선 도로에 대한 차량의 접근, 진입 진출 상황을 실시간으로 인지하고 이 정보를 V2N 통신을 통해 자율주행 차량에 전송하여 자율주행 차량의 센싱 범위를 확장하는 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템의 핵심은 인프라 카메라를 통해 양방향 단일 차선의 상황을 인지하는 것이며 이 논문에서는 이를 객체인식 및 객체 추적기술을 이용하여 구현한다. 마지막으로, 구현한 상황인지 기술을 실제 양방향 단일 차선에서 수집한 데이터를 이용하여 검증한다.
WAVE 기술은 차량이 고속 이동환경에서 차량간 또는 차량과 인프라간 패킷을 짧은 시간 내에 주고 받을 수 있는 무선통신 기술이다. 본 논문의 목적은 차량이 WAVE 시스템에 통신 할 때 상대방의 인증서가 폐기 되었는지 확인하기 위한 CRL(Certificate Revocation List) 다운로드 프로토콜을 설계하는 것이다. CRL 다운로드 프로토콜은 WAVE 시스템 환경에 맞추기 위해 TCP(Transmission Control Protocol)가 아닌 UDP(User Datagram Protocol) 상에서 동작한다. 그리고 보안기능을 지원하기 위해 ECDSA 를 사용하여 상호 인증을 하고 ECIES 를 사용하여 인증서의 기밀성을 보장한다. 또한 이 프로토콜은 MAC 을 CRL 데이터에 붙여 데이터의 무결성을 보장하고, UDP 상에서 동작할 때 발생할 수 있는 데이터의 손실을 줄이기 위해 에러 및 흐름제어 방식으로 Selective repeat ARQ 를 사용한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권7호
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pp.622-628
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2016
IT 기술의 발전과 각종 관련 규제가 해결되어 드론으로 불리는 무인비행체(Unmanned Aerial Vehicle; UAV)에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만, 현재까지 개발된 UAV는 무선조종 혹은 영상인식 기반의 자율비행에 의해 비행경로가 설정되므로, 안전사고에 대한 대책이 없다면 UAV에 대한 수요 증가는 UAV 간 혹은 UAV와 주변 사물 간의 충돌을 야기할 것이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 차량 통신 시스템을 활용한 UAV 비행경로 설정 방안을 제안한다. 제안된 방식에서는 차량 통신 시스템 인프라를 이용하여 UAV의 충돌을 방지하고 효율적인 비행이 가능하도록 하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 효율성을 검증하였다. 그리고 제안된 방식은 차량 통신 규격을 준수하면서 약간의 오버헤드만 추가되어, 상용 차량 통신 시스템에 적용이 용이하도록 설계하였다.
최근에 가속화된 무선 통신 기술의 발달은 교통 분야에도 새로운 가능성을 제시하고 있다. 무선 통신 기술의 하나인 애드혹 네트워크(ad hoc network)는 서비스를 제공하는 시설(Infrastructure) 없이도 노드간 통신을 통하여 데이터를 교환 할 수 있는 기술이다. 특히, 차량에 의한 애드혹 네트워크를 가리키는 Vehicular ad hoc networks (VANETs)는 주행중 차량간 통신을 가능하게 하여, 차량들 스스로 자기가 경험한 교통정보를 공유하는 분산형 교통 정보 시스템을 구성할 수 있다. 본 연구에서는 VANET을 기반으로 하는 교통 정보 시스템에서 차량간 통신에 의하여 전달되는 교통정보의 전달범위를 측정하였다. 정보의 전달 범위를 측정하기 위하여 미시적 모형의 교통 시뮬레이터인 Paramics와 네트워크 시뮬레이터인 QualNet을 통합한 컴퓨터 모의실험 환경을 구축하여, 실제 도로망과 교통수요를 바탕으로 실험을 실시하였다. 결과에 의하면, 제한속도가 97km/hr(60mile/hr)인 고속도로에서 시장점유율이 10%인 경우, 5km 전방의 교통 정보를 얻는데 비혼잡시(10veh/ln.km) 약 3분, 혼잡시(40veh/ln.km) 43초 소요되었다. 즉, 비혼잡시 대부분의 교통 정보는 반대 방향으로 진행중인 차량에 의하여 전달되고, 혼잡시에는 같은 방향으로 진행하는 차량에 의한 전달 기회가 많아진다는 사실을 보여준다. 특히, 비혼잡시 낮은 시장점유율(3%)에서도 교통 정보는 효율적으로 전달되고 있었다. 본 연구에서 소개된 VANETs은 발전 가능성이 높은 기술로, 정보를 신속하게 전달할 수 있는 장점과 함께 차량과 인프라간의 통신을 위한 시설의 설치시 밀도를 결정하는데 중요한 자료로 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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