Autonomous driving is one of the most important new technologies of our time; it has benefits in terms of safety, the environment, and economic issues. Path following algorithms, such as automated lane keeping systems (ALKSs), are key level 3 or higher functions of autonomous driving. Pure-Pursuit and Stanley controllers are widely used because of their good path tracking performance and simplicity. However, with the Pure-Pursuit controller, corner cutting behavior occurs on curved roads, and the Stanley controller has a risk of divergence depending on the response of the steering system. In this study, we use the advantages of each controller to propose a hybrid control strategy that can be stably applied to complex driving environments. The weight of each controller is determined from the global and local curvature indexes calculated from HD map information and the current driving speed. Our experimental results demonstrate the ability of the hybrid controller, which had a cross-track error of under 0.1 m in a virtual environment that simulates K-City, with complex driving environments such as urban areas, community roads, and high-speed driving roads.
This paper suggests a car-following algorithm for urban environment, with multiple target candidates. Until now, advanced driver assistant systems (ADASs) and self-driving technologies have been researched to cope with diverse possible scenarios. Among them, car-following driving has been formed the groundwork of autonomous vehicle for its integrity and flexibility to other modes such as smart cruise system (SCC) and platooning. Although the field has a rich history, most researches has been focused on the shape of target trajectory, such as the order of interpolated polynomial, in simple single-lane situation. However, to introduce the car-following mode in urban environment, realistic situation should be reflected: multi-lane road, target's unstable driving tendency, obstacles. Therefore, the suggested car-following system includes both in-lane preceding vehicle and other factors such as side-lane targets. The algorithm is comprised of three parts: path candidate generation and optimal trajectory selection. In the first part, initial guesses of desired paths are calculated as polynomial function connecting host vehicle's state and vicinal vehicle's predicted future states. In the second part, final target trajectory is selected using quadratic cost function reflecting safeness, control input efficiency, and initial objective such as velocity. Finally, adjusted path and control input are calculated using model predictive control (MPC). The suggested algorithm's performance is verified using off-line simulation using Matlab; the results shows reasonable car-following motion planning.
This study aimed to verify the criteria of the driver monitoring systems proposed by UNECE ACSF informal working group and the ministry of land, infrastructure, and transport of South Korea using driving behavior data. In order to verify the criteria, we investigated the safety regulations of driver monitoring systems in a conditional autonomous vehicle and found that the driver monitoring measures were related to eye blinks times, head movements, and eye closed duration. Thus, we took two different experimental data including real-world driving and simulator-based drowsy driving behaviors in previous studies. The real-world driving data were used for analyzing blink times and head movement intervals, and the drowsiness data were used for eye closed duration. In the real-world driving study, 52 drivers drove approximately 11.0 km of rural road (about 20 min), 7.9 km of urban road (about 25 min), and 20.8 km of highway (about 20 min). The results suggested that the appropriate number of blinks during the last 60 seconds was 4 times, and the head movement interval was 35 seconds. The results from drowsy driving data will be presented in another paper - part 2.
This paper proposes autonomous speed control strategy for an Electric Vehicle on urban road. SNU campus road is used to reperesent urban road situation. Motor efficiency of driving on campus circulation road can be improved by controlling velocity properly. Given information of campus road, especially slope of road, acceleration is selected from candidate, considering consumed power, human factor and driving time. To apply urban situation, preceding vehicle is also considered. With preceding vehicle, acceleration is defined according to clearance and relative velocity. Acceleration is bounded in normal range. Proposed acceleration control method is activated with proper velocity range for campus circulation road. With acceleration control, motor efficiency becomes better than driving with constant vehicle. To evaluate the performance of proposed acceleration controller, simulation study is conducted via MATLAB.
Ahead of the commercialization of autonomous vehicles, it's application should be considered into the current transportation infrastructure. Under limited traffic circumstances, effective set of lane change rules alone could bring benefits to the autonomous driving system. In this study, a cooperative movement (local platooning) plan with limited vehicles associated as pocket driving, aiming at effective movement between vehicles in urban environment was proposed. Under congested roadway condition, the gaussian gap between vehicles was introduced to secure gap acceptance for safe lane change maneuver. Proposed lane change method showed 86.6% delay reduction along with traffic volume improvement. This result could be considered as a crucial factor in designing a next-generation roadway infrastructure with autonomous driving.
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.22
no.5
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pp.148-162
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2023
The objective of this study is to derive the appropriate perception location for changes in driving behavior of autonomous vehicles in urban road environments based on traffic safety signs. For this purpose, 32 types of signs that induce changes in driving behavior were selected from currently used traffic safety signs and classified as three types according to changes in driving behavior. Based on this, three scenarios were designed: stop, speed change, and lane change scenarios. These were used to confirm the impact on traffic flow. As a result of the analysis, it was found that each scenario needs to receive information on traffic safety signs in advance to ensure changes in traffic flow and safety. Consequently, the appropriate perception location can be used as a basis for establishing standards for delivering message sets to autonomous vehicles or revising traffic safety signs for them. In addition, this study is expected to contribute to the establishment of safe and efficient driving strategies on urban roads as autonomous vehicles are introduced in the future.
This paper represents an adaptive Region of Interest (ROI) decision for real-time performance in an autonomous driving perception module. Since the whole automated driving system consists of numerous modules and subdivisions of module occur, it is necessary to consider the characteristics, complexity, and limitations of each module. Furthermore, Light Detection And Ranging (Lidar) sensors require a considerable amount of time. In view of these limitations, division of submodule is inevitable to represent high real-time performance for stable system. This paper proposes ROI to reduce the number of data respect to computation time. ROI is set by a road's design speed and the corresponding ROI is applied differently to each vehicle considering its speed. The simulation model is constructed by ROS, and overall data analysis is conducted by Matlab. The algorithm is validated using real-time driving data in urban environment, and the result shows that ROI provides low computational costs.
Chong, Sang Min;Choi, Jai sung;Lee, Jong hak;Min, Dong Chan
International Journal of Highway Engineering
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v.19
no.1
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pp.91-106
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2017
PURPOSES : Because elderly drivers are more prone to becoming confused when approaching an urban intersection and thus may yield prolong judgment and decision times than non-elderly drivers, to increase the comfort and safety of the intersection environment for elderly drivers, this study applied autonomous driving tests at an urban intersection to examine their driving characteristics. METHODS : To obtain a more comprehensive understanding of driving features, this study collected drive data of non-elderly drivers and elderly drivers via an autonomous experiment using OBD2 and an eye-tracker, in addition to performing a literature review on the measured visibility range of elderly drivers at intersections. This literature review was conducted considering the general knowledge of elderly drivers having relatively reduced visibility. Additionally, as they are commonly more vulnerable, this study analyzes characteristics of elderly drivers as compared to those of non-elderly drivers. CONCLUSIONS : The results of this study can be summarized as follows: 1) the peripheral visible distance of elderly drivers is reduced as compared to that of non-elderly drivers; 2) elderly drivers approach and proceed through intersections at slower speeds than non-elderly drivers; and 3) elderly drivers yield increased driving distances when performing a right or left turn as compared to non-elderly drivers as a result of their reduced speed and acceleration and larger turning radii relative to non-elderly drivers.
Research into vision-based end-to-end autonomous driving systems utilizing deep learning and reinforcement learning has been steadily increasing. These systems typically encode continuous and high-dimensional vehicle states, such as location, velocity, orientation, and sensor data, into latent features, which are then decoded into a vehicular control policy. The complexity of urban driving environments necessitates the use of state representation learning through networks like Variational Autoencoders (VAEs) or Convolutional Neural Networks (CNNs). This paper analyzes the impact of different image state encoding methods on reinforcement learning performance in autonomous driving. Experiments were conducted in the CARLA simulator using RGB images and semantically segmented images captured by the vehicle's front camera. These images were encoded using VAE and Vision Transformer (ViT) networks. The study examines how these networks influence the agents' learning outcomes and experimentally demonstrates the role of each state representation technique in enhancing the learning efficiency and decision- making capabilities of autonomous driving systems.
Journal of the Korean Society of Systems Engineering
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v.20
no.spc1
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pp.108-118
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2024
As shared electric kick scooters spread to cities worldwide as a result of the proliferation of personal mobility, they have emerged as a significant social issue, impacting pedestrian and user safety, as well as urban aesthetics. In this study, we propose solutions to the unique problems associated with shared electric kick scooters, such as illegal parking, charging, and redistribution. Furthermore, we present research on supplementary services utilizing electric kick scooters in urban areas to enhance citizen safety and user satisfaction through the development of an autonomous electric kick scooter system structure and operational strategies. We suggest a low-cost autonomous electric kick scooter structure and propose AI processing, sensor fusion, and system operation methods to add autonomous capabilities to affordable electric kick scooters. Additionally, we propose operational systems and related technologies for offering various supplementary services.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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