[논문]차량용 센서융합 정밀 측위 기술

송정훈; 서대화

[국내논문] 차량용 센서융합 정밀 측위 기술 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.30 no.11, 2013년, pp.43 - 50

송정훈 (임베디드소프트웨어연구센터) , 서대화 (경북대학교)

초록
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본고에서는 도심지역을 주행하고 있는 차량의 정확한 위치정보를 획득하기 위한 정밀 측위 시스템 기술과 개발현황을 소개한다. 그리고 위성항법 기반의 정밀 측위 시스템에서 발생하는 측위 오차를 줄이고 위성 신호의 음영지역에서도 차량의 정밀한 위치 결과를 얻기 위하여 차량용 센서를 융합하는 정밀 측위 기술과 개발현황을 알아본다.

AI 본문요약
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문제 정의

본고에서는 차량의 정밀측위를 위한 위성항법 측위 기술과 차량용 센서를 융합한 기술에 대하여 알아보고, 센서융합 측위 시스템의 개발 동향에 대하여 소개한다. 본고의 구성은 다음과 같다.
도심지역에는 다양한 도로의 랜드마크를 이용할 수 있기 때문에, 도로 표지 정보를 이용해 차로 정밀도 수준 이상의 정밀도를 가지는 EDM을 기반으로 GPS와 IMU, 비전센서를 이용한 연구가 시작되었다. 이러한 연구의 핵심은 차량 위치의 차로 수준 이상으로 끌어올리는 융합 알고리즘과 저가형 임베디드 모듈의 개발이다. 양산 차량에 적용 하기 위해서는 측위 시스템의 제조비용이 수 십만원 수준에 도달해야 상용화가 가능하기 때문이다.
본고에서는 위성항법과 센서를 융합한 차량용 정밀 측위 기술에 대한 소개와 국내외 기술개발 동향을 살펴 보았다. 차량용 정밀 측위 시스템은 도심지 환경에서 위성항법의 오차를 줄이기 위하여 다양한 센서와 기술의 융합이 가속화 될 것으로 예상된다.

제안 방법

전체시스템은 GPS, FECU(Fusion Electronic Control Unit), 비전모듈(Vision Module), EDM의 네 부분으로 구성되며, FECU는 도로정보를 담고 있는 EDM 을 기반으로 GPS, 차량 속도정보, 영상 및 차량의 관성량을 융합하는 측위 알고리즘을 수행한다. 비전 모듈은 근거리 전방 영상으로부터 주행 차로 검출 및 차로 내 종횡방향 위치 추정 비전 알고리즘을 수행한다.
경북대학교 임베디드소프트웨어연구센터(CEST) 는 위드로봇㈜, 현대엠엔소프트㈜, 한양대학교와 공동으로 GPS-DR(Dead Reckoning) 기술에 영상 및 도로정보를 융합하여 횡방향 20cm 수준의 정밀도를 가지는 저가형 차량 측위 시스템 개발에 착수하였다. GPS-DR부분은 기존 연구와 달리 차량의 주행모드를 정차, 직선주행, 곡선주행의 세가지 모드로 나누어 검출하는 기술을 개발하였다. 또한, 각 상태에 최적화된 융합 알고리즘을 구현 기술과 센서 제품간의 편차 및 장착 시 편향되는 정도를 주행 중에 자동으로 검출하여 온도 변화 및 장착 후 발생하는 오차에 대응 하는 기술을 적용하고 있다.

후속연구

Adv-GPS라 불리는 이 측위시스템은 위성 수신부, 무선 통신부, 데이터 처리부로 구성되고, 기준국의 정보 수신을 위한 무선 인터페이스로 WCDMA, LTE뿐 아니라 2014년 상용서비스 예정인 DMB 방식도 채택하여 적용할 예정이다.
차량의 정밀측위를 위한 센서융합 임베디드 시스템은 2015년까지 상용화를 목표로 개발 하고 있다. 개발이 완료되면 차로 수준의 정밀도를 가지는 고성능 임베디드 모듈이 양산 적용 가능한 수준의 가격으로 개발 될 것으로 기대된다.
본고에서는 위성항법과 센서를 융합한 차량용 정밀 측위 기술에 대한 소개와 국내외 기술개발 동향을 살펴 보았다. 차량용 정밀 측위 시스템은 도심지 환경에서 위성항법의 오차를 줄이기 위하여 다양한 센서와 기술의 융합이 가속화 될 것으로 예상된다. 차량의 정밀 측위를 위한 인프라 구축과 더불어 Visual Odometry, LBS(Location Based Service) 기술과의 융합으로 특정 환경, 서비스에 최적화된 형태로의 발전도 가능할 것이다.
차량용 정밀 측위 시스템은 도심지 환경에서 위성항법의 오차를 줄이기 위하여 다양한 센서와 기술의 융합이 가속화 될 것으로 예상된다. 차량의 정밀 측위를 위한 인프라 구축과 더불어 Visual Odometry, LBS(Location Based Service) 기술과의 융합으로 특정 환경, 서비스에 최적화된 형태로의 발전도 가능할 것이다. 또한 차량용 측위 시스템의 상용화를 위해서는 기능 안전성 규격인 ISO2626차량용 규격 준수를 위한 노력과 저가형 임베디드 모듈 개발이 활발히 이루어져야 한다.
또한 차량용 측위 시스템의 상용화를 위해서는 기능 안전성 규격인 ISO2626차량용 규격 준수를 위한 노력과 저가형 임베디드 모듈 개발이 활발히 이루어져야 한다. 차량용 센서를 융합한 정밀 측위 기술은 차세대 ITS서비스 및 무인 자율주행 자동차 기술과 산업발전에 크게 이바지 할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	차량의 정밀 측위를 위한 센서융합 기술 중 가장 일반적인 것은 무엇인가?	차량의 정밀 측위를 위한 센서융합 기술은 관성측정장치(IMU, Inertial Measurement Unit)를 이용하는 관성항법시스템(INS, Inertial Navigation System)과 GNSS를 융합하는 형태가 가장 일반적이다. INS를 활용하면 위성신호의 음영지역인 터널이나 지하 주차장에서도 연속적인 측위결과를 출력할 수 있는 장점을 가진다.
	상용 GPS 시스템을 통한 차로 수준 이상의 정확한 차량 위치 및 속도 인식의 한계가 나타나는 원인은?	GPS를 통한 측위 결과는 위성시계오차, 궤도 오차, 전리층 과 대류권에 의한 전파지연, 선택적 사용(SA, Selective Availability), 다중경로(Multipath) 등의 오차를 포함하고 있다. 이러한 오차로 인해 상용 GPS 시스템을 통하여 차로 수준 이상의 정확한 차량 위치와 속도를 인식하는데 한계가 있다.
	GNSS란 무엇인가?	GNSS는 우주궤도를 돌고 있는 인공위성에서 발신하는 전파를 이용해 지구 전역에서 움직이는 물체의 위치, 고도, 속도를 계산하는 위성항법시스템이다. 국내에서는 미국에서 운용하는 GPS(Global Positioning System) 시스템에 의존하고 있으며, 차량의 절대적인 위치정보를 제공하기 때문에 차량용 항법 장치에 주로 사용되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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