Bird-Eye View 서비스는 특정 도로구간에서 안개, 폭우, 폭설 등으로 운전자의 시계가 매우 불량할 때 주변 UVS 차량 위치정보 및 주행속도 기반의 안전거리 경보를 제공하여 안전주행을 지원하는 서비스로 규정할 수 있다. 시계 확보 불가능 시 V2V 통신을 통해 주변 UVS 차량의 정보를 수신하여 상대거리 정보를 표출함으로써 추돌 및 충돌사고의 위험을 감소시키는 한편, 차량 간 상대속도를 기반으로 안전거리를 산정하고 안전거리가 미 확보될 때에는 경보를 제공하여 운전자의 안전한 주행을 유도한다. 이를 기존의 장소중심 교통정보수집방식에서 이제는 각 개인 스마트폰을 이용한 u-TSN(Ubiquitous Transportation Sensor Network) 즉, 센서네트워크 기반에서 능동적, 자율적으로 이루어지게 하는 교통서비스 인프라를 구축 정보수집, 가공, 제공의 일련의 프로세스로 구현하였다.
Bird-Eye View 서비스는 특정 도로구간에서 안개, 폭우, 폭설 등으로 운전자의 시계가 매우 불량할 때 주변 UVS 차량 위치정보 및 주행속도 기반의 안전거리 경보를 제공하여 안전주행을 지원하는 서비스로 규정할 수 있다. 시계 확보 불가능 시 V2V 통신을 통해 주변 UVS 차량의 정보를 수신하여 상대거리 정보를 표출함으로써 추돌 및 충돌사고의 위험을 감소시키는 한편, 차량 간 상대속도를 기반으로 안전거리를 산정하고 안전거리가 미 확보될 때에는 경보를 제공하여 운전자의 안전한 주행을 유도한다. 이를 기존의 장소중심 교통정보수집방식에서 이제는 각 개인 스마트폰을 이용한 u-TSN(Ubiquitous Transportation Sensor Network) 즉, 센서네트워크 기반에서 능동적, 자율적으로 이루어지게 하는 교통서비스 인프라를 구축 정보수집, 가공, 제공의 일련의 프로세스로 구현하였다.
A bird's-eye view is an elevated view of an object from above, with a perspective as though the observer were a bird, often used in the making of blueprints, floor plans and maps. It can be used under severe weather conditions when visibility is poor. Under low visibility environments, drivers can c...
A bird's-eye view is an elevated view of an object from above, with a perspective as though the observer were a bird, often used in the making of blueprints, floor plans and maps. It can be used under severe weather conditions when visibility is poor. Under low visibility environments, drivers can communicate each other using V2V communication to get each vehicle's status to prevent collision and other accidents. Ubiquitous transportation sensor networks(u-TSN) and its application are emerging rapidly as an exciting new paradigm to provide reliable and comfortable transportatione services. The ever-growing u-TSN and its application will provide an intelligent and ubiquitous communication and network technology for traffic safety area.
A bird's-eye view is an elevated view of an object from above, with a perspective as though the observer were a bird, often used in the making of blueprints, floor plans and maps. It can be used under severe weather conditions when visibility is poor. Under low visibility environments, drivers can communicate each other using V2V communication to get each vehicle's status to prevent collision and other accidents. Ubiquitous transportation sensor networks(u-TSN) and its application are emerging rapidly as an exciting new paradigm to provide reliable and comfortable transportatione services. The ever-growing u-TSN and its application will provide an intelligent and ubiquitous communication and network technology for traffic safety area.
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가설 설정
Step 3-2로는 선행차량의 급∙감속 여부를 판단 후, 위험판단 시 경고정보 제공하여 선행 차량이 급감속 하였을 시 차간거리가 최소정지거리 이하일 경우, 급감속 경보 정보를 제공한다. 이때의 최소정지거리 확보 여부를 판단하여 경고메시지를 제공하는데, 운전자 반응시간을 2.5초로, 타이어-노면의 마찰계수는 안전을 위해 0.30을 이용하여 서비스를 구현하고 경사도는 0으로 가정한다.
제안 방법
그래서 교통체계 구성요소인 여행자, 교통수단 및 각종 시설물이 유/무선으로 연결되는 네트워크 공간속에서 교통센터(UTC: Ubiquitous Transportation Center)에서는 가공된 다양한 정보가 교통체계 구성요소에 전달(one-to-many)될 뿐만 아니라, 구성요소들간의 Ad-hoc 네트워크 구성을 통한 실시간 정보교환(many-to-many)이 가능한 상태로 변화되었다. 이러한 상황을 교통시스템분야에 적용하여 정보수집, 가공, 제공의 일련의 과정을 남양주시 46호선을 대상으로 약 1년동안 연속류 6.7km, 단속류 5.8km에 테스트베드를 구축, Bird- Eye View 서비스를 구현하였다.
Bird-Eye View 서비스는 특정 도로구간에서 안개, 폭우, 폭설 등으로 운전자의 시계가 매우 불량할 때 주변 차량 위치정보 및 주행속도 기반의 안전거리 경보를 제공하여 안전주행을 지원하는 서비스로 규정할 수 있다. 또한, 시계 확보 불가능 시 V2V 통신을 통해 주변 UVS 차량의 정보를 수신하여 상대거리 정보를 표출함으로써 추돌 및 충돌사고의 위험을 감소시키는 한편, 차량 간 상대속도를 기반으로 안전거리를 산정하고 경고 신호를 제공하여 운전자의 안전한 주행을 유도한다. 실제적으로 UVS 단말기 표출시 표식을 달리하여 시각적, 청각적 경보를 제공한다.
여기에서 안전거리는 Car Following Theory중 Pipe's Theory를 이용하여 차량간 안전거리를 산출하도록 한다.
각 개별 차량들은 GPS를 통해 인입되는 좌표를 DGPS 에 의거하여 보정하고 다시 UTC센터에서 송신하여 내부알고리즘에 의거 위치보정이 이루어진다. 자기좌표에 대한 허용오차가 1M내외이기에 차량내에 있는 OBD-∥를 통한 보정, 센터의 기지국을 위한 2차보정 작업이 이루어진 후에 여타차량에 대한 자료를 받아 UIT자체 내의 알고리즘을 활용하여 자차차량의 위치와 인근의 차량을 인지하고 기본적인 알고리즘을 수행한다.
구현한 서비스에 대해서 단위시험부터 종합시험을 통해 각각의 서비스를 측정 미비된 점을 보완하였다.
정보 생성 단계에서는 개별차량의 위치 및 주행정보가 지속적으로 생성, 모니터링이 되는지를 평가하고, 정보 송수신 단계에서는 차량 간 정보 송수신의 정확도, 지속적인 서비스제공의 서비스 안정성에 대한 평가가 이루어지며, 정보 제공 단계에서는 운전자의 주변상황 인지가 되는지를 평가하였다.
대상 데이터
시스템 구성은 센터인 UTC(DGPS 포함), 노변 통신 장치인 UIS, 차량 통신 장치인 UVS로 구성된다. 아래 그림에서 보는 것과 같이 u-TSN은 UVS(Ubiquitous Vehicle Sensor):차량에 설치된 Sensor 단말기, UIS (Ubiquitous Infrastructure Sensor) :교통 인프라(노변장치, 지점검지기 지역제어기)에 설치되는 Sensor 단말기, UTC (Ubiquitous Transportation Center) :교통정보센터, UPS (Ubiquitous Pedestrian Sensor): 개인휴대단말기로 구성되며, 무선 네트워크 기술을 통해 주행 중에 통행시간, 통행속도, 위치, 제동, 돌발 상황, 운전 상태 등을 상호간에 교환함으로써 원활하고 안전한 교통체계를 구성하도록 되어 있다.
UVS에서 무선 통신으로 수신한 교통 정보를 운전자에게 화면 및 음성으로 제공하기 위한 단말기이다. 시스템은 항공사진 적용 맵 엔진, 음성 제공 TTS 엔진, 표준 노드/링크 DB 및 통신 모듈로 구성된다. 사용자의 입력이 가능한 터치 인터페이스를 제공하며, 단말기의 환경을 설정할 수 있는 다양한 옵션을 제공한다.
성능/효과
종합평가한 개별차량의 생성된 기본위치정보는 노바텔 OEMStar 모듈에 의해 위치 정확성은 0.39m로 평가 기준인 1m 이내에 만족하는 값을 보이고, 차로구분에 대한 결과인 차선 인식률은 모듈이 모두 100%의 값을 보였으며 평가기준 100%에 만족하였다. 평균속도오차는 OBD의 출력을 비교했을 때, 평균속도오차는 2km/h 의 값으로 3km/h 이내에 충족하는 값을 보였다.
39m로 평가 기준인 1m 이내에 만족하는 값을 보이고, 차로구분에 대한 결과인 차선 인식률은 모듈이 모두 100%의 값을 보였으며 평가기준 100%에 만족하였다. 평균속도오차는 OBD의 출력을 비교했을 때, 평균속도오차는 2km/h 의 값으로 3km/h 이내에 충족하는 값을 보였다. 그러나 차량 간 송수신 정보의 정확도를 평가하는 기준인 메시지 전달율의 결과는 2대일 경우 87.
평균속도오차는 OBD의 출력을 비교했을 때, 평균속도오차는 2km/h 의 값으로 3km/h 이내에 충족하는 값을 보였다. 그러나 차량 간 송수신 정보의 정확도를 평가하는 기준인 메시지 전달율의 결과는 2대일 경우 87.33%, 3대일 경우 81.43%를 보였으며 전체적으로 83.65%의 값을 보이고, 차량의 수가 증가할수록 메시지 전달율은 보다 작은 값을 보일 것으로 예상되어 평가기준인 95%보다 작은 87.33%와 81.43%를 보여 평가기준에는 만족하지 못하였다.
차량단말기에 표출되는 정보의 정확도는 현장에서 육안으로 확인하는 평가로 테스트 결과 평가기준에 만족하였다. 또한 차량단말기에 표출되는 정보의 연속성을 평가하는 기준인 정보의 업데이트의 평가기준은 0.
차량단말기에 표출되는 정보의 정확도는 현장에서 육안으로 확인하는 평가로 테스트 결과 평가기준에 만족하였다. 또한 차량단말기에 표출되는 정보의 연속성을 평가하는 기준인 정보의 업데이트의 평가기준은 0.1초 주기이며 분석결과 84.45%로 나타나 평가기준에 부합하지 못하는 것으로 나타났다. 안전거리 및 급감속 경보 제공을 위한 표출의 지연상태에 대한 정보표출 지연 시간은 500ms이며 이를 평가하는 기준인 정보표출 지연 0.
45%로 나타나 평가기준에 부합하지 못하는 것으로 나타났다. 안전거리 및 급감속 경보 제공을 위한 표출의 지연상태에 대한 정보표출 지연 시간은 500ms이며 이를 평가하는 기준인 정보표출 지연 0.1초 이내를 만족하는 값을 보였다.
후속연구
하늘을 나는 새의 시각으로 주변 도로의 교통 상황을볼 수 있다면 내 차량만이 아닌 주변 차량의 주행 상태까지 정확하게 파악할 수 있을 것이다. 이는 상용 네비게이션에 주변 차량의 정보가 추가되어 표출되는 형태가 될 것이며, 이를 Bird-Eye View 서비스라 한다.
이 메시지는 V2V 통신으로 주변 차량으로 전파되며, UIS를 거쳐 UTC로 전송되어 진다. 센터에서 수신된 주향주행데이터는 향후 교통 정책 수립에 활용될 수 있다.
남양주에서 실제적인 주행환경속에서 u-TSN의 센서네트워크을 이용한 교통서비스구현은 이론적인 측면에서 벗어나 실제적인 자동차환경속에서 센서말단에서 센터까지, 또는 센서에서 센서간 정보가공의 역할을 수행했다는 점에서 매우 괄목한 성과라고 볼 수 있다. 그러나 제한된 대수의 차량으로 시연된 서비스측면에서는 전국 단위의 서비스로 도약하기 위한 좋은 예가 될 것이다. u-TSN 환경이 전국적인 규모로 제대로 구축이 된다면 기존 시스템이 제공하고 있는 서비스 이상의 서비스를 제공할 수 있을 것이고, 보다 쾌적하고 안전한 교통 인프라 구축을 앞당길 것으로 기대된다.
그러나 제한된 대수의 차량으로 시연된 서비스측면에서는 전국 단위의 서비스로 도약하기 위한 좋은 예가 될 것이다. u-TSN 환경이 전국적인 규모로 제대로 구축이 된다면 기존 시스템이 제공하고 있는 서비스 이상의 서비스를 제공할 수 있을 것이고, 보다 쾌적하고 안전한 교통 인프라 구축을 앞당길 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Bird-Eye View 서비스는 무엇인가?
Bird-Eye View 서비스는 특정 도로구간에서 안개, 폭우, 폭설 등으로 운전자의 시계가 매우 불량할 때 주변 차량 위치정보 및 주행속도 기반의 안전거리 경보를 제공하여 안전주행을 지원하는 서비스로 규정할 수 있다. 또한, 시계 확보 불가능 시 V2V 통신을 통해 주변 UVS 차량의 정보를 수신하여 상대거리 정보를 표출함으로써 추돌 및 충돌사고의 위험을 감소시키는 한편, 차량 간 상대속도를 기반으로 안전거리를 산정하고 경고 신호를 제공하여 운전자의 안전한 주행을 유도한다.
Fusion Module의 주요 기능은 무엇인가?
Fusion Module은 GPS+ 출력 데이터를 생성하여 통신을 담당하는 메인 모듈로 제공하는 역할을 한다. 주요 기능으로는 GPS 데이터를 가공 처리, IMU(관성센서) 데이터 가공 처리, OBD-II 데이터 가공 처리 및 Winker 데이터를 수신하여 가공 처리 등이 있다.
u-TSN은 무엇으로 구성되어 있는가?
시스템 구성은 센터인 UTC(DGPS 포함), 노변 통신 장치인 UIS, 차량 통신 장치인 UVS로 구성된다. 아래 그림에서 보는 것과 같이 u-TSN은 UVS(Ubiquitous Vehicle Sensor):차량에 설치된 Sensor 단말기, UIS (Ubiquitous Infrastructure Sensor) :교통 인프라(노변장치, 지점검지기 지역제어기)에 설치되는 Sensor 단말기, UTC (Ubiquitous Transportation Center) :교통정보센터, UPS (Ubiquitous Pedestrian Sensor): 개인휴대단말기로 구성되며, 무선 네트워크 기술을 통해 주행 중에 통행시간, 통행속도, 위치, 제동, 돌발 상황, 운전 상태 등을 상호간에 교환함으로써 원활하고 안전한 교통체계를 구성하도록 되어 있다.
참고문헌 (9)
u-Transportation Basic Technology Research, Final Report, Korea Transport Institute, 2012
Chulwoong Do, Fundamentals of Traffic Eng. Chungmungak, 1994.
Eunhwa Lee, Design Standard of Roadway,2000
Sungsoo Bae et. al. Ubiquitous-RFID and Home Networking, Sewha, 2007
Kyungsan Cho, Computer Network, Green, 2007
Andrew N. Sloss, ARM System Developer's Guide, CLABSYS, 2008
Joohwan Kim et. al., ITS under Ubiquitous Technology, Korea Information Processing Society 2012
Won Kim.. Ubiquitous Network Design Based on Evolutionary Algorithm Considering RFID Characteristics., Journal of Advancd Information Technology and Convergence, 8(9): 13-19.
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