[논문]자동긴급제동장치의 안전성 평가방법

장현익; 조성우; 용부중

doi:10.7467/ksae.2013.21.5.162

자동긴급제동장치의 안전성 평가방법
The Safety Evaluation Method of Advanced Emergency Braking System 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.21 no.5, 2013년, pp.162 - 168

장현익 (경일대학교 대학원 기계공학과) , 조성우 (교통안전공단 자동차안전연구원) , 용부중 (경일대학교 대학원 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, there have been efforts in many countries to reduce social expenses and casualties resulting due to car accidents. As such, ASS (active safety systems) are being researched and developed to prevent accidents and target mitigation. Among many useful active safety systems, it has been reported that commercial AEBS (Advanced Emergency Braking System) effectively prevents accidents and reduces casualties simultaneously. Accordingly, it is necessary to set Korean AEBS standards, and this research analyzes international AEBS standards for this necessity. In addition to the evaluation methodology of AEBS ECE Regulation, this study suggests traffic scenarios that occur frequently in domestic road environments, and provides an evaluation system for AEBS of the scenarios. Finally, the performance and safety of AEBS are evaluated through field test.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내에서도 UNECE/WP29의 AEBS/LDWS Informal group에 참석하여 국제기준 제정에 대응하고 있으며, 국내 신차안전도평가(KNCAP)에 능동안전장치에 대한 안전성 평가 반영을 준비하고 있다. 본 연구는 AEBS(Advanced Emergency Braking System) 성능 평가와 국제기준과의 연계성을 분석하여 AEBS의 안전성 평가기술을 개발하였다. 이를 바탕으로 관련 안전기준제정을 위한 기초자료를 제공하고, 첨단안전장치의 조기 시장진입과 교통사고 감소를 유도하고자 한다.
본 연구에서는 자동긴급제동장치의 성능 및 안전성 평가방법 연구를 위해, AEBS 관련 국내외 연구 및 정책 현황조사와 AEBS 안전성 평가를 위한 평가 시스템 구축 및 실차평가를 수행하였다. 그 내용을 요약하면 다음과 같다.
본 연구는 AEBS(Advanced Emergency Braking System) 성능 평가와 국제기준과의 연계성을 분석하여 AEBS의 안전성 평가기술을 개발하였다. 이를 바탕으로 관련 안전기준제정을 위한 기초자료를 제공하고, 첨단안전장치의 조기 시장진입과 교통사고 감소를 유도하고자 한다.

제안 방법

1) 국외 상용 AEBS 관련기준 현황과 성능평가 요소를 분석하여, AEBS의 정량적 성능 평가를 하기 위한 관성측정장치(IMU), DAQ, DGPS 등의 평가시스템을 구축하였다. 또한 AEBS의 평가를 위한 분석요소를 선정하여 차간거리, TTC 등의 분석법을 도입하였다.
2) 국제기준(UN/ECE Regulation)의 평가절차에 추가하여, 직선로, Cut-in, 운전자 회피, 오작동 반응 시험과 같이 실 도로상황에서 빈번히 발생하는 평가시나리오를 구성하였다.
Subject Vehicle과Target Vehicle간의 위치와 속도를 측정하기 위한 DGPS(Differential Global Position System)를 적용하였고, 차량의 x, y 축과 yaw 값 및 모멘트 거동을 측정할 수 있는 관성 측정장치(Inertial Measurement Unit)를 장착하였다.⁶⁾또한, 평가시험에 대한 안전성을 고려하여 스틸로폼재질의 dummy car를 제작하였다.
1과 같이 평가시스템을 구성하였다. Subject Vehicle과Target Vehicle간의 위치와 속도를 측정하기 위한 DGPS(Differential Global Position System)를 적용하였고, 차량의 x, y 축과 yaw 값 및 모멘트 거동을 측정할 수 있는 관성 측정장치(Inertial Measurement Unit)를 장착하였다.⁶⁾또한, 평가시험에 대한 안전성을 고려하여 스틸로폼재질의 dummy car를 제작하였다.
1) 국외 상용 AEBS 관련기준 현황과 성능평가 요소를 분석하여, AEBS의 정량적 성능 평가를 하기 위한 관성측정장치(IMU), DAQ, DGPS 등의 평가시스템을 구축하였다. 또한 AEBS의 평가를 위한 분석요소를 선정하여 차간거리, TTC 등의 분석법을 도입하였다.
따라서 실차평가를 통해 상용 AEBS ECE Regulation의 평가절차를 확인하고, 추가로 실 도로상에서 빈번히 발생하는 상황에 대한 평가 시나리오를 구성할 필요가 있다. 본 연구는 기존의 실 도로상 도로효용성평가를 근거로 Table 3과같이 SV(Subject Vehicle), MT(Moving Target), ST (Stationary Target), 그리고 DT(Deceleration Target)에 관한 추가시나리오를 제안하였다.
4는 AEBS ECE Regulation 중 시험 절차에 해당된다. 이 개정안은 AA Saloon과 같은 soft target을 선정하여 전방 장애물로 구성하였으며, 두 종류의 시험 절차로 구성되어 있다.

대상 데이터

AEBS의 시험자동차 사양은 Table 2와 같고, 서울대와 현대상용차가 공동으로 개발한 시험자동차로 평가를 진행하였다.⁷⁾
3과 같이 나타낼 수 있다. 자동차전방의 전방물체 인식을 돕는 카메라와 전방차량 상대속도, 거리 등의 판단을 하는 레이더 센서를 장착하여 주행 정보를 수집한다. 제어장치는 자동차의 가속, 감속, 긴급제동 등을 제어할 수 있으며, 고장진단이나 데이터 기록을 할 수 있다.

성능/효과

”로 지정된 ECE Regulation에서 긴급제동에 대한 총감속량이 6.4 m/s2으로 측정됨으로써, 제동경고의 1.8 m/s2인 총감속량의 28%로 제동경고기준에도 만족하는 것을 확인하였다.
3) 추가 구성한 시나리오에 따른 AEBS 평가 결과는 안전성 검증을 위해 활용도가 높은 것으로 판단된다. 그러나 전방 차량이 갑자기 감속하는 등의 실 도로상황에서 빈번히 발생하는 일부평가 모드의 경우, 추돌사고회피를 위한 경고 및 긴급제동 시점의 보완이 필요하다.
평가후, Stationary target과 Subject Vehicle이 최종적으로 자동정지한 차간거리가 약4m로 실차시험시 추돌에 관한 위험성은 나타나지 않았다. 이 결과를 통해 TTC, 제동경고, 그리고 총감속량 모두 기준에 만족하는 것을 확인함과 동시에 추돌사고에 있어 안전성향상에 큰 도움이 될 수 있다고 판단하였다.
8 m/s²인 총감속량의 28%로 제동경고기준에도 만족하는 것을 확인하였다. 평가후, Stationary target과 Subject Vehicle이 최종적으로 자동정지한 차간거리가 약4m로 실차시험시 추돌에 관한 위험성은 나타나지 않았다. 이 결과를 통해 TTC, 제동경고, 그리고 총감속량 모두 기준에 만족하는 것을 확인함과 동시에 추돌사고에 있어 안전성향상에 큰 도움이 될 수 있다고 판단하였다.

후속연구

2014년부터 유럽연합에서 의무적으로 시행될 국제기준(ECE Regulation)은 이미 언급한 바와 같이 단일적인 공통기준으로서, AEBS를 평가하는 최소 요건이 될 수 있다. 따라서 실차평가를 통해 상용 AEBS ECE Regulation의 평가절차를 확인하고, 추가로 실 도로상에서 빈번히 발생하는 상황에 대한 평가 시나리오를 구성할 필요가 있다. 본 연구는 기존의 실 도로상 도로효용성평가를 근거로 Table 3과같이 SV(Subject Vehicle), MT(Moving Target), ST (Stationary Target), 그리고 DT(Deceleration Target)에 관한 추가시나리오를 제안하였다.
향후 완성도 높은 AEBS 안전성평가를 위하여 곡선로, 경사로 등과 같이 보다 더 복잡하고 복합적인 주행상황에 대한 평가시스템 및 평가시나리오개발이 필요할 것으로 판단된다. 아울러 본 연구를 바탕으로 승용자동차 AEBS 안전성 평가기술개발 등의 지속적인 검증평가도 이뤄져야 할 것이다.
향후 완성도 높은 AEBS 안전성평가를 위하여 곡선로, 경사로 등과 같이 보다 더 복잡하고 복합적인 주행상황에 대한 평가시스템 및 평가시나리오개발이 필요할 것으로 판단된다. 아울러 본 연구를 바탕으로 승용자동차 AEBS 안전성 평가기술개발 등의 지속적인 검증평가도 이뤄져야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AEBS은 어떤 역할을 수행하는가?	AEBS는 ACC(차간거리 유지 및 감속)와 FCW(전방 충돌 경보) 등이 결합된형태로, 운전조작의 부하를 경감하기 위한 기술들이 주행 안전성을 향상시킨다. 따라서 이 장치는 자동차의 사고예방, 사고회피, 추돌피해 경감, 피해 확대 방지 등의 역할을 수행한다. 이 역할의 단계는 Fig.
	자동긴급제동장치는 무엇인가?	자동긴급제동장치(Advanced Emergency Braking System)는 잠재적인 전방 추돌을 감지하여 시각, 촉각 및 청각으로 운전자에게 경고를 주고, 추돌 예상시자동적으로 제동장치를 작동하여 추돌을 회피하거나 완화하기 위한 장치이다. 이는 CWBS(Collision Warning with Brake Support) 또는 FCMS(Forward Collision Mitigation System)로도 불린다.
	AEBS는 무엇을 합쳐서 만들어진 시스템인가?	이는 CWBS(Collision Warning with Brake Support) 또는 FCMS(Forward Collision Mitigation System)로도 불린다. AEBS는 ACC(차간거리 유지 및 감속)와 FCW(전방 충돌 경보) 등이 결합된형태로, 운전조작의 부하를 경감하기 위한 기술들이 주행 안전성을 향상시킨다. 따라서 이 장치는 자동차의 사고예방, 사고회피, 추돌피해 경감, 피해 확대 방지 등의 역할을 수행한다.

참고문헌 (7)

Economic Commission for Europe, An Introduction to the New Vehicle Safety Regulation, Informal Document No. WP.29-145-08, Geneva, 2008.
National Highway Traffic Safety Administration, Safety Benefit Evaluation of a FCWS, Publication NO. DOT HS 810 910, Department of Transportation, Washington D.C., 2008.
Economic Commission for Europe, Consideration of Issues, UN/ECE/TRANS/WP29/GRRF-S08-Inf13e, Informal Group on Automatic Emergency Braking and Lane Departure Warning System, Geneva, 2008.
Technical Guidance on the Brake System for Easing Frontal Obstacle Impact, Kokujigi No.353, Japan, 2003.
Economic Commission for Europe, Automatic Emergency Braking and Lane Departure Warning Systems, UN/ECE /TRANS/WP29/GRRF-65-Inf19, Informal Group on Automatic Emergency Braking and Lane Departure Warning System, Geneva, 2009.
K. Min, I. Choi, S. Kim, S. Cho, H. Oh, G. Lee, H. Jang and J. Lee, "Experimental Study for Objective Evaluation of ACC," KASA Spring Conference Proceedings, pp.29-34, 2011.
T. Lee, K. Yi, J. Kim and J. Lee, "Development of the AEBS Algorithm for the Commercial Vehicle," KSAE Annual Conference Proceedings, pp.1222-1227, 2010.

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