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문제 정의
- 그에 반해 해당 두 분야에 공통적으로 적용 가능한 알고리즘에 대한 연구는 미비하다. 따라서 본 논문에서는 군수와민수 분야에서 공통적으로 적용 가능한 가상의 차선을 예측하는 알고리즘을 제안한다.
- 본 논문에서 제안하는 방법은 장애물 격자지도 상에서차량이 주행하기 위한 도로의 영역을 결정하고, 가상의 차선을 생성하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 논문에서는 2차원 곡선을 기반으로 도로의모델을 생성한 후 생성된 모델들 중에서 가장 전방 도로를잘 표현할 수 있는 모델을 선택함으로써 가상 차선을 추정한다.
- 다시 말해 도로모델은 시작위치를 기준으로 미리 정해진 /s의 범위만큼 좌 /우측 방향의 곡선을 표현된다. 본 논문에서는 상기의 곡선모델을 상기 정해진 도로의 너비 怀만큼 떨어진 좌/우에동일한 곡률의 곡선을 위치시킴으로써 도로의 영역을 생성한다. 따라서 도로의 영역을 생성하기 위해서는 좌/우측 도로모델의 (%, 饥)를 먼저 결정해야 한다.
- 본 논문에서는 상기의 두 가지 가정을 이용하여 차량 전방에서 도로 모델의 생성 기준 위치를 찾아 모델을 생성하고 생성된 모델과 현재 프레임의 장애물 격자지도 정보뿐만 아니라 이전 프레임의 도로 영역 결정 결과를 함께 사용함으로써 더 정확한 도로 영역을 찾고자 한다. 가상 차선의 결과 또한 현재와 이전의 결과를 피팅함으로써 결과의갑작스러운 변동을 최소화 한다.
- 그러므로 올바른 경로계획을 위해서는 장애물 격자지도에서 주행을 위한 영역을분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 장애물 격자지도에서 차량 전방에 존재하는 도로의 영역을 결정하고, 가상차선을 추정하는 기법을 제안함으로써 올바른 경로를 생성할 수 있도록 한다.
- 본 논문에서는 장애물 격자지도를 기반으로 한 가상의차선을 추정하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의장애물 격자지도가 도로의 경계 혹은 형태를 정확히 표현하지 못하는 한계를 극복하고자 한다.
- 본 논문에서는 환경인식의 결과인 장애물 격자지도를 기반으로 하여 차량 전방에 주행을 위한 도로의 영역을 결정함으로써 자율주행을 위한 가상의 차선을 추정하는 것을목표로 한다. 이러한 목표를 달성하기 위하여 제안하는 기법은 먼저 도로의 일반적인 특징 및 2차원 곡선의 도로모델을 정의한 후, 현재 프레임의 장애물 격자지도에 포함된주행 가능 확률값과 이전 프레임에 결정된 도로영역을 기준으로 현재의 도로 영역을 결정한다.
- 본 논문의 도로영역은 앞서 설명된 것과 같이 장애물 격자지도의 확률 값과 이전 프레임에서 결정된 도로영역과의유사도를 파악함으로써 결정된다. 하지만 현재 프레임과 이전 프레임간의 유사도 파악에 있어서 차량 진행방향과 좌우방향에 별도의 가중치가 없지만, 실제 차량 주행에 있어서는 좌우방향으로의 변화가 차량 주행에 더 큰 영향을 미친다.
- 생성하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 논문에서는 2차원 곡선을 기반으로 도로의모델을 생성한 후 생성된 모델들 중에서 가장 전방 도로를잘 표현할 수 있는 모델을 선택함으로써 가상 차선을 추정한다. 따라서 제안하는 기법에서는 먼저 장애물 격자지도로표현된 도로의 영역을 포함하는 도로 모델을 생성하고 선택하기 위한 기준이 필요하다.
- 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 차량 주변환경에 대한 인식결과를 기반으로 먼저 주행을 위한 가상의 도로영역을 결정한 후 해당 영역 상에서 가상의 차선을추정하는 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 다음과 같이네 개의 핵심 기술로 구성된다.
가설 설정
- 제안하는 방법은 다음과 같이네 개의 핵심 기술로 구성된다. : (i) 단위 환경인식 기법(지형 모델링, 지형인지 둥)의 결과가 융합되어 차량 주변 환경을 격자화 된 지도로 표현하는 장애물 격자지도를 환경인식 결과로 활용함, (ii) 장애물 격자지도 상에서 도로영역은 차량 전방의 장애물이 없는 영역으로 표현되기 때문에이러한 특징을 활용하여 도로의 영역을 탐지함, (ⅲ) 정확한도로영역을 결정하기 위하여, 도로의 모델을 생성하고 현재프레임의 장애물 격자지도 이전 프레임에서 결정된 도로영역 정보를 함께 활용하여 도로의 영역을 결정함, (ⅳ) 결정된 도로의 영역은 도로의 양 경계 및 내부의 차선을 포함하기 때문에 해당 영역을 기준으로 가상의 차선을 추정함.
- 해당 과정의 예시는 그림 5와 같다. 그림 5의 a)와 같이 t—1 프레임의 장애물 격자지도에 대한 도로 영역이 결정되면, 그림 5의 b) 회색 영역과 같이 해당 도로 영역을 t프레임의 항법 위치로 옮긴다. 그 후 흰색 실선으로 표현된 도로 모델과 비교하여 스코어를 계산한다.
- 그림 3의 a)와 같이 도로는 갑자기 끊어지지 않고 연속적으로 이어져 있으며 센서 정보 획득 주기에 비춰보면 그 변화가 급격하게일어나지 않기 때문에, 도로의 영역은 현재 프레임과 이전프레임의 차이가 적은 것이 더 올바른 결과라고 할 수 있다. 그리고 그림 3의 b)와 같이 차량은 도로 상에 위치하여전방의 도로에 대한 센서정보를 획득할 수 있기 때문에 찾고자 흐}는 도로의 영역은 센서정보를 기준으로 전방 어딘가에 존재함을 가정할 수 있다.
- 가정 1: 도로는 연속적이며, 완만히 변한다.
- 가정 2: 차량은 주행하고자 하는 도로 상에 위치한다. 각 가정에 대한 설명은 그림 3과 같다.
- 따라서 본 논문에서는 결정된 도로영역에서 일반적인 도로는 각각의 차선 간의 거리는 동일하다는 가정을 통하여가상의 차선을 추정한다. 즉, 가상의 차선은 도로영역의 좌/ 우측 경계를 각각 도로의 최외각 차선으로 하고, 영역 내부에 S+i)개의 차로를 구성하는 "개의 차선으로서 동일한너비를 가지고 존재한다.
- 두 번째 요소로서 이전 프레임과 현재 프레임의 관계를 고려하여 스코어를 계산한다. 본 논문에서 도로는 연속적이며 완만히 변함을 가정하였고, 10Hz 갱신속도의 장애물격자지도를 기반으로 50km/h의 속도로 주행한다고 하여도 한 프레임 간 이동 거리는 약 1.4m로 차량의 전방 30m를 표현하는 장애물 격자지도에 비해 상대적으로 짧은 거리이기 때문에 이전 프레임의 도로영역과 현재 프레임의 도로 영역이 모두 정확하다면 서로정확히 겹쳐져야 한다. 반대로 그 차이가 클 경우 잘못된결과가 발생했음을 판단할 수 있다.
- 본 논문에서는 모델 선택의 기준을 세우기 위하여 다음과 같은 도로의 일반적인 특징에 대하여 가정한다.
- 본 논문에서는 차량은 도로 상에 위치함을 가정하였고, 근거리에서는 도로는 거의 직선에 가깝기 때문에 미리정해진 도로의 너비와 차량 전방으로 길이를 가진 직사각형윈도우를 통하여 차량 전방의 도로 경계를 추정한다. 다시말해 (2)와 같이 차량의 위치 (% 泓, )를 기준으로 너비 W, 길이 L만큼의 윈도우를 ±W/2 범위로 움직이며 각각의 포함된 주행 가능한 확률을 장애물 격자지도로부터 계산하여 가장 그 확률이 높은 윈도题 찾음으로써 경계를 찾는다.
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