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레이더, 비전, 라이더 융합 기반 자율주행 환경 인지 센서 고장 진단
Radar, Vision, Lidar Fusion-based Environment Sensor Fault Detection Algorithm for Automated Vehicles 원문보기

자동차안전학회지 = Journal of Auto-Vehicle Safety Association, v.9 no.4, 2017년, pp.32 - 37  

최승리 (서울대학교 기계항공공학부) ,  정용환 (서울대학교 기계항공공학부) ,  이명수 (한국교통안전공단) ,  이경수 (서울대학교 기계항공공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For automated vehicles, the integrity and fault tolerance of environment perception sensor have been an important issue. This paper presents radar, vision, lidar(laser radar) fusion-based fault detection algorithm for autonomous vehicles. In this paper, characteristics of each sensor are shown. And ...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 구동하는 엑츄에이터의 고장 진단과 그에 대한 대처에 대해 연구하였다.(4) 자율 주행 자동차는 보통 인지, 판단, 제어 기술로 이루어지는데 이 중 인지에 대한 신뢰성 향상은 충분히 연구 되어지지 않고 있다.
  • 이를 비교하기 위해서 레이더, 카메라, 라이더의 융합 필터의 결과를 이용하였다. 다음 논문에서 상대 차량 추정을 하는 필터에 대해 소개하고 상대 차량 간의 오차 값에 대해 분석하고자 한다.
  • 본 논문에서는 상대 차량에 대한 위치 추정 값에 대하여 비교/분석해 보았다
  • 본 논문에서는 환경 인지 센서의 고장 검출에 대한 알고리즘을 제시 하였으며, 본 문제를 새로운 방향으로 접근하는데 그 중점을 두어 새로운 가능성을 보였다. 시뮬레이션을 통해 고장 상황을 가정하여 검증하였지만 특정 고장 상황 이외 모든 고장 상황에 적용 가능한 것은 아니었고, 오차의 추정 값이 많은 부분에서 필터의 성능에 의존하는 경향이 있었음을 밝힌다.
  • (6) 고장 진단을 위한 한계점(Threshold)은 차 량 주행 데이터에 의해 만들어졌으며, 오차는 가상의 고장 상황을 가정해서 시뮬레이션 되었다. 본 논문에서는 환경 인지 센서의 고장 진단 방법을 위한 방법으로 3가지 센서를 이용 방법을 제시하는 데에 중점을 두고자 한다(Fig. 1).
  • 그러나 본 연구에서 세가지 센서의 추정 값의 오차와 확률 분포를 통해 고장 진단을 하는 방법에 대해 고찰하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 본 연구는 실제 차량의 적용까지는 더 많은 연구가 필요하지만 자율 주행 차량의 외부 센서에 대한 강건성 확보에 대해 새로운 방법 을 제시했다는 데에 그 의의를 둔다.

가설 설정

  • 상대 차량 위치 추정 오차를 확률 기법을 이용하여 자율 주행 차량의 환경 인지 센서 정상 작동 여부를 판단하고 상대 차량 위치 추정의 경우 차량의 거동을 다양한 주행을 모사 할 수 있는 주행 모델(Driving Model)을 이용 하였다.(6) 고장 진단을 위한 한계점(Threshold)은 차 량 주행 데이터에 의해 만들어졌으며, 오차는 가상의 고장 상황을 가정해서 시뮬레이션 되었다. 본 논문에서는 환경 인지 센서의 고장 진단 방법을 위한 방법으로 3가지 센서를 이용 방법을 제시하는 데에 중점을 두고자 한다(Fig.
  • 먼저, 교내 주행 데이터를 분석하여 세 가지 센서 모두 정상 작동하는 상황에서의 오차 값을 분석하여 Table 1과 Table 2의 값을 얻었다. 이 후 고장 상황을 가정하여 주행 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 해 보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서 라이더 기반으로 주변 차량 추정을 위해 부가적으로 행한 것은? 라이더 기반으로 상대 차량을 추정하기 위해서 차량 모형 모델을 이용하여 shape extraction을 한 뒤 IMM filter를 이용하여 신뢰성을 높였다. 라이더를 이용한 상대 차량 추정은 Fig.
본 논문에서 제시한 환경 인지 센서의 고장 검출에 대한 알고리즘의 한계점은 무엇인가? 본 논문에서는 환경 인지 센서의 고장 검출에 대한 알고리즘을 제시 하였으며, 본 문제를 새로운 방향으로 접근하는데 그 중점을 두어 새로운 가능성을 보였다. 시뮬레이션을 통해 고장 상황을 가정하여 검증하였지만 특정 고장 상황 이외 모든 고장 상황에 적용 가능한 것은 아니었고, 오차의 추정 값이 많은 부분에서 필터의 성능에 의존하는 경향이 있었음을 밝힌다. 그러나 본 연구에서 세가지 센서의 추정 값의 오차와 확률 분포를 통해 고장 진단을 하는 방법에 대해 고찰하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
본 논문에서 연구한 환경 인식 센서 고장 진단 알고리즘 원리는 무엇인가? 본 논문에서 제시하는 환경 인식 센서 고장 진단 알고리즘은 레이더, 카메라, 라이더를 이용해 인지된 대 상 중 상대 차량의 위치 추정값을 이용하였다. 상대 차량 위치 추정 오차를 확률 기법을 이용하여 자율 주행 차량의 환경 인지 센서 정상 작동 여부를 판단하고 상대 차량 위치 추정의 경우 차량의 거동을 다양한 주행을 모사 할 수 있는 주행 모델(Driving Model)을 이용 하였다.
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참고문헌 (10)

  1. Tech. AD, in Annual Conference on Automated Driving, Conference Proceedings, Berlin, Feb 2015 

  2. Automated Driving Roadmap, European Road Transport Research Advisory Council(ERTRAC) (2015) 

  3. "Driveless Car Market Watch", http://www.driverless-future.com/?p678.Accessed April 21, 2017. 

  4. iMobility Forum, Automation in Road Transport, version. 

  5. 정용환, 이경준, 고봉철, 이경수, 2015, "가상 센서 기반 차량센서 고장 대처 알고리즘", 대한기계학회 창립 70주년 기념 학술 대회. 

  6. C. Laugier et al., 2011, "Probabilistic analysis of dynamic scenes and collision risks assessment to improve driving safety," IEEE Intell. Transp. Syst. Mag., Vol. 3, No. 4, pp. 4-19. 

  7. Vachtsevanos, George J., et al., 2006, "Intelligent fault diagnosis and prognosis for engineering system," Hoboken: Wiley. 

  8. H. Ross, 2016, System Engineering in the Product Development, Functional Safety for Road Vehicles: New Challenges and Solutions for E-mobility and automated Driving, pp. 201-215, AG Switzerland: Springer. 

  9. Kim, Beomjun, et al., 2015, "An IMM/EKF approach for enhanced multitarget state estimation for application to integrated risk management system," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 64, No.3, pp. 876-889. 

  10. Randell, Brian, 1975, "System structure for software fault tolerance," IEEE Transactions on Software Engineering 2, pp. 220-232. 

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