[논문]가상주행환경 기반 초음파 센서의 승합차 측면 보행자 인식

윤현철; 최주용

doi:10.7467/ksae.2017.25.3.309

가상주행환경 기반 초음파 센서의 승합차 측면 보행자 인식
Pedestrian Detection Using Ultrasonic Distance Sensors Based on Virtual Driving Environments 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.25 no.3, 2017년, pp.309 - 316

윤현철 (경성대학교 메카트로닉스공학과) , 최주용 (경성대학교 융합시스템공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

In shuttle vans designed to transport children, the recognition of a child's approach and departure is very important. Ultrasonic sensors are generally used for a short distance around a vehicle. Although ultrasonic sensors are cheaper than other ADAS sensors, the number of sensors installed in a van should be optimized. In order to recognize the presence of a child around a shuttle van, this paper proposes the placement of ultrasonic sensors in the van. Considering the turning radius of the van and the distance from each sensor to a child, collision risk is classified as 'safe', 'warning', and 'danger'. The sensor placement and the recognition algorithm are verified in a virtual driving environment.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 시뮬레이션 환경에서 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems : 첨단운전자보조시스템) 및 IV(Intelligent Vehicle : 지능형자동차) 시스템 개발을 목적으로 하는 소프트웨어인 PreScan을 사용해 차량 특성에 기반한 측면 보행자와 차량의 충돌을 고려한 인식영역을 도출하고, 차량 특성 및 초음파 센서 특성에 기반한 초음파 센서의 장착위치를 선정한다. 장착 위치에 설치된 3~4개의 초음파 센서가 인식영역을 감지할 수 있는 알고리즘을 개발하고, 가상환경에서 보행자 인식 실험을 실시한다.

제안 방법

본 논문에서는 차량 특성에 기반하여 차량선회와 보행자 이동을 동시에 고려한 인식영역을 도출했고, 차량 특성 및 초음파 센서 특성에 따른 초음파 센서의 장착위치를 선정하였다. 장착 위치에 설치된 초음파 센서들이 인식영역을 감지할 수 있는 알고리즘은 위험영역 내에 보행자의 유무를 확인하는 영역기반, 보행자 위치에 따른 위험도를 나타내는 위치기반 두 가지의 알고리즘으로 제안하였다.
본 연구에서는 배선 작업이 용이한 램프류 인근중 보행자의 키에 따른 거리 값 변화, 사이드미러 감지로 인한 오작동 문제가 발생하지 않는 Fig. 3과 같은 후미등과 측면등 부근을 초음파 센서의 장착위치로 선정했다.
본 연구는 시뮬레이션 환경에서 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems : 첨단운전자보조시스템) 및 IV(Intelligent Vehicle : 지능형자동차) 시스템 개발을 목적으로 하는 소프트웨어인 PreScan을 사용해 차량 특성에 기반한 측면 보행자와 차량의 충돌을 고려한 인식영역을 도출하고, 차량 특성 및 초음파 센서 특성에 기반한 초음파 센서의 장착위치를 선정한다. 장착 위치에 설치된 3~4개의 초음파 센서가 인식영역을 감지할 수 있는 알고리즘을 개발하고, 가상환경에서 보행자 인식 실험을 실시한다.
본 논문에서는 차량 특성에 기반하여 차량선회와 보행자 이동을 동시에 고려한 인식영역을 도출했고, 차량 특성 및 초음파 센서 특성에 따른 초음파 센서의 장착위치를 선정하였다. 장착 위치에 설치된 초음파 센서들이 인식영역을 감지할 수 있는 알고리즘은 위험영역 내에 보행자의 유무를 확인하는 영역기반, 보행자 위치에 따른 위험도를 나타내는 위치기반 두 가지의 알고리즘으로 제안하였다. 실험은 앞의 내용을 바탕으로 가상환경에서 초음파 센서의 특성을 분석하고 제안 알고리즘을 검증하는 것으로 실시하였다.
차량이 선회 운동을 하고 보행자가 위험영역에 위치한 상황에서 알고리즘을 검증하였다. 보행자가 안전한 영역에 있을 시에는 브레이크 조작을 하지 않았고, 위험영역에 있을 때 풀 브레이크를 인가하였다.

대상 데이터

본 논문에 사용되는 초음파 센서 및 승합차 모델의 제원은 Table 1, 2와 같으며, 승합차 제원 중 최소 회전반경은 바깥 쪽 앞바퀴 자국의 중심선을 기준으로 한다.
승합차 모델이 정지상태일 때 차량 측면 전 영역에 직경 0.1 m, 높이 1 m의 원기둥과 키 1.2 m, 어깨폭 0.5 m, 가슴에서 등까지의 폭 0.4 m의 어린이 모델을 위치시켜 실험을 진행하였다.

이론/모형

실험은 PreScan 버전 7.11을 사용하여 가상환경에서 실시하였다.

후속연구

추후로는 센서의 동특성 및 잡음으로 발생하는 오차를 반영한 신뢰성 있는 연구 및 제작 단가, 조립 난이도 등 공정에 대한 비용을 고려한 연구가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인식영역은 무엇인가?	인식영역(Region of interest)은 보행자가 차량에 충돌할 위험이 있는 영역이다.
	사고 예방 캠페인, 운전자 교육의 한계점은 무엇인가?	보행자 사고 예방을 위한 제도적 방안으로 사고 예방 캠페인, 운전자 교육 등이 있지만 이러한 방안은 간접적인 사고 예방책으로 사고 예방에 한계가 있기 때문에 능동적으로 사고를 예방할 수 있는 직접적인 안전시스템이 필요하다. 기존의 보행자 보호를 위한 직접적인 안전시스템 기술은 크게 사고 후 상해치를 경감시키는 수동적 안전시스템과 보행자를 검출하고 회피하는 능동적 안전시스템 두 가지 측면으로 나뉜다.
	기존 보행자 안전 시스템은 어떻게 나뉘는가?	보행자 사고 예방을 위한 제도적 방안으로 사고 예방 캠페인, 운전자 교육 등이 있지만 이러한 방안은 간접적인 사고 예방책으로 사고 예방에 한계가 있기 때문에 능동적으로 사고를 예방할 수 있는 직접적인 안전시스템이 필요하다. 기존의 보행자 보호를 위한 직접적인 안전시스템 기술은 크게 사고 후 상해치를 경감시키는 수동적 안전시스템과 보행자를 검출하고 회피하는 능동적 안전시스템 두 가지 측면으로 나뉜다. 사고 발생 후 상해치를 경감시키는 수동적 안전시스템 연구로는 액티브 후드 리프트 시스템과 보행자 에어백의 설치를 통한 머리 상해지수 저감 효과에 관한 연구,1) 머리모형 충돌에 가장 효과적인 구조에 대한 연구,2) 단순링크장치와 2개의 공압실린더를 조합하여 보행자 안전장치 개발에 대한 연구3) 등이 있다.

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원문보기 상세보기
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Y. C. Park and Y. S. Kwon, "The Measurement of Pedestrian Speed in Central Business District," Journal of The Korean Regional Development Association, Vol.15, No.1, pp.113-126, 2003.

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