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문제 정의
- 여기서 장애물이 없는 측면직각충돌사고, 같은 방향 진행 중 추돌 사고, 정면 충돌사고 시나리오의 경우 자동비 상제동장치가 작동하지 않는 경우 자전거가 차량의 전면 중앙에 충돌하는 환경에서 자동비상제동장치의 성능 평가를 진행하여 그 성능을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 장애물이 있는 측면직각충돌사고에 대해 분석하고, 장애물의 적절한 위치를 설정하는 데에 초점을 맞추었다.
- 이를 토대로 본 연구에서는 차량 속도를 60km/h 로 제한하였다. 따라서 자전거의 속도보다 빠른 20km/h에서 60km/h까지를 차량의 속도로 설정하고, 이 경우에 대해 자동비상제동장치의 성능을 평가하고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 복잡한 자동비상제동 알고리즘 대신에 단순한 알고리즘을 사용하였다. 또한 센서 불확실성, 인지에 소요되는 시간, 제어기에서 발생하는 시간지연 등의 성능을 저하시키는 요소들을 측정 거리에 대한 확률적인 오차로써 고려한 알고리즘을 함께 이용하여 각 시나리오에 대해 이상적인 자동비상제동장치의 감속 효과 및 성능 저하 요소들이 고려되었을 경우에 대한 감속 효과를 살펴보고자 하였다.
- 본 논문에서는 자전거를 대상으로 하는 자동비상제동 장치의 성능을 평가할 수 있는 시나리오를 제시하였다. 이를 위하여 국내에서 발생한 차-대-자전거 사고 통계를 조사하여 대표 시나리오를 선정하였으며, 이를 기반으 로 측면직각충돌상황, 정면충돌 상황, 진행 중 추돌 상황을 대표 시나리오로 선정하였다.
- 또한 자전거가 후방에서 차량을 추돌하는 경우 혹은 차량의 측방에 충돌하는 경우 등 자동비상제동장치를 이용하여 사고를 예방할 수 없는 경우는 포함하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 시나리오들을 기반으로 성능평가를 위한 대표 시나리오를 도출하고자 하였다.
- 본 연구의 목적은 자동비상제동장치의 성능을 평가하는 것이며, 실제로 평가를 수행하기 위해서는 최소한의 시나리오로 자동비상제동장치의 성능을 평가할 수 있어야 한다. 특히 장애물이 포함된 측면직각충돌 시나리오의 경우 장애물의 위치에 따라 그 영향이 바뀌기에 장애물의 위치를 적절하게 선정해줄 필요가 있다.
- 본 절에서는 위에서 제시한 자동비상제동시스템 평가 시나리오의 검증 및 보완을 위하여 간단한 자동비상제동 알고리즘을 설계하였다. 자동비상제동시스템의 경우 각 시스템의 특성에 따라 그 성능에 차이가 발생하는 것이 일반적이다.
- 이렇게 개발된 시나리오에서 자동비상제동장치가 어떠한 특성을 보이는지 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 Matlab기반으로 이루어졌으며, TDC=0.7초인 상황에서 초기속도에 따라 어떠한 경향을 보이는지 확인하고자 하였다. 그 결과는 아래의 Fig.
- 특히 장애물이 포함된 측면직각충돌 시나리오의 경우 장애물의 위치에 따라 그 영향이 바뀌기에 장애물의 위치를 적절하게 선정해줄 필요가 있다. 앞에서 언급한 바와 같이 본 연구에서는 차량의 속도 범위를 20~60km/h로 설정하였으며, 이러한 속도 범위에서 자동비상제동장치의 성능을 가장 효과적으로 평가할 수 있는 장애물의 위치를 선정하고자 하였다.
- 그러나 위에서 살펴본 사고 유형은 그 분류가 모호한 경향이 있어 실제 발생한 사고들이 어떤 특성을 보이는지 파악하기 힘든 단점이 있다. 이를 보완하기 위하여 실제 발생한 사고 사례들을 조사함으로써 차량과 자전거 사이의 사고가 어떠한 원인으로 발생하는지 살펴보고자 하였다.
- 이와 관련하여 본 연구에서는 국내의 이륜차 사고 통계자료를 기반으로 사고의 특성을 분석하고, 이러한 사고 들을 대표할 수 있는 시나리오를 추출하고자 하였으며, 이를 토대로 자전거 대상 자동비상제동장치의 성능을 평가할 수 있는 시나리오를 제안하고자 하였다.
가설 설정
- 이를 기반으로 본 연구에서는 전방의 타깃에 대해 사고가 예측되는 상황에서 전방 타깃과 자차량 사이의 거리가 dbreaking,dstreering보다 작을 경우 운전자가 사고를 회피하지 못한다고 판단하고, 차량을 제동하는 자동비상제동 알고리즘을 사용하였다. 또한 본 연구에서는 이상적인 자동비상제동장치와 함께 시스템의 성능을 저하시키는 요소들로 인하여 성능이 저하된 자동비상 제동장치를 고려하고자 하였으며, 이때 문제를 단순화하기 위하여 센서에서 측정한 상대거리가 해당 값의 5%내 의 오차를 가지는 경우를 가정하였다. 아래의 Fig.
- 본 연구에서는 운전자가 전방의 위험에 대해 제동과 조향 중 하나의 입력만을 이용하여 회피할 수 있다고 가정하였으며, 이때의 회피거동 은 종방향 가속도 -8m/s2 , 횡방향 가속도 ± 4m/s2를 사용하는 등가속도운동이라 가정하였다.
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