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고속도로 자율주행자동차 제어권 전환 안전성 평가를 위한 시나리오 개발
Development of Safety Evaluation Scenario for Autonomous Vehicle Take-over at Expressways 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.17 no.2, 2018년, pp.142 - 151  

박성호 (아주대학교 건설교통공학과) ,  정하림 (아주대학교 건설교통공학과) ,  김경현 (교통안전공단) ,  윤일수 (아주대학교 교통시스템공학과)

초록
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제4차 산업혁명 시대가 도래하면서 전 세계적으로 자율주행자동차에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 국제적인 기조 속에서 국토교통부는 2020년 SAE 기준 레벨 3이상의 자율주행자동차 상용화를 목표로 자율주행자동차 관련 연구개발을 적극적으로 추진하고 있다. 레벨 3 수준의 자율주행자동차에서는 운전자와 자동차 상호 간의 운행주체를 주고받는 제어권 전환이 필수적으로 발생하게 된다. 본격적인 자율주행자동차 시대에 앞서 본 연구에서는 우선적으로 고속도로를 대상으로 가상현실을 이용한 제어권 전환 안전성 평가를 위하여 대표 시나리오를 개발하였다. 이를 위해 자율주행자동차의 고속도로 주행 시나리오를 만들었고, 2014년 발생한 고속도로 교통사고 경위자료와 제어권 전환 특성을 고려하여 6개의 제어권 전환 시나리오를 개발하였다. 개발된 시나리오에서 고려된 변수는 운전자, 차량, 그리고 환경요인으로 크게 나눌 수 있으며, 총 36개의 변수가 포함되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the era of the 4th Industrial Revolution, research and development on autonomous vehicles have been actively conducted all over the world. Under these international trends, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport is actively promoting the development of autonomous vehicles aiming at co...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 제어권 전환이 발생 하는 상황은 일반주행 상황에 비해 사고발생확률이 높아질 것으로 판단되므로, 제어권 전환을 위한 자율주 행자동차의 일련의 과정들이 적절한 지 평가할 기준이 필요할 것이다. 그리고 평가 시나리오는 이러한 안전성 평가를 위해 대표적으로 발생할 수 있는 제어권 전환 상황을 선정하는 것이다.
  • 본 연구에서는 자율주행자동차 개발 및 평가 시에 활용할 수 있는 제어권 전환 시나리오 개발을 목적으로 하였다. 기존의 연구들은 제어권 전환에 필요한 적정 시간을 찾는 것이 목적인 반면, 본 연구에서는 자율주행자동차에 적합한 실험 시나리오 고찰을 통해 보다 적절한 실험 환경을 구축하고자 한다.
  • 따라서 본 연구에서는 자율주행자동차 제어권 전환의 안전성 평가 시 자율주행자동차와 제어권 전환의 특성을 적절히 반영할 수 있는 VR 드라이빙 시뮬레이터 기반 실험 시나리오 개발을 목적으로 한다.
  • 본 연구에서는 자율주행 기능이 타 도로보다 고속도로에서 먼저 구현될 것으로 판단하고 고속도로에서의 시나리오를 선정하였다. 고속도로는 다른 종류의 도로들과 비교 시 운전할 때 인식하고 반응해야 할 외부요 소가 상대적으로 적으며, 현재 상용화된 낮은 수준의 자율주행 기능들이 고속도로에서 우선 적용되어 사용되고 있기 때문이다.
  • 본 연구에서는 자율주행자동차 개발 및 평가 시에 활용할 수 있는 제어권 전환 시나리오 개발을 목적으로 하였다. 기존의 연구들은 제어권 전환에 필요한 적정 시간을 찾는 것이 목적인 반면, 본 연구에서는 자율주행자동차에 적합한 실험 시나리오 고찰을 통해 보다 적절한 실험 환경을 구축하고자 한다.
  • 본 연구에서는 자율주행자동차의 제어권 전환에 대한 안전성 평가 시 자율주행자동차에 적합한 평가를 위해 고속도로 제어권 전환 시나리오 개발을 목적으로 하였다. 이를 위해 연구의 범위와 내용을 설정하고, 관련 이론과 기존 연구에 대한 고찰을 하였다.
  • 제어권 전환 안전성 평가 시나리오 개발을 위해 연구의 범위와 내용을 설정한 후, 국내·외 관련 연구와 실제 실험 사례에 대한 고찰을 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미국자동차공학회(Society of Automotive Engineering, SAE) 기준 레벨 3 수준의 자율주행자동차는 완전자율 주행이 불가능하기 때문에 무엇이 필요한가? 미국자동차공학회(Society of Automotive Engineering, SAE) 기준 레벨 3 수준의 자율주행자동차는 완전자율 주행이 불가능하기 때문에 상황에 따라서 운전자와 차량 사이의 제어권 전환(take-over)이 필요하다. 제어권 전환은 운전자와 차량 간의 주행 통제 권한의 상호 이양을 의미하며, 자율주행 중 차량이 지속적으로 안전운전을 담보할 수 없다고 판단할 경우 운전자가 주행 통제 권한을 받도록 하는 경우, 혹은 운전자 스스로 판단에 의해 주행 통제 권한을 되찾아 오는 경우 등이 포함된다.
자율주행자동차란 무엇인가? 자율주행자동차(autonomous vehicle)는 탑승자가 목적지를 설정한 후 인위적인 조작 없이 차량이 스스로 주행환경을 인식하여 목적지까지 운행 가능한 자동차를 말한다(Korea Transportation Safety Authority, 2016). 최근 자율주행자동차는 전 세계적인 관심을 끌고 있으며, 시장조사 전문업체인 Navigant Research에 따르면 2020년 자율주행자동차의 판매가 급속히 증가하여 북미, 서유럽, 아시아의 세계 3대 시장을 기준으로 2035년까지 연평균 85%의 성장률을 보일 것으로 예측했다(Navigant Research, 2013).
우리나라에서 자율주행자동차를 국토교통 7대 신산업으로 지정하고, 미래 성장동력 확충을 위하여 자율주행자동차에 대한 투자를 확대하고 있음을 보여주는 예는 무엇인가? 우리나라에서도 자율주행자동차를 국토교통 7대 신산업으로 지정하였고, 미래 성장동력 확충을 위하여 자율주행자동차에 대한 투자를 확대하고 있다. 그 예로, 국토교통부는 2015년 관계부처 합동으로 2020년 자율 주행자동차 상용화를 정책목표로 설정하여 추진해오고 있다. 2016년 2월 시험 및 연구 목적의 자율주행자동차 임시운행허가 제도가 도입된 이후로 2017년 5월 기준으로 13번째 임시운행허가까지 진행되었다.
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참고문헌 (11)

  1. Choi(2017), A Study on Design Guidelines for Switching Driving Control of Autonomous Vehicles - Autonomous Driving Level 3, Ajou University. 

  2. Christian G., Moritz K., Christoph H., David L. and Klaus B.(2015), 6th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics and the Affiliated Conferences, pp.3025-3032. 

  3. CNN(2012), Fianl Air France crash report says pilots failed to react swiftly. 

  4. Gold C., Korber M., Hohenberger C., Lechner D. and Bengler K.(2015), "Trust in Automation-Before and After the Experience of Take-over Scenarios in a Highly Automated Vehicle," Procedia Manufacturing, vol. 3, pp.3025-3032. 

  5. Korea Transportation Safety Authority(2016), Measures against Road Traffic Safety Projects prepared for Autonomous Vehicle Era. 

  6. Lutz L., Philipp K. and Josef S.(2014), "Designing Take Over Scenarios for Automated Driving : How Does Aumented Reality Support the Driver to Get Back Into the Loop?," Proceedings of t he Human Factors and Ergonomics Society 58th Annual Meeting, pp.1681-1685. 

  7. Min K., Her R., Kim K., Choi M. and Lee S.(2017), "A Proposal of Customized Notification System based on Scenarios to Cede Control on Autonomous Driving," Proceedings of OF HCI Korea, pp.1156-1160. 

  8. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs(2013), Highway Capacity Manual. 

  9. Navigant Research(2013), "Autonomous Vehicles(Self-Driving Vehicles, Autonomous Parking, and Other Advanced Driver Assistance Systems : Global Market Analysis and Forecasts," Published 3Q in 2013. 

  10. SAE(2016), Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles. 

  11. Zeeb K., Buchner A. and Schrauf M.(2015), "What determines the take-over time? An integrated model approach of driver take-over after automated driving," Accident Analysis & Prevention, vol. 78, pp.121-221. 

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