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영상기반 차량인식 기법을 이용한 교통류 추정에 관한 연구
A Study on Estimation of Traffic Flow Using Image-based Vehicle Identification Technology 원문보기

韓國ITS學會 論文誌 = The journal of the Korea Institute of Intelligent Transportation Systems, v.18 no.6, 2019년, pp.110 - 123  

김민정 (동아대학교 도시계획공학과) ,  정대한 (동아대학교 도시계획공학과) ,  김회경 (동아대학교 도시계획공학과)

초록
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교통 데이터는 교통계획이나 교통시스템 운영에 필요한 기초 자료이며 최근 ADAS 카메라로 측정한 선행 차량과의 거리를 이용하여 교통류를 파악하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구는 영상기반 차량인식의 거리오차를 반영한 미시적 시뮬레이션 분석을 통해 교통류를 추정하기 위한 ADAS 차량의 활용 가능성을 살펴보았다. 차로수, 교통수요, 프로브 차량의 점유율(MPR), 시공간 검지영역 등에 따른 교통류 추정치의 표준 평균 제곱근 오차를 통해 분석을 수행하였다. 분석결과, ADAS 카메라의 최대 인식거리의 한계로 저밀도 교통류(LOS A, LOS B)의 추정치는 신뢰할 수 없는 수준이다. 다차로나 교통수요가 크고 점유율(MPR)이 높을 경우 추정치의 신뢰성이 개선될 수 있지만, 인위적으로 점유율(MPR)을 높이는 것은 현실적으로 어려움이 있다. 또한, 검지영역의 시간범위를 연장함으로써 추정치의 신뢰성을 개선할 수 있지만, 가장 크게 영향을 미치는 것은 ADAS 차량의 주행행태로서 해당 차량이 도로의 교통류와 상이한 주행행태를 보일 경우 그 추정치는 신뢰할 수 없게 된다. 결론적으로 모든 교통류를 정확히 추정하지는 못 하지만 ADAS 카메라의 성능이나 기능을 개선함으로써 ADAS 차량의 활용 가능성은 확대될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Traffic data is the most basic element necessary for transportation planning and traffic system operation. Recently, a method of estimating traffic flow characteristics using distance to a leading vehicle measured by an ADAS camera has been attempted. This study investigated the feasibility of the A...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 2019년도 정부(국토교통부)의 재원으로 국토교통과학기술진흥원의 지원을 받아 수행한 연구입 니다. (18TLRP-B148386-01) 본 논문은 2019년 4월 19일 제주한라대학교에서 개최된 한국ITS학회 춘계학술대회에서 우수논문상을 받은 논문을 수정·보완하여 작성하였습니다.
  • 본 연구에서는 차량 주행동선의 추적과 ADAS 카메라로 관측한 선행 차량과의 거리를 이용하여 교통류 이론에 근거한 연속류 도로의 교통류(속도, 밀도, 교통량)를 추정하는 방식을 소개하고 있다. 영상기반 차량 인식에 대한 이론적 거리오차와 실험적 거리오차를 분석한 후, 선행 차량의 거리 측정 시에 적용하여 좀 더현실적인 추정 값을 도출하고 있다.
  • 본 연구와 기존 연구들과의 가장 큰 차이점은 ADAS 차량에 대한 연구의 관점을 교통안전이 아닌 새로운 교통 데이터 수집체계로 이해하고 이에 대한 평가를 수행한다는 것이다.
  • 영상기반 차량 인식에 대한 이론적 거리오차와 실험적 거리오차를 분석한 후, 선행 차량의 거리 측정 시에 적용하여 좀 더현실적인 추정 값을 도출하고 있다. 본 연구의 목적은 차로수나 교통량과 같은 교통관련 파라미터와 ADAS 차량의 점유율(Market Penetration Rate, MPR), 검지영역의 시공간 범위 등 다양한 파라미터에 따른 추정치의 오차를 분석함으로써 연속류 도로의 교통류 추정을 위한 ADAS 차량의 활용 가능성을 살펴보고 오차가 최소화되는 운영방식을 제시하는 것이다.
  • 한국에서 ADAS 차량의 보급률이 증가함에 따라 교통류를 추정하기 위한 수단으로서 그 활용 가능성이 확대될 것으로 판단되지만, 본 연구의 결과에서 알 수 있는 바와 같이 극복해야할 한계점들이 존재한다. 이러한 문제점들을 해결위기 위한 대안으로는 ADAS 카메라의 성능 향상을 통해 최대 인식거리를 늘리거나 후방카메라나 측면차로의 차량들을 인식할 수 있는 기능을 보완하여 낮은 점유율(MPR)에서도 충분한 데이 터를 수집함으로써 교통류 추정치의 신뢰성을 개선하는 것이다.

가설 설정

  • 교통류 이론을 이용한 밀도 추정 방식은 교통량과 속도의 관계식을 통해 밀도를 계산하는 것으로 그룹 내차량 속도는 일정하다고 가정한다. 그러나 실제 도로에서는 차량의 속도가 일정하지 않아 오차 발생 가능성이 존재하며, 차량 그룹의 속도 분산이 클수록 오차도 크게 나타나는 문제점이 있다(May, 1990).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ADAS 장치의 목적은 무엇인가? ADAS 장치는 궁극적으로 주변차량과 형성되는 돌발상황에서 운전자의 반응을 유도하는 경보를 발생시키 거나 차량이 스스로 대응하게 함으로써 운전자의 안전을 확보하는 목적이 있다(Heijden and Marchau, 2005). 이러한 교통안전성에 대한 ADAS 장치의 효과분석은 위험한 교통상황을 재현하는 것을 대신하는 시뮬레이션 기법에 의존하고 있다.
교통류 이론을 활용한 밀도추적 방식의 한계는? 교통류 이론을 이용한 밀도 추정 방식은 교통량과 속도의 관계식을 통해 밀도를 계산하는 것으로 그룹 내차량 속도는 일정하다고 가정한다. 그러나 실제 도로에서는 차량의 속도가 일정하지 않아 오차 발생 가능성이 존재하며, 차량 그룹의 속도 분산이 클수록 오차도 크게 나타나는 문제점이 있다(May, 1990).
교통 데이터는 무엇인가? 교통 데이터는 교통계획이나 교통시스템 운영에 필요한 기초 자료이며 최근 ADAS 카메라로 측정한 선행 차량과의 거리를 이용하여 교통류를 파악하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구는 영상기반 차량인식의 거리오차를 반영한 미시적 시뮬레이션 분석을 통해 교통류를 추정하기 위한 ADAS 차량의 활용 가능성을 살펴보았다.
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참고문헌 (24)

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  19. Seo T., Kusakabe T. and Asakura Y.(2015), "Estimation of Flow and Density Using Probe Vehicles with Spacing Measurement Equipment," Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 53, pp.134-150. 

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  24. Zhao Y., Zheng J., Wong W., Wang X., Meng Y. and Liu H. X.(2019), "Various Methods for Queue Length and Traffic Volume Estimation Using Probe Vehicle Trajectories," Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 107, pp.70-91. 

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