보고서 정보
주관연구기관 |
한국전자통신연구원 Electronics and Telecommunications Research Institute |
연구책임자 |
최정단
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2014-04 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
산업통상자원부 |
사업 관리 기관 |
한국전자통신연구원 Electronics and Telecommunications Research Institute |
등록번호 |
TRKO201400015239 |
과제고유번호 |
1711005679 |
사업명 |
한국전자통신연구원연구운영비지원 |
DB 구축일자 |
2014-10-04
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키워드 |
자동 발렛 파킹.자동 주차.무인 자동차.무인자율주행.자동차/인프라 융합.자동 평행 주차.자동 직각 주차.자동 후진주차.지능형자동차.
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초록
▼
핵심기술
(1) 1차년도
① 개발 목표: Smart 자동발렛주차 시스템 개발
(시스템목표: 자동화율 30%, 자동조향제어 structured/static 상황인식)
(테스트베드: 무인주차환경, 단독차량주행)
② 개발내용 및 범위
○ 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식기술(ETRI/이미지넥스트)
- 주차공간 형태/공주차면 인지기술 개발
- 차량주변 전방위 영상생성 및 전달기술 개발
- 복합항법(GPS/DR)기반 제어차량 위치인식기술 개발
○ Robustness를 위한 인프라 상황
핵심기술
(1) 1차년도
① 개발 목표: Smart 자동발렛주차 시스템 개발
(시스템목표: 자동화율 30%, 자동조향제어 structured/static 상황인식)
(테스트베드: 무인주차환경, 단독차량주행)
② 개발내용 및 범위
○ 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식기술(ETRI/이미지넥스트)
- 주차공간 형태/공주차면 인지기술 개발
- 차량주변 전방위 영상생성 및 전달기술 개발
- 복합항법(GPS/DR)기반 제어차량 위치인식기술 개발
○ Robustness를 위한 인프라 상황인식 플랫폼기술 (ETRI)
- 다중분산 상황인식기반 차량 코디네이션 참조모델 설계
- 자동발렛주차용 맵 모델링 개발
- 동적 자동발렛주차맵 & 차량/인프라센서 스트림 관리엔진 설계
- 복합상황인식기반 자동발렛주차 전역경로계획 기술설계
○ 자동발렛주차 서버 및 단말기술(ETRI)
- 차량-서버-단말간 연동 프로토콜 설계
- 운전자 맞춤형 노매딕 단말 정보제공기술 개발
- 멀티에이전트기반 시스템 부하관리 요소분석
- 고신뢰성 자동발렛주차 fail-safe 서버를 위한 fault 요소 정의
○ 차량 경로 제어 로직 및 고안전 주행기술(ETRI/언맨드솔루션/대창모터스/아주대)
- 차량 조향제어 모듈 및 인터페이스 개발
- 차량 제어기내 고정적 지역주행/주차경로 생성 기술
- 차량 제어기내 조향 정보전달 표준 포맷 및 프로토콜 정의
- 자동 조향제어를 통한 경로추종기술 개발
- 차량제어 비상정지시스템 개발
○ 차량/인프라 구축 및 시스템 신뢰성 검증/평가기술
(ETRI/아주대/자부연/TIS정보통신)
- 단계적 자동발렛주차 시나리오 및 비즈니스 모델 개발
- 자동조향제어기 성능지표 도출 및 검증
- 시나리오별 평가 프로세스 개발
- 인프라센서 최적화 위치 시뮬레이션 도구개발
- VR기반의 smart 자동발렛주차 시험 환경 구축
- Smart 자동발렛주차 시스템 시험
(2) 2차년도
① 개발목표 : Active 자동발렛주차 시스템 개발
(시스템목표: 자동화율 50%, 자동조향/구동/제동/변속제어, structured/dynamic 상황인식)
(테스트베드: 보행체존재 주차환경, 단독차량주행)
② 개발내용 및 범위
○ 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식 기술(ETRI/이미지넥스트/테슬라시스템)
- 주차 공간내 실시간 차량 주차위치/자세인식기술
- 차량주변 전방위 영상기반 주차선 인식 기술개발
- 영상기반 랜드마크 인식 기술개발
- 차량/인프라 센서퓨전의 보행체 인식 기술개발
- 센서 데이터 퓨전 기반 제어차량 위치 추정 기술 개발
○ Robustness를 위한 인프라 상황인식 플랫폼 기술 (ETRI)
- Active structured/dynamic 자동발렛주차 상황인식 기술 개발
- 동적발렛주차맵 & 차량/인프라센서 스트림 관리엔진 개발
- 단일 이벤트기반 자동발렛주차 전역경로계획 기술개발
- Coverage 기반 제어권 핸드오버 처리 기술 개발
- 자동발렛주차 상황인식기반 위험도 예측 및 추돌 예방 아키텍처 개발
○ 자동발렛주차 서버 및 단말 기술(ETRI)
- 차량-서버-단말간 연동 프로토콜 개발
- 서버-단말간 ITS국제(ISO) 표준 프로토콜 개발
- 운전자 맞춤형 주차정보 단말 기술 개발
- 멀티에이전트기반 시스템 부하관리 시스템 설계
- 고신뢰성 자동발렛주차 서버 fault detection 처리기술 개발
○ 차량 경로 제어 로직 및 고안전 주행 기술(ETRI/언맨드솔루션/대창모터스)
- 양산차량의 자동조향 PAS 연동 제어 인터페이스 개발
- 가속/감속/변속 제어용 소형 구동기 및 기구 개발
- 멀티스텝 평행/직각 주차경로 생성 기술
- 자동조향 및 속도제어를 통한 경로추종 기술개발
- 차량제어 원격 비상정지 시스템 성능 확보
○ 차량/인프라 구축 및 시스템 신뢰성 검증/평가기술
(ETRI/아주대/자부연/TIS정보통신)
- 자동조향 PAS 연동 Active 자동발렛주차 차량제어 평가항목 도출
- 자동조향 PAS 연동 Active 자동발렛주차 차량제어 평가항목 시험
- Active 자동발렛주차 시스템 시험
(3) 3차년도
① 개발목표: Cognitive 자동발렛주차 시스템 개발
(시스템목표: 자동화율 80%, 자동조향/구동/제동/변속제어, unstructured/dynamic 상황인식)
(테스트베드: 보행체/제어차량존재 주차환경, 다중차량주행)
② 개발내용 및 범위
○ 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식 기술(ETRI/이미지넥스트/테슬라시스템)
- 차량주변 전방위 영상기반 장애물 인식기술개발
- 영상센서기반 보행체/제어차량 위치 추적기술개발
- 복합항법 기반 제어차량 위치 인식 기술 개발
- 주차상황 인식에 의한 완료시점 결정 기술 개발
○ Robustness를 위한 인프라 상황인식 플랫폼 기술 (ETRI/TIS정보통신)
- 비도로/동적상황 인식 기술 개발
- 동적 주차 환경맵 관리엔진 개발
- 동적 이벤트기반 자동발렛주차 전역경로계획 기술개발
- 보행체/제어차량 상황인식기반 위험도 예측 및 추돌 예방 기술 개발
- Traffic 분산을 위한 다중차량 자동발렛주차 코디네이션 기술 개발
○ 자동발렛주차 서버 및 단말 기술(ETRI/CSC)
- 차량-서버-단말간 연동 프로토콜 최적화
- 서버-단말간 ITS국제(ISO) 표준 프로토콜 Part1제정 및 Part2개발
- 자동발렛주차 영역 및 차량 실시간 모니터링 기술 개발
- 사용자 단말이용 원격차량제어 명령 연동기술 개발
○ 차량 경로 제어 로직 및 고안전 주행 기술(ETRI/언맨드솔루션/아주대)
- AVP용 통합 제어(조향/가속/감속) 보드 개발
- 자동조향 및 속도제어를 통한 주행경로 추종 기술고도화
- 인프라 인지 Fail 대응 차량제어 기술 개발
○ 차량/인프라 구축 및 시스템 신뢰성 검증/평가기술
(ETRI/자부연/대창모터스/언맨드솔루션)
- 자동조향 PAS 연동 자동발렛주차 시스템 사용성/안전도 검증
- 자동조향 PAS 연동 cognitive 자동발렛주차 시험 플랫폼 구축
- Cognitive 자동발렛주차 시스템 시험
(4) 4차년도(12M)/5차년도(3M)
① 개발목표: Autonomous 자동발렛주차 시스템 개발 (시스템목표: 자동화율 90%, 자동조향/구동/제동/변속제어, 비도로 /동적 상황인식)
(테스트베드: 보행체/비제어차량존재 주차환경, 다중차량주행)
② 개발내용 및 범위
○ 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식 기술(ETRI/이미지넥스트/테슬라시스템)
- 차량주변 전방위 영상기반 장애물 인식 임베디드 플랫폼 개발
- 실환경에서 차량 및 장애물 정보 인식 기술 고도화
- 복합항법 기반 위치인식기술 고도화
- 주차완료 결정 기술 고도화
○ Robustness를 위한 인프라 상황인식 플랫폼 기술
(ETRI/TIS정보통신)
- autonomous 자동발렛주차 상황인식기술 개발
- 복합 이벤트기반 자동발렛주차 전역경로계획 기술개발
- 보행체/비제어차량 상황인식기반 위험도 예측 및 추돌 예방 개발
- Traffic 분산을 위한 다중차량 자동발렛주차 코디네이션최적화 기술
○ 자동발렛파킹 서버 및 단말 기술(ETRI/CSC)
- 자동발렛주차 영역 및 차량 복합 이벤트기반 모니터링 기술 개발
- 서버-단말간 ITS국제(ISO) 표준 프로토콜 Part2개발
- 주차면의 크기 및 속성정보 규격정의 표준제안(TTA LBS PG904)
○ 차량 경로 제어 로직 및 고안전 주행 기술(ETRI/언맨드솔루션/대창모터스)
- 인프라인지 Fail 대응 차량제어 기술 고도화
- 차량제어기 임베디드 플랫폼 개발
○ 차량/인프라 구축 및 시스템 신뢰성 검증/평가기술 (ETRI/아주대/자부연)
- AVP용 통합 제어 Autonomous 자동발렛주차 시험 플랫폼 구축
- 공용차기반 실환경의 자동발렛주차 시스템 테스트베드 구축
- 영상센서이용 직사광선 및 백색 주차선 이외의 환경에서 시스템 안정화
최종목표
□ IT 융합기반 운전자 맞춤형 고 부가가치 자동차를 위한 차량 및 인프라 지능화 핵심기술 및 자동발렛주차 서비스 프로토타입 개발
o 운전자 선호도(거주자, 장애인, 우선권 등) 맞춤형 주차지 원기술
o 차량/인프라 센서융합기반 강건한 자동발렛주차 가이던스기술
○ Autonomous 자동발렛주차 시스템 개발
(시스템목표: 자동화율 90%, 자동조향/구동/제동/변속제어, 비도로/동적 상황인식)
(테스트베드: 보행체/비제어차량존재 주차환경, 다중차량주행)
개발내용 및 결과
□ Autonomous 자동발렛주차 시스템 개발
- 센서퓨전기반 공간형태 및 장애물 인식 기술
- Robustness를 위한 인프라 상황인식 플랫폼 기술
- 자동발렛주차 서버 및 단말 기술
- 차량 경로 제어 로직 및 고안전 주행 기술
- 차량/인프라 구축 및 시스템 신뢰성 검증/평가기술
1) 1차년도
2) 2차년도
3) 3차년도
4) 4차년도
기술개발 배경
가. 지능형 자동차 및 자동주차 필요성
o 차량 탑재센서기반 차량제어 및 경고 시스템은 지능형 차량안전제어 분야에서 중요한 핵심기술로 발전되어 왔으나, 고사양 센서의 고비용으로 인한 대중적 보급확산이 지연되고 있음. 이에 도로 인프라의 센서를 활용하여 차량과 인프라 간의 통신을 연계하는 IT기술의 융합에 대한 필요성이 제기되고 있음
o 2009년 4월 발표 ‘8지식경제부 신성장동력 기술로드맵(IT융합시스템)‘8의 기술 개발 로드맵에서 ’8지능형그린자동차 ‘8가 6대 STAR Brand에 선정
- STAR Brand내 전략 품목으로 ‘8자동발렛파킹‘8기술이 있으며, 다중센서융합 주차환경 인식기술, 차량-인프라 융합 주행상황인식 및 주행경로결정 등 핵심요소기술이 포함되어 있음
- 미래형자동차 산업의 매크로 로드맵에 따르면 지능형 인간친화자동차 분야에서는 2006년부터 12년까지 사고경감
및 탑승자, 보행자 보호/지원 기술 개발을, 2010년부터 14년까지 자율주행/자동주차와 관련된 분야의 핵심 모
듈 및 부품의 국산화 개발을 하도록 되어 있음
o 최근 Stanford대학의 VAIL(Volkswagen Automotive Innovation Laboratory)에서는 Autonomous Valet
Parking System을 선보였음
- Volkswagen Passat를 기반으로 제작되었으며, 전방에 설치된 radar(ACC에도 활용가능), rear view mirror 앞에 장착된 카메라(night driving assistance에도 활용가능)와, 양쪽에 설치된 LIDAR를 활용하여 주차 공간을 검출하며, 제어를 위해 computer rach이 t unk에 설치됨. 현재 인프라와 연계기능 및 장애물 검출 기능이 없으며, 주차장에 대한 자세한 map을 필요로 함
다. 주차장 인프라 지능화 및 인프라-차량 간 cooperative 프로젝트
o 미국에서는 주차타워의 무인화 및 자동화 개념의 확장으로 Robo Valet Parking 서비스를 개발하여 상용화 하였으며, 독일의 팔리스시스템사는 2000년부터 자동차의 생산과 출고시 활용하기 위해 로봇주차시스템을 개발하였음
o 일본 @PARK사는 주차장내 센서를 활용하여 가까운 주차장 소재지나 요금, 만차 여부등의 주차장 관련 정보를 휴대전화나 내비게이션으로 송신 가능한 주차장 안내 시스템을 개발하였으며, 일본 PARK24는 일본 최대의 시간 대
여 주차장 서비스 기업으로 전국 6000개소의 주차장을 모두 연결하는 온라인 시스템을 제공하고 있음
라. 자동차-IT 융합기술
o 자동차 업체들이 애플과 제휴하여 차량내 정보기기를 연결시킨 ‘Car’8를 발표했고, MS사는 6억대 규모의 자동차 시장을 겨냥하여 OS인 Windows Automotive 출시, 구글과 야후 맵을 자사 차에서 사용하는 Search & Send 또는 Send 2 car 서비스가 대표적인 사례임
o 유럽, 미국에서는 이미 90년대부터 다수의 자동차회사들이 참여하여 운전자 인터페이스와 관련한 많은 연구 (AWAKE, AIDE, PReVENT, SAVE-IT 등)을 진행하고 운전 편의 중심, 운전자 개인 선호도에 따른 맞춤 정보제공
기술개발 추세임
- 미국 교통국은 1997년에 IVI(Intelligent Vehicle Initiative) 프로젝트를 시작하여 운전자 중심의 자동차 인터페이스 개발을 진행하고 있음.
- EU는 AWAKE 프로젝트를 통하여 시각 정보, 진동 정보, 음향 정보를 이용한 운전자 인터페이스의 개발과 효용성 분석 연구를 수행하였음
핵심개발 기술의 의의
가. 신규개발
o 기존 자동주차 시스템과 개발될 자동발렛파킹 시스템간차별성
- 기존 자동주차 시스템은 주로 평행주차에 대한 기능을 제공하며 Steering Wheel만 자동으로 조절되고 운전자가 기어변속 후 가/감속 페달을 밟는 형태인 반면, 개발될 시스템은 평행/직각 주차에 대해 조향/구동/제동/변속까지 자동으로 제어되는 무인자율주행 시스템임
- 기존 시스템은 운전자가 빈 주차공간을 찾아가야하는 반면 개발될 시스템은 자동으로 빈 주차공간으로 목적지가
설정됨
- 기존 시스템은 주로 초음파 센서를 사용하므로, 차량이존재하는 공간에 주차를 할 수 있는 반면, 개발될 시스템
은 인프라에서 제공되는 Map 및 센서 퓨전기반으로 빈공간에 대한 주차가 가능함
- 기존 시스템은 주차기능만 지원되는데 반해 개발될 시스템은 주차공간까지로의 유도주행도 지원함
o 기존 무인자율주행차량과 자동발렛파킹 시스템간 차별성
- 기존 무인자율주행차량은 모든 센서들이 차량에 탑재되어 있어, 센서의 범위를 벗어나는 지역이나 사각지대에 대한 대처가 부족한 반면 자동발렛파킹은 차량내 센서와 인프라 센서의 퓨전과 상황인식을 통해 인식력 향상, 주차공간인지, 위험 추돌 회피와 같은 다양한 서비스가 가능함
- 기존 무인자율주행차량은 고가의 센서를 사용하여 상용화가 어려운 문제점이 있었으나, 개발될 시스템은 향후 다
양한 목적을 이유로 차량에 탑재될 센서들과 인프라 센서의 융복합을 통해 실제 적용시기를 앞당길 수 있음
o 자동발렛파킹의 핵심기술인 공간 인지 및 자동주행안내 기술은 현재 선진국에서 주도적으로 개발되고 있는 차량 중심의 무인 주행 기술과 국내 스마트하이웨이 사업에서 시행 중인 도로중심의 운전자 없는 교통의 공통기술로써
u-교통 및 u-ITS의 필수적인 기술요소임
나. 개발난이도
o 개발난이도 : 상
- 자동화율: 90%
- 주차환경: 보행체/비제어차량존재 주차환경
- 차량주행: 다중차량주행
- 차량제어: 자동조향/구동/제동/변속
- 상황인지: 비도로/동적 상황인식
다. 국산화 및 기술수출
o 기술적으로 IT산업과 전통산업의 융복합화추진을 통해 전통산업의 고부가가치화 달성 가능
- “@경제위기 극복”@과 “@활기찬 시장경제”@를 위한 산업기술혁신 5개년 계획(국가과학기술위원회 2009.1.13) 발표를 통해 14대 분야별 핵심기술을 제시하였으며, 산업기술융합분야의 ‘@운전자 친화형 지능형 자동차’@를 Top Brand로 선정되었음
- 자동발렛파킹 핵심 기술은 차량 및 인프라 센서의 융합을 통한 차량 지능화 및 스마트 도로 및 u-City, u-교통 등의 기반 기술이 융복합화 한 것으로 선진국과 기술 경쟁을 통한 핵심기술 조기 확보 및 상용화 기술 우위 선점 필요
- 자동발렛파킹 핵심 기술을 활용하여 자동차 고부가가치 및 u-교통, u-City 분야를 비약적으로 발전시킴으로써 자
동차 부품산업 발전과의 시너지 효과를 통한 IT융합 부문의 기술 경쟁력 확보가 가능하므로 기술개발 조기 추진
필요
- 국내 인프라 및 운전자 환경에 적합한 자동차-IT 기술의 융합을 통해 증대되고 있는 수입 자동차 시장의 수입 대
체 효과 뿐만 아니라 국내 자동차사와 국외 IT 기술 합자라는 불명예를 씻을 수 있음
o 현재까지의 자동차 기술개발 주축은 사고에 대한 운전자의 안정성을 확보하기 위한 Air Bag, ABS 등의 기술과, 초음파센서, 레이다센서 등을 이용한 주변 상황에 대한 인식력을 향상시켜 사고 예방 및 회피 기술 개발 및 에너지 효율을 위한 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차 등엔진 기술 개발에 초점을 맞춘 기술이 대부분이었으나, 자동차 IT 기기 센서 및 SW 증가로 IT역할이 증대되어 운전자 개인 선호도 위주의 편의 및 SW 신기술 적용을 통한 품질 및 기능개선으로 글로벌 경제위기를 극복하고 자동차 산업 발전 국가로서 세계 경제를 주도 할 수 있음
적용 분야
o 자동발렛주차서비스는 공항, 골프장, 테마파크, 아파트, 대형전시관, 백화점, 공장/회사등과 같이 넓은 주차장을 가
진 지역에서 다수의 차량을 자동으로 주차 및 출차 시키고, 다양한 부가 정보(차량의 상태 및 위치 등)를 운전자에게 제공할 수 있음
o 자동발렛주차서비스는 Car-Sharing(자동차 공동 이용 시스템) 서비스에 적용되어 각종 사회적 비용을 줄일 수 있음
- Car-Sharing은 차량보관소가 주택가, 대중교통거점등 비교적 이용자의 일상생활공간과 가까운 곳에 위치하고 임차 절차가 간소한 단기 자동차 렌트라 볼 수 있음
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
- 기술개발사업 주요 연구성과 ... 53
- 목 차 ... 64
- 제 1 장 서론 ... 65
- 제 1 절 과제의 개요 ... 65
- 제 2 절 파급효과 ... 67
- 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 70
- 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 70
- 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 74
- 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 76
- 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 83
- 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 84
- 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 85
- 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 85
- 1. 연차별 수행계획 및 실적 ... 85
- 2. 정량적 성과 목표 및 달성치 ... 90
- 3. 최종 시험결과 요약 ... 91
- 4. 세부 평가 목표 시험내용 ... 93
- 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 128
- 1. 총괄 추진 체계 ... 128
- 2. 연도별 추진 내용 ... 130
- 3. 기관별 추진 내용 ... 132
- 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 177
- 제 4 절 고용 창출 효과 ... 179
- 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 180
- 끝페이지 ... 181
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