초록 ▼

연구개요
복수의 IoT 기술 기반 스마트 자동차가 자율주행을 통해 운행되는 경우, 군집주행의 적용을 통해 사용자 편의뿐만 아니라 교통 흐름의 개선, 연료 효율 향상, 환경오염 감소 등을 통한 환경적 이점을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 IoT 기술 기반 스마트 자동차의 고속 군집주행의 친환경적 효용을 극대화할 수 있는 최적의 군집 형성, 유지 및 해제 알고리즘을 개발하였다. 전체 3년의 연구 기간 동안, IoT 기술 기반 스마트 자동차의 고속 군집주행을 1차년도) 최초에 임의의 N대의 자동차가 군집을 형성할 때, 2차년도)

연구개요
복수의 IoT 기술 기반 스마트 자동차가 자율주행을 통해 운행되는 경우, 군집주행의 적용을 통해 사용자 편의뿐만 아니라 교통 흐름의 개선, 연료 효율 향상, 환경오염 감소 등을 통한 환경적 이점을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 IoT 기술 기반 스마트 자동차의 고속 군집주행의 친환경적 효용을 극대화할 수 있는 최적의 군집 형성, 유지 및 해제 알고리즘을 개발하였다. 전체 3년의 연구 기간 동안, IoT 기술 기반 스마트 자동차의 고속 군집주행을 1차년도) 최초에 임의의 N대의 자동차가 군집을 형성할 때, 2차년도) 군집주행 중 진입/이탈 자동차를 고려한 군집 유지 시, 3차년도) 최후에 임의의 N대의 자동차가 군집을 해제할 때로 구분하여, 자동차 간 상대 거리 및 상대 속도를 기반으로 시간 단위별 각 자동차의 가/감속 제어를 통한 운행 알고리즘을 수리적/정량적 기법을 통하여 도출함으로써 고속 군집주행의 친환경적 효용을 극대화할 수 있는 연구를 수행하였다.

연구 목표대비 연구결과
IoT 기술 기반 스마트 자동차의 군집주행을 위한 군집의 형성, 유지 및 해제 시 각 자동차의 가/감속 경향에 따른 속도 변화에 따라 연료 효율, 환경 오염방지 등의 영향이 달라져 군집주행의 친환경적 효용이 차이가 날 수 있다. 본 연구에서는 이를 극대화하는 자동차별 시간 흐름에 따른 가/감속 경향 및 그에 따른 속도 변화를 제어할 수 있는 최적 운행 의사 결정 알고리즘을 Operations Research 기법을 통해 도출하고자 한다.

1차년도) N대의 IoT 기술 기반 스마트 자동차가 군집 형성 시
임의의 속도로 진행하고 있는 N대의 IoT 기술 기반 스마트 자동차가 군집을 이루기 위해서는 현재 속도 및 자동차 간 상대 거리 정보를 확인, 이 정보를 기반으로 일정한 속도와 일정한 상대 거리를 가진 군집을 이루어야 한다. 선행 자동차는 일반적으로 최종 군집 속도보다 속도를 낮춰 군집에 합류하게 되고, 후행 자동차는 최종 군집 속도보다 속도를 높여 상대 거리를 줄이며 군집에 합류하게 된다.

2차년도) 군집주행 중 진입/이탈 자동차를 고려한 군집 유지 시
군집주행 중에는 신규 진입, 이탈, 특정 자동차의 이상 운행 등 다양한 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어 특정 자동차의 군집 이탈 시, 이탈 차량의 안전한 이탈을 위해 이탈 자동차의 선행 자동차 군집은 속도를 증가시키고, 후행 자동차 군집은 속도를 감소시켜 이탈 자동차와의 상대 거리를 넓혀 안전한 이탈이 가능하도록 해야 한다. 이후 선행 자동차 군집은 속도를 감소, 후행 자동차 군집은 속도를 증가시켜 다시 최초의 군집주행 속도와 상대 거리로 군집주행을 하도록 한다.

3차년도) N대의 IoT 기술 기반 스마트 자동차가 군집 해제 시
군집주행 중 전체 군집의 해제가 필요한 경우에는 군집주행 상태에서 각 자동차가 임의의 속도와 상대 거리로 주행하도록 해야 한다. 이를 위해서는 각 선행 자동차의 상대 속도를 후행 자동차 보다 높여 각 자동차의 상대 거리가 일정 안전거리 이상이 되도록 한 후, 각 자동차가 직접 주행을 하도록 하면 군집주행이 최종 해제된다.

연구개발결과의 중요성
IoT 기술 기반 스마트 자동차의 완전 자율주행에 가장 큰 걸림돌은 하드웨어적 부분이 아닌 자율주행 알고리즘과 같은 소프트웨어적 부분에 있다. 본 연구에서는 IoT 기술 기반 스마트 자동차들의 군집 형성, 유지 및 해제 시 친환경적 이점을 극대화할 수 있는 각 자동차의 주행 의사 결정 알고리즘을 개발함으로써 IoT 기술 기반 스마트 자동차 군집주행의 효용성 극대화와 IoT 기술 기반 스마트 자동차의 완전한 자율주행에 기여한다. IoT 기술 기반 스마트 자동차의 자율주행이나 군집주행이 환경적 측면을 간과하고 경제적인 측면만 중요시할 수 있으나 본 연구에서는 군집 주행 시 친환경적 이점을 극대화하는 운영 알고리즘을 제시함으로써 환경에 대한 중요성을 다시 한번 환기할 수 있다. 이는 자동차 산업에 국한되지 않고 궁극적으로 무인 시스템 및 인공지능 시스템의 운영 알고리즘 개발에도 활용 가능하며 다가오는 무인·인공 지능 시스템 사회의 핵심 역량 구축에 이바지함으로써 미래 국가적 경쟁력 향상에 일조 가능할 것으로 사료된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1.1. 연구의 필요성 ... 3
• 1.2. 연구의 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1. 연구수행내용 ... 5
• 2.2. 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 3.1 연구의 창의성 ... 12
• 3.2 연구의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 23