초록 ▼

연구개요
본 연구에서는 차량용 레이더를 위한 고신뢰성 표적 추적 필터 알고리즘을 개발하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 성능을 검증하였다. 개발된 필터는 FIR 필터와 IIR 필터를 결합한 하이브리드 구조를 갖고 있으며, 다중 운동 모델을 사용한다. 개발된 필터의 성능을 테스트한 결과, 레이더 클러터가 심한 환경에서 표적이 급기동 하는 경우에도 표적을 잃어버리지 않고 안정적으로 표적을 추적하였으며, 기존 표적추적 필터에 비해 표적 소실율이 매우 낮은 고신뢰성을 보여주었다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서

연구개요
본 연구에서는 차량용 레이더를 위한 고신뢰성 표적 추적 필터 알고리즘을 개발하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 성능을 검증하였다. 개발된 필터는 FIR 필터와 IIR 필터를 결합한 하이브리드 구조를 갖고 있으며, 다중 운동 모델을 사용한다. 개발된 필터의 성능을 테스트한 결과, 레이더 클러터가 심한 환경에서 표적이 급기동 하는 경우에도 표적을 잃어버리지 않고 안정적으로 표적을 추적하였으며, 기존 표적추적 필터에 비해 표적 소실율이 매우 낮은 고신뢰성을 보여주었다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서 목표로 한 것은 자율주행차량용 레이더를 위해 고신뢰성 표적 추적 필터를 개발하는 것이었다. 연구개발 결과 다음과 같이 5종류의 고신뢰성 표적 추적필터 알고리즘이 개발되었다. 첫째로 클러터가 존재하는 상황에서 표적을 추적하기 위해 최근접 이웃 알고리즘을 적용한 표적추적용 FIR 필터를 개발하였으며, 둘째로 2가지 동작 모드를 통해 불확실성이 큰 위기 상황에 대응 가능한 듀얼 모드 FIR 필터링 알고리즘을 개발하였다. 셋째로 표적을 탐지하지 못하여 센서 측정값이 없는 경우에 재정의된 측정값(redefined measurement)을 사용하여 필터링을 수행하는 새로운 FIR 필터 알고리즘을 개발하였으며, 넷째로 클러터가 심한 환경에서 표적 추적필터를 초기화하고 추적을 시작하기 위한 새로운 추적 형성(track formation) 알고리즘을 개발하였다. 마지막으로 표적의 급기동에 대응하기 위해 다중 운동 모델을 사용하고 IIR 필터와 FIR 필터를 결합한 하이브리드 IMM PDA/FIR 필터를 개발하였다.
이와 같이 다양한 종류의 고신뢰성 표적 추적 필터를 개발함으로써 정성적 연구목표를 100 퍼센트 달성하였으며, 정량적 연구목표였던 SCI급 논문 3편을 초과하여 5편의 논문을 게재하는 연구성과를 거두었다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
최근 국내에서 차량용 레이더에 대한 연구는 중거리 및 단거리 레이더 개발, 그리고 도로에 존재하는 다양한 클러터를 제거하는 방법, 다른 레이더와의 신호간섭 극복에 대한 연구가 주류를 이루고 있다. 이러한 연구들은 센서의 하드웨어를 먼저 개발하고, 그 후 신호처리 소프트웨어를 통해 표적 탐지 정확도를 높여가는 방향으로 진행되고 있는 것이다. 이후의 단계는 신호처리를 통해 얻은 측정값을 처리하는 정보처리 과정인 표적 추적 필터를 개발하는 연구가 필요한데, 아직까지 차량용 레이더를 위한 표적 추적 필터에 대한 연구는 드물며, 대부분 기존 IIR 필터인 알파-베타필터나 칼만필터 등을 사용하여 표적 추적의 정확도를 높이기 위한 연구들이다. 이와 달리 본 연구에서는 표적 추적 필터의 신뢰성을 향상 시킨 고신뢰성 필터를 개발하였다. 자율주행차량이 일반 도로에서의 운행허가를 받기 어려운 이유는 자율주행 시스템의 오작동이 큰 인명사고로 이어지기 때문이며 아직까지 자율주행 시스템의 신뢰성이 완전하지 못하다는 뜻이기도 하다. 자율주행차량의 장애물 탐지를 담당하는 레이더는 탑승자/보행자의 안전과 직결되는 핵심부품이므로 신뢰성 확보가 무엇보다 중요하다. 표적 추적 필터는 센서 하드웨어와 신호처리 과정을 거쳐 최종적으로 차량제어 컴퓨터(또는 운전자)에게 표적 정보를 알려주기 직전 단계에 위치하고 있으므로, 센서 하드웨어와 신호처리가 완벽하더라도 필터에서 오동작이 발생하면 최종 표적 정보에 착오가 발생한다. 따라서 표적 추적 필터의 발산을 방지하는 일은 자율차량용 레이더 시스템에 있어서 매우 중요하며, 본 연구과제를 통해 개발된 고신뢰성 하이브리드 표적 추적 필터는 자율주행차의 안전성 확보에 있어 큰 역할을 담당하게 될 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구의 대상 ... 4
• (2) 연구의 목표 및 내용 ... 4
• (3) 연차별 연구목표 및 내용 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 1차년도 연구개발 수행 과정 및 내용 ... 5
• (2) 2차년도 연구개발 수행 과정 및 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 29