주변 차량의 움직임을 고려한 자율주차 경로계획

Abstract

자율주행 기술의 최종 단계이자 목표는 모든 도로와 환경에서 인간의 개입 없이 시스템이 주행하는 것이다. 이를 달성하기 위해서는 더욱 다양한 경우의 수를 고려해야 하기 때문에 현재 상태에 대한 판단과 그에 맞는 차량의 대응이 필요하며 올바른 대응을 하기 위해서는 빠르고 적합한 경로 생성에 대한 연구가 필요하다. 주차장 내부의 차로는 대부분 차선과 방향이 명확하게 정해져 있지 않기 때문에 반대편에서 오고 있는 차량과의 경로가 겹칠 수 있고 이는 충돌로 이어질 수 있다. 이를 대응하기 위해서 주차공간까지의 경로를 생성하는 연구뿐만 아니라 충돌이 예상될 경우 이를 회피하는 경로를 생성하는 알고리즘에 대한 연구가 필요하다. 주차공간까지의 경로를 생성하는 알고리즘은 Hybrid A*, RRT등 여러 가지 알고리즘이 있지만 경로 생성 시간이 오래 걸리거나 최적화 되어있지 않은 경로를 생성하는 단점이 있으므로 이 두 가지를 모두 고려한 경로 생성 알고리즘을 설계해야 한다. 또한 충돌 회피를 위한 경로 생성의 경우 위험한 상황에서 수행된다고 할 수 있기 때문에 경로 생성을 빠르게 수행하는 알고리즘을 설계해야 한다. 본 연구에서는 주차공간까지의 최적화된 경로를 빠르게 생성하는 Hybrid A* Dijkstra와 충돌 회피를 위한 경로를 빠르게 생성하는 Hybrid Dijkstra를 제안한다. Hybrid A* Dijkstra는 차량의 현재지점에서 Hybrid A*를 이용하여 도달 가능한 지점들을 확장시키고 목표지점에서 Hybrid Dijkstra를 이용하여 도달 가능한 지점들을 확장시키다가 서로 겹치는 지점이 생기면 알고리즘을 종료한다. 충돌 회피 알고리즘은 차량의 현재지점에서 Hybrid Dijkstra를 이용하여 도달 가능한 지점들을 확장시키다가 안전한 지점에 도달하면 알고리즘을 종료한다. 제안한 알고리즘의 성능 확인을 위해서 Hybrid A*와 비교 및 시뮬레이션을 진행했다. 결과적으로 Hybrid A*에 비해 향상된 성능을 보였고 주변 차량과의 충돌 회피와 주차를 성공적으로 수행한 것을 확인했다.