카메라 기반의 자율주행차량의 장애물 회피 시스템

Abstract

미래형 개인 교통수단에 대한 동향은 교통사고 저감을 위한 안정성, 어려운 운전을 도와주는 편의성을 주요 요구 사항으로 삼고 있다. 무인자율주행은 이 모든 기능을 아우르는 기술로써 전 세계적으로 주목을 받고 있으며, 주행 환경인식, 경로계획(path planning), 경로추적(path following), 차량제어 기술로 이루어져 있다. 본 논문에서는 RC car를 사용한 모의 주행환경에서 동적 장애물(dynamic obstacle)을 인식하고 경로를 변경할 수 있는 시스템을 제안한다. 환경 인식에는 webcam을 통해서 얻은 입력 영상을 원근 수정(perspective correction)한 결과 영상을 이용하였고, 그 결과 영상을 기반으로 차량의 시작과 도착지점, 그리고 장애물의 위치가 고려된 Hybrid A* 알고리즘을 통해서 경로계획을 하며, 차량의 뒷바퀴 중심점을 기준으로 하는 PID 제어를 통해서 RC car가 그 경로를 올바르게 따라갈 수 있도록 제어하는 시스템을 구현하였다. 경로를 추적하는 도중에 동적 장애물이 나타나는 경우, 그 장애물을 인식하여, 차량을 우선 멈추고, 차량과 동적 장애물의 충돌 위험 여부를 고려하여, 충돌 위험이 있을 경우에는 새로운 경로를 계획하고, 없는 경우에는 기존의 경로를 추적하도록 하였다. 설계한 시스템을 실험하기 위해서 크게 동적 장애물이 발생하지 않는 경우, 동적 장애물이 발생하는 경우로 나누어서 실험을 진행하였다.