카메라와 LiDAR를 이용한 도로노면 환경 분석 시스템

Abstract

최근 자율주행 연구의 발전과 함께 아스팔트 뿐만아니라 벽돌도로, 비포장도로, 눈길 등 다양한 도로노면 환경에서 자율주행 연구가 진행되고 있다. 다양한 도로노면 환경마다 차량과 노면사이의 마찰계수가 달라져 운전 방식이 달라진다. 하지만 주행 환경에서 차량과 노면 사이의 마찰계수는 직접 추정할 수 없다. 따라서 도로노면 환경 분석을 통한 도로노면 사이의 마찰계수를 간접 추정하는 연구가 진행 되어왔다.

도로노면 환경 분석 시스템은 차량의 장착된 다양한 환경센서들을 이용하여 도로노면 환경을 분석한다. 하지만 기존 도로노면 환경 분석 시스템에서 도로노면 환경 분석을 할 수 있는 도로 영역은 도로 영역 검출 과정없이 도로영역으로 판단을 할 수 있는 차량과 가까운 영역으로 한정된 문제가 존재한다. 그리고 차량에 장착된 여러 환경센서들을 이용하여 도로노면 환경 분석을 하지 않고 있다.

이러한 문제들을 해결하고자 제안하는 도로노면 환경 분석 시스템은 카메라와 LiDAR를 이용하여 도로노면 환경을 분석한다. 카메라 영상 기반으로 도로 영역을 검출하여, 차량과 가까운 도로노면 환경 뿐만 아니라 차량과 멀리 떨어진 도로노면 환경도 분석할 수 있다. 그리고 도로 영역을 종방향과 횡방향으로 분할하여, 주행도로의 환경 변화를 감지할 수 있다. 마지막으로 노면 종류 판단에 강점이 있는 카메라와 노면 상태 판단에 강점이 있는 LiDAR를 이용하여 계층적 구조의 도로노면 환경 분석 시스템을 제안했다.

본 논문은 카메라와 LiDAR를 이용한 도로노면 환경 분석 시스템을 제안한다. 특히 노면 종류와 상태 판단을 위한 다양한 방법들을 소개하고 실험을 통해서 다양한 방법들을 비교하여, 제안하는 도로노면 환경 분석 시스템의 정확도를 확인하였다.