종방향 제어를 통한 맞은편 차량과의 충돌 회피

Abstract

다양한 운전자 보조시스템이 개발됨에 따라 대부분의 교통사고 요인들로부터의 위협이 감소하였지만, 여전히 사고는 존재하고 향후 사고 없는 도로를 만들기 위해서는 발생 빈도가 높진 않지만 발생 시 치명적인 결과를 초래하는 사고 유형에 대한 연구와 대책이 필요하다. 그러한 사고 유형 중에는 맞은편 차량이 중앙 분리영역을 넘어오며 발생하는 “크로스 오버 사고”가 있다. 맞은편에서 차량이 중앙 분리영역을 넘어 다가온다면 현재 상용 보조시스템에서는 비상 제동 시스템을 작동시켜 속도를 낮출 것이다. 이러한 방식은 일부 상황에서 충돌을 피하거나 사고의 충격을 감소시켜 줄 수 있지만 대부분의 경우 충돌을 방지하지 못하는 한계가 있다. 본 연구는 그러한 상황에서 종방향으로의 차량 제어를 통해 충돌을 회피 할 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구에서는 차량에서의 판단과 제어 방식에 초점을 맞추었으며 센서에서 완벽한 정보를 제공해 준다고 가정하였다. 시스템은 다가오는 차량의 위치를 모델 예측 방식을 통해 추정하며, 충돌 위험도를 인공의 포텐셜 필드 방식을 통하여 계산한다. 계산된 위험도의 크기를 바탕으로 시스템은 현재 설정 속도를 추종할지 차량의 종방향 속도를 제어할지 결정하게 된다. 설계된 시스템의 검증을 위해 상용 소프트웨어를 통한 시뮬레이션이 진행되었으며, 시나리오는 실제 사고 사례를 모사하여 구성하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 기존 시스템보다 확장된 조건에서 제안된 시스템이 크로스오버 사고로부터 차량의 충돌을 방지해주는 것을 확인 할 수 있었다.; Thanks to developments of various Driver Assistance Systems, major causes of current car accidents can be handled by safety systems. Now we need to see the minor but critical accident cases and find solutions to make “Collision-Free Road.” One of those kind of case is a collision with oncoming vehicle from opposite direction, so-called “Crossover Accident.” When a vehicle is approaching from opposite lanes, current assistance systems would make an emergency brake. It might avoid collision or reduce crash damage in certain conditions but cannot help to escape from the collision in most cases. This paper gives an idea to escape from the situation by longitudinal control. The paper mainly focused on judgement and control but assumed that sensors gave exact information of oncoming vehicle. System estimates oncoming vehicle’s predicted positions by Model Predictive Control and calculates collision potential by Artificial Potential Field method. Based on the potential magnitude, system makes a decision, whether to maintain reference speed or control longitudinal vehicle velocity. Designed system was validated by simulation with commercial software. Simulation scenario was copied from a real accident case. Result from the simulation showed that crossover accident could be avoided by longitudinal control in extended conditions than conventional assistance systems.