과제세부정보

과제명
자율주행차의 도로주행을 위한 운행체계 및 교통인프라 연구개발 사업
과제기간
2019 - 2021
참여 연구원
관련정보
지원기관: 경찰청, 일반사업
기간: 2019-08-01 ~ 2021-12-31
참여연구진: 전철민, 이민혁, 이재영, 전인우, 구자운, 김대균
외부연구진: 김원호, 한병길, 이호상, 김병성, 박경국, 김영찬
과제개요
연구개발개요

AI, 자율주행 차량 등 제 4차 산업혁명관련 기술들이 발전하면서 2020Level 3 이상 자율주행차 출시 후 2035년까지 연평균 88%의 시장 성장이 전망됨에 따라, 공공도로에서의 본격적인 자율주행이 가속화될 것으로 전망되고 있으며 현재 전 세계적으로 자율주행차의 운행체계를 어떻게 적용할 것인지에 대한 논란이 가중되는 가운데, 5년 이상 준비가 진행된 미국 경우에도 자율주행차 안전확보를 위한 연구가 진행 중이다. 하지만 자율주행차가 상용화가 된다고 해도 자율주행자와 사람이 운전하는 일반 차량이 혼재된 도로환경이 상당 기간 유지될 것으로 예상되며, C-ITS 등 일반 차량을 대상으로 하는 지능형교통체계와 자율주행시스템을 통합한 교통신호 운영체계 구축이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 자율주행차량의 정보를 하나의 교통정보 수집원으로써 구분하고 이를 수집하기 위한 차량 센서, 가공 모듈, 통신, 신호제어, 빅데이터처리, AI기반의 최적화까지 신호와 차량에 관련된 모든 기술을 활용하여 하나의 교통신호최적화 플랫폼을 연구 개발하고자 함


최종목표

1. 자율주행차와 신호제어기 간 무선통신을 기반한 미래형 신호현장시스템 개발
2. 자율주행차와 일반차량 통합신호운영을 위한 AI 기반 통합 신호관제시스템 개발
3. 자율주행 환경을 고려한 AI 기반 교통신호시스템 HILS 시스템 개발 및 평가 시행
중소도시 실증사업 설계/구축/운영/평가


연구내용 및 범위

1. AI 기반 교통신호 운영 모의실험 방안 검토 및 모니터링 평가지표 설계
- AI 기반 교통신호 운영 소프트웨어 모의실험 모형의 기능적 요소 확인 및 평가 방안 검토
- AI 기반 교통신호 운영 성능평가 방향 설정을 위한 후보 가상환경 모의실험 모형 기능 검토
- 가상환경 모의실험 모형을 통한 평가 지표 선정

2. AI 기술 기반 개발 교통신호 운영 평가 모니터링 시나리오 설계
- AI 기반 교통신호 운영 평가를 위한 모의실험 자료 활용 시나리오 설계
- AI 기반 교통신호 운영 모니터링에 필요한 방향별 소통자료 추출 방법론 검토
- 통합 AI 신호 센터시스템 운영 모니터링 방향 설정

3. 자율주행차 운행경로 최적화를 위한 정밀도로지도 데이터 모델 개발
- 자율주행차 운행경로 최적화 관련 연구 분석
- 자율주행차 수집 데이터 분석을 통한 AI 기반 운행경로 최적화 전략 수립
- 정밀도로지도 분석 및 현 데이터 모델의 한계점 도출
- 자율주행차 운행경로 최적화를 위한 정밀도로지도 데이터 모델 개발

과제내용
연구개발개요

AI, 자율주행 차량 등 제 4차 산업혁명관련 기술들이 발전하면서 2020Level 3 이상 자율주행차 출시 후 2035년까지 연평균 88%의 시장 성장이 전망됨에 따라, 공공도로에서의 본격적인 자율주행이 가속화될 것으로 전망되고 있으며 현재 전 세계적으로 자율주행차의 운행체계를 어떻게 적용할 것인지에 대한 논란이 가중되는 가운데, 5년 이상 준비가 진행된 미국 경우에도 자율주행차 안전확보를 위한 연구가 진행 중이다. 하지만 자율주행차가 상용화가 된다고 해도 자율주행자와 사람이 운전하는 일반 차량이 혼재된 도로환경이 상당 기간 유지될 것으로 예상되며, C-ITS 등 일반 차량을 대상으로 하는 지능형교통체계와 자율주행시스템을 통합한 교통신호 운영체계 구축이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 자율주행차량의 정보를 하나의 교통정보 수집원으로써 구분하고 이를 수집하기 위한 차량 센서, 가공 모듈, 통신, 신호제어, 빅데이터처리, AI기반의 최적화까지 신호와 차량에 관련된 모든 기술을 활용하여 하나의 교통신호최적화 플랫폼을 연구 개발하고자 함


최종목표

1. 자율주행차와 신호제어기 간 무선통신을 기반한 미래형 신호현장시스템 개발
2. 자율주행차와 일반차량 통합신호운영을 위한 AI 기반 통합 신호관제시스템 개발
3. 자율주행 환경을 고려한 AI 기반 교통신호시스템 HILS 시스템 개발 및 평가 시행
중소도시 실증사업 설계/구축/운영/평가


연구내용 및 범위

1. AI 기반 교통신호 운영 모의실험 방안 검토 및 모니터링 평가지표 설계
- AI 기반 교통신호 운영 소프트웨어 모의실험 모형의 기능적 요소 확인 및 평가 방안 검토
- AI 기반 교통신호 운영 성능평가 방향 설정을 위한 후보 가상환경 모의실험 모형 기능 검토
- 가상환경 모의실험 모형을 통한 평가 지표 선정

2. AI 기술 기반 개발 교통신호 운영 평가 모니터링 시나리오 설계
- AI 기반 교통신호 운영 평가를 위한 모의실험 자료 활용 시나리오 설계
- AI 기반 교통신호 운영 모니터링에 필요한 방향별 소통자료 추출 방법론 검토
- 통합 AI 신호 센터시스템 운영 모니터링 방향 설정

3. 자율주행차 운행경로 최적화를 위한 정밀도로지도 데이터 모델 개발
- 자율주행차 운행경로 최적화 관련 연구 분석
- 자율주행차 수집 데이터 분석을 통한 AI 기반 운행경로 최적화 전략 수립
- 정밀도로지도 분석 및 현 데이터 모델의 한계점 도출
- 자율주행차 운행경로 최적화를 위한 정밀도로지도 데이터 모델 개발



활용방안 및 기대효과

- 자율주행차의 핵심 센서들을 인프라 측면에서 활용한 기술로 기존 자율주행차 정보의 입체적인 활용 가능

- 자율주행차의 센서 기술을 ITS 인프라에 적용함으로서 기존 ITS 검지기의 성능 개선 및 정확도 개선

- 제어기 제공 정보의 이력관리를 통해 제어기가 정상적으로 작동하고 있는지 판단하여 유지보수를 용이하게 하는 근거자료로 활용

- 신호정보 이력은 신호교차로의 효율성 및 안전성 평가 지표로 활용될 수 있음

- 자율주행 시대에 대응하는 신호교차로 용량 산정 기법 및 매뉴얼 개발을 통해 램프, 오르막차로 등 도로의 다른 구간의 용량을 산정하는 참고자료로 활용

- 교통신호 정보 수집 체계 확립으로 자율주행차량이 기본적으로 갖추어야 할 시스템 규격 사항 정립

- 교통 시뮬레이션 모형 내부적으로 자율주행을 지원할 수 있는 API를 개발함으로서 기존 시뮬레이션 모형에서 반영할 수 없었던 자율주행 기능을 제공함

- 개발되는 API를 통해 자율주행을 지원하는 신호운영 알고리즘의 성능평가에 활용 가능

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