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접근차량 클러스터링 기반 자율주행버스의 필수 차로 변경 전략 개발

Development of Mandatory Lane Change Strategies for Autonomous Buses Using Approaching-Vehicle Clustering

  • 임동현 (Donghyun Lim, 아주대학교 일반대학원)

초록/요약

자율주행 기술의 발전에 따라서 자율주행 기술을 활용한 대중교통 서비스 에 대한 기대감도 증가하고 있다. 그 중 자율주행버스는 기존 버스의 기능을 보완 및 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 이에 국내 자율주행차 시범운행지 구에서는 자율주행버스의 서비스 실증이 활발하게 진행되고 있다. 현재 국내에서 운영되고 있는 자율주행버스는 대부분 고정된 노선을 주행 한다. 정해진 주행 경로로 주행하기 위해서는 자율주행버스도 일반버스와 동 일하게 차로 변경이 필수적으로 요구된다. 그러나 자율주행버스는 주변 차량 과의 속도, 거리 등을 종합적으로 분석하여 차로 변경을 결정하며 안전을 우 선시하는 경향이 있어 인간 운전자보다 보수적으로 차로 변경을 수행하기 때 문에 차로 변경에 어려움을 겪는다. 이에 자율주행버스의 안전한 차로 변경 을 위한 전략이 필요하다. 본 연구에서는 자율주행버스의 필수적인 차로 변경을 안전하고 원활하게 수행하기 위한 차로 변경 전략을 개발하고자 한다. 자율주행버스가 주행하는 단속류 구간은 신호시스템에 의해 차량군 단위로 주행하기 때문에 차량군 간 간격으로 주행할 경우 교통류의 영향을 받지 않고 차로 변경이 가능할 것으 로 기대된다. 이에 교차로로부터 접근하는 차량들을 클러스터링하여 차량군 을 분류하고 차량군 간 간격으로 도출한다. 자율주행버스가 도출된 차량군 간 간격으로 차로 변경할 수 있도록 하는 차로 변경 전략을 개발하고자 한 다. 차로 변경 전략은 자율주행버스의 적정 정류장 출발 시점으로 제시하며, 교통 시뮬레이션을 통해 개발한 차로 변경 전략에 대해 효율성, 안전성, 교통 류 안정성 측면에서의 실효성을 검증한다. 주제어 : 자율주행, 차로 변경, 차량군, 클러스터링

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목차

제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 방법 및 범위 4
제3절 연구 수행 과정 5
제2장 선행연구 고찰 6
제1절 관련 연구 고찰 6
1. 자율주행차 차로 변경 전략 6
2. 자율협력주행 기술 기반 차로 변경 전략 8
제2절 선행연구의 시사점 및 본 연구의 차별성 11
제3장 연구방법론 13
제1절 연구방법론 개요 14
1. Framework 14
2. 연구적 가정 15
제2절 실험적 연구 17
1. 시뮬레이션 환경 구축 17
2. 접근차량 클러스터링 22
제3절 이론적 연구 24
1. 변수 정의 24
2. 차로 변경 전략 개발 26
제4절 차로 변경 전략 적용 및 평가 27
1. 평가 시나리오 구성 27
2. 평가지표 선정 29
제4장 차로 변경 전략 검증 32
제1절 실험적 연구 32
1. 시뮬레이션 데이터 수집 32
2. 접근차량 클러스터링 결과 33
제2절 이론적 연구 40
1. 차로 변경 전략 도출 결과 40
제3절 차로 변경 전략 검증 44
1. 자율주행버스 효율성 검증 44
2. 자율주행버스 안전성 검증 46
3. 교통류 안정성(String stability) 검증 47
4. 교통량 시나리오 분석 49
5. 소결 52
제5장 결론 및 향후 연구과제 53
제1절 결론 및 시사점 53
제2절 한계점 및 향후 연구과제 55
참 고 문 헌 56

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