R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515CTAP-C078772-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | V2V 및 V2I에서 Vision 융합형 1 m 내외의 위치 측정 오차를 가지는 차량용 가시광 측위 기술 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-08-14 ~ 2016-08-13 | |||||
| 연구책임자 | 한영선 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 50,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 50,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 경일대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001665-01 | |||||
| ISBN | 9791195982103 93530 | |||||
| 주요 내용 |
o 향후 사용될 고도화된 지능형 차량 Navigation 시스템의 경우 보다 정밀한 위치 정보가 요구되며 시스템의 위치추정 안정성을 위해서 GPS를 대신할 수 있는 또 다른 BackUp 시스템도 요구되고 있는 실정임. o 이를 위해 국가 주도하에 전국 단위로 구축 예정인 LED 조명 인프라를 이용하여 Navigation 및 LBS를 위한 가시광 기반 측위 기술이 가능함. o 가시광 기반 측위 기술의 경우 기본적으로 구축되어야 할 차량/교통 LED 인프라를 바탕으로 한 IT융합형 기술이므로 구축 비용이 최소화되며, LED(光)을 기반으로 하는 지능형 차량 Navigation 기술이므로 전자파 취약성 문제의 최소화가 가능함. o 이러한 가시광 기반 측위 기술의 경우, CCD를 기반으로 한 표적검출 및 추적 기술을 활용하여 보다 정밀하고 지능화된 측위 및 데이터 전송 기술 구현이 가능함. o 따라서, 차량 및 관련 유관 인프라(교통 신호등, 가로등 등) 와 CCD를 활용하여 지능형 차량 Navigation 및 LBS에 필요한 Vision 융합형 가시광 측위 기술에 대한 연구를 수행. [최종목표] o 실외의 LED 조명 인프라, 차량용 LED 및 CCD를 활용하여 Navigation 및 LBS에 필요한 1 m 내외의 위치 측정 오차범위를 갖는 Vision 융합형 가시광 측위 기술에 대한 연구를 수행. o Vision 기반 LED 표식자 검출 및 추적 기술 연구 - Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구 - Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구 o Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구 - V2V 환경에서 Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구 - V2I 환경에서 Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구 o V2V 및 V2I 시뮬레이터 기반 측위 기술 검증 [연구내용 및 범위] o 실외의 LED 조명 인프라, 차량용 LED 및 CCD를 활용하여 Navigation 및 LBS에 필요한 1 m 내외의 위치 측정 오차범위를 갖는 Vision 융합형 가시광 측위 기술에 대한 연구를 수행. o 당해 기술 연구 성과물은 정지환경에서의 Vision 융합형 가시광 측위 알고리즘으로 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술을 검증함. o 최종적 연구개발 성과물은 다양한 환경조건에서도 강인한 Vision 융합형 가시광 측위 요소 기술이고, 이를 V2V 및 V2I 기반의 지능형 Navigation 시뮬레이터를 통해 이론적 아이디어에 대한 기본 성능을 검증토록 함. o 또한, V2V 및 V2I 환경에서 성능 평가를 수행할 수 있는 시뮬레이터를 통해 향후 차량용 지능형 Navigation 기술 연구 촉진 및 연구 발전 방향을 제시함. o 본 연구개발과제의 최종목표는 이론적 아이디어를 기반으로 한 TRL 3단계의 기술 개념 검증임. o V2V 및 V2I 환경에서 Vision 정보를 이용한 가시광 측위 기술 연구는 현재까지 국내의 관련 연구가 전무한 상황이고, 국외의 일부 국가에서도 고성능 카메라를 이용한 성능 및 신뢰도 검증 수준임. o 본 연구를 통해 지능형 Navigation에 활용될 Vision 융합형 가시광 기반 측위 기술에 대한 보다 실용적인 아이디어를 검증하고 분석하므로 TRL 3단계로 설정함. o 본 과제에서 나올 구체적 연구개발 성과물은 Vision 융합형 가시광 기반 지능형 Navigation 요소기술이고, 이를 기반으로 한 V2V 및 V2I의 다양한 환경에서의 지능형 Navigation 시뮬레이터를 개발함으로써 이론적 아이디어에 대한 기본 성능을 검증함 o 현재 도로상의 측위 기술로 가장 많이 사용되는 GPS 기술은 위성의 위치에 의존하여 3~10 m 정도의 높은 오차가 발생하므로 보다 정밀하고 다양한 정보를 제공해야할 지능형 Navigation에는 적합하지 않음. o 도로지상설비 및 차상설비에서 전송하는 LED 가시광 신호를 카메라 렌즈 투과 시 굴절되는 위치 및 이미지 센서의 평면상에 위치하는 픽셀의 좌표를 사용하여 현재 LED 가시광 신호를 보내는 송신기의 위치를 정밀하게 계산할 수 있음. o 정지환경에서 Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구 - 고속 플리커 기반 영상 노이즈 처리 알고리즘 연구 - 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증 o 정지환경에서 Vision 기반 LED 표식자 검출 기술 연구 - 고속 플리커 기반 표식자 검출 알고리즘 개발 - 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증 o 정지환경에서 V2V 및 V2I Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구 - 카메라 기반 시선 통신 채널 특성 분석 및 모델링 - 과소 샘플링 (Under-sampling) 상황에서의 데이터 복조 기술 연구 - 차량용 및 인프라용 LED 특성을 고려한 측위 알고리즘 개발 o 이동환경에서 Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구 - 이동하는 LED 광원 특성을 고려한 노이즈처리 알고리즘 연구 - 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증 o 이동환경에서 Vision 기반 LED 표식자 검출 및 추적 기술 연구 - 이동하는 LED의 고속 플리커 기반 카메라 요동 및 상변화 보상 기술 연구 - 이동하는 LED 광원 특성을 고려한 표식자 검출 알고리즘 개발 - 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증 o 이동환경에서 V2V 및 V2I Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구 - 이동하는 차량용 및 인프라용 LED 광원 특성을 고려한 측위 알고리즘 개발 - 카메라 기반 공간 다중 접속 기술 개발 o V2V 및 V2I 환경 시나리오 별 검출, 추적 및 측위 기술 성능 검증 - V2V 및 V2I 시나리오별 실험 및 검증 |
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| 색인어 | 한글 | 비전 융합 | 가시광 통신 | 가시광 측위 기술 | 지능형 교통 서비스 | 차량간 및 차량인프라간 |
| 영문 | Vision Technology | Visible Light Communication (VLC) | VLC based Location Awareness | Intelligent Transportation System | V2V and V2I (vehicle-to-vehicle/infrastructure) | |
| 최종보고서 | 결과보고서_정리2.pdf | |||||