연구 주제
AEB 시뮬레이션을 해보고, AEB 관련 교통사고 분석을 기반으로 사고 재건 시뮬레이션 확보
연구가 필요한 이유
최근 생산되는 차량에는 안전장치를 의무적으로 설치하고 있어 ADAS를 대표하는 장치인 AEB의 작동 특성을 파악하기 위해
AEB는 차량 결함 여부, 운전자 과실 여부 및 사고 회피 가능성 등 교통사고 분석과 가장 밀접한 관계가 있으면서 ADAS를 대표함
유럽에서는 2013년도부터 AEB 기능을 상용차에 의무 장착하는 것을 법규화함
따라서 추후 ADAS의 대표적인 기능인 AEB 기능이 장착된 차량의 보급화가 증가할 예정 => AEB 기능과 관련된 사고에 대해 분석 수요가 증가할 것으로 사료됨
결론
1. 실차 실험을 통하여 AEB의 작동 특성을 파악하고, Prescan에 적용하여 AEB 시뮬레이션 테스트를 완료함
2. AEB 관련 교통사고 분석시 사고 재구성 시뮬레이션의 정확성 및 신뢰성 확보 가능
논문 내용
기존의 AEB 관련 연구 및 특징
대부분 AEB 시스템 개발과 평가를 위한 연구가 주를 이룸
1. AEB와 관련된 사고 분석 및 재현 시뮬레이션에 관한 연구는 미진함
2. AEB 작동 특성을 파악하기 위해 AEB 작동 실험을 수행하고 실험을 통해 얻은 AEB 작동 시퀀스와 실차의 레이더 센서 특성을 ADAS 시뮬레이션 프로그램인 Prescan에 비교 및 검토
3. 교통사고 분석에 활용 가능
AEB 작동 매커니즘
현대자동차 정비매뉴얼을 참고하여 부품간의 관계도를 확인함
AEB 로직 설명
- 레이더와 카메라를 이용하여 물체 인지
- 차량의 속도, 조향각도, yaw rate를 측정하여 AEB 작동 판단
- ECS(자세제어장치)에서 각 바퀴에 장착되어있는 브레이크 캘리퍼로 유압 전달 => 제동력 발생 => TCU로 엔진 동력을 제한하는 신호를 줌
- AEB 기능 작동 시 제동등이 점등되어 후방에서 주행 중인 차량에게도 경고를 줌
현대자동차의 정비 매뉴얼을 참고하면 시간 및 제동 감속도는 단순 참고 수치라고 나옴 => AEB 작동 시퀀스를 사고 분석 시 그대로 사용하면 실제와 일치하지 않을 수 있음
긴급제동장치 작동 실험
사용한 장비
실험 차량 : 대중성과 판매량을 고려하여 2021년도 쏘렌토를 사용함
사용 장비 :
1. 조향 로봇, 가속 제동 페달 로봇(Euro NCAP AEB 실험 기준을 충족하기 위해 차량과 GVT간의 오버랩 일치, 인증 장비인 ABDynamics에서 판매하고 있는 조향 로봇과 가속 제동 페달 로봇을 사용)
2. RT3002(GPS, 이동 물체의 속도, 가속도 등의 데이터를 취득 목표)
3. DAQ(SERIUS : 장비들로부터 데이터를 취득 목표)
실험 내용
작동 방식을 살펴보기 위해 Euro NCAP의 AEB C2C Test Protocol에서 CCRs(Car-to-Car Rear Stationary) 속도, 가속도 등 차량 관련 정보를 취득하기 위해서는 DGPS/IMU 장비가 필요로 하는데, 장비의 통신 송수신에 방해가 없어야 함
실험 차량과 GVT 간의 상대 거리 및 상대 속도를 측정하여 TTC를 계산함
TTC와 실험 차량의 속도를 그래프로 나타내고, 차량의 감속도와 제동등 신호 또한 그래프로 나타내었음
AEB 작동 시퀀스에 해당하는 분야가 TTC 기준 어느 시점에 작동하였는지 분석함
실험 결과
AEB 부분 제동은 30km/h 이상부터 발생함
이후 상대속도가 증가함에 따라 AEB 부분 제동이 작동하는 TTC가 증가하는 것을 알 수 있었음 => 상대 속도에 따른 경향성 없이 TTC 약 0.77~0.92s 범위 내에서 작동함
Prescan을 사용한 시뮬레이션
구현 방법
Prescan의 AEB 로직에 레이더 및 카메라 센서를 칼만필터를 사용하여 센서 퓨전
FOV 내에 타겟 차량들의 상대 거리, 상대 속도, 방위각을 측정하여 자차량의 주행 차로 내에 MIO를 선별하여 TTC를 실시간으로 계산함
계산된 TTC가 이미 설정된 AEB 작동 시퀀스의 TTC 시점에 따라 AEB가 작동되도록 구현
시뮬레이션 결과
AEB 실차 실험을 통해 얻은 AEB 작동 시퀀스 데이터와 레이더 특성을 Prescan AEB 로직에 적용함에 따라 실차와 매우 유사한 AEB 작동 시뮬레이션이 가능함을 확인함
정리
- 현대자동차에서 만든 AEB 로직을 정비매뉴얼을 참고하여 작동시퀀스 파악
- 차량 데이터를 수집하기 위해 센서 부착 및 주행 테스트 진행
- 실차 테스트 결과값을 바탕으로, Prescan을 사용하여 시뮬레이션 환경에서 테스트한 결과, 실차와 유사한 결과 값을 확인할 수 있었음
논문 링크
http://journal.ksae.org/_common/do.php?a=current&b=21&bidx=2861&aidx=32274
