A Collision Avoidance Algorithm for Self-driving Vehicle at intersection Using Spatial Data

Abstract

매년 1월 미국 라스베이거스에서 개최되는 세계 최대 가전 전시회인CES(Consumer Electronics Show)가 차전쇼라 불릴 만큼 자율주행차량의 비율이 증가하고 있다. 이에 따라 자율주행자동차의 관심 또한 증가하고 있다. 자율주행의 관심도가 증가한만큼 도로부분에서는 회전교차로의 관심도가 증가하고 있다. 기존의 교차로보다 안전하면서 교통소통, 비용 등에 효과가 뛰어나다. 회전교차로가 증가하여 전체 사고는 줄었지만 교차로 사고는 2006년 39.1%에서 2015년 44.8%로 증가하였다. 회전교차로는 신호가 존재하지 않는 비신호교차로이기 때문에 운전자들의 통행 방법에 대한 인지 부족으로 사고의 빈도가 증가하는 문제점이 발생하였다. 본 연구에서는 비신호교차로 증가 추세에 따른 문제점을 자율주행차량의 차량 제어를 통해 문제점을 해결하였다. 회전교차로와 비신호교차로의 도로 기하구조를 생성하였으며, FIFO방식을 이용하여 차량의 우선권을 선정하였다. 차량의 경로를 선으로 나타내는 직선투영법으로 충돌을 예측하고 후행차량의 속도 변경을 통해 충돌을 방지하였다. 이후 차량의 경로가 변경되지 않게 Booking System을 이용하여 공간을 예약하였다. 환경적 요인을 줄이기 위해 차량의 정지가 발생하지 않고 감속을 통해 교차로를 주행하는 시나리오를 선정하였다. 검증을 위해 VISSIM을 활용하여 속도프로파일을 산출하였으며, 이를 연료소모량 산출 모형인 CMEM에 적용하여 연료소모량과 Co2배출량을 산출하였다. 그 결과 회전교차로는 연료소모량이과 Co2배출량이61% 감소율을 보였고 비신호교차로 32% 감소율을 보였다. 평균 교차로 통과시간은 각각 15%, 27% 감소하였고, 평균 속도는 각각 16%, 30% 증가율을 보였다. 정지가 발생하지 않기 때문에 지체시간은 100% 감소율을 보였다.