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표제지

국문초록

목차

제1장 서론 12

제1절 연구 배경 및 목적 12

제2절 연구동향 15

제3절 연구 범위 및 방법 18

제2장 이론적인 고찰 21

제1절 지상 MMS 기술 21

1. 지상 MMS의 개념과 구성 21

2. 지상 MMS 기술 현황 25

제2절 ADAS 기술 29

1. ADAS 개요 29

2. ADAS 지도정보의 구성 32

제3장 방법론 개발 34

제1절 지상 MMS 측정자료의 무결성 향상 34

1. 지상 MMS의 오차특성 분석 34

2. 지상 MMS 오차 모델링 47

3. 오차보정 방법론 개발 48

제2절 다목적 정밀 도로지도 모델 및 구축방법 개발 52

1. 다목적 정밀 도로지도 모델 개발 52

2. 구축방법 61

제4장 실험과 분석 및 평가 67

제1절 지상 MMS 자료취득 67

1. 사용장비 67

2. 자료구축의 내용과 범위 69

3. 취득 자료의 특성 71

제2절 지상 MMS 자료의 무결성 향상 74

1. 절대정확도 향상 실험 74

2. 상대정확도 향상 실험 81

제3절 다목적 정밀 도로지도 제작 89

1. 다목적 정밀 도로지도 구축 89

2. 주행평가 95

제5장 결론 100

참고문헌 103

ABSTRACT 107

표목차

〈표 2-1〉 최근 개발된 지상 MMS 비교표 26

〈표 2-2〉 ADAS용 지도정보 구축에 필요한 정보의 종류 32

〈표 2-3〉 ADAS 응용분야별 필요정보의 종류 33

〈표 3-1〉 무결성 평가 기준과 한계 값 50

〈표 3-2〉 ADAS 노드의 속성 53

〈표 3-3〉 3차원 네트워크 링크 정보 54

〈표 3-4〉 3차원 네트워크 링크의 도로위계 구분 코드 54

〈표 3-5〉 교통규제표지 노드정보의 구성 55

〈표 3-6〉 교통규제표지 노드정보 중 규제코드 정보 56

〈표 3-7〉 차선 수 변화 노드정보의 구성 56

〈표 3-8〉 차선 폴리곤 정보의 구성 58

〈표 3-9〉 방향 구분 코드의 종류 59

〈표 3-10〉 다목적 정밀 도로지도 레이어별 구축 방법 62

〈표 4-1〉 자료취득 지역과 지상 MMS 운행 경로 69

〈표 4-2〉 지상 MMS로 취득한 자료의 특성 71

〈표 4-3〉 절대정확도 향상 실험 개요 74

〈표 4-4〉 기준점 간격별 보정된 GISVan 측정자료의 정확도 76

〈표 4-5〉 기준점 간격별 보정된 Lynx Mobile Mapper 측정자료의 정확도 78

〈표 4-6〉 접합점의 수량별 보정된 지상 MMS 자료간의 상대오차 88

〈표 4-7〉 제작된 다목적 정밀 도로지도의 절대위치 정확도 98

〈표 4-8〉 ADAS 지도정보 조회의 적합성에 대한 평가 결과 99

그림목차

〈그림 1-1〉 연구 주요 내용과 흐름 20

〈그림 2-1〉 지상 MMS의 정보 처리의 순서와 개념 21

〈그림 2-2〉 GPSVanTM과 촬영 영상 22

〈그림 2-3〉 Direct Geo-refencing의 개념 23

〈그림 2-4〉 실시간 절대표정의 개념과 지상 MMS의 구성 25

〈그림 2-5〉 GPS 신호수신 환경이 양호한 지역에서의 지상 MMS 장비별 표고좌표 측정 정확도 27

〈그림 2-6〉 GPS 신호수신 환경이 양호한 지역에서의 지상 MMS 장비별 평면좌표 측정 정확도 28

〈그림 2-7〉 응용분야에 맞게 다양한 플랫폼에 장착된 지상 MMS 28

〈그림 2-8〉 Map기반 ACC의 동작 예 30

〈그림 2-9〉 ADAS를 구성하는 안전 어플리케이션들의 예 31

〈그림 3-1〉 GPS신호 단절 시 INS의 종류별 GPS/INS의 위치와 자세 오차의 증가량. Novatel사의 SPAN 시스템과 연계하여 사용 35

〈그림 3-2〉 GPS 신호 단절 시 INS의 종류별 GPS/INS의 위치와 자세 오차의 증가량. Applanix사의 POS LV 시스템과 연계하여 사용하는 경우 36

〈그림 3-3〉 GPS 신호수신 단절 이후의 위치오차 증가현상의 예 37

〈그림 3-4〉 GPS 신호 단절 이후 이동 시간 대비 지상 MMS 자료의 절대위치 오차 발생 경향 39

〈그림 3-5〉 GPS 신호 단절 이후 이동 거리 대비 지상 MMS 자료의 절대위치 오차 발생 경향 40

〈그림 3-6〉 GPS 신호 단절 이후 이동 시간 대비 지상 MMS 자세측정 오차의 발생 경향 41

〈그림 3-7〉 GPS 신호 단절 이후 이동 거리 대비 지상 MMS 자세측정 오차의 발생 경향 42

〈그림 3-8〉 도로의 곡률에 따른 오차경향 변화 분석 43

〈그림 3-9〉 지상 MMS 측정자료들 사이의 평면 편차량 44

〈그림 3-10〉 특정 노선의 경거편차 분포와 피팅 오차 45

〈그림 3-11〉 특정 노선의 위거편차 분포와 피팅 오차 46

〈그림 3-12〉 GPS/INS 자료의 직접 수정에 의한 지상 MMS 자료 보정 프로세스 49

〈그림 3-13〉 다목적 정밀 도로지도용 노드와 링크의 구조 53

〈그림 3-14〉 차선 폴리곤과 네트워크 링크의 연계성 구축 방안 58

〈그림 3-15〉 3차원 네트워크 중심의 ADAS 지도 모델 60

〈그림 3-16〉 3차원 네트워크 정보와 차선정보를 포함하는 다목적 정밀 도로지도 모델 61

〈그림 3-17〉 3차원 네트워크 링크의 지오메트리 구축 단계 64

〈그림 3-18〉 ADAS 노드용 곡률 및 경사 계산 방법 65

〈그림 4-1〉 Lynx Mobile Mapper의 구성과 사양 67

〈그림 4-2〉 GISVan의 구성과 사양 68

〈그림 4-3〉 기준점과 검사점의 배치 방법과 세부선점 방법 70

〈그림 4-4〉 GPS 신호 수신 환경에 따른 지상 MMS 측정자료의 정확도 72

〈그림 4-5〉 중복하여 취득한 지상 MMS 측정자료들 사이에 발생한 상호편차의 예 73

〈그림 4-6〉 기준점 간격별 보정된 GISVan측정자료의 정확도 76

〈그림 4-7〉 기준점 간격별 보정된 Lynx Mobile Mapper 측정자료의 정확도 78

〈그림 4-8〉 4개 연구지역을 대상으로 하여 최소한의 기준점을 이용하여 지상 MMS측량 정확도를 향상하는 실험을 수행한 결과 80

〈그림 4-9〉 중복하여 수집한 지상 MMS자료들 간의 편차량 표본 추출 81

〈그림 4-10〉 위거방향 편차의 분포와 오차 모델별 잔차 82

〈그림 4-11〉 경거방향 편차의 분포와 오차 모델별 잔차 83

〈그림 4-12〉 표고방향 편차의 분포와 오차 모델별 잔차 83

〈그림 4-13〉 접합점 정보를 사용하여 높이방향 편차량을 소거한 결과의 예 84

〈그림 4-14〉 접합점 정보를 사용하여 평면방향 편차량을 소거한 결과의 예 85

〈그림 4-15〉 접합점의 수량별 지상 MMS상호편차에 대한 모델링 결과 87

〈그림 4-16〉 지오메트리 도화에 사용한 지상 MMS 자료 89

〈그림 4-17〉 도로면 TIN 자료의 생성 결과 90

〈그림 4-18〉 레이저점군자료로 생성한 흑백영상과 Canny Edge Detector를 이용한 선형 추출 결과 91

〈그림 4-19〉 TIN에 투영된 선형 객체에 대한 평활화 작업 결과 92

〈그림 4-20〉 교통규제표지용 지오메트리 추출 결과(점선 부분) 93

〈그림 4-21〉 추출된 지오메트리 정보와 레이저점군자료의 중첩 결과 93

〈그림 4-22〉 다목적 정밀 도로지도 구조화 결과 95

〈그림 4-23〉 주행평가시스템의 구성 96

초록보기

 본 연구에서는 지상 MMS(Mobile Mapping System)를 사용하여 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)와 UGV(Unmanned Ground Vehicle)에 적용할 수 있는 다목적 정밀 도로지도를 제작하기 위한 방법을 연구하였다. 높은 정확도를 필요로 하는 ADAS와 UGV용 지도를 제작함에 있어서 학술적으로 해결되어야 하는 문제인 GPS 신호수신불량구간에서의 지상 MMS 절대측위 정확도 저하현상과 중복하여 취득한 지상 MMS 자료 사이에 발생하는 상호편차 문제를 해결함으로써 지상 MMS 자료의 무결성을 향상시키고자 하였다.

또한 ADAS와 UGV에 적용할 수 있는 도로지도 정보를 지상 MMS 자료를 사용하여 시범적으로 구축하고 정확도와 활용성을 평가함으로써 개발된 무결성 향상 방법의 적합성을 평가하고 지상 MMS 자료를 이용한 정밀 도로지도 정보 구축방법을 제시하고자 하였다.

정확하고 신뢰할만한 연구결과를 도출하기 위하여 2대의 지상 MMS 장비를 사용하여 4개의 실험대상지역에서 지상 MMS 자료를 취득하였으며, 취득된 자료를 이용하여 지상 MMS 자료의 무결성을 향상시키는 실험을 수행하였다.

연구 결과, 본 연구에서 새롭게 제시한 지상 MMS 오차모델에 근거하여 최소한의 접합점과 기준점으로 지상 MMS를 보정함으로써 지상 MMS 자료의 절대정확도와 상대정확도를 향상시킬 수 있었으며 이로써 ADAS, UGV용 정밀 도로지도 제작에 활용할 수 있는 높은 무결성의 지상 MMS 자료를 제작할 수 있었다.

또한, UGV에도 활용할 수 있는 ADAS 지도모델을 개발하고 1개 도로 구간을 대상으로 하여 시범구축을 실시한 후 시범주행을 통해 제작된 지도의 성능을 평가한 결과, 일반적인 차량항법 안내 외에 도로 곡률 과대 변화 지점에 대한 안내, 차량이 위치하고 있는 차선에 대한 인식 및 차선 이탈 경고 등 ADAS 기능 구현에 필요한 정보들을 실시간으로 조회할 수 있었다. 이로써, 정밀 도로지도 구축에 필요한 지상 MMS 자료의 무결성확보를 위해 개발한 방법론들의 적합성을 검증할 수 있었으며, 지상MMS 자료를 이용한 정밀 도로지도 구축의 유용성을 입증할 수 있었다.

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