Earticle

초록

영어

This paper proposes a diffusion model-based edge-case scenario generation methodology, such as traffic accidents, to evaluate and validate the safety of autonomous driving systems. The proposed framework processes multimodal inputs including cameras, LiDAR, and GPS data. The methodology accelerates the inference speed using the denoising diffusion implicit models sampling technique while preserving the realism of vehicle trajectories. Furthermore, it extends classifier-free guidance to control vehicle behavior intuitively. During the reverse diffusion process, edge-case trajectories are successfully synthesized based on the interaction between a "Normal agent" that adheres to safety constraints and an "Abnormal agent" that intentionally ignores obstacles to induce collisions by manipulating the guidance scale and inverting safety signals. This framework holds academic and technical significance because it provides a practical approach to constructing high-risk edge-case scenarios capable of precisely verifying the collision avoidance logic of autonomous vehicles in virtual environments.

한국어

본 연구는 자율주행시스템의 안전성 검증을 위해 디퓨전(diffusion) 모델 기반의 교통사고와 같은 엣지 케이스 시나리오 생성 방법론 제안한다. 제안된 방법론은 카메라, LiDAR, 그리고 GPS 등 멀티모달 입력을 처리하며, denoising diffusion implicit models 샘플링 기법을 이용하여 차량 궤적의 사실성을 유지하면서도 추론 속도를 향상시키고, classifier-free guidance를 확장하여 차량의 거동을 직관적으로 제어하였다. 또한, 역방향 확산 과정에서 가이던스 스케일 조작 및 안전 신호를 반전을 이용하여 안전 제약 조건을 준수하는 ‘정상 에이전트'와 의도적으로 장애물을 무시하고 충돌을 유발하는 ‘비정상 에이전트' 간의 상호작용을 기반으로 엣지 케이스 궤적을 성공적으로 합성하였다. 본 프레임워크는 가상 환경에서 자율주행 차량의 충돌 회피 로직을 정밀하게 검증할 수 있는 고위험 엣지 케이스 시나리오 구축 방안을 제시한다는 점에서 학술적·기술적 차별성을 지닌다.

목차

요약
ABSTRACT
Ⅰ. 서론
1. 연구의 배경 및 목적
2. 연구 범위 및 절차
Ⅱ. 관련 이론 및 연구 고찰
1. 디퓨전 모델
2. E2E 자율주행 및 Diffusion 연구 최신 동향
3. 연구의 차별성 도출
Ⅲ. 연구 방법론
1. 데이터 수집 및 전처리
2. 모델 설계
3. 모델 학습
Ⅳ. 성능 평가 및 결과 분석
1. 성능 평가 지수
2. 학습 결과 분석
3. 생성 시나리오 기반 자율주행 시스템 안정성 평가 확장
Ⅴ. 결론 및 향후 연구 과제
1. 결론
2. 연구의 시사점 및 향후 연구 과제
ACKNOWLEDGEMENTS
REFERENCES

키워드

저자

• 이상현 [ Sanghyun Lee | 아주대학교 D.N.A.플러스 융합학과 석박사통합과정 ] 주저자
• 김인영 [ Inyoung Kim | 아주대학교 교통시스템공학과 박사 후 연구원 ] 공저자
• 이경진 [ Kyeoungjin Lee | 아주대학교 D.N.A.플러스 융합학과 석박사통합과정 ] 공저자
• 유승모 [ Seungmo Yoo | 연세대학교 공과대학 기술정책협동과정 ] 교신저자
• 윤일수 [ Ilsoo Yun | 아주대학교 교통시스템공학과 교수 ] 공저자

참고문헌

발행기관

간행물

표지보기 관심저널 등록

• 간행물명

  한국ITS학회논문지 [The Journal of The Korean Society of Intelligent Transport Systems]

• 간기

  격월간

• pISSN

  1738-0774

• eISSN

  2384-1729

• 수록기간

  2003~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 326 DDC 338