Earticle

This paper proposes a design method for a driving simulator and driver assistance system in a vehicle network environment. Each module is on the same Controller Area Network(CAN) bus line for vehicle network configuration. To compose hardware in the loop simulation (HILS), a testbed similar to the actual vehicle environment is configured, and a virtual city and vehicle objects are created using a driving simulator. In particular, the vehicle network was configured by modularity and CAN ID applied from the modules according to the priority order. In the experiment, the possibility of using the vehicle control module was confirmed through the vehicle driving scenario in terms of the driver’s various emotions and situations. By acquisition of bio signal data from attached electrodes on the driver’s hand, the response time for changing the vehicle control mode and the control response time was measured in the manual driving mode, and it was confirmed that the control latency time is less than the commercialized response time of 830ms in autonomous vehicle control.

The aim of this study is to propose economical safety driving speed index which those are geometric road status; examine the levels of which those cost-benefit of driving fuel expenditure; are search road safety design and operational technology for driving simulators. For the objective, we analyzed the current status of driving fuel expenditure and driving scenarios by the road alignments, and reviewed driving and technical specifications by the geometric types of road according to the implementation, and extended completion. Throughout the result of this study, diverse related driving information provision service, efficiently driving system is expected to be implemented in the national highway design system.

본 논문은 자율주행 알고리즘 개발을 위한 저비용 드라이빙 시뮬레이터 구축 방법을 소개한다. 이는 물리엔진을 적용한 상용게임 소프트웨어인 GTA V를 활용하여 구현되며 자율주행 시스템에 필요한 다양한 센서 출력값 및 데이터를 에뮬레이션하는 기능을 내장한다. 이를 위해 GTA V 내 부 데이터를 취득할 수 있는 Script Hook V의 NF를 활용하여 GT 데이터를 취득하고, 이를 활용하 여 다양한 자율주행용 센서 데이터를 생성한다. 본문에서는 설계된 드라이빙 시뮬레이터의 전반 적인 기능들을 소개하며, 개별 기능에 대한 검증을 수행한다. 자율주행 알고리즘 개발 환경 구축 을 위해 게임 엔진 내부 메모리 접근을 통한 GT 데이터를 취득하는 과정을 설명하고, 에뮬레이션 된 센서값을 처리 및 활용하여 인공 신경망 학습 및 성능평가에 적용 가능한 예시를 제시한다.

This paper presents a method to implement a low-cost driving simulator for developing autonomous driving algorithms. This is implemented by using GTA V, a physical engine-based commercial game software, containing a function to emulate output and data of various sensors for autonomous driving. For this, NF of Script Hook V is incorporated to acquire GT data by accessing internal data of the software engine, and then, various sensor data for autonomous driving are generated. We present an overall function of the developed driving simulator and perform a verification of individual functions. We explain the process of acquiring GT data via direct access to the internal memory of the game engine to build up an autonomous driving algorithm development environment. And, finally, an example applicable to artificial neural network training and performance evaluation by processing the emulated sensor output is included.

The objectives of this study is to: (1) develop how applications for driving simulator of national highway safety designs when those are appeared; (2) examine the degree to which those geometric designs of the horizontal and vertical profile; and (3) search positive safety and passive highway safety design of the point at which highway alignment factors initiate driving safety to facility or highway design.

도로 상의 안개는 교통류에 영향을 미치는 요인으로 알려져 있다. 이를 해소하기 위한 방안으로 최근 실시간 도로 및 기상조건에 따라 적절한 제한속도를 제공하는 가변제한속도시스템 VSL(Variable Speed Limit)을 도입하여 운영하고 있다. 하지만, VSL은 운전자가 제한속도를 준수하지 않을 경우 차량 간 속도 편차가 증가하여 오히려 교통사고의 위험도를 가중시킬 수 있다. 따라서, 본 연구는 기상조건별 VSL 유·무에 따른 운전자의 가변속도제한의 순응 경향 및 교통특성 분석을 목적으로 한다. 차량 시뮬레이터를 이용한 주행 환경을 구현하여 실험을 수행하였으며 기상조건은 크게 맑음, 안개로 나누었다. 분석 결과, 피험자의 평균 속도는 대부분 제한속도를 순응하였지만 전체적으로 속도 편차는 가변제한속도를 적용할 경우에 감소하는 것으로 분석되었고 특히, 안개가 발생할 경우 더욱 뚜렷하게 감소하는 것으로 나타났다. 기상조건이 운전자의 전방 시거에 영향을 미치면 VSL에 대한 운전자의 순응도는 높아지고, 속도 편차가 감소하여 교통안전성 향상에 도움을 주는 것으로 나타났다. 이는 향후 가변속도제한 운영속도를 산정하는데 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

A fog on road is known as a weather factor that affects traffic flow. The method in order to solve the problem, recently, Variable Speed Limit(VSL) which provide reasonable speed limit by road and weather conditions in real time is introduced. However, if drivers do not comply with VSL, the road safety more decrease than without VSL because individual vehicle’s speed deviation is larger than without VSL. Therefore, this paper aims to analyze to speed limit compliance and traffic characteristics under foggy conditions with and without VSL. A test using driving simulator divides into normal and foggy condition with visibilities are 200m, 150, 50~100m. The test results showed that 70 subjects’s average speed mostly obeyed speed limit, but speed deviation generally declined with VSL. Especially, the speed deviation more reduced under foggy conditions. According to this study, compliance of VSL clearly rose in low visibility and VSL helped improve road safety due to reduction of speed deviation. The results of this study are expected to make use of reasonable speed limit for reference.

본 연구는 가상주행 시뮬레이터 실험을 통해 악천후시 가변 제한속도 표출 효과를 검토하였다. 본 연구는 기상변화 없이 제한속도를 낮추어 표출한 경우와 기상이 변화되었는데도 제한속도를 낮추어 표출하지 못한 경우는 운전자의 기대 심리를 위배한 것으로 기상 변화에 따라 속도를 감속 표출하는 것에 비해 상대적으로 안전 측면에서 바람직하지 못하다 고 가정하고 이를 가상주행 시뮬레이터 결과를 통해 검토하였다. 본 연구는 운전자의 기대심리에 부합되는 정도를 나타 내는 지표로 운전자 순응도를 선택하였고, 이를 정량화하기 위한 수단으로 표출 제한속도를 포함한 일정 속도구간 내 누 적확률밀도를 이용하였다. 검토결과, 운전자의 기대심리를 위배하였다고 가정한 조건들이 비교그룹에 비해 상대적으로 운전자의 주행행태적 측면에서 부정적인 것으로 평가되었다.

The study reviewed the effects of the variable speed limit under adverse weather conditions by using a driving simulator. The study assumed that the display of the reduced speed limit without any change of the weather condition and the display of the same speed limit under the change of the weather conditions violate the expectancy of drivers, so it brings the negative effects on the safety. The study regards drivers conformance as the index of the degree of the compliance of driver expectancy, and utilizes the cumulative probability density within the certain range of the speed including displayed speed limit as the quantitative measure of effectiveness. The study reviewed this assumptions by using a driving simulator. As the results, the cases assumed to violate the expectancy of drivers showed the negative effects on the driving behaviour of driver relatively.

우리나라는 지형 특성상 산악지역을 통과하는 도로구간이 많아 일조량에 따라 음영이 지속 되는 구간이 발생하여 겨울철 도로결빙으로 인한 사고위험이 높다. 국내 도로결빙 안전대책에 도 불구하고 도로결빙 사고위험은 여전히 인명피해로 연결되고 있다. 본 연구는 개발 중인 온 도 감응형 교통안전 표지판이 운전자에게 결빙 주의 정보를 효과적으로 전달할 수 있는지에 대하여 주행 및 시각행태 측면에서 효과평가 실험연구를 수행하였다. 효과적인 결빙안내를 위 해 개발된 다양한 표지판 시안 중 일반인 대상으로 수행된 선호도 평가 결과에서 가장 높은 시인성 및 효과성 평가를 받은 대안을 실험대상 표지판으로 선정하였다. 임의의 지방도를 VR 로 구현하여 선정된 표지판이 설치된 구간에서 나타나는 피실험자의 주행행태와 시선행태 변 화를 분석하였다. 분석결과, 온도 감응 후 표지판 구간에서 약 7km/h 이상의 속도감소 행태가 나타났으며, 시각행태 측면에서도 영향효과가 나타났다. 이에 개발 중인 결빙주의 표지판은 기 존 표지판에 비해 운전자에게 높은 경각심을 주는 것으로 분석되었다.

Due to the terrain in Korea, there are many road sections passing through mountainous areas. During the winter, there is a higher risk of traffic accidents, due to black ice caused by the lack of sunlight. Despite domestic road freezing safety measures, accidents caused by road freezing results in severe traffic accidents. Under these considerations, this study analyzed whether traffic safety signs that change in response to the external temperature help drivers recognize frozen road segments. The study was conducted through analysis of the effect of the signs on a driver’s perspective. For the signs under development, out of the signs designed by experts, the sign design which received the highest visibility and effectiveness evaluation ratings from the general public was selected. The sign was implemented through Virtual Reality (VR) and installed on the right side of the road to analyze the effect on gazing and driving behavior. As a result of analyzing the driver’s driving behavior, a speed reduction of about 7km/h or more was found in the sign section. Therefore, It was found that the existence of the sign had a strong relationship with the rate of the drivers' speed reduction.

GNSS 수신기는 자율주행 자동차에 장착되어 항법 장치를 이루는 필수 요소이다. 하지만 의도적인 재밍 신호가 발생하였을 경우, GNSS 수신기 추정 위치 값의 성능 저하로 인해 사고 위험에 노출될 우려가 있다. 이를 방지하기 위한 연구가 필요하며, 그에 따라 재밍 발생 장치가 구비되어야 한다. 그러나 재밍에 관련한 법 조항에 따라 이를 불법으로 규정하고 있다. 본 논문 에서는 법 조항을 준수하고, 주위 GNSS 센서에 영향을 주지 않는 차량 내 재밍 발생 장치를 구현한다. GNSS 알고리즘의 성능 평가를 위해 드라이빙 시뮬레이션을 활용하며, 간섭 환경에 서 발생하는 자율주행 차량의 오작동 및 GNSS 센서에서 출력된 데이터 오차를 분석한다.

A GNSS receiver installed in autonomous vehicles is the most essential device for its navigation. However, if an intentional jamming signal is generated, there is a risk of exposure to an accident risk due to deterioration of the GNSS sensor's performance. Research is required to prevent this, and accordingly, a jamming generating device must be provided. However, according to the provisions of the law related to jamming, this is illegal. In this paper, we implement an in-vehicle jamming device that complies with the provisions of the law and does not affect the surrounding GNSS sensors. Driving simulation is used to evaluate the performance of the GNSS algorithm, and the malfunction of autonomous vehicles occurring in the interference environment and data errors output from the GNSS sensor are analyzed.

공사구간으로 진입하는 운전자에게 안전한 회피행동을 유도하는 공사장 안내 및 경고정보 가 제공되고 있다. 그러나 이동공사구간의 경우 작업차량 후방에 작업보호차량을 배치하여 운 영하고 있지만 안전한 회피행동을 유도하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 이동공사구간에 서 운전자의 주행행태분석을 통하여 안전성을 평가하고 능동적인 사고예방대책 방안을 제시 하고자 하였다. 주행 시뮬레이션 실험을 통해 이동공사와 고정공사 구간에 대한 주행실험 시 나리오를 제작하고 운전자의 주행궤적자료 수집하였다. 차로변경 시ㆍ종점, 차로변경 수행거 리를 도출하여 주행특성분석 자료로 활용하였다. 또한 피실험자가 전방의 이동작업차량을 회 피할 때의 주행궤적자료를 수집하여 주행안전성 평가지표인 Safety Distance Index를 산출하였 다. 그 결과, 이동공사가 고정공사보다 위험한 주행행태를 나타냈다. 특히 주행차량은 저속으 로 이동하는 작업차량을 사전에 인지하지 못하여 차로변경 시점이 늦게 나타나는 것을 확인하 였다. 따라서 이동공사 시 운전자가 작업보호차량을 사전에 신속히 인지하고 적절한 회피행동 을 수행할 수 있도록 경고정보를 제공하는 교통안전 향상 방안의 적극적인 도입이 필요하다.

There exists a limitation to provide proper advance information for safe maneuvering through guidance and caution signs in freeway mobile work zones, unlike fixed work zones. Although a work-protection vehicle is currently deployed at the rear of the work vehicle, more active countermeasures to prevent crashes are required. The purpose of this study was to propose a method to evaluate the safety in mobile work zones and to present effective countermeasures. Driving simulation experiments were conducted to analyze characteristics of driver’s behavior in mobile and fixed work zones. Safety distance index (SDI) based on the comparison of stopping distances of a work-protection vehicle and a following subject vehicle was used to evaluate traffic safety. More dangerous driving behavior was observed in the mobile work zone. Especially, it was identified that the lane-change of vehicles following the work- protection vehicle was late. Therefore, it is necessary to actively introduce methods to provide warning information so that the driver can recognize the work-protection vehicle in advance and carry out appropriate evasive maneuvers.

돌발상황에 대한 차내 경고 정보제공은 잠재적인 교통사고를 예방하고, 운전자의 적절한 회피행동을 유도하여 사고 발생시 사고심각도를 감소시킬 수 있다. 그러나 부적절한 경고정보를 제공할 경우 운전자의 부적절한 판단을 유도하여 위험상황이 발생할 가능성을 높일 수 있다. 그러므로 운전자들이 경고정보를 가장 효과적으로 받아들일 수 있도록 정보 제공유무에 따라 실제 운전자의 반응특성을 분석하고 차내 경고정보 시스템을 다각도에서 평가할 수 있는 평가지표를 개발은 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 다기준의사결정론을 적용하여 혼합가중치기반 운전자의 횡방향 및 종방 향 주행안전성을 고려한 통합평가지표를 제시하였다. 가상주행실험을 통해 차내 경고정보 제공 전·후의 운전자 반응 특성 변수를 추출하여 운전자 반응특성 평가지표를 선정하였으며, 최적의 운전자 반응특성 평가지표를 선정하였다. 이 때, 횡방향 및 종방향 주행안전성을 모두 고려하기 위하여 다기준의사결정방법론을 적용하여 종합적인 평가를 수행할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제시한 방법론은 다양한 유형의 경고정보제공시스템 도입시 운전자의 반응을 고려한 시 스템 설계 및 도입에 따른 교통안전효과평가에 효과적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.

In-vehicle warning information systems(IWIS) is an effective countermeasure for preventing traffic crashes. It provides drivers with warnng messages about upcoming hazards to draw proper evasive maneuvering. This study developed a methodology for evaluating the effectiveness of IWIS based on an integrated index to identify driver’s responsive behavior. The proposed index consists of characteristics of longitudinal and lateral behavior of vehicle maneuverings. Also, a method to assign mixed-weights in the context of multi-criteria decision making framework was adopted to develop the evaluation method. It is expected that the outcome of this study is useful in designing more effective in-vehicle warning information systems.

A vehicle driving simulator is a virtual reality device which makes a man feel as if he drove an actual vehicle. Unlike actual vehicles, the simulator has limited kinematical workspace and bounded dynamic characteristics. So it is difficult to simulate dynamic motions of a multi-body vehicle model. In order to overcome these problems, a washout algorithm which controls the workspace of the simulator within the kinematical limitation is needed. However, a classical washout algorithm contains several problems such as generation of wrong sensation of motions by filters in tilt coordination, requirement of trial and error method in selecting the proper cut-off frequencies and difficulty in returning the simulator to its origin using only high pass filters. This paper proposes a washout algorithm with new tilt coordination method which gives more accurate sensations to drivers. To reduce the time in returning the simulator to its origin, an algorithm that applies selectively onset mode from high pass filters and return mode from error functions is proposed. As a result of this study, the results of the proposed algorithm are compared with the results of classical washout algorithm through the human perception models. Also, the performance of the suggested algorithm is evaluated by using human perception and sensibility of some drivers through experiments.

This paper deals with modeling and computer simulation of a full multibody vehicle model for a driving simulator. The multibody vehicle model is based on the recursive formulation and a corresponding simulation code is generated automatically from AUTOCODE, which is a symbolic computation package developed by the authors using MAPLE. The paper describes a procedure for automatically generating a highly efficient simulation code for the full vehicle model, while incorporating realistically modeled components. The following issues have been accounted for in the procedure, including software design for representing a mechanical system in symbolic form as a set of computer data objects, a multibody formulation for systems with various types of connections between bodies, automatic manipulation of symbolic expressions in the multibody formulation, interface design for allowing users to describe unconventional force-and torque-producing components, and a method for accommodating external computer subroutines that may have already been developed. The effectiveness and efficiency of the proposed method have been demonstrated by the simulation code developed and implemented for driving simulation.