가상 무인 차량 주행 시뮬레이터를 이용한 영상기반 무인차량의 원격 조종성 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, it was studied remote controllability of unmanned vehicle based on vision. When unmanned vehicle driving on the rough terrain, it was difficult to remote-control because of image shaking. In order to investigate the difficult of remote control, test environment was developed and image shaking was quantified. The test environment was developed using 6 axis motion simulator, vision stabilizer and virtual reality. The image shaking metric was proposed using image processing. Virtual driving tests have been carried out with various vehicle speed and road roughness, with and without the stabilizer. The metrics and subjective index of operators have been investigated through the results of tests. When using the stabilizer, the metric is lower than without stabilizer, and also subjective index represent comfortable control.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구동기 1
• 1.2 문헌조사 2
• 1.2.1 원격 무인 차량 연구 동향 2
• 1.2.2 조종자 특성에 관한 연구 6
• 1.2.3 차량 시뮬레이터 활용 연구 동향 9
• 1.3 연구목적 13
• 2. 원격 조종에 따른 영상 흔들림 정량화 15
• 2.1 영상 흔들림 확인을 위한 영상 처리 15
• 2.1.1 가상 영상 내 마커 설치 15
• 2.1.2 마커 움직임 추적을 위한 영상처리 16
• 2.2 영상 흔들림 지표 18
• 2.2.1 영상 변화율 RMS 18
• 3. 효율적인 원격 조종을 위한 3축 영상 안정화 장치 20
• 3.1 3축 영상 안정화 장치 설계 20
• 3.2 3축 영상 안정화 장치 하드웨어 구성 23
• 3.3 3축 영상 안정화 알고리즘 33
• 4. 안정화 시험을 위한 실내 테스트 환경 구성 39
• 4.1 차량 모션 재현을 위한 6축 모션 시뮬레이터 39
• 4.2 가상 주행 환경 구현을 위한 가상 현실 42
• 4.2.1 OpenGL 42
• 4.3 원격 조종 환경을 재현한 드라이버 콘솔 43
• 4.4 차량 동역학 해석을 위한 실시간 차량 동역학 모델 47
• 4.5 시스템 통합을 위한 통신 환경 구축 48
• 4.6 실내 테스트 환경 구동 과정 49
• 5. 가상 원격 주행 시험 52
• 5.1 가상 원격 주행 시험 방법 52
• 5.2 APG 범프 주행 영상 흔들림 지표 53
• 5.3 노면 거칠기에 따른 등급별 영상 흔들림 지표 54
• 5.3.1 ISO 노면 거칠기에 따른 등급별 가상 주행 결과
• 5.4 가상 원격 주행 시험 설문조사를 통한 주관적 평가 57
• 5.4.1 설문조사 참가 인원 57
• 5.4.2 설문조사 방법 58
• 5.4.3 설문조사 결과 분석 59
• 5.5 영상 안정화를 적용한 가상 원격 주행 시험 62
• 5.5.1 영상 안정화 장치 안정화 성능 확인 62
• 5.5.2 영상 안정화 영상 흔들림 지표 64
• 6. 결론 및 추후 연구 68
• 7. ABSTRACT 70
• 8. 참고문헌 71
• APPENDIX A. 모션 시뮬레이터 및 EOTS 성능 분석 73
• APPENDIX B. 실내 시험 환경 구동 매뉴얼 79
• APPENDIX E. 주관적 평가를 위한 설문조사 88