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Autonomous Driving Vehicle with Enhanced Localization

  • 이홍순
  • 인하대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부비공개
  • 카테고리전자, 전기, 기계
  • 등록일2018-08-07
  • 팀원(공동개발자)
  • 출품 경진대회제10회 인하종합설계경진대회

상세설명

1. 수행배경

  • 교통안전부에 의하면 2025년까지 도로 위의 자동차의 61.4%이상이 자율 주행차량으로 대체될 것으로 전망한다.
  • 2018년 4월 18일에 발생한 UBER 자율 주행 차량의 첫 인명사고의 예로 알 수 있듯이 자율 주행 차량의 안정성 문제는 상용화로 나아가기 위해 해결해야할 필수적 과제이다.
  • 현 자율 주행 시스템에서 터널과 같이 밀폐된 환경에서의 취약점을 알고 이를 개선하고자 한다.

2. 수행 기간

일련

번호

개발내용

추진일정

7

7~8

8

8~9

1

프토토콜 정의

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

서버 구현을 위한 TCP/IP 소켓 프로그래밍

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

추가적인 사항(ex. 어플리케이션) 검토 구현

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

개발내용

추진일정

7

7

7~8

8~9

4

차선 인식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

스테레오 카메라 거리 인식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

라이다 장애물 인식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

주행 테스트

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

개발내용

추진일정

3~5

6

7~8

8~9

8

modeling

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

차량 제작

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

map 제작

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

전체적 정리

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3. 개발작품 설명



Hyundai embeded kit를 벤치마킹(benchmarking)하여 역설계를 진행한다. 이를 통해 kit의 문제점을 개선하여 좀 더 나은 차량 바디를 설계한다.

 -개선사항
 1. Ackerman Jeantaud Steering System을 사용하여 차량 선회 시에 안정감을 주고 정밀한 회전성을 얻는다.
 2. ​Rack & Pinion을 적용하여 서보 모터의 힘의 로스와 과정을 최소화하여 효율을 올린다. ​결과적으로 부품수의 감소와 더 빠른 조향 반응성을 얻는다.
 3. differential gear를 적용하여 차량 선회시 내경과 외경 바퀴의 거리당 회전수의 차이를 극복하여 dc 모터의 동력을 좀 더 정밀히한다.
 4. 레이아웃을 캐드 및 NX상에서 미리 확인하여 컴팩트카를 구현하고 부재감소 및 시간을 절약한다.
  이를 통해 생산 라인 상의 효율을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
 5. 차량 결합과정에서 본드와 같은 접착제를 사용하지 않고 100% 체결 방식을 사용하여 정비성을 향상시키고 필요에 따라 다양한 부품을 추가할 수 있게 제작
 6. modeling 과정에서 차량이 노면으로부터 전달받는 하중의 대다수의 전달지점인 서스펜션 마운트를 Ansys 해석을 통하여 최소의 stress를 가하고 최적의 형상을 설계하였다.
 
                                                                       

Lidar 센서를 중심으로 이용한 localizationmapping 기술 구현을 위해 이상적인 결과를 얻기위해 ros 플랫폼 위에서 gazeborviz 시뮬레이션으로 설계를 진행함

 

1. SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술은 여러 센서를 통해 구현이 되고 그 중 중심이 되는 센서를 lidar로 지정하였다.

2. Lidar + α의 센서는 그 α에 의해 slam기술의 이름이 결정될 정도로 다른 방향의 알고리즘을 사용한다. 그 중 우리는 lidar, 엔코더모터, 서보모터 에서 나오는 laser scan data, tf data 혹은 lidarlaser scan data 만을 이용한 slam 기술의 구현을 목표로 한다.

3. 구현을 위해 우선은 laser scan, tf 데이터로의 구현을 시뮬레이터 상에서 진행하였다.

4. 대부분의 구현은 성공하였지만 데이터 통신 간의 노이즈 발생으로 인하여 두 시뮬레이터 상에서의 로봇의 위치의 싱크가 맞지 않았다. 이를 해결하기 위해 필터링 과정이 필요할 것으로 예상된다.

5. 실제 lidar를 이용한 데이터 센서링 과정에서 노이즈가 생각보다 크지 않아 이상적인 알고리즘 대로 실제에 적용이 가능하다.

6. 시뮬레이터도 단순히 우리가 실제와 이상 간의 결과 차이를 보는 용도로만 사용하는 것이 아니라 실제와 이상의 동기화 용도로 사용할 것이며 웹 어플리케이션을 이용한 gui 파트를 위해 사용할 것이다.

7. 4번에서 언급한 필터링 과정을 구현해 싱크에 성공시키는 것을 단기간 목표로한다.

8. Lidar + α를 이용한 slam기술은 성공을 하였으므로 남은 기간은 Lidar 센서만으로 알고리즘을 이용해 tf data를 생성시켜 slam을 구현하는 것을 목표로 한다.

4. 활용방안

Lidar센서로부터 받은 데이터를 사용하여 localization mapping 에 관련된 데이터로 변환한다. 그 후 map matching 프로그램을 이용하여 우리가 설계한 맵과 실제 맵의 싱크를 맞춰 원하는 포인트로의 자율주행이 가능 하도록 한다.

소개 영상

소개 슬라이드

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기타자료

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