최근 GPS 신호를 기반으로한 자율주행기술이 현재 판매되는 양산차에도 부분적으로 적용되고 있다. GPS를 수신하기 힘든 터널 등의 장소에서는 GPS를 대체할 신호가 필요하다.

이러한 단점을 보완하기 위해 Wi-Fi, 레이더, 지자기 센서 등을 활용한 자율주행기술이 등장했지만 정확성이 떨어진다는 단점이 있다.

부경대학교 제어계측공학과 정재훈, 이동헌 석사 연구팀은 터널 LED 조명의 색도를 이용한 차로 위치측위 기술이 기존 기술의 단점을 해결했다고 설명했다.

연구팀에 따르면 파장에 따라 색상이 달라지며, 사람의 눈은 RGB, 물체는 여기에 변환과정을 거쳐 X, Y, Z 자극치를 얻게 된다.

연구팀은 3차선 LED 터널조명 모의환경을 구성 후 각 차로마다 A, B, C 색온도를 가진 LED를 수직으로 설치하여 차로의 위치 측위 실험 환경을 구성했다.

또한 차선을 중심으로 3가지 색이 중첩되면서 색도의 값도 변하는데 이러한 색 온도가 혼합됨에 따른 색도의 변화를 이용해 차로의 위치를 측정했다.

터널에서 대부분의 자동차가 전조등을 켜고 운행한다. 전조등에서 빛이 입사되는 각과 차로 위치를 측정하기 위한 LED 조명 빛의 입사각이 다른 점을 이용해 LED와 RGB센서의 자극치들을 구분했다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 3차선 도로조명 환경을 구축한 상태에서 RGB센서를 활용하여 주변의 빛에 대한 외란을 제거 후 도로 폭의 특정위치에 따른 색도 x,y 값들을 측정했다.

그 결과 0cm 지점에서 10cm 간격으로 이동할수록 낮은 색온도의 빛으로 인해 x색도가 높아졌다고 연구팀은 설명했다.

3차선 LED 조명 환경에서 MCU(Micro Controller Unit)을 매트랩&시뮬링크와 연동하여 실시간으로 LED의 색도도를 계산해 추정된 도로 위치와 도로 폭의 각 위치점을 실측했다.

실험을 통해 실측된 위치와 추정된 위치 최대 오차는 1.4cm에 불과하며, 도로의 LED 조명기의 색도값으로부터 도로의 차로 위치측위의 유효함을 보였다.

연구팀은 LED 조명을 이용한 차로측위 기술은 기존의 GPS와 비전 등과 융합해 위치 및 차로 인식 기술을 연구할 경우 터널 등 GPS 수신이 힘든 지역에서 정밀도를 높일 수 있다고 예상하고 있다.

다만 이번 연구는 실제 환경에서 이뤄진 것이 아니기 때문에 실제 실험환경에서 실험데이터가 필요하다고 설명했다.

연구팀은 향후 곡선도로 및 좌.우회전 도로의 가로등을 이용한 자율주행차량의 차로 위치측위 연구 및 자율주행을 위한 LED 조명기를 복수개 배열해 도로의 공간차로를 추정하는 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다.

이 논문은 한국ITC학회 2016추계학술대회에 게재됐던 LED 가로등 인프라를 활용한 자율주행차의 위치측위 연구를 수정 및 보완하여 작성했다.