ISSN 2005-9396 ISNI 0000 0004 9415 5811 2023년 6월 제15권 제2호 자동차안전학회지 Journal of Auto-Vehicle Safety Association자동차안전학회지 권두언 한국교통안전공단 자동차안전연구원 원장 / 엄성복5 논 문 ￭ 자율주행 차량의 실도로 주행을 위한 안전 시나리오 기반 인간중심 시스템 성능평가 국윤영·이경수6 ￭ 4륜 조향을 이용한 Steer-by-Wire 시스템의 고장 허용 제어 전략 노성훈·권백순13 ￭ 도심 정체 상황에서의 자율주행 차선 변경 알고리즘 개발 및 평가를 위한 실도로 데이터 기반 시뮬레이션 환경 개발 서다빈·채흥석·이경수21 ￭ 자동차 V2X 통신성능 평가를 위한 제어 보드 프로토타입 구현 김유원·조병찬·정혁28 ￭ 사고기록장치의 기록 시점에 대한 사례연구 박종진·박정만·박정우·인병덕35 ￭ 가상환경에서 OSM을 활용한 자율주행 실증 맵 성능 연구 백민혁·박진우·심중석·박성정·임용섭·최경호42 ￭ 자동차부품시장 및 품질인증부품제도 개선방안연구 하성용49 연구소 / 법인회원사 소개 법무법인(유) 화우56 학회소식 61 저널집필요강 79 편집위원 명단 86￭ Toward Real-world Adoption of Autonomous Driving Vehicle on Public Roadways: Human-Centered Performance Evaluation with Safety Critical Scenarios Yunyoung Kook, Kyongsu Yi6 ￭ Fault Tolerant Control Strategy for Four Wheel Steer-by-Wire Systems Seonghun Noh, Baek-soon Kwon13 ￭ Human Driving Data Based Simulation Tool to Develop and Evaluate Automated Driving Systems’ Lane Change Algorithm in Urban Congested Traffic Dabin Seo, Heungseok Chae, Kyongsu Yi21 ￭ Prototype Implementation of Control Board for Vehicle V2X Communication Performance Evaluation Yoowon Kim, Byeongchan Jo, Hyuk Jung28 ￭ Case Study on the Time Zero (T0) of Event Data Recorder Jongjin Park, Jeongman Park, Jungwoo Park, Byungdeok In35 ￭ Study on Map Building Performance Using OSM in Virtual Environment for Application to Self-Driving Vehicle MinHyeok Baek, Jinu Pahk, JungSeok Shim, SeongJeong Park, YongSeob Lim, GyeungHo Choi42 ￭ A Study on Improving the Automotive Parts Market and Quality Certification Parts System Sungyong Ha49자동차안전학회지:제15권,제2호,2023 5 엄 성 복 한국교통안전공단 자동차안전연구원 원장 ◎ 권두언 지난 16년 동안 자동차안전에 관한 학술과 기술의 발전, 정책수립, 산업지원 및 국제협력 추진을 통한 산업발전 과 안전문화 정착에 기여하기 위해 쉼 없이 경진해온 자동차안전학회의 노고에 감사드리고, 자동차안전학회지 제 15권 제2호 발간을 축하드립니다. 우리나라 자동차 등록대수는 작년 2,550만대를 돌파하였습니다. 친환경차(전기·수소·하이브리드)는 전년대비 37.2% 증가하였고, 이 중 전기차는 전년대비 70% 가까이 급증을 하였습니다. 친환경자동차의 증가에 따라 전기차 화재 등 친환경자동차의 안전에 대한 국민적 관심도가 높아지고 있는 실정이며, 전기차 배터리에 대한 세계 기술 규 정이 강화되면서 배터리 자체의 안전성, 충돌 시의 안전성 등에 대한 검증이 더욱 요구되고 있습니다. 한국교통안전공단 자동차안전연구원은 대표적 친환경자동차인 전기자동차의 안전확보를 위해 2009년 세계 최 초로 구동축전지 등 친환경자동차 관련 안전기준 및 시행세칙을 마련해 운영해왔으며, 국제기준보다 더욱 강화된 인증 시험(구동축전지 안전성 시험)을 통해 국민이 안심하고 이용할 수 있도록 노력하였으며, 배터리 화재방지 연 구를 비롯하여 전기자동차 생애 전주기(제작, 운행, 관리) 통합안전 관리기술 개발 등 전기차 보급 확대에 따른 국 민 안전성 확보를 위한 다양한 연구개발을 진행하고 있습니다. 그리고 광주 지역에 친환경자동차 및 핵심 부품의 안 전성 강화를 위한 법규 인증시험 시설인 ｢친환경자동차·부품 인증센터｣를 건립하여 배터리·충돌·충격 안전성 평가 는 물론, 화재시험 챔버를 통한 전기차 및 버스 단위의 실차 화재시험이 진행될 예정입니다. 그리고 전기자동차 뿐만아니라 내연기관 자동차에 대한 결함과 화재 등에 대해서 적극적인 조사를 통해 대응하 고 있으며, 최근에는 소비자 신고내용에 대해 신속하게 분석하기 위한 Risk-Matrix 방법을 개발하여 정보분석 효 율성 확보를 위한 프로세스 개선방안을 마련하였습니다. 또한 중대사고에 대해선 전수조사를 통해 자동차 결함의 해결을 위한 노력을 진행하고 있으며, 전국의 한국교통안전공단 자동차 검사소를 활용한 결함 의심현상 발굴 및 조 사를 진행하여, 신속한 결함요인 파악 및 대응을 하고 있습니다. 이외에도 자동차안전도평가(KNCAP, Korean New Car Assessment Program)사업을 통해 소비자 우려가 높아 진 전기자동차의 화재, 감전 등에 대해 2021년부터 자동차안전도평가 대상차종에 기존 내연기관 자동차 뿐만 아니 라 전기자동차를 포함시켜 평가하고 있으며, 특히 전기자동차 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System) 에 대한 성능평가를 2023년부터 추진하고 있습니다. 또한 첨단안전기술이 반영된 미래 모빌리티 환경에 적합한 평 가기술 적용을 위하여 “2024~2028 자동차안전도평가 중장기 계획을 수립 중에 있으며, 이를 통하여 내연기관 자 동차를 포함한 전기자동차, 자율차 등의 안전성 제고를 위한 평가항목을 개발, 적용함으로써 보다 안전한 교통 환경 의 조성을 위해 노력 할 것입니다. 앞으로도 한국교통안전공단 자동차안전연구원은 가장 혁신적이고 진보적인 기술이 적용되고 있는 미래 모빌리티 안전 확보를 위해 인증 및 평가 기술, 첨단안전시스템에 대한 연구개발을 선제적으로 추진하여 국민이 안심하고 이 동할 수 있는 환경조성을 위해 최선을 다 할 것입니다. 국내 최고 권위의 자동차 안전 분야 학술단체인 한국자동차 안전학회에서도 활발한 학술활동과 정책자문 등을 통해 미래 모빌리티 안전을 위한 제도 및 안전 정책이 조속히 정 착되고 또 더욱 도약할 수 있도록 이끌어주시길 기대 하겠습니다.6 ◎ 논 문 http://dx.doi.org/10.22680/kasa2023.15.2.006 자율주행 차량의 실도로 주행을 위한 안전 시나리오 기반 인간중심 시스템 성능평가 국윤영 * ·이경수 ** Toward Real-world Adoption of Autonomous Driving Vehicle on Public Roadways: Human-Centered Performance Evaluation with Safety Critical Scenarios Yunyoung Kook * , Kyongsu Yi ** Key Words: Automated vehicle(자율주행 자동차), Evaluation scenarios(평가 시나리오), Safety evaluation factors (안정성 평가 항목), Driving data(주행 데이터) ABSTRACT For the commercialization and standardization of autonomous vehicles, demand for rigorous safety criteria has been increased over the world. In Korea, the number of extraordinary service permission for automated vehicles has risen since Hyundai Motor Company got its initial license in March 2016. Nevertheless, licensing standards and evaluation factors are still insufficient for operating on public roadways. To assure driving safety, it is significant to verify whether or not the vehicle’s decision is similar to human driving. This paper validates the safety of the autonomous vehicle by drawing scenario-based comparisons between manual driving and autonomous driving. In consideration of real traffic situations and safety priority, seven scenarios were chosen and classified into basic and advanced scenarios. All scenarios and safety factors are constructed based on existing ADAS requirements and investigated via a computer simulation and actual experiment. The input data was collected by an experimental vehicle test on the SNU FMTC test track located at Siheung. Then the offline simulation was conducted to verify the output was appropriate and comparable to the manual driving data. * 서울대학교 공과대학 기계공학부, 학생 ** 서울대학교 공과대학 기계공학부, 교수 E-mail: chloecook0524@snu.ac.kr 1. 서 론 전 세계의 자동차 제조업체와 IT 기업들이 자율주행차 개발에 박차를 가하고 있다. 자율주행차 시장은 2025년 4000억 달러까지 성장할 것으로 예측되며 그 성장세는 더 욱 빨라질 전망이다. (1) 글로벌 컨설팅 기업KPMG가 선정 한 2020년 국가별 자율주행차 준비도지수를 보면 대한민 국은 인프라 개선 측면에서 높은 점수를 받아 7위를 기록 했다. (2) 그러나 여전히 정책과 규제 부문에서는 상위권 국 가들과 비교해 낮은 평가를 받고 있다. 따라서 우리나라가 자율주행 산업에서 선두에 서기 위해서 자율주행차 평가 기술 개발이 시급하다. 현재 유럽에서는 Euro NCAP 안전 성능 평가 프로그램 을 통해 자율주행 테스트를 진행하고 있으며 (3) 미국과 중 국은 각각 M-City, Nice City라는 시설 내 모의 실험 환경 을 구축해 자율주행 차체 기술을 시험 및 실증 중이다. (4) 자동차안전학회지: 제15권, 제2호, pp. 6∼12, 2023 논문접수일: 2022.3.2, 논문수정일: 2023.6.19, 게재확정일: 2023.6.20자율주행 차량의 실도로 주행을 위한 안전 시나리오 기반 인간중심 시스템 성능평가 자동차안전학회지:제15권,제2호,2023 7 Fig. 1. Scenario for lane-keeping Fig. 2 Scenario for lane-change 한국의 경우 2016년부터 시험 및 연구 목적으로 자율주행 차를 운행할 수 있도록 임시운행허가 제도를 마련하였다. 이에 지난 2016년 3월, 현대자동차의 최초 허가 이후 임 시운행허가 사례가 지속적으로 증가하는 추세이다. (5) 그럼에도 불구하고 자율주행 자동차의 실제 도로 주행 을 위한 운전능력 및 자격 평가, 검증은 여전히 미비한 실 정이다. (3) 기존 차량에서 운전자가 인지, 판단, 제어하는 것과 다르게 자율주행 자동차는 시스템이 이를 맡으므로 긴급한 Cut-in이나 차선 변경 시 양보 의도가 없는 후방 차량 등 실도로에서 발생 가능한 사고위험 상황에서 운전 자의 사고 대응 역량 이상을 발휘해야 한다. 자율주행시스 템이 실도로에서 인간을 대신하여 안전하게 운행되는지 를 확인하기 위해서는 실차에 의한 실증연구가 요구되고 이에 따라 안전성을 확보하고 평가하기 위한 기술 역시 새롭게 제시되어야 한다. 이에 본 논문은 자율주행 자동차의 실도로 주행을 위 한 성능 평가 시나리오와 시나리오에서 평가해야 할 요 구 사항을 제안하려고 한다. 또한, 자율주행 시스템이 다 양한 시나리오에서 일반 운전자와 얼마나 흡사한 거동을 보이는지를 비교하는 것이 안전성 검증에 유의미하다는 것을 고려하여 (6) 데이터 수집·분석 플랫폼을 구현하였고, 실제 수집 데이터 분석을 통해 성능 평가 시나리오를 검 증하였다. 2. 기본·심화 시나리오 및 평가 항목 자율주행 시스템과 일반 운전자가 조작하는 차의 거동 을 직접 비교하기 위해 동일한 시나리오를 수동주행과 자 율주행으로 실험한다. 시나리오는 자율주행 차가 주행함 에 있어서 기본적으로 갖춰야 할 기능을 테스트하는 기본 시나리오와 실도로를 주행할 때 발생할 수 있는 위급상황 을 가정한 심화 시나리오로 나누어진다. 2.1. 기본 시나리오 자율주행 차량의 기본 주행은 크게 차선 유지, 차선 변 경, 안전거리 유지로 이루어져 있다. 이러한 기본 주행 성 능을 평가하기 위한 시나리오와 함께, 시나리오별 안전성 평가 항목도 제시하였다. 2.1.1. 차선 유지 차선 유지는 종방향 제어와 횡방향 제어가 통합적으로 이루어지면서 차선 유지 여부를 평가하는 시나리오이다. 실험로는 Fig. 1과 같은 직선-곡선 변화도로이며 테스트 차량은 속도 0 kph에서부터 시작해 경로를 추종하며 목표 속도 이내를 유지한다. 안전성 평가 항목은 경로 추종, 종 방향 가속도, 속도, 승차감이다. 2.1.2. 차선 변경 차선 변경 시나리오는 Fig. 2와 같은 2차선 직선도로에 서 진행한다. 테스트 차량이 5초간 약 30 kph까지 가속한 뒤 차선을 변경한 후 직진 이탈하는 시나리오이다. 안전성 평가항목에는 차선 유지 시나리오와 동일하게 경로 추종, 종방향 가속도, 속도, 승차감이 있다. 추가적으로 데이터 분석의 편의성을 높이기 위해 차선 변경 인가 신호 on/off 시점을 확인한다. 2.1.3. 안전거리 유지 안전거리 유지 시나리오는 자율주행 차량이 선행 차량 의 속도에 유의해 차간거리를 유지하며 추종하는 시나리Next >