차선 이탈 경고 시스템

Lane departure warning system
Straight-ahead, approaching an overpass
차선 표시가 있는 도로

도로 운송 용어에서 차선 이탈 경고 시스템(LDWS)은 고속도로 및 동맥 도로에서 차량이 차선을 벗어나기 시작할 때 운전자에게 경고하도록 설계된 메커니즘입니다.이러한 시스템은 운전자의 실수, 주의 산만, 졸음 등 충돌의 주요 원인을 해결함으로써 사고를 최소화하도록 설계되었습니다.2009년 미국 고속도로 교통안전국(NHTSA)은 [1][2]차선 이탈 경고 시스템과 정면 충돌 경고 시스템을 자동차에 의무화할지 여부를 연구하기 시작했다.

시스템에는 다음 4가지 유형이 있습니다.

  • 차선 이탈 경고(LDW): 차량이 차선을 이탈할 경우 시각, 청각 및/또는 진동 경고와 함께 운전자에게 경고하는 시스템
  • 차선 유지 보조 장치(LKA/LKS): 운전자에게 경고하고 아무런 반응 없이 차량이 차선을 유지하도록 자동으로 조치를 취하는 시스템
  • 차선 센터링 어시스트(LCA):오버스티어링, 차선 중앙 유지 및 어려운 상황에서 운전자에게 차선 전환을 요청하는 데 도움이 되는 시스템
  • 자동 차선 유지 시스템(ALKS)

또 다른 시스템은 비상 차선 유지(ELK)입니다.비상 차선 유지 기능은 단단한 차선 [3]표시 너머로 표류하는 차량에 보정을 적용합니다.

근거

단일 차량 충돌과 정면 충돌의 주요 원인 중 하나는 차선 이탈이다.측면 지지 시스템(LSS)의 목표는 그러한 [3]충돌을 방지하는 데 도움이 되는 것이다.

이러한 LSS 시스템이 없으면 차선 이탈은 의도하지 않은 것일 수 있습니다. 즉, 차량이 차선 가장자리를 향해 그리고 차선 가장자리를 가로질러 이동합니다.그러면 자동차는 잠재적으로 위험한 [3]상황에 도달합니다.차선의 가장자리가 선으로 표시되지 않으면 이 시스템이 작동하지 않습니다.

센서 유형

VW 골프 레인 어시스트 카메라
현대 차선 안내 카메라 모듈의 모빌아이 PCB 및 카메라 센서

차선 경고/유지 시스템은 다음을 기반으로 합니다.

  • 시각적 영역에 있는 비디오 센서(일반적으로 리어 미러 옆에 통합된 윈드실드 뒤에 장착됨)
  • 레이저 센서(차량 전면에 장착)
  • 적외선 센서(앞유리 뒤 또는 [4]차량 아래에 장착됨)

작동 원리

차선 검출 알고리즘
Canny 엣지 검출과 Hough 변환 출력을 나타내는 차선 검출 알고리즘의 구현 예

차선 이탈 경고 시스템의 배후에 이용되는 차선 검출 시스템은, 자동차의 프론트 엔드 카메라로부터 공급되는 리얼타임 카메라 화상으로부터 차선 라인을 검출하기 위해서, Hough 변환과 Canny 엣지 검출의 원리를 이용한다.차선검출알고리즘이 차선 이탈경고에 도움이 되는 기본적인 흐름도를 그림에 나타냅니다.

차선 표시

유럽에서는 차선 이탈 경고 시스템이 커미션 규정 EU-351/2012와 같은 가시적인 차선 표시 식별 표준과 호환되어야 한다.

역사

유럽 최초의 생산차선 이탈 경고 시스템은 미국 회사 이테리스가 메르세데스 액트로스 상용 트럭을 위해 개발했다.2000년에 첫선을 보인 이 시스템은 현재 많은 신차, SUV, [5]트럭에서 이용 가능하다.

2002년에 Iteris 시스템은 Freightliner Trucks의 북미 차량에 탑재되었습니다.두 시스템 모두 차선 밖으로 표류하는 차량 측면에서 발생하는 가청성 럼블 스트립 소음에 의해 운전자에게 의도하지 않은 차선 이탈을 경고한다.차선을 건너기 전에 운전자가 [citation needed]활성 방향 지시등을 제공할 경우 경고가 생성되지 않습니다.

2001

닛산 자동차는 일본에서 [6]판매되고 있는 Cima에 차선 유지 지원 시스템을 제공하기 시작했다.

2002

도요타는 일본에서 판매되는 칼디나, 알파드[8] 등의 차종에 대해 차선[7] 감시 시스템을 도입했습니다.이 시스템은 차량이 [9]차선을 벗어나기 시작하면 운전자에게 경고합니다.

2003

혼다는 [10][11]인스파이어에 레인킵 어시스트 시스템(LKAS)을 출시했다.이 시스템은 스티어링 토크의 최대 80%를 제공하여 고속도로에서 차량이 차선을 유지하도록 합니다.또한 운전자의 스티어링 [12]입력을 최소화하여 고속도로 주행이 덜 번거롭도록 설계되었습니다.백미러 바로 위 윈드실드 상단에 장착된 카메라가 40도 반경 전방 도로를 스캔하면서 고속도로의 차선 경계를 나누는 데 사용되는 점박이 흰 선을 포착합니다.컴퓨터는 운전자가 특정 차선에 "잠금"되어 있음을 인식하고 커브가 얼마나 가파른지를 모니터링하며 요 및 차량 속도 등의 요소를 사용하여 필요한 [13]조향 입력을 계산합니다.

2004

2004년, 북미에서 이용 가능한 최초의 승용-차량 시스템은 인피니티 FX와 (2005년) M [14]차량에서 닛산을 위해 Iteris와 Valeo에 의해 공동 개발되었습니다.이 시스템에서는 카메라(미러 위의 오버헤드 콘솔에 장착됨)가 도로의 차선 표시를 모니터링합니다.차량이 표시 위로 표류하기 시작하면 운전자에게 경고음이 울립니다.또한 2004년, 도요타는 차선 유지 보조 기능을 Crown Majesta에 추가했는데, 이 기능은 차량이 [15]차선을 유지하도록 돕기 위해 작은 카운터 스티어링 힘을 가할 수 있습니다.

2005

시트로엥은 2005년형 C4와 C5 및 C6에 LDWS를 유럽 최초로 출시했다.이 시스템은 적외선 센서를 사용하여 노면의 차선 표시를 모니터링하며, 시트의 진동 메커니즘이 운전자에게 [4]편차를 경고합니다.

2006

렉서스는 LS 460에 스테레오 카메라와 보다 정교한 물체 및 패턴 인식 프로세서를 사용하는 멀티 모드 차선 유지 보조 시스템을 도입했습니다.이 시스템은 오디오 비주얼 경고를 발생시키고 (전자식 파워 스티어링 또는 EPS를 사용하여) 차량을 조향하여 차선을 유지할 수 있습니다.또한 카운터 스티어링 토크를 적용하여 운전자가 차량을 올바른 [16]차선으로 되돌리는 동안 스티어링 휠을 과도하게 보정하거나 "톱질"하지 않도록 합니다.레이더 크루즈 컨트롤 시스템이 작동 중인 경우, 차선 유지 기능은 스티어링 토크를 제공하여 운전자의 스티어링 입력 부담을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 운전자가 활성 상태를 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 [17][18]시스템이 비활성화됩니다.

2007

2007년, 아우디는 Q7에서 처음으로 아우디 레인 어시스트 기능을[19] 제공하기 시작했다.이 시스템은 일본의 "어시스트" 시스템과 달리 실제 주행에 개입하지 않고, 차량이 차선을 벗어나는 것처럼 보일 경우 스티어링 휠을 진동시킵니다.아우디의 LDW 시스템은 시트로엥의 [20]하향식 적외선 센서 대신 가시거리 내의 전방식 비디오 카메라를 기반으로 한다.또한 2007년에 Infiniti는 차선 이탈 방지(LDP) 시스템이라고 불리는 2004년 시스템의 새로운 버전을 제공했습니다.이 기능은 차량 스태빌리티 컨트롤 시스템을 활용하여 운전자가 적절한 [21]휠에 완만한 브레이크 압력을 가하여 차선 위치를 유지할 수 있도록 도와줍니다.

2008

General Motors는 2008년식 Cadillac STS, DTS 및 Buick Lucerne 모델에 차선 이탈 경고를 도입했습니다.General Motors 시스템은 운전자에게 경고음과 대시보드의 경고등으로 경고합니다.BMW는 또한 5시리즈(E60) 및 6시리즈에 진동을 수반하는 스티어링 휠을 사용하여 의도하지 않은 이탈을 운전자에게 경고하는 차선 이탈 경고를 도입했습니다.2013년 말 BMW는 재설계된 BMW X5에 Traffic Jam Assistant가 처음 등장하도록 시스템을 업데이트했으며, 이 시스템은 시속 40km(25마일) 미만의 속도에서 작동합니다.볼보는 2008년식 S80, V70 및 XC70 이그제큐티브 [22]카에 차선 이탈 경고 시스템과 운전자 경고 컨트롤을 도입했습니다.볼보의 차선 이탈 경고 시스템은 카메라를 사용하여 도로 표시를 추적하고 운전자가 신호 없이 차선을 이탈할 경우 경보를 울립니다.BMW, 볼보, 제너럴 모터스가 사용하는 시스템은 모빌아이사의 핵심 기술을 기반으로 합니다.

2009

메르세데스-벤츠는 신형 [23]E클래스에 레인 키핑 어시스트 기능을 제공하기 시작했다.이 시스템은 차량이 차선을 벗어나기 시작하는 것처럼 보일 경우 운전자에게 경고합니다(스티어링 휠 진동).또 다른 기능은 운전자가 의도적으로 차선을 이탈하고 있음을 확인할 경우(예: 공격적인 코너링) 자동으로 비활성화되었다가 다시 활성화됩니다.새로운 버전에서는 브레이크 시스템을 사용하여 차량의 차선을 유지 관리합니다.

2010

기아자동차는 2011년형 카덴자 프리미엄 세단에 차선 이탈 경고 시스템(LDWS)을 옵션으로 탑재했다.이 시스템은 깜박이는 대시보드 아이콘을 사용하여 흰색 차선 표시가 교차할 때 경고음을 울리고 노란색 선 표시가 교차할 때 더 큰 경고음을 울립니다.이 시스템은 방향 지시등이 작동 중일 때 또는 대시보드의 비활성화 스위치를 누르면 취소됩니다. 차량 양쪽에 있는 광학 센서를 사용하여 작동합니다.

2011

Audi A7은 Audi 액티브 레인 어시스트를 도입했습니다.

2012

모빌아이는 차선 표시를 감지하고 방향 [24][non-primary source needed]지시등을 사용하지 않고 차량이 주행 차선을 이탈한 시점을 식별하는 시스템을 개발했다.

2013

Mercedes는 2013년에 새롭게 디자인된 S클래스에 스티어링 어시스트와 Stop&Go 파일럿과 함께 Distronic Plus를 시작했습니다.

2014

Tesla Model S는 2014년 [25]출시와 함께 고급 차선 보조 시스템을 제공합니다.컴퓨터 비전 문자 인식 시스템 기술을 이용해 전면 카메라가 교통 제한 속도를 판독해 차에 전달하는 스피드 어시스트 기능도 탑재됐다.교통 표지판이 없는 도로에서는 GPS 데이터에 의존합니다.차량이 48km/h(30마일) 이상의 속도로 차선을 벗어나면 시스템에서 삐 소리가 울리고 스티어링 휠이 진동하여 의도하지 않은 차선 변경을 운전자에게 알립니다.이는 속도 제한 규정을 준수하지 않을 때에도 발생합니다.

피아트는 TRW의 차선 유지 보조 시스템(햅틱 차선 피드백 시스템이라고도 함)을 기반으로 차선 유지 보조 기능을 출시합니다.이 시스템은 차선 감지 카메라를 TRW의 전자식 파워 스티어링 시스템과 통합합니다. 의도하지 않은 차선 이탈이 감지되면(차선 변경을 원하는 운전자의 욕구를 나타내기 위해 방향 지시 신호가 체결되지 않음), 전자식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 차선 중앙으로 되돌아갈 수 있도록 돕는 완만한 토크를 제공합니다.2008년 Lancia Delta에 도입된 이 시스템은 2008년 이탈리아 자동차 기술 협회 올해의 최고 자동차 혁신상을 수상했습니다.푸조는 신형 308에서 시트로엥과 같은 시스템을 도입했다.

차선 이탈 경고 시스템은 운송 산업의 위험 보고와 예방을 결합합니다.Viewnyx는 비디오 기반 기술을 적용하여 비행대가 운전 책임 비용을 절감할 수 있도록 지원합니다.안전 관리자에게 운전자 및 비행대 위험 평가 보고서와 도구를 제공함으로써 사전 예방적 코칭과 훈련을 촉진하여 고위험 행동을 제거합니다.아웃룩솔루션은 북미 함대들이 사용하고 있으며,[26] 휴대폰을 통한 차선 이탈 경고 시스템 구현에 대한 연구가 있다.

2017

고속도로 안전을 위한 보험 연구소는 운전자들이 자동화된 안전 시스템에 의존할 때 덜 경계하거나 시스템이 어떻게 작동하는지 감시하는 대시보드 디스플레이에 의해 주의가 산만해질 수 있다는 우려를 제기했다.

두 개의 별도 연구에서 차선 유지 시스템과 사각지대 모니터링 시스템은 시스템이 없는 동일한 차량보다 충돌률이 낮았다.경찰의 2009~2015년 25개 주(州)의 차량 충돌 데이터는 단일 차량, 사이드 와이프 및 정면 충돌의 선택적 발생률을 11% 줄였으며 이러한 충돌로 인한 부상률은 21%까지 감소했습니다.표본 크기가 인구 통계학 및 기타 [27]변수를 제어할 수 있을 만큼 크지 않았습니다.

차선 유지 및 차세대 기술

주요 기사: 차선 센터링 및 자동 차선 유지 시스템

차선 유지 보조 장치(LKA)는 차선 이탈 경고 시스템과 더불어 차량이 차선을 유지하도록 자동으로 조치를 취하는 기능입니다.일부 차량은 어댑티브 크루즈 컨트롤과 차선 유지 시스템을 결합하여 추가적인 안전을 제공합니다.

이러한 기능의 조합으로 반자율 차량이[non sequitur] 생성되지만, 대부분 운전자가 차량을 사용하는 동안 차량을 제어할 수 있어야 합니다.이는 차선유지 [28]기능과 관련된 제한 때문입니다.

차선 유지 보조 시스템은 Hough 트랜스폼 및 Canny 에지 감지 기술이라는 이미지 처리 기술을 사용하여 현대 차량 시스템에서 구현되고 있습니다.이러한 고급 이미지 처리 기술은 차량 전면에 장착된 전방 카메라에서 차선 데이터를 도출합니다.Nvidia의 Drive PX1과 같은 강력한 컴퓨터를 사용한 실시간 이미지 처리는 차선 감지 알고리즘이 중요한 역할을 하는 완전 자율형 차량을 실현하기 위해 많은 차량 OEM에 의해 사용되고 있습니다.고급 차선 감지 알고리즘도 딥 러닝 및 뉴럴 네트워크 [29]기술을 사용하여 개발되고 있습니다.엔비디아는 차량 내 전면 카메라를 이용해 경로를 주행한 뒤 뉴럴네트워크에 입력된 도로의 스티어링 입력과 카메라 영상을 이용해 '학습'시키는 뉴럴네트워크 기반 훈련 메커니즘을 이용한 차선 유지 등 자율주행 기능 개발에 높은 정확도를 달성했다.그러면 뉴럴 네트워크는 도로의 차선 변경에 따라 스티어링 각도를 변경할 수 있고 차를 [30]차선 중앙에 유지할 수 있습니다.

차선유지 보조기구는 차량이 이탈하기 시작하면 반응적으로 차선으로 되돌리거나 차량을 차선 중앙에 능동적으로 유지할 수 있다.차량 회사에서는 반응식 차선 유지 지원(LKA) 및 사전 예방적 차선 센터링 지원(LCA)을 모두 지칭하기 위해 "차선 유지(잉) 지원"이라는 용어를 사용하는 경우가 많지만, 이 용어가 점차 구별되기 시작했습니다.

Tesla는 'Autopilot'[31]로 함께 판매되는 어댑티브 크루즈 컨트롤 시스템과 결합된 최첨단 레인 어시스트 시스템(LKA의 일종)을 사용합니다.

2020년에 UNECE는 최대 60km/h의 특정 도로에 대한 차선 유지 및 적응 속도와 같은 기능을 포함하는 자동 차선 유지 시스템(ALKS) 규정을 발표했다.

테슬라는 차선 유지 보조 및 운전자 입력 없이 자동 차선 변경 등의 기능을 갖추고 있습니다.자동 주차 기능에는 레인 어시스트와 유사한 기술이 사용됩니다.

미국의 황색 도트 도로 도로

차량

차량 사용 중에는 운전자 제어가 필요하지만, 차량이 차선을 벗어나 표류하는 것이 감지될 경우 스티어링을 조정합니다(LKA는 반응형 "차선 유지(ing) 어시스트"를 의미하며, LCA는 사전 차선 중심을 의미함).

연도 만들다 모델 스타일[32]
2013 포드 익스플로러[33]
퓨전[34]
링컨 MKS[35]
MKZ[36]
도요타 프리우스[37]
2014 아쿠라 RLX[38]
MDX[39]
포드 익스플로러[40]
퓨전[41]
황소자리[42]
인피니티 문제 50[43] LCA
링컨 MKS[44]
MKT[45]
MKZ[46]
메르세데스 E클래스[47]
S클래스
도요타 프리우스[48]
2015 아쿠라 TLX[49] LCA
MDX[50] LCA
아우디 A3[51] LCA
A6[52] LCA
TT[53] LCA
캐딜락 ATS[54]
크라이슬러 200[55]
300[56]
피하다 충전기[57]
포드 엣지[58] LKA
익스플로러[59] LKA
갤럭시 III[60]
F-150[61] LKA
퓨전[62] LKA
황소자리[63] LKA
혼다 CR-V[64] LCA
현대 창세기[65] LCA
i40[66] LCA
링컨 MKC[67] LKA
MKS[68] LKA
MKT[69] LKA
MKZ[70] LKA
마츠다 마츠다6[71] LKA
마츠다 CX-5[72] LKA
메르세데스 스프린터[73]
슈코다 옥타비아 3세[74] LKA
도요타 프리우스[75]
볼보 XC90 II LKA

목록은 최대 2015년식입니다.이 기능은 그 이후 다음과 같이 널리 보급되어 있습니다.

제한된 조건 하에서 비지원 주행이 가능합니다.

연도 만들다 모델 특징들
2014 테슬라 모델 S 2015년에 출시된 오토파일럿 시스템의 일부로, 하드웨어 지원 2014 차량에 대한 소프트웨어 업그레이드로 소급하여 추가되었습니다.이는 자동 차선 변경(신호 적용 후), 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 신호 인식을 결합하여 속도와 위치를 [76]조절합니다.
인피니티 문제 50 플라이 바이 와이어(다이렉트 어댑티브 스티어링) 자율 스티어링, 차선 유지(레인 어시스트), 어댑티브 크루즈 컨트롤(지능형 크루즈 컨트롤) 및 예측 전방 충돌 경고 시스템[citation needed] 사용 가능
2015 메르세데스 C클래스, E클래스, S클래스 자율 조향, 차선 유지, 어댑티브 크루즈 컨트롤, 주차 및 사고 회피 기능.최대 시속 37마일(60km/h)[77]의 속도를 실현하는 반자율 교통 어시스턴트.
테슬라 모델 S, 모델 X 이것은 모빌아이아이큐로 구동되는 테슬라 오토파일럿 시스템입니다.이 시스템은 자동 차선 변경(신호 적용 후), 어댑티브 크루즈 컨트롤, 신호 인식 기능을 결합하여 속도와 [76]위치를 조절합니다.
폭스바겐 파사트 운전자 지원 팩의 일부와 새로운 VW Passat B8의 일부입니다.이 시스템에는 최대 시속 60km(37마일)까지 작동하는 교통 체증 보조 장치가 포함되어 있습니다.이 시스템은 스티어링, 브레이크 및 가속을 합니다.또 다른 부품은 운전자가 더 이상 반응하지 않을 때 차량을 완전히 제어하는 비상 지원 장치입니다.운전자가 개입하지 않아도 차량이 자동으로 완전히 정지합니다.북미 시장에서는 제공되지 않습니다.
볼보 XC90 II 파일럿 어시스트 시스템의 일부입니다.이 시스템은 최대 시속 50km(31마일)까지 작동하며 스티어링, 브레이크 및 가속이 [78]자동으로 이루어집니다.이 시스템은 어댑티브 크루즈 컨트롤이 전방의 차량을 감지하고 명확한 차선 표시가 있어야 합니다.
2016 아우디 아우디 A4 「Traffic Jam Assist」라고 하는 반자율 교통 어시스턴트가 옵션으로 제공되고 있습니다.
테슬라 모델 S, 모델 X 2015년에 출시된 모빌아이아이Q3 오토파일럿 시스템입니다.이 시스템은 자동 차선 변경(신호 적용 후), 어댑티브 크루즈 컨트롤, 신호 인식 기능을 결합하여 속도와 [76]위치를 조절합니다.
볼보 S90 II,[79] V90 II,
XC90 II 		파일럿 어시스트[80] II 시스템의 일부입니다.이 시스템은 최대 시속 130km(81마일)[81]까지 작동하며 차량을 [82]따라갈 필요 없이 스스로 스티어링, 브레이크 및 가속을 수행합니다.운전자는 시스템이 활성화 상태를 유지하려면 정기적으로 자신의 존재를 확인해야 합니다.
2017 테슬라 모델 S, 모델 X, 모델 3 2017년은 Nvidia Drive PX2 하드웨어를 사용한 2세대 오토파일럿 2 시스템이 출시된 첫 해입니다.자동 차선 변경(신호 적용 후), 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 신호 인식 기능을 결합해 속도와 위치를 조절하고 카메라 8대, 레이더 1대, 초음파 [76]센서 여러 개를 활용합니다.
볼보 XC60 II 파일럿 어시스트 II 시스템의 일부입니다.
2018 볼보 XC40, S60 III, V60 II 파일럿 어시스트 II 시스템의 일부입니다.

제한 사항

차선 이탈 경고 시스템과 차선 유지 시스템은 눈에 보이는 차선 표시에 의존합니다.일반적으로 차선 표시가 희미해지거나 누락되거나 잘못되어 있는 것은 판독할 수 없습니다.눈에 덮인 표시나 오래된 차선 표시가 눈에 보이는 상태로 남아 있으면 [28]시스템의 기능을 방해할 수 있습니다.

UNECE 규정 130은 60km/h 이하로 작업하거나 반경 [83]250m 미만의 곡선에서 작업하는 중형 차량의 LDWS를 요구하지 않는다.

차선 이탈 경고 시스템은 또한 자율 주행과 관련하여 많은 법적 제한에 직면합니다.앞서 설명한 바와 같이 이 시스템은 운전자의 지속적인 입력을 요구합니다.이 기술이 적용된 차량은 운전이 아닌 운전자를 보조하는 것으로 제한됩니다.차선 이탈 경고 시스템의 가장 큰 한계는 차량을 완전히 제어하지 못한다는 것입니다.이 시스템은 도로 위의 다른 차량을 고려하지 않으며 "좋은 운전 습관을 대체할 수 없습니다."[84]

잠재적인 위험

미국자동차협회(American Automatic Association)의 테스터들은 첨단 운전자 지원 시스템이 일관성이 없고 위험하다는 것을 발견했다.시스템은 '대부분 예상대로' 작동했지만, 시뮬레이션된 방전된 차량에 접근했을 때 66%의 시간 동안 충돌이 발생했으며 평균 충격 속도는 40kmh(25mph)[85]였습니다.

「 」를 참조해 주세요.

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