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01연구 배경 및 필요성

V2X 협력 자율주행 기술의 필요성

• V2X 협력 자율주행은 차량 간 및 차량-인프라 간 실시간 데이터 교환으로 정밀하고 신뢰성 높은 인지와 판단을 가능하게 함
• 차량 단독 자율주행 기술은 완성도가 높아지고 있으나 도로 인프라와의 협력으로 안전성과 효율성을 대폭 향상시킬 수 있음
  • 교차로에 설치된 인프라 센서가 사각지대 접근 차량 정보를 공유하면 충돌 없는 주행 경로 결정이 가능함
  • 협력 기반 기술은 도심 교차로와 터널, 공사 구간에서 탁월한 효과를 발휘하여 차량 단독 기술의 한계를 보완함

기술 검증용 도로 인프라 구축 필요성

• 차량과 인프라 간 협력 기술을 직접 구현하고 실험할 수 있는 검증 환경의 구축이 기술 확보를 위하여 반드시 필요함
• 경진대회에서는 실제 도로와 유사한 물리적·정보적 환경에서 인지와 판단, 제어의 시나리오를 적용할 수 있어야 함
• 도로 인프라는 단순한 물리적 구조물을 넘어 센서와 통신 모듈, 제어 로직이 통합된 형태로 설계되어야 함

02연구 목표

실도로 모사 경진대회 전용 도로 환경 구축

• 4지 교차로와 회전교차로, 합류부 등 다양한 교통 시나리오를 반영한 물리적 주행 환경을 경진대회 전용으로 조성함
• 건물과 표지판 등 시각적 구조물을 포함한 테스트 트랙을 제작하여 참가자에게 실습 중심의 몰입형 주행 환경을 제공함

협력 기반 인지 및 판단 실습 환경 구현

• 차량과 인프라에 탑재된 센서 데이터를 연계하고 V2X 통신으로 실시간 정보를 주고받는 협력 주행 시나리오를 구성함
• 이를 통하여 참가자가 단일 차량 센서의 한계를 보완하는 협력 인지와 실시간 의사결정 알고리즘 구현을 경험하도록 지원함
  • 참가자가 차량-인프라 협력 자율주행 기술을 체계적으로 이해하고 구현하며 검증할 수 있는 환경을 지향함

03선행 사례와의 차별성

기존 자율주행 경진대회와의 차별성

• F1Tenth와 Bosch Future Mobility Challenge 등 기존 소형 경진대회는 차량 단독 센서 기반 주행 알고리즘 구현에 중점을 둠
• BFMC는 V2X 기능을 일부 제공하나 주로 정적 정보 전달 수준의 통신으로 인프라가 단순 송신자 역할에 머무름
  • 본 과제는 센서가 탑재된 스마트 인프라가 능동적으로 데이터를 수집·판단하고 차량과 실시간 상호작용함

기존 자율주행 테스트베드와의 차별성

• Duckietown과 Cambridge Minicar, Scaled Smart City 등은 소형 차량 기반 교육·연구용 테스트베드이나 차량 중심 구조임
• 기존 테스트베드는 정적인 도로 구조와 인프라 구성에 기반하여 실시간 협력 주행을 체험할 수 있는 구조가 부재함
  • 스마트 인프라와 통신 시스템, 물리적 도로 환경을 통합한 실시간 협력 주행 시나리오를 구현함

04주요 연구내용

실도로 모사 주행 환경 구축

• 경진대회 전용 트랙으로서 4지 교차로와 회전교차로, 합류부, 방지턱 등 다양한 도로 구조물을 포함하도록 구성함
• 건물과 조경, 표지판 등 현실감 있는 도시 환경 요소를 함께 포함하여 참가자를 위한 몰입형 실습 환경을 조성함

스마트 인프라 및 실시간 통신 환경 구현

• 소형 신호등과 표지판 등 교통 인프라 요소를 직접 설계·제작하여 차량과 상호작용 가능한 테스트 환경을 구성함
• 인프라에 카메라 센서를 탑재하고 외형 설계를 통해 차량의 시야를 확보하여 인프라-차량 간 협력 주행을 실현함
• 자율주행 차량과 인프라 간 무선 통신 시스템을 구성하여 실시간 데이터 공유와 협력 기반 판단이 가능하도록 구현함
  • 실시간 통신 기반 주행 알고리즘의 실험과 평가를 통해 참가자의 기술적 이해도를 제고함

도로 인프라 주요 구축 항목

구분	구축 항목	주요 내용
도로 환경	테스트 트랙	4지·회전교차로, 합류부, 방지턱
도시 요소	시각적 구조물	건물·조경·표지판 등 몰입형 환경
스마트 인프라	소형 신호등 및 표지판	카메라 센서 탑재 및 외형 설계
통신	차량-인프라 무선 통신	실시간 데이터 공유 및 협력 판단
후속 활용	재사용 인프라	연구 검증 및 후속 경진대회 활용

05기대효과 및 확장 활용

협력 자율주행 이해 증진 및 인재 양성

• 차량과 인프라의 협력에 기반한 자율주행 기술에 대한 참가자의 실질적 이해를 증진시키는 교육적 효과를 기대할 수 있음
• 참가자는 차량뿐 아니라 인프라까지 포함한 전체 자율주행 시스템을 직접 구현함으로써 복합적이고 교육적인 경험을 얻음
  • 미래 자율주행 인재 양성을 위한 교육적 기반을 마련하는 데 실질적으로 기여할 수 있음

재사용 가능한 테스트 인프라 확보

• 설계된 도로 및 스마트 인프라는 대회 종료 후에도 연구 검증과 후속 경진대회 등 다양한 방식으로 확장 가능함
• 타 기관 및 산학연 협력 기반으로도 활용할 수 있어 재사용 가능한 테스트 인프라 확보와 후속 활용 가능성을 함께 확보함