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논문 기본 정보

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(한국철도기술연구원) (한국철도기술연구원)
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한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제27권 제10호
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    초록·키워드

    본 연구에서는 LiDAR 기반 측위시스템의 철도환경 적용 가능성과 기술적 한계를 검증하기 위하여 철도 운행조건을 고려한 차량 주행시험을 수행하였다. 시험은 한국철도기술연구원 오송시험선 인접도로의 약 1,027 m 구간에서 수행하였으며, 시험차량에 Velodyne VLP-16 Hi-Res LiDAR와 RTK-GPS 기준측위 장치를 탑재하였다. 사전에 구축한 3차원 점군지도와 실시간 LiDAR 데이터를 NDT 기반으로 정합하여 차량의 위치를 추정하고, 10 km/h부터 최대 약 108 km/h까지 주행속도를 증가시키면서 RTK-GPS 기준위치와 비교하였다. 시험 결과, 최대 약 108 km/h에서도 LiDAR 측위가 정합 실패 없이 연속적으로 수행되었으며, 최대 위치오차는 약 2.5 m 이내로 나타났다. 특히 60 km/h 이하에서는 비교적 안정적인 측위성능을 보였으나, 차량속도가 증가할수록 운동왜곡과 점군 정합오차의 영향으로 위치 오차와 변동성이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 LiDAR 지도기반 측위가 저속·중속 철도환경과 GNSS 음영구 간에서 보완적 측위수단으로 활용될 가능성을 보여준다. 다만 고속영역으로 적용범위를 확대하기 위해서는 IMU를 이용한 자세 및 운동보정과 RTK-GNSS 기반 절대위치 보정, 엔코더 기반 이동거리 정보를 결합한 센서 융합을 통해 운동왜곡을 보정하고 측위 안정성을 향상할 필요가 있다.

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