저사양 소형 자율주행 시스템을 위한 실시간 차선 인식과 포트홀 탐지 기반 회피 주행 알고리즘 개발 = Real-Time Lane/Pothole Detection and Collision Avoidance Algorithm for Low-cost Autonomous Driving Systems

국문 초록 (Abstract)

차선 인식과 객체 탐지는 현대 자율 주행에서 핵심적인 기술이다. 이에 본 논문은 소형 자율주행 차량을 고려한 Raspberry Pi 4B(RPI4)와 Arduino에 적용할 수 있는 경량화된 객체 탐지와 차선 인식 알고리즘을 제안한다. 이는 실시간으로 카메라의 프레임 정보에 대한 연산을 수행하여 차선을 따라 주행함과 동시에, 도로의 국부적인 구멍인 포트홀을 탐지하여 차선을 변경하는 알고리즘을 포함한다. 추가적으로, 밝기에 강건한 객체 탐지를 만들기 위해 데이터 증강을 이용하여 네트워크를 학습한다. 직접 제작한 트랙 환경에서의 실험을 통해 본 논문에서 제시한 알고리즘이 RPI4와 같은 저사양 기기 기반의 자율주행 자동차에서 효과적으로 적용될 수 있음을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Lane detection and object detection represent pivotal technologies in modern autonomous driving systems. Therefore, this study introduces a lightweight model that encompasses both object detection and lane detection, tailored for utilization with Raspberry Pi and Arduino platforms. The proposed method incorporates an algorithm designed for lane-change maneuvers, which involves the real-time identification of potholes—localized depressions in the road surface—by processing camera data. Moreover, effective training was administered via data augmentation techniques to establish a brightness-robust object detection network. This approach facilitated successful pothole detection, even in low-light conditions. Experimental trials conducted on a test track validated the functionality of the model, demonstrating its effectiveness through a range of evaluation metrics.