[논문 리뷰] Survey on Teleoperation Concepts for Automated Vehicles

Domagoj Majstorovic, Simon Hoffmann외 4명|arXiv (Cornell University)|2022. 08. 18.

Teleoperation and Haptic Systems인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 자율주행차를 위한 원격 제어, 보조, 모니터링 접근 방식을 분류하는 통합 문헌 리뷰와 산업 분석을 제시한다. 인지 처리 수정과 경로 계획이 핵심 백업 전략으로 규명되었으며, 운영 설계 도메인 제한에 대비해 원격 제어가 필수적인 솔루션으로 부상하고 있다.

ABSTRACT

In parallel with the advancement of Automated Driving (AD) functions, teleoperation has grown in popularity over recent years. By enabling remote operation of automated vehicles, teleoperation can be established as a reliable fallback solution for operational design domain limits and edge cases of AD functions. Over the years, a variety of different teleoperation concepts as to how a human operator can remotely support or substitute an AD function have been proposed in the literature. This paper presents the results of a literature survey on teleoperation concepts for road vehicles. Furthermore, due to the increasing interest within the industry, insights on patents and overall company activities in the field of teleoperation are presented.

연구 동기 및 목표

• 과학 문헌 내 자율주행차를 위한 원격 제어 개념을 체계적으로 분류하고 분석하기.
• 인간 운영자가 자율 주행 기능을 원격으로 지원하거나 대체할 수 있도록 하는 기술적 접근 방식을 식별하고 평가하기.
• 차량 원격 제어와 관련된 산업적 수용, 특허 트렌드, 기업 활동을 검토하기.
• 원격 제어 개념에 대한 표준화된 분류 체계를 제안하고 현재 연구에서 미흡하게 다뤄진 영역를 강조하기.
• 다양한 원격 제어 모드가 자율주행을 위한 백업 솔루션으로서의 실현 가능성과 성능을 평가하기.

제안 방법

• 도로 차량을 대상으로 원격 주행 및 원격 보조에 중점을 두고 원격 제어 개념에 대한 종합적 문헌 조사 수행.
• 자동주행 파이프라인에서의 간섭 수준에 따라 원격 제어 개념을 인지, 계획, 제어 수준으로 분류.
• SAE J3016:2021 및 이전의 용어 조사 결과를 활용하여 원격 주행, 원격 보조, 원격 모니터링 등의 용어를 표준화하는 분류 체계 제안.
• 2000년에서 2021년까지의 글로벌 특허 트렌드를 Google Patents를 통해 분석하고, 영어로 'vehicle teleoperation'을 필터링.
• Zoox, Ottopia, Volkswagen, Cruise, Baidu 등의 기업에서의 산업 활동 및 현장 시범 운영 사례 검토.
• 인간이 개입하는 피드백을 통한 인지 처리 수정, 웨이포인트 가이던스, 경로 계획 등의 기술적 구현 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 문헌에서 제안된 자율주행차를 위한 주요 원격 제어 개념은 무엇이며, 功能 및 간섭 수준에서 어떻게 다릅니까?
• RQ2 인지 처리 수정 및 경로 계획 원격 제어 개념은 엣지 케이스에서 시스템의 강건성을 어떻게 향상합니까?
• RQ3 차량 원격 제어와 관련된 특허 활동의 추세는 무엇이며, 산업적 관심도를 어떻게 반영합니까?
• RQ4 어떤 기업들이 원격 제어 R&D에서 선도하고 있으며, 그들의 핵심 기술적 접근 방식은 무엇입니까?
• RQ5 원격 제어 개념은 자율주행을 위한 백업 메커니즘으로서의 작업 부담, 안전성, 신뢰성 측면에서 어떻게 비교됩니까?

주요 결과

• 2010년 이후 원격 제어 관련 특허 수가 급격히 증가했으며, 2000년에서 2021년 사이에 전 세계적으로 1,000건 이상의 특허가 공개됨.
• 인간 운영자가 모호한 탐지 결과를 해결하는 인지 처리 수정 원격 제어 방식은 시스템의 불확실성을 감소시키고 복잡한 상황에서 안전성을 향상시킴.
• 계획 또는 제어 입력을 수정하는 원격 보조 개념은 전면 원격 주행 대비 운영자 작업 부담이 낮음.
• Zoox와 Ottopia와 같은 기업들은 도시 환경에서 실제 경로 계획 및 웨이포인트 가이던스를 구현한 고도화된 원격 제어 시스템을 시범 운영함.
• 원격 제어는 특히 ODD 경계 조건과 엣지 케이스를 다루는 데 필수적인 백업 솔루션으로 점점 더 중요시되고 있음.
• 원격 주행, 원격 보조, 원격 모니터링으로 구성된 명확한 원격 제어 분류 체계가 문헌 및 산업 전반에서 검증됨.