운전자 부재 상태에서 발생할 수 있는 차량의 비의도적 이동을 감지하고
경고 및 제동 제어를 통해 사고를 예방하는 프로젝트
- 문서 웹 인덱스: VAPS Docs Index
- 문서 카탈로그: docs/README.md
| Sheet | 문서 | 유형 | 바로가기 |
|---|---|---|---|
| S-00 | Docs Index | Index | Open |
| S-01 | Pin Map | HW Mapping | Open |
| S-02 | 기능 요구사항 | Requirements | Open |
| S-03 | 시스템 요구사항 | Requirements | Open |
| S-04 | 시스템 개념 정의서 | Concept | Open |
| S-05 | 인터페이스 | Interface | Open |
| S-06 | 단위 테스트 | Test | Open |
| S-07 | 통합 테스트 | Test | Open |
| S-08 | 시스템 테스트 | Test | Open |
| S-09 | 인수 테스트 | Test | Open |
| S-10 | 유저 요구사항 | Requirements | Open |
VAPS는 운전자의 부재를 감지하고 차량의 위험 상태를 판단하여, 경고와 자동 제동으로 차량의 무인 이동을 방지하는 시스템입니다.
주차 또는 정차 상황에서 운전자가 차량을 완전히 안전한 상태로 두지 않고 하차했을 때 발생할 수 있는 사고를 줄이기 위해 개발했습니다.
|
특히 다음과 같은 위험 상황을 대상으로 합니다.
- D/R단 상태에서 하차 시도 - N단 상태에서 차량 밀림 위험 발생 - 운전자 부재 상태에서 차량 이동 발생 - 경고 및 제어 이력의 기록과 모니터링 필요 상황 |
- 운전자 하차 후 차량 오동작 사고 예방
- 위험 상황의 신속한 감지 및 판단
- 경고 및 자동 제동을 통한 즉각 대응
- 운전자, 보행자, 주변 차량의 안전 확보
- 실시간 모니터링 및 사고 기록 체계 구축
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 3-1. 운전자 부재 감지 | 도어 상태 감지: 운전석 도어의 열림/닫힘 상태를 실시간으로 감지 시트 착좌 감지: 압력 센서를 통해 운전자 탑승 여부 확인 ToF / 초음파 보완 감지: 단일 센서 오작동을 줄이기 위해 거리 센서 기반 교차 검증 수행 |
| 3-2. 차량 이동 감지 및 위험 판단 | 엔코더 기반 바퀴 회전 감지로 차량 이동 여부 확인 IMU 가속도 기반 이상 움직임 감지 현재 기어 상태(P/R/N/D) 와 이동 상태를 종합해 위험 수준 산출 |
| 3-3. 자동 제동 제어 | 운전자 부재 + 차량 이동 조건에서 자동 제동 개입 FORCE / HOLD 제어로 강한 제동 후 정지 상태 유지 운전자 착석 + 도어 닫힘 조건 충족 시에만 안전하게 해제 |
| 3-4. 상태 표시 및 모니터링 | LCD를 통한 차량 상태 / 경고 / 제동 상태 표시 LED / 부저 / 음성 알림을 통한 시청각 경고 Raspberry Pi 기반 모니터링 시스템으로 이벤트 수신, 저장, 조회, 웹 표시 지원 경고 및 제어 이력을 기록하여 사후 분석 가능 |
|
|
|
|
본 시스템은 4개의 주요 ECU/보드로 구성됩니다.
- MAIN (TC375) - 운전자 존재 판정, 위험 판단, 제어 명령 생성
- ACT (TC375) - 모터 구동, 브레이크 동작, 차량 속도 계산
- CLU (TC275) - LCD / LED / 부저를 통한 경고 및 상태 표시
- RPi (Raspberry Pi 4) - UART 기반 이벤트 수신, 로그 저장(SQLite), 웹 모니터링(Flask), LED / MP3 알림
VAPS를 구성하는 보드, 센서, 출력 장치의 전체 구조와 역할을 나타낸다.
ECU 간 제어·상태 데이터가 CAN과 UART를 통해 전달되는 통신 구조를 나타낸다.
- V-Model 기반 개발 프로세스를 적용해 요구사항 정의부터 테스트까지 단계적으로 진행 |
- 사용자 요구사항을 세분화하여 36개의 세부 요구사항 정의 |
- 보드별로 정리한 총 90개의 시스템 요구사항 기반 설계 |
- CAN / UART 인터페이스 명세 및 ECU 간 역할 분리 |
- Fail-safe와 예외 상황 대응을 고려한 구조 설계 |
| 총 테스트 수 | Pass | Fail | N/A |
|---|---|---|---|
| 373 | 361 | 3 | 9 |
단위 테스트, 통합 테스트, 시스템 테스트, 인수 테스트까지 수행하며 전체 시스템 흐름을 검증했습니다.
|
김태곤 - 보드: TC375 ACT ECU - 담당: 차량 구동 및 제동 실행부 - 센서/장치: 엔코더 DC 모터, 서보 모터, 가속도 센서(IMU) - 기능: MAIN ECU 명령 수신, 모터 제어 및 브레이크 상태 반영, 차량 속도 및 센서 데이터 송신, 실행부 Fail-safe 처리 - 비고: ACT ECU에서 제어 명령을 받아 실제 차량 동작으로 연결되는 실행 계층 구현, 통신 이상 시 안전하게 동작하도록 예외 상황 처리까지 고려 |
국동균 - 보드: Raspberry Pi ECU - 담당: 모니터링 시스템(MON) - 센서/장치: MP3 모듈, RGB LED, UART 수신부, SQLite / Flask Web Server - 기능: UART 이벤트 수신 및 해석, 이벤트 로그 저장 및 조회, 웹 모니터링 화면 구현, LED / 음성 알림 연동 - 비고: 상태 확인과 이벤트 기록이 가능한 MON 프로그램 구현, UART, 로그 저장, 웹 화면, LED/음성 알림까지 핵심 흐름 완성 |
|
이승아, 조하빈 - 보드: TC375 MAIN ECU - 담당: 메인 제어 로직 - 센서/장치: 압력 센서, 초음파 센서, ToF 센서, 도어 스위치, 기어 스위치, RTOS - 기능: 센서 데이터 수집 및 처리, 운전자 존재 여부 판단, 위험 상황 판별, CAN 통신 기반 제어 흐름 구현 - 비고: FreeRTOS 기반 멀티태스크 구조 설계, ERU 인터럽트 기반 초음파 비블로킹 측정, 센서 처리와 CAN 통신을 중심으로 MAIN ECU 기능 구현에 참여, 전체 툴 작성까지 담당하며 시스템 연결 안정화에 기여 |
윤한준 - 보드: TC275 CLU ECU - 담당: 경고 및 상태 표시(HMI) - 센서/장치: LCD, LED, 부저 - 기능: 차량 상태 표시, 위험 상태 표시, 경고 출력, UART 로그 전송 - 비고: 부저, LED, LCD를 통해 사용자에게 실시간 정보 제공, 계획한 동작을 모두 수행했고 표시 계층 구현을 완성 |
| Hardware | Software | Tools |
|---|---|---|
| Infineon TC375, TC275 Raspberry Pi 4 압력 센서, ToF 센서, 초음파 센서 엔코더 DC 모터, 서보 모터, IMU 센서 LCD, LED, 부저, MP3 모듈 |
C / C++ Python 3 Flask SQLite CAN / UART 통신 |
AURIX IDE VS Code GitHub Jira / Confluence |
VAPS는 단순 경고 시스템이 아니라,
운전자 부재 감지 → 위험 판단 → 경고 → 자동 제동 → 기록 및 모니터링까지 이어지는 전체 안전 제어 흐름을 구현한 프로젝트입니다.
특히 임베디드 환경에서 센서, 통신, 제어, 사용자 알림, 로깅, 웹 모니터링을 하나의 시스템으로 통합해 본 경험이라는 점에서 의미가 있습니다.
- 통신 오류 및 예외 상황 대응 보완 필요
- 로그 조회 / 필터링 기능 고도화 필요
- 모니터링 화면의 직관성 개선 필요
- 실제 동작 타이밍과 일부 예외 케이스 추가 검증 필요
- 라이브러리 오버헤드 및 성능 최적화 필요
| 디렉터리 | 설명 |
|---|---|
| MAIN/ | TC375 기반 MAIN ECU 프로젝트입니다. FreeRTOS 싱글코어 환경에서 센서 입력 수집, 운전자 이탈 및 위험 상태 판단, 상태 머신 기반 제어 명령 생성, CAN 통신 로직이 포함되어 있으며 실제 애플리케이션 코드는 iLLD_TC375_ADS_FreeRTOS_Basic/App/ 아래에 정리되어 있습니다. |
| ACT/ | TC375 기반 ACT ECU 프로젝트입니다. MAIN ECU 명령을 수신해 구동 모터와 브레이크를 제어하고, 엔코더와 IMU 데이터를 이용해 차량 상태를 피드백합니다. Servo_driver/, encoder_moter/ 폴더에는 구동부 단위 테스트 및 주변장치 제어 코드가 포함되어 있습니다. |
| CLU/ | TC275 기반 CLU ECU 프로젝트입니다. LCD, LED, 부저를 통해 경고와 차량 상태를 표시하고, CAN으로 전달받은 정보를 사용자에게 보여주는 HMI 역할을 담당합니다. UART_driver/와 Utility/에는 UART 전송 및 LCD 관련 보조 코드가 포함되어 있습니다. |
| RPI/ | Raspberry Pi 기반 모니터링 파트입니다. MON/ 폴더를 중심으로 Flask 웹 대시보드, SQLite 이벤트 로그 저장, UART 이벤트 수신 및 파싱, RGB LED 경고 출력, MP3 음성 알림 기능을 제공합니다. |
| can_example/ | TC375 보드 기준 CAN 송수신 동작을 별도로 확인하기 위한 예제 코드 모음입니다. 송신(can_tx), 수신(can_rx), 응답 보드 테스트(TC375_CAN) 예제가 포함되어 있습니다. |
| tof_test/ | VL53L0X ToF 거리 센서 단독 동작을 검증하기 위한 테스트 폴더입니다. 센서 연동용 샘플 코드와 벤더 API가 포함되어 있어 MAIN ECU 통합 전 거리 측정 기능을 개별 확인할 수 있습니다. |