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AutoNav Lab
인하대학교 전기공학과
원종훈 교수
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AutoNav Lab

인하대학교 전기공학과 원종훈 교수

AutoNav Lab은 차세대 위성항법시스템(GNSS) 신호 설계, 수신기 개발, 그리고 자율주행 및 스마트 모빌리티를 위한 정밀 측위·센서 융합 기술을 선도적으로 연구하는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 본 연구실은 GNSS 신호의 설계 파라미터 분석, 신호 품질 평가, 전파 간섭 및 재밍 환경에서의 견고성 확보 등 위성항법시스템의 핵심 기술을 다루고 있습니다. 특히, 한국형 위성항법시스템(KPS) 신호 설계 및 성능 분석, 다중 위성군·다중 주파수 지원 수신기 개발, 그리고 소프트웨어 정의 라디오(SDR) 기반의 실험 및 시뮬레이션 플랫폼 구축 등 국가 인프라와 연계된 실질적 연구를 수행하고 있습니다. 자율주행 분야에서는 GNSS, IMU, LiDAR, 카메라 등 다양한 센서 융합을 통한 정밀 위치 및 자세 추정 기술을 개발하고 있습니다. GNSS 신호가 불능한 환경에서도 안정적인 위치 추정이 가능한 센서 융합 알고리즘, V2X 기반 협력 측위, LiDAR 포인트 클라우드 기반 위치 인식, 그리고 딥러닝 기반 인지·판단 기술까지 폭넓게 연구가 이루어집니다. 드라이빙 시뮬레이터, 혼합현실(Mixed Reality) 기반 자율주행 검증 환경, IMU 센서 에뮬레이터 등 실차 및 가상 환경에서의 실증 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 연구실은 GNSS 신호의 전파 환경 분석, 다중경로 및 재밍 시뮬레이션, 신호 품질 모니터링 등 다양한 응용 연구도 병행하고 있습니다. 또한, 고정밀 맵(HD Map) 기반 궤적 생성, 차량 동역학 기반 제어 알고리즘, 자율주행 안전성 평가 및 표준화 등 자율주행의 전 과정을 아우르는 기술 개발에 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 국내외 자율주행 경진대회, 산업체 협력 프로젝트, 특허 출원 등 실질적인 성과로 이어지고 있습니다. AutoNav Lab은 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 실용화 및 상용화에도 기여하고 있으며, 연구 결과는 SCI급 국제 저널, 특허, 학술대회 발표 등으로 활발히 공유되고 있습니다. 또한, ICT-미래자동차 융합 교육연구단, 미래형자동차 핵심기술 전문인력양성사업 등 대형 국책과제 수행을 통해 미래형 모빌리티 인재 양성에도 앞장서고 있습니다. 연구실은 앞으로도 차세대 위성항법시스템, 자율주행, 스마트 모빌리티 등 미래 교통·항법 분야의 핵심 원천기술을 지속적으로 개발하여, 국가 경쟁력 강화와 안전하고 편리한 미래 사회 구현에 기여할 것입니다.

대표 연구 분야
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위성항법 및 PNT 시스템
주요 논문
3
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1
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2026
Advanced VIL Architecture for Autonomous Driving: Legal, Technical, and Sensor Integration From ADAS to Full Autonomy
Yong-Ha Lee, Tae-Geun Kim, Jong‐Hoon Won
IF 8.4
IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
Validation and verification (V&V) of autonomous vehicles in real-world testing are limited by time, cost, safety, and scalability. Driving simulators provide safer alternatives but often fail to reproduce actual vehicle dynamics. This paper presents a Vehicle-in-the-Loop (VIL) simulation framework that integrates a chassis dynamometer with a virtual driving simulator to emulate real vehicle responses in real time. The framework enables bidirectional communication between the autonomous driving controller and simulated sensor data. For ADAS-level sensors (e.g., radar, ultrasonic), Over-the-Air (OTA) stimulation converts virtual outputs into physical signals. However, OTA becomes impractical for high-bandwidth sensors such as LiDAR and multi-camera systems due to data complexity and transmission latency. To overcome these challenges, a data injection approach is adopted, directly feeding simulated sensor data into the controller through a custom packet interface. Scenario-based V&V experiments aligned with national traffic regulations demonstrate that the proposed framework achieves realistic, regulation-compliant testing and quantitative consistency with real-world driving, achieving reliable validation in complex scenarios.
https://doi.org/10.1109/tits.2025.3640230
Chassis
Controller (irrigation)
Advanced driver assistance systems
Vehicle dynamics
Consistency (knowledge bases)
Network packet
Transmission (telecommunications)
SAFER
Intelligent transportation system
Virtual prototyping
2
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2024
Omni Point Air: LiDAR and Point Cloud Map-Based Place Recognition and Pose Estimation for Advanced Air Mobility in GNSS-Denied Environments
Ji-Ung Im, Jong‐Hoon Won
IF 14.3
IEEE Transactions on Intelligent Vehicles
For Advanced Air Mobility (AAM) systems operating in diverse environments, redundant localization techniques are essential to ensure continuous and safe mission execution. In this study, we propose a 3D place recognition and pose estimation method for AAM using a hemispherical light detection and ranging (LiDAR) sensor. The proposed approach includes a feature extraction method that leverages height differences in surrounding objects, a method for generating local and global descriptors from feature distances, and an efficient geometric verification and localization process through correspondence calculation. Additionally, the method incorporates a process to create a virtual descriptor database using a point cloud map, enabling robust localization in unvisited areas. All procedures are handcrafted, and the performance of the proposed method is validated through comparison with state-of-the-art methods using datasets generated in a simulator. The proposed method achieved over 99.16% average precision (AP) and a 99.99% F1 score in loop closure detection. In pose estimation, it achieved a root mean square error (RMSE) of 0.836 meters or less for position and 0.195 degrees or less for heading. Furthermore, a time analysis on both a general PC and an embedded device confirmed the real-time capability of the proposed method, with an average pose estimation time of 21.70 milliseconds on the embedded device, demonstrating its feasibility for real-time localization in low-power environments.
https://doi.org/10.1109/tiv.2024.3516791
GNSS applications
Point cloud
Lidar
Remote sensing
Point (geometry)
Pose
Computer science
Computer vision
Cloud computing
Precise Point Positioning
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인용수 9
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2024
Omni Point: 3D LiDAR-Based Feature Extraction Method for Place Recognition and Point Registration
Ji-Ung Im, Seok-Won Ki, Jong‐Hoon Won
IF 14.3
IEEE Transactions on Intelligent Vehicles
In autonomous driving, place recognition is an essential component for successful mission execution, where Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is widely used in the system to estimate the vehicle's position by avoiding error accumulation. Various research efforts based on deep learning or handcrafted methods are currently underway to improve the place recognition performance. However, deep learning-based approaches pose certain challenges compared to handcrafted methods such as being less interpretable and often requiring extensive training time. In this paper, we propose a handcrafted method-based efficient feature extraction method for place recognition and point registration that aims to overcome these challenges while achieving high performance. The proposed method involves extracting robust feature points, generating powerful descriptors, and achieving performance levels similar to deep learning methods, while ensuring algorithmic versatility. Validation results using the KITTI dataset are also included in the paper, demonstrating exceptional performance even in demanding scenarios involving rotated loops. The results show an average loop closure accuracy of 95% or better, and an average pose estimation accuracy of 0.1 meters for translation and 0.15 degrees for rotation.
https://doi.org/10.1109/tiv.2023.3348525
Computer science
Artificial intelligence
Feature extraction
Feature (linguistics)
Translation (biology)
Point (geometry)
Rotation (mathematics)
Deep learning
Pattern recognition (psychology)
Position (finance)
정부 과제
29
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1
주관|
2021년 5월-2024년 12월
|122,498,000
정지궤도 위성용 GNSS 수신환경 알고리즘 개발검증
○ 정지궤도에서의 GNSS 수신환경 분석 및 미약신호 수신기 알고리즘 개발 1. 정지궤도 위성 우주환경 GNSS 수신환경 분석 - 위성 가시성, GDOP, Link Budget, C/N0, ranging 정밀도, 항법 성능 등 분석 2. 정지궤도 위성탑재 우주용 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 개발 - 우주환경 GNSS 신호 시뮬레이션 기술 개발 - 고감도 미약신호 획득/처리부 및 항법 알고리즘 개발 - FPGA용 알고리즘 소프트웨어 포팅 지원 3. 정지궤도 위성탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 알고리즘 검증절차 개발 및 항법 성능 데이터 분석 및 검증 ○ 연차별 연구개발 1차년도 : 정지궤도 위성용 우주환경 GNSS 수신환경 분석 계획수립 및 자료 조사 GNSS 우주신호환경 시뮬레이터 성능 고도화 (선행연구 결과 이용) GNSS 수신기 시뮬레이터 성능 고도화 2차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 개발 우주용 GNSS 수신기 성능향상 기술 연구 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 설계 및 구현 (Near real-time) 우주용 GNSS 신호발생 시뮬레이터 설계 및 구현 3차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 알고리즘 검증절차 개발 우주용 GNSS 신호발생 시뮬레이터 고도화 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 고도화 및 검증절차 개발 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 포팅 지원 4차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 데이터 분석 및 검증 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 포팅 지원 우주용 GNSS 수신기 항법해 데이터 분석 및 검증
정지궤도 위성
GNSS 수신기
우주환경
가시성 분석
미약신호처리
항법필터
Ranging 정밀도
위치정밀도
2
2021년 5월-2024년 12월
|96,800,000
정지궤도 위성용 GNSS 수신환경 알고리즘 개발검증
선행 연구를 통하여 기개발한 우주용 GNSS 수신환경 분석 시뮬레이터 기술을 기반으로 정지궤도 위성용 GNSS 수신기 개발을 위한 우주수신환경 분석을 수행. 이 결과물을 GNSS 수신기 알고리즘 설계에 적용하여 최적의 수신기 설계 파라미터(1. 획득부 : 적산시간, 항법비트 도움방식, 코드 및 도플러 검색영역 설정 등, 2. 추적부 : 적산시간, 대역폭,...
정지궤도 위성
GNSS 수신기
우주환경
가시성 분석
미약신호처리
항법필터
Ranging 정밀도
위치정밀도
3
주관|
2021년 5월-2024년 12월
|168,702,000
정지궤도 위성용 GNSS 수신환경 알고리즘 개발검증
○ 정지궤도에서의 GNSS 수신환경 분석 및 미약신호 수신기 알고리즘 개발 1. 정지궤도 위성 우주환경 GNSS 수신환경 분석 - 위성 가시성, GDOP, Link Budget, C/N0, ranging 정밀도, 항법 성능 등 분석 2. 정지궤도 위성탑재 우주용 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 개발 - 우주환경 GNSS 신호 시뮬레이션 기술 개발 - 고감도 미약신호 획득/처리부 및 항법 알고리즘 개발 - FPGA용 알고리즘 소프트웨어 포팅 지원 3. 정지궤도 위성탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 알고리즘 검증절차 개발 및 항법 성능 데이터 분석 및 검증 ○ 연차별 연구개발 1차년도 : 정지궤도 위성용 우주환경 GNSS 수신환경 분석 계획수립 및 자료 조사 GNSS 우주신호환경 시뮬레이터 성능 고도화 (선행연구 결과 이용) GNSS 수신기 시뮬레이터 성능 고도화 2차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 개발 우주용 GNSS 수신기 성능향상 기술 연구 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 설계 및 구현 (Near real-time) 우주용 GNSS 신호발생 시뮬레이터 설계 및 구현 3차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 알고리즘 검증절차 개발 우주용 GNSS 신호발생 시뮬레이터 고도화 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 고도화 및 검증절차 개발 우주용 GNSS 수신기 알고리즘 포팅 지원 4차년도 : 정지궤도 위성 탑재 우주용 GNSS 수신기 항법해 데이터 분석 및 검증 GNSS 수신기 신호처리 알고리즘 포팅 지원 우주용 GNSS 수신기 항법해 데이터 분석 및 검증
정지궤도 위성
GNSS 수신기
우주환경
가시성 분석
미약신호처리
항법필터
Ranging 정밀도
위치정밀도
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022지역위성항법시스템용 분산형 보정정보 메시지 전송 방법 및 장치1020220037992
등록2021자율주행 시스템의 운전 능력 자동 평가 시스템 및 방법1020210043174
등록2018클라우드 데이터 처리 GNSS 재밍 감시 방법 및 시스템1020180129094
전체 특허

지역위성항법시스템용 분산형 보정정보 메시지 전송 방법 및 장치

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220037992

자율주행 시스템의 운전 능력 자동 평가 시스템 및 방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210043174

클라우드 데이터 처리 GNSS 재밍 감시 방법 및 시스템

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180129094