무인자율주행을 위한 횡방향 제어기의 설계 및 실험적 검증

Abstract

차량의 전자제어 기술이 발전함에 따라 각종 능동 안전시스템의 개발 및 상용화가 본격화 되었다. 이러한 능동 안전 시스템의 기술확보를 기반으로 하여 지능형 자율주행 시스템의 연구 또한 활발히 진행 되고 있다. 지능형 자율주행 기술의 기반이 되는 차량의 횡방향 제어에 관련된 많은 연구가 진행되고 있으나, 기존의 연구가 제어 알고리즘의 수학적인 고도화에 집중되어 있다. 본 연구에서는 차량의 횡방향 제어와 관련하여 제어 입력값의 개선을 통한 제어 성능의 향상을 도모하고자 한다. 먼저 횡방향 인지 성능이 비교적 우수한 비전센서를 이용하여 차선인지에 기반한 횡방향 오프셋 값을 적용함으로써 횡방향 오프셋 입력값의 성능을 확보하였다. 두 번째로 도로 환경에 따라 비전센서 기반 입력값과 GPS 기반 입력값을 선택 적용할 수 있도록 스위칭 알고리즘을 구현하여 비전센서의 인지 오류로 인한 횡방향 제어 실패를 방지, 차량의 주행 안정성을 향상 시켰다. 세번째로 일반적인 운전자의 운전 특성을 고려하여 예견 제어 (Look-ahead control) 를 수행함으로써 헤딩각 오차의 적정한 입력이 이루어지도록 오차 계산 알고리즘을 구성하였다. 최종적으로 구성한 무인자율주행 차량을 이용한 실차주행 실험을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다