차량 주행경로 예측을 이용한 적응순항제어

Abstract

본 논문에서는 기존 ACC(Adaptive Cruise Control) 시스템이 곡선 주행 시 옆 차선에 주행하는 선행 차량을 목표 차량으로 선택하여 급 감속하는 문제점을 해결하기 위해 차량의 주행경로를 정확히 예측하여 목표 차량을 선택할 수 있는 ACC 시스템을 제안한다. ACC 시스템은 종방향 제어로 운전자가 원하는 속도를 입력하면 별도의 브레이크 및 가속 페달을 밟지 않고 원하는 속도를 추종할 수 있다. 또한, 현재 주행 중인 속도보다 낮은 속도로 주행 중인 선행차량이 있을 시 거리를 유지해줄 수 있는 시스템이다. 본 논문에서는 자 차량의 주행경로를 정확히 예측하기 위해 yaw angular acceleration을 추정을 위한 칼만 필터 예측기를 설계하고 추정된 yaw angular acceleration 정보와 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에서 출력되는 yaw rate, 종방향 속도를 포함하여 차량 주행경로 예측 모델을 설계방법을 제시한다. 속도를 추종하기 위해 PI 제어기를 설계했으며 선행차량의 움직임을 Radar 센서 정보를 통해 출력된 상대거리 및 속도를 이용하여 현재 주행 중인 속도보다 낮은 속도로 주행 중인 선행차량과 거리제어를 할 수 있는 제어기를 설계한다. 제안된 알고리즘은 CarSim과 MATLAB/Simulink를 이용하여 모의실험으로 검증한 뒤 실차 실험 데이터를 통해 실용성을 검증했다.