저가의 GPS/IMU를 이용한 차량의 사이드 슬립 각 추정

Abstract

사이드 슬립 각 추정은 차량 자세 제어 분야에서 중요한 연구 분야이다. 사이드 슬립 각을 알면 차량 자세 제어장치 성능을 향상시킬 수 있다. 하지만 가격 관점에서, 사이드 슬립 각을 측정하는 센서는 고가이기에 현실적으로 양산 차량에 탑재되기 어렵다. 본 논문에서는 저가의 GPS(Global Positioning System)/IMU(Inertial Measurement Unit)를 이용하여 사이드 슬립 각을 추정하는 방법을 제안한다. 차량 내 저가의 IMU에서 측정되는 요 각속도와 저가의 GPS에서 측정되는 코스 각을 이용하여 사이드 슬립 각을 추정하는 방법을 제시한다. 저가의 IMU에서 측정되는 요 각속도와 저가의 GPS에서 측정되는 코스 각을 융합하기 위해 평면 횡방향 차량 모델을 사용한다. 그런데 시스템 관점에서, GPS의 샘플링 시간으로 사이드 슬립 각을 추정하면 제어 목적으로 사이드 슬립 각을 사용하기 어렵다. 본 논문에서는 제어 목적으로 사이드 슬립 각을 사용할 수 있도록 다중 속도 추정기를 설계하여 IMU의 샘플링 시간으로 사이드 슬립 각을 추정한다. 제안한 방법은 실험을 통해 검증하였다.