모델예측제어를 이용한 횡 방향 회피 개입판단 및 제어

Abstract

국문요지 최근 차량의 주변환경 인지를 바탕으로 한 능동안전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 능동안전 기술이란 차량의 충돌 위험 상황에서 종/횡 방향 제어를 이용해 충돌을 회피하는 기술로써 제동을 이용한 Autonomous Emergency Braking(AEB)와 조향을 이용한 Autonomous Emergency Steering(AES)를 예로들 수 있다. 본 논문에서는 기존의 AEB를 이용한 충돌회피가 불가능한 상황에서 AES를이용해 충돌을 회피하는 시스템을 제안한다. AEB을 이용한 충돌회피 가능여부는 상대속도와 상대 거리를 바탕으로 차량의 최대제동으로 충돌회피가 가능한지 판단한다. AES를 이용한 충돌회피 가능 여부는 모델예측제어를 통해 예측한 경로와 차량의 거동특성을 바탕으로 판단한다. 모델예측제어의 경우 2-DOF Bicycle Model을 바탕으로 자 차량의 예측모델을 설정하였으며, CV model을 바탕으로 주변 차량의 경로를 예측하였다. 이와 함께 주변 환경과 엑추에이터의 한계를 고려해 제한조건을 설정하고, 예측시점까지의 차량의 거동특성을 예측한다. 그 중에서 예측되는 최대 횡 가속도를 이용해 AES의 개입시점을 결정한다. 본 시스템의 검증을 위해 MATLAB/Simulink로 알고리즘을 구성하였으며, 차량동역학 상용 프로그램인 CarSim을 이용해 전방차량/ 컷인차량 시나리오에 대한 성능을 검증하였다.