트레일러 후미 위치를 고려한 트랙터-트레일러 차로 유지 보조 시스템 설계

Abstract

최근 자율주행에 대한 관심이 높아지면서 상용차량의 자율주행에 대한 관심 또한 높아지고 있다. 대표적인 상용차량인 트랙터는 일방적으로 트레일러와 연결되어 운용된다. 하지만 트레일러에는 센서와 액추에이터의 설치가 제한되기에 자율주행에 많은 제약이 있다.

본 연구에서는 트랙터-트레일러의 차로 유지 보조 시스템을 설계를 위한 종방향/횡방향 모델을 제안한다. 현실과 유사한 환경 구축을 위하여 트랙터의 센서와 액추에이터만을 이용하여 연구를 진행한다. 도로 진입 전에는 종방향 모델을 이용하여 주행 중 차량의 롤안정성 및 자세 오차를 평가하고, 도로 진입 후 Interactive Multiple Model(IMM)필터를 이용하여 트랙터-트레일러의 주요인자인 Hitch angle을 추정한다. 이를 이용하여 트레일러의 후미 위치를 계산하여 트랙터의 조향각을 결정한다.

제안된 방법은 차량시뮬레이션 소프트웨어인 TruckSim과 Matlab/Simulink를 이용하여 검증된다. 트랙터-트레일러의 주요인자인 Hitch angle은 운동학, 동역학 정상상태 gain 튜닝과 IMM 필터의 결과와 비교한다. 차선 유지 시스템의 경우 트레일러의 후미를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우 두 가지에 경우에 대해 평균이탈거리를 비교한다. 실험결과 제안한 IMM 필터에서의 hitch angle의 정확도가 높은 것을 확인하였으며, 트레일러의 후미를 고려한 차선 유지 보조 시스템이 평균이탈거리가 낮음을 확인하였다.|Recently, interest in autonomous driving of commercial vehicles is increasing, A tractor is connected to a trailer and operated. However, there are many restrictions on autonomous driving because sensors and actuators is restricted in trailers.

In this paper we proposes a longitudinal/lateral model for tractor-trailer lane-keeping system. Before entering the road, roll stability and position error are evaluated using a longitudinal model. Hitch angle is estimated using Interactive Multiple Model(IMM) filter after entering the road. Using this steering angle of tractor is determined by rear position of trailer

Proposed method is verified by simulation software TruckSim. The result show that IMM filter has high accuracy in estimating hitch angle. And the average deviation distance is low when it is considering the rear position of trailer