자율주행-제어시스템 (matlab 코드 포함)

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10월 초 서울 코엑스에서 개최된 한국전자전(KES)에 참관하여 본 제품 중 제일 기억에 남는 것은 자율주행과 관련된 기술이었다. 자율주행 하는 캐리어를 보고 자율주행은 어떤 원리로 되는 것인 것 알아보고 싶어 졌다. 자율주행 자동차에 사용되는 원리와 비슷할 것이라 생각하고 수업시간에 배운 지식들을 활용해 자율주행 자동차에 쓰이는 제어기술에 대해 알아보고자 한다.

<중 략>

자율주행에서 제어 시스템은 통합 시스템으로부터 경로 추종에 따른 제어 값을 입력 받아 제어하는 시스템이다. 제어 시스템에는 횡방향 제어 시스템과 종 방향 제어 시스템으로 나뉘고, 종 방향 제어 시스템은 가,감속(Accelerator)과 제동(Brake)으로 나뉜다.

이번 과제를 통해 횡방향 제어에 대해 자세히 알아볼 것이다.
‘자율주행차 횡방향 제어’란 차량이 차선 중앙을 유지할 수 있도록 자율주행차 횡방향 제어하는 것이다. 보통 제어시스템에서 상태 값 모두를 알지 못하는 경우가 많기 때문에 상태 피드백 제어와 출력 피드백 제어시스템 중 출력 피드백 제어를 많이 사용한다.

출력 되먹임과 보상기를 사용한 제어 시스템
차량 횡방향 동역학의 상태 공간 모델식은 다음과 같이 유도된다

<중 략>

이는 도로에 대한 횡방향 위치 오차와 요 각도 오차, 그리고 각각의 미분에 대한 상태벡터에 대해 조향각과 선회반경 R로부터 결정된 요구 요레이트를 입력으로 한 상태방정식이다.

참고자료

· Kmook(차량용 제어 시스템)