어댑티브 오토사 플랫폼을 이용한 모델 예측 제어 기반 적응형 순항 제어 앱 개발: 프리스캔 시뮬레이션 연동 = Development of a Model Predictive Control- Based Adaptive Cruise Control Application on Adaptive AUTOSAR Platform: PreScan Simulation Integration

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 어댑티브 오토사 플랫폼 상에서 모델 예측 제어 기반의 적응형 순항 제어기를 개발하고, 자율주행 시뮬레이터 프리스캔(PreScan)과 인피니언 차량용 프로세서 오릭스를 이용하여 검증하였다. 프리스캔 환경에서 생성된 차량 및 센서 데이터를 어댑티브 오토사 플랫폼으로 전달하고, 어댑티브 오토사 플랫폼 상에서 실행되는 적응형 순항 제어 애플리케이션이 목표 가속도를 산출한 후, 이를 인피니언 프로세서 오릭스로 전달하는 방식으로 구성된다. 인피니언 프로세서에서는 전달받은 가속도 값을 기반으로 스로틀 및 브레이크 제어 입력으로 변환하며, 변환된 제어 입력은 다시 프리스캔 시뮬레이터로 전달되어 차량의 종방향 주행 거동을 재현한다. 이와 같은 구조를 통해 오토사 어댑티브 플랫폼 – 인피니언 오릭스 – 프리스캔 시뮬레이터로 연결되는 시뮬레이션 환경을 구성하였으며, 제어 알고리즘이 실제 ECU 연산을 포함한 환경에서도 정상적으로 동작함을 확인하였다. 어댑티브 오토사 플랫폼에서 실행되는 적응형 순항 제어 애플리케이션과 실제 ECU 간의 데이터 교환이 안정적으로 이루어졌으며, ECU에서 계산된 제어 입력이 프리스캔 시뮬레이터에 정상적으로 반영되어, 차량의 가감속 거동이 재현됨을 확인하였다. 이를 통해 자율주행 제어 기능의 개발 및 초기 검증 단계에서 활용 가능한 프레임워크임을 확인하였다.
본 논문에서 제안하는 구조는 실제 차량 시험 이전 단계에서 자율주행 제어 소프트웨어의 동작을 효율적으로 검증할 수 있는 환경을 제공하며, 향후 다양한 ADAS 및 자율주행 기능으로 확장 가능하다. 특히 어댑티브 오토사 플랫폼 기반 애플리케이션과 실제 ECU를 연동한 시뮬레이션 구조는 소프트웨어 정의 차량 환경에서의 제어 소프트웨어 검증 구조로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, a Model Predictive Control (MPC)-based Adaptive Cruise Control (ACC) system is developed on the Adaptive AUTOSAR platform and validated using the PreScan autonomous driving simulator and an Infineon AURIX automotive processor. The proposed framework is configured such that vehicle and sensor data generated in the PreScan environment are transmitted to the Adaptive AUTOSAR platform, where the ACC application computes the desired longitudinal acceleration. The calculated acceleration command is then delivered to the Infineon AURIX processor, which converts it into throttle and brake control inputs. These control inputs are fed back to the PreScan simulator to reproduce the longitudinal driving behavior of the vehicle.
Through this architecture, a closed-loop simulation environment connecting the Adaptive AUTOSAR platform, the Infineon AURIX processor, and the PreScan simulator is established. Experimental results confirm that the control algorithm operates correctly even when actual ECU computation is included in the loop. Stable data exchange between the Adaptive AUTOSAR platform and the real ECU is verified, and the control inputs computed on the ECU are correctly reflected in the PreScan simulation, resulting in consistent acceleration and deceleration behavior. These results demonstrate that the proposed framework can be effectively utilized for the development and early-stage validation of autonomous driving control functions.
The proposed simulation architecture provides an efficient environment for verifying autonomous driving control software prior to real vehicle testing and can be extended to support various Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) and autonomous driving functions. In particular, the integration of Adaptive AUTOSAR-based applications with a real ECU is expected to serve as a practical validation framework for control software in software-defined vehicle environments.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 관련 연구 4
• 2.1 차량용 소프트웨어 오토사 플랫폼 4
• 2.1.1 오토사 어댑티브 플랫폼 7
• 2.2 적응형 순항 제어 (Adaptive Cruise Control, ACC) 9
• 2.3 프리스캔 시뮬레이터 기반 ADAS 시스템 검증 연구 11
• 3. 어댑티브 오토사 플랫폼을 이용한 ACC 시스템 제어 앱 개발 및 프리스캔 시뮬레이션 연동 12
• 3.1 MATLAB/Simulink ACC 모델 설계 14
• 3.2 어댑티브 오토사 애플리케이션 설계 19
• 3.3 프리스캔 시뮬레이터 설계 19
• 3.4 프리스캔 시뮬레이터 – 어댑티브 오토사 연동 22
• 3.5 프리스캔 시뮬레이터 – 오릭스 TC387 연동 25
• 4. 실험 결과 30
• 5. 결론 36
• 참고 문헌 38
• Abstract 41