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유인운전차와의 상호작용을 고려한 자율주행차량의 제어 전략
우제민(Jemin Woo),안창선(Changsun Ahn) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
자율주행차량의 개발이 활발히 진행됨에 따라, 가까운 미래에는 자율주행차량과 유인운전차량이 도로 위에 함께 주행하게 될 것이고 이에 따라 안정성과 효율적인 주행을 위해 두 차량 간의 협력 주행에 대한 연구가 필요하다. 현재 진행중인 연구는 대부분 자율주행차량을 보수적으로 주행하도록 설계하거나 미리 정의되어 있는 주행 패턴을 사용한다. 하지만 이는 유인운전차와의 상호작용을 고려하지 못하고 효율적인 주행을 하기에 한계가 존재한다. 본 논문에서는 유인운전차와의 상호작용을 고려한 자율주행차량의 제어 전략에 대해 다룬다. 두 차량 사이의 협력 주행 문제는 구간 최적 제어 문제로 정의되며, 모델 예측 제어 방법을 통해 자율주행차량의 최적입력을 구한다. 또한, 두 차량을 모두 고려한 비용 함수를 설계하고, 각 차량의 비용함수에는 주어진 미래구간 동안 추종해야 하는 상태와 변화하는 입력을 최소화하도록 고려하며, 자율주행차량은 유인운전차의 요구되는 미래 상태를 알 수 없기 때문에 예측 모델을 사용하여 고려한다. 또한, 유인운전차량의 성향에 따른 입력을 계산하기 위해 두 차량의 비용 함수에 다른 가중치를 고려한다. 유인운전차량이 양보하는 성향이 강한 경우, 자율주행차량은 유인운전차보다 자차의 비용을 더 고려하고, 유인운전차량이 양보하지 않는 성향이 강한 경우, 자율주행차량은 자차보다 유인운전차량의 비용을 더 고려하게 된다. 본 논문에서 다루는 제어 전략은 시뮬레이션을 통해 검증되며, 도로상황으로 교차로 상황을 고려하였다. 유인운전차량의 성향에 따라 다른 가중치를 설정하여, 양보 및 선행을 결정하는 전략을 통해 속도 제어 결과를 확인하였다. Fig.1은 유인운전차량이 친절한 상황이며, 이에 따라 자율주행차량은 가속하게 된다. Fig.2는 유인운전차량이 공격적인 상황이며, 이에 따라 자율주행차량은 감속하게 된다.
MEMS 정전형 회전 액추에이터를 위한 무향칼만필터 기반 회전각 추정
우제민(Jemin Woo),한봉수(Bongsu Hahn),안창선(Changsun Ahn) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.12
The capacitance of the MEMS electrostatic rotary actuator and the angle of the rotor have a fringe effect and large non-linearity that cannot be ignored. Therefore, the rotation angle estimation is not as simple as that based on a simple flat capacitor model. In addition, since the electrodes must perform driving and sensing at the same time, a method of coupling is required. In this paper, a capacitance model is derived as a data-based model that effectively expresses nonlinear capacitance with sufficient accuracy. Also, by separating the driving and sensing electrodes, high measurement accuracy is possible. UKF is used to consider the nonlinear measurement model, and the estimated angle shows high accuracy. The proposed method can be applied to a similar system with nonlinear capacitance.