비상조향·충돌회피를 위한 LTV-MPC 및 상태제약 최적제어 연구

LTV-MPC and State-Constrained Optimal Control for Emergency Steering and Collision Avoidance

연구 내용

슬립 도로 비상조향 상황에서 충돌회피 경로를 생성하고 차량 yaw 안정성과 경로추종 성능을 동시에 만족시키는 MPC 기반 최적제어 연구

비상상황에서 차량이 장애물과 차선 경계를 회피하면서 횡방향 안정성을 유지하도록 제어기를 설계합니다. 주변 환경을 반영해 안전 경로를 생성하고, 선형 시간변화 모델을 기반으로 LTV-MPC가 예측 구간에서 상태 제약과 제어 제약을 함께 만족하도록 구성합니다. 또한 슬립 도로와 같이 모델 불확실성이 큰 조건에서는 yaw 안정성을 우선하도록 적응 제약을 적용합니다. 상태제약 최적화에서는 중간 시점에서의 상태 목표를 제약으로 포함해 빠르고 안정적인 차선변경 경로를 산출합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 비상조향을 위한 경로 생성과 차량 동특성을 연계하여 yaw 안정성을 포함한 안전 경로를 도출하는 연구를 수행했습니다. 이후에는 도로 마찰이 저하된 조건에서 시스템 모델 변화에 대응하기 위해 LTV-MPC의 예측 구조를 확장하고, 상태·제어 제약을 유지하면서도 목표 우선순위를 안정성 중심으로 재구성하는 방향으로 발전했습니다. 최근에는 위험도 기반 의사결정과 상태제약이 포함된 실시간 경로계획을 결합하여, 충돌회피와 횡방향 안정성을 동시에 만족하는 제어 궤적 생성 흐름을 구축했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

슬립 도로 비상조향 제어
충돌위험 기반 다목적 경로 생성
차량 횡방향 안정성 우선 제약 설계
LTV-MPC 기반 실시간 궤적 추종
상태제약 최적화 기반 차선변경
차량 모델 불확실성 적응
고충실도 시뮬레이션 기반 제어 검증
비상상황 계층적 의사결정
전·제동 연계 안전제어
자동차용 안전 제어기 튜닝 절차