본 연구는 레이싱 차량을 위한 궤적 최적화 방법을 제안하며, 타이어 마찰계수의 추정을 통해 속도와 경로 계획 성능을 극대화하는 것을 목표로 한다. 이 방법은 타이어 마찰과 차량 동역학이 최적의 랩 타임 달성에 결정적이어서, 고속 레이싱 환경에 내재한 문제들을 해결하고자 한다. 마찰원(c friction circle) 모델을 사용하여 마찰계수를 산정하고, 이를 바탕으로 서로 다른 트랙 구간에 대한 최대 가능한 속도 및 가속 제약을 계산한다. 최적화 문제는 경로 곡률과 랩 타임 모두를 최소화하도록 정식화되었으며, 이 두 요소 사이의 균형을 통해 최적 궤적을 도출한다. 실험 검증은 대한민국 용인에 있는 AMG Speedway 숏 트랙에서 실제 차량을 이용해 수행되었고, 제안된 방법은 최소 곡률 방법(minimum curvature method)에 비해 서로 다른 트랙에서 랩 타임이 유의미하게 개선되는 것으로 나타났다. 제안 알고리즘은 랩 타임을 효과적으로 최소화하였으며, 표준 컴퓨터에서 평균 계산 시간 30 s로 응용 가능성을 보여주었다. 본 연구는 특히 레이싱 맥락에서의 자율주행 차량 경로 계획에 유용한 통찰을 제공하며, 자율주행 기술의 추가 발전을 위한 견고한 기반을 제시한다.

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