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문제 정의
- 합류 차선에 차량은 메인 차선에 차량의 정보와 남은 합류 차선을 고려해서 안전하고 빠르게 차선 변경을 하는 것에 초점을 맞추어야 한다. 본 논문은 이러한 고속도로 합류점 상황에 적합한 자율주행 알고리즘을 개발하였다.
- 본 연구에서는 합류점 상황의 자율주행을 위한 주행 모드 결정 알고리즘을 개발하였다. 합류상황에서는 고속도로 일반 상황과 달리 합류 차선을 최대한 빠르고 안전하게 빠져나가는 것이 핵심이다.
- 1초이고 예측 범위의 길이는 15 샘플로 결정되었다. 샘플링 타임과 예측 범위의 길이는 실제 차량 환경에서 실시간으로 돌아가는 여부와 필요 안전 예측범위를 고려해서 정하였다. MATLAB에서 모델 예측 기법(4~6)을 풀기 위하여 MATLAB에 활용 가능하도록 개발된 FORCES를 solver로 사용하였다.
가설 설정
- 예측을 위해 자율주행 차량은 2m/s2 , 2 −2m/s2 로 등가속도 운동하는 경우를 가정하고 메인 차선 차량은 현재 상태의 위치, 속도, 가속도 정보를 바탕으로 등가속도 운동을 한다고 가정한다.
- 주행 환경 예측을 위해 전통적으로 결정론적(deterministic) 접근법을 사용한다. 이는 자차량 및 주변 차량이 현재 상태를 일정 시간 유지한다고 가정한다. 그러나, 이러한 정보는 가까운 미래 주행 상황의 부정확한 해석을 야기한다.
- 주변 차량의 합리적이고 현실적인 예측을 위해, 차량간의 상호 작용 및 도로 형상 같은 제약 조건을 고려해야 한다. 이를 위해, 주변 차량의 운전자들이 차선 유지, 중앙선 침범 금지 등의 교통 규칙을 따른다고 가정한다.
- 3의 Output과 같이 결정된다. 주변 차량의 위치를 예측할 때, 주변 차량의 크기는 자차량과 동일하다고 가정된다.
- 두 번째 파트는 예측 부분으로 차선 유지 모델을 이용한다. 차선 유지모델은 가정한 교통 규칙을 기반으로 요구 요 레이트를 계산하고 예측 과정의 한 사이클 동안 차량 상태 예측기와 상호작용한다. 차량 상태 예측기에서 차량의 합리적 위치 및 오차 공분산이 EKF에 의해 예측된다.
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