초록 ▼

□ 연구개요
무인 지게차는 산업현장 내에서 관제 시스템 내의 작업자에 의해 원격 제어가 이루어지거나 혹은 무인 자율주행이 이루어지게 된다. 이는 돌발 상황에 대응할 수 있도록 주변 환경을 파악하고, 장애물을 신속하게 충돌 회피하는 경로 추종 제어 시스템을 탑재하고 있다. 특히 자율주행 지게차가 목표 경로를 정밀하게 추종할수록, 높아진 물류 순환속도를 통해 작업현장에서의 생산성 및 경제성은 더욱 높아질 것으로 기대된다. 본 연구 과제에서는, 먼저 가격 경쟁력을 고려하여 저가형 상용 GPS 및 센서융합을 통한 자율주행 지게차의 자

□ 연구개요
무인 지게차는 산업현장 내에서 관제 시스템 내의 작업자에 의해 원격 제어가 이루어지거나 혹은 무인 자율주행이 이루어지게 된다. 이는 돌발 상황에 대응할 수 있도록 주변 환경을 파악하고, 장애물을 신속하게 충돌 회피하는 경로 추종 제어 시스템을 탑재하고 있다. 특히 자율주행 지게차가 목표 경로를 정밀하게 추종할수록, 높아진 물류 순환속도를 통해 작업현장에서의 생산성 및 경제성은 더욱 높아질 것으로 기대된다. 본 연구 과제에서는, 먼저 가격 경쟁력을 고려하여 저가형 상용 GPS 및 센서융합을 통한 자율주행 지게차의 자차 위치를 정밀하게 인식한다. 이를 바탕으로 자율주행 지게차가 정밀하게 목표 경로를 완주할 수 있도록 하는 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 1차년도 연구 목표 : 자율주행 지게차의 경로 생성 로직 개발 : 자율주행 지게차의 실시간 정밀 위치 인식을 위하여 새로운 형태의 적응형 칼만 필터 (adaptive Kalman filter) 기법이 제시된다. 이는 다양한 주행 조건 및 GPS 수신 환경에 대한 규칙 기반 논리를 동반하기 때문에, 물류 작업 현장이 실내외 어디에 있든 높은 정확도를 유지하며 실시간 자차 위치 정보를 추정하게 된다. 기존의 자차 위치 인식 로직들과의 성능 비교를 위해, 동등한 조건에서의 다양한 주행 시뮬레이션를 진행하고자 한다. 이를 통해 도출되는 실시간 자차 위치 정보들은 차량의 주행 경로 생성 및 경로 추종제어에 활용된다.
- 2차년도 연구 목표 : 모델 예측 제어 기반 자율주행 지게차의 경로 추종 로직 개발
세부 연구 내용 ① 자율주행 경로 추종용 모델 예측 제어기 (MPC) 설계 : 경로 추종 로직은 미리 지정된 목표 경로와 차량 간의 실시간 거리 오차 및 운동 방향 각도 오차를 제어 대상, 즉 상태 변수로 지정한다. 본 연구과제의 핵심 전략인 모델 예측 제어 (MPC)는 몇 초 뒤 미래의 차량 종횡방향 거동을 수학적 모델 기반으로 미리 예측하여서 제어에 반영한다는 특징을 가지며, 이를 통해 다른 제어기 대비 더 높은 경로 추종 정확도를 이끌어 낼 수 있다.
세부 연구 내용 ② mini-scale 지게차 로봇를 활용한 자율주행 전체 알고리즘 통합 검증 : 전체 자율주행 알고리즘의 통합 검증을 위해 mini-scale 지게차 로봇을 활용한 다. 로봇 운영체제인 robot operating system 2를 기반으로 전체 자율주행 제어가 구현된다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
해당 기술은 현재 출시되는 자율주행 지게차에도 쉽게 탑재가 가능하도록 설계하여 호환성, 실용성, 경제성 측면에서 경쟁력을 가질 것으로 기대된다. 최종적으로는 건설기계 분야 기업 및 관련 부품 업체들과의 협력을 통해 기술 양산화가 이루어진다면, 해당 과제의 결과물을 활용한 경제적 수익 창출도 충분히 가능할 것으로 기대된다. 또한 자율주행 지게차에 대한 다양한 주행 시나리오를 구현할 수 있는 자율주행 지게차용 시뮬레이션 환경이 새롭게 구축되기 때문에, 향후 건설기계 기업들과의 다양한 연구 교류 및 협업이 이루어질 수 있는 장이 마련될 것으로 기대된다. 최종적으로는 향후 전세계 자율주행 지게차 시장에서 국내 장비의 경로 추종 제어 기술의 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 고대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 22