KR102260484B1 - Steering control device and method for unmanned autonomous vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 이동체가 사전에 생성되는 이동 경로를 안정적으로 추종하도록 제어하는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling the steering of an unmanned autonomous vehicle, and to an apparatus and method for controlling the steering of an unmanned autonomous vehicle for controlling the vehicle to stably follow a previously generated movement path.
일반적으로, 무인 자율주행 이동체의 경로를 추적하는 기법은 이동체의 목표 지점인 Look Ahead Point를 선택하고, 선택된 지점으로 이동하기 위한 곡률을 계산하여 경로를 생성한다. 그러나, 급커브 등의 곡률이 높게 계산되는 경로에서는 오버슈트가 발생하는 문제가 있다. 예를 들어, 무인 자율주행 이동체는 곡률이 높게 계산되어 오버슈트가 발생하는 경우에, 안정된 다음 경로를 생성하기에는 추적되는 경로로부터 과도하게 벗어나는 등의 문제가 발생한다. 이와 같이, 순수추적 기법은 비효율적인 경로를 생성하여, 생성된 경로를 주행하는 도중에 발생하는 흔들림, 시간지연 등의 문제가 존재하며, 이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 안정된 주행을 위한 경로를 생성하는 방안이 요구되는 실정이다.In general, a technique for tracking the path of an unmanned autonomous driving moving object selects a look ahead point, which is a target point of the moving object, and calculates a curvature for moving to the selected point to generate a path. However, there is a problem in that overshoot occurs on a path in which the curvature is calculated to be high, such as a sharp curve. For example, when an unmanned autonomous vehicle has a high curvature and overshoot occurs, a problem such as excessive deviation from a tracked path occurs in order to generate a stable next path. As such, the pure tracking technique creates an inefficient path, and there are problems such as shaking and time delay occurring while driving the generated path. Accordingly, the path for the stable driving of an unmanned autonomous vehicle is generated. A solution is required.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이동체가 사전에 생성되는 이동 경로를 안정적으로 추종하도록 제어하는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for controlling the steering of an unmanned autonomous vehicle for controlling the moving object to stably follow a movement path created in advance.
본 발명의 일측면은, 이동체의 사전 이동 경로를 수집하는 경로 수집부; 이동체의 현재 위치 정보를 수집하는 위치 수집부; 상기 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 상기 사전 이동 경로 상에서 선택하고, 상기 이동체의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 상기 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출하는 제 1 제어부; 및 상기 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 상기 이동체의 예상 경로와 상기 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출하고, 상기 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 상기 교차 각도 및 상기 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출하여 상기 제 2 조향 각도에 따라 상기 이동체의 조향을 제어하는 제 2 제어부를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention includes: a path collecting unit for collecting a pre-moving path of a moving object; a location collecting unit that collects current location information of the moving object; A follow-up point separated by a preset predicted distance from the current location information is selected on the pre-moving path, and a first steering angle is calculated according to the predicted distance and the length of the moving body indicating the distance between the front and rear wheels of the moving body. a first control unit; and calculating an intersection angle at a contact point between the predicted path of the moving object generated by the first steering angle and the pre-movement path, and a weight value set according to the intersection angle, the intersection angle, and the first steering angle. and a second control unit configured to calculate a second steering angle and control the steering of the movable body according to the second steering angle.
또한, 상기 제 2 제어부는, 상기 교차 각도의 크기에 따라 상기 가중치가 설정되도록 서로 다른 교차 각도의 범위를 나타내는 교차 단계를 마련하고, 상기 교차 단계에 기초하여, 산출된 교차 각도의 크기에 매칭되는 가중치를 추출할 수 있다.In addition, the second control unit provides an intersection step indicating different intersection angle ranges so that the weight is set according to the size of the intersection angle, and matches the calculated intersection angle size based on the intersection step weights can be extracted.
또한, 상기 제 2 제어부는, 상기 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로 상에서, 상기 이동체의 조향이 상기 제 2 조향 각도에 의한 목표 조향 각도에 도달하도록 마련되는 제 1 거리 비율에 따라 제 1 예상 거리를 산출하고, 상기 이동체가 상기 제 1 예상 거리를 이동하는 동안 상기 이동체의 조향을 상기 목표 조향 각도에 도달하도록 점증적으로 증가시킬 수 있다.In addition, the second control unit is configured to determine the first expected distance according to a first distance ratio provided so that the steering of the moving object reaches the target steering angle by the second steering angle on the predicted path by the second steering angle. calculation, and while the moving object moves the first expected distance, the steering of the moving object may be gradually increased to reach the target steering angle.
또한, 상기 제 1 제어부는, 상기 이동체 길이의 제곱에 대해서, 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이에 따라 측방 차이 거리를 산출하고, 상기 이동체 길이에 대한 상기 측방 차이 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.In addition, the first control unit calculates the lateral difference distance according to the difference in the lateral distance between the current position information of the moving object and the tracking point with respect to the square of the length of the moving object, and the ratio of the lateral difference distance to the length of the moving object Accordingly, the first steering angle may be calculated.
본 발명의 다른 일측면은, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치에 의한 조향 제어 방법에 있어서, 이동체의 사전 이동 경로를 수집하는 단계; 이동체의 현재 위치 정보를 수집하는 단계; 상기 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 상기 사전 이동 경로 상에서 선택하는 단계; 상기 이동체의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 상기 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출하는 단계; 상기 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 상기 이동체의 예상 경로와 상기 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출하고, 상기 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 상기 교차 각도 및 상기 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출하는 단계; 및 상기 제 2 조향 각도에 따라 상기 이동체의 조향을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a steering control method by a steering control apparatus for an unmanned autonomous driving moving object, the method comprising: collecting a pre-movement path of the moving object; collecting current location information of the moving object; selecting a tracking point separated from the current location information by a preset predicted distance on the pre-moving path; calculating a first steering angle according to a length of the moving body indicating a distance between the front wheels and the rear wheels of the moving body and the predicted distance; An intersection angle at a contact point between the predicted path of the moving object generated by the first steering angle and the pre-movement path is calculated, and a weight value set according to the intersection angle, the intersection angle, and the first steering angle are used to calculate a second calculating a steering angle; and controlling the steering of the movable body according to the second steering angle.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치 및 방법을 제공함으로써, 이동체가 사전에 생성되는 이동 경로를 안정적으로 추종하도록 제어할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing an apparatus and method for controlling the steering of an unmanned autonomous driving moving object, it is possible to control the moving object to stably follow a previously generated movement path.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 시스템의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치의 제어블록도이다.
도3은 도2의 제 2 제어부에서 제 2 조향 각도를 산출하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도4 내지 도5는 도2의 제 1 제어부에서 제 1 조향 각도를 산출하는 형태를 나타내는 개략도이다.
도6 내지 도7c는 도2의 제 2 제어부에서 제 2 조향 각도를 산출하는 형태를 나타내는 개략도이다.
도8a 내지 도 8c는 도2의 제 2 제어부에서 선택되는 가중치에 따른 이동체의 주행 형태를 나타내는 개략도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법의 순서도이다.1 is a schematic diagram of a steering control system for an unmanned autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a control block diagram of an apparatus for controlling steering of an unmanned autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a process of calculating a second steering angle by the second control unit of FIG. 2 .
4 to 5 are schematic diagrams illustrating a form in which the first control unit of FIG. 2 calculates a first steering angle.
6 to 7C are schematic diagrams illustrating a form in which the second control unit of FIG. 2 calculates a second steering angle.
8A to 8C are schematic diagrams illustrating a traveling shape of a moving object according to a weight selected by the second control unit of FIG. 2 .
9 is a flowchart of a steering control method according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0023] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents to those as claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a steering control system for an unmanned autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 시스템(1)은 위성 장치(100), 항법 장치(200) 및 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)를 포함할 수 있다.The
위성 장치(100)는 이동체(400)의 현재 위치 정보를 측정할 수 있도록 위성 신호를 송신할 수 있다.The
이를 위해, 위성 장치(100)는 GPS(Global Position), GNSS(Global Navigation Satellite System) 등의 기법을 이용하여 이동체(400)의 현재 위치 정보가 측정되도록 마련될 수 있다.To this end, the
여기에서, GNSS는 수신기가 위성으로부터 위성 신호를 수신하고, 수신된 위성 신호로부터 위성과의 거리를 계산하여, 수신기의 위치를 판단하는 기법이며, 이때, GNSS는 상시 관측소와 수신기의 거리 차이와 상시 관측소의 위치 정보를 이용하여 수신기의 위치를 보정하는 기법이 이용되기도 한다.Here, GNSS is a technique in which a receiver receives a satellite signal from a satellite, calculates a distance from the received satellite signal to a satellite, and determines the position of the receiver. A technique of correcting the position of the receiver using the position information of the observatory is also used.
이에 따라, 항법 장치(200)는 위성 장치(100)로부터 위성 신호를 전달받고, 이동체(400)의 현재 위치 정보를 산출할 수 있다.Accordingly, the
항법 장치(200)는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 수집할 수 있으며, 항법 장치(200)는 수집된 사전 이동 경로를 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)에 전달할 수 있다.The
여기에서, 사전 이동 경로는 이동체(400)가 이동하도록 마련되는 경로를 의미할 수 있으며, 이동체(400)는 무인 자율주행을 수행하는 동안 사전 이동 경로를 따라 이동하도록 제어될 수 있다.Here, the pre-movement path may mean a path provided for the moving object 400 to move, and the moving object 400 may be controlled to move along the pre-moving path while performing unmanned autonomous driving.
이때, 사전 이동 경로는 도로 상태, 공사 현황, 출발지 및 목적지 등에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 이동 경로는 차선, 교통 신호, 횡단 보도 등을 고려하여 설정될 수 있다.In this case, the pre-movement path may be set differently according to road conditions, construction status, departure and destination, and the like, and the moving path may be set in consideration of lanes, traffic signals, crosswalks, and the like.
이를 위해, 항법 장치(200)는 교통 지도, 교통 상태 등이 저장된 서버 등으로부터 교통 정보를 전달받아 경로를 생성하는 장치일 수 있으며, 이와 같은, 항법 장치(200)는 네비게이션(Nevigation) 등의 이동체(400)의 현재 위치로부터 목적지까지의 이동 경로를 설정하는 공지된 기법을 이용할 수 있다.To this end, the
한편, 사전 이동 경로는 사용자에 의해 직접 설정되는 이동체(400)의 이동 경로일 수도 있으며, 이러한 경우에, 항법 장치(200)는 사용자에 의한 이동 경로를 인식하고, 인식된 이동 경로를 사전 이동 경로로써 저장하는 장치일 수 있다. 또한, 항법 장치(200)는 사용자로부터 생성된 사전 이동 경로가 저장된 장치일 수도 있다.Meanwhile, the pre-moving path may be a moving path of the moving object 400 directly set by the user. In this case, the
이때, 항법 장치(200)는 사전 이동 경로를 유선 또는 무선 네트워크를 통해 이동체(400)에 마련되는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)에 전달할 수 있으며, 이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 전달받은 사전 이동 경로에 기초하여, 이동체(400)가 무인 자율주행을 수행하도록 제어할 수 있다.At this time, the
한편, 항법 장치(200)는 이동체(400)에 마련될 수도 있으며, 이러한 경우에, 이동체(400)는 이동체(400)의 주변에 존재하는 차선, 교통 신호, 장애물 등을 인식하도록 마련될 수 있다.On the other hand, the
이때, 이동체(400)는 적외선, 초음파 등의 전파를 송신하고, 반사되는 전파를 통해 장애물 등을 인식할 수 있으며, 이동체(400)는 카메라를 구비하여, 카메라에 의해 촬영되는 영상으로부터 차선 또는 교통 신호를 인식할 수 있다.At this time, the moving object 400 transmits radio waves such as infrared rays and ultrasonic waves, and can recognize obstacles through reflected radio waves. signal can be recognized.
또한, 이동체(400)는 외부 서버 등으로부터 이동체의 현재 위치 정보에 기반하여 주변의 교통 정보를 수신하도록 마련될 수도 있다.Also, the moving object 400 may be provided to receive surrounding traffic information from an external server or the like based on the current location information of the moving object.
또한, 항법 장치(200)는 무선 네트워크를 통해 교통 지도, 교통 상태 등이 저장된 서버 등으로부터 교통 정보를 전달받을 수 있으며, 이에 따라, 항법 장치(200)는 이동체(400)에 의해 인식된 차선을 따라 사전 이동 경로를 생성할 수 있으며, 이때, 항법 장치(200)는 교통 신호, 장애물, 교통 지도 및 교통 상태 등을 고려하여 사전 이동 경로를 생성할 수 있다.In addition, the
한편, 항법 장치(200)는 사전 이동 경로 설정을 위해, 위성을 통한 GPS(Global Position), GNSS(Global Navigation Satellite System) 등의 기법을 이용할 수도 있다.Meanwhile, the
이와 같은, 항법 장치(200)는 공지된 기법을 이용하여 이동체(400)의 사전 이동 경로를 생성하거나, 또는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 전달받아 저장할 수 있다.As described above, the
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 현재 위치 정보와 사전 이동 경로를 비교하여 이동체(400)가 무인 자율주행을 수행하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 수집할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 현재 위치 정보를 수집할 수 있다.The
이를 위해, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 항법 장치(200)로부터 사전 이동 경로를 전달받을 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 항법 장치(200)로부터 이동체(400)의 현재 위치 정보를 전달받을 수 있다.To this end, the
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 사전 이동 경로 상에서 선택할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 사전에 설정된 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.The
이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)의 현재 위치 정보가 나타내는 지점과 추종점 간의 직선 거리 간격이 예견 거리와 동일하도록 추종점을 설정할 수 있다.In this case, the
또한, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 사전 이동 경로의 형태에 따라 예견 거리를 변경하여, 추종점을 설정할 수 있다.In addition, the
이를 위해, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 사전 이동 경로로부터 방향 변화 정보를 산출할 수 있으며, 여기에서, 방향 변화 정보는 사전 이동 경로 상에 인접한 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터(Vector) 값의 변화량으로 이해할 수 있다.To this end, the
또한, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터와 다른 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터의 차이를 계산하여 방향 변화 정보를 산출할 수 있다. 이때, 벡터의 방향은 차량이 이동하는 방향을 따라 생성될 수 있다.Also, the
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 방향 변화 정보의 부호가 변하는 경우에, 이동체(400)의 조향의 방향이 좌측으로부터 우측 또는, 우측으로부터 좌측으로 변하도록 방향 변화 정보를 생성할 수 있다.Accordingly, when the sign of the direction change information changes, the
예를 들어, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동 경로로부터 산출되는 방향 변화 정보가 이동체(400)의 조향의 방향이 일정한 것으로 나타나는 경우에, 제 1 예견 거리에 따라 추종점을 설정할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동 경로로부터 산출되는 방향 변화 정보가 이동체(400)의 조향의 방향이 변하는 것으로 나타나는 경우에, 제 1 예견 거리보다 짧은 거리 간격을 나타내는 제 2 예견 거리에 따라 추종점을 설정할 수 있다.For example, when the direction change information calculated from the movement path indicates that the steering direction of the moving object 400 is constant, the
이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 방향 변화 정보가 이동체(400)의 조향의 방향이 사전에 설정되는 임계 횟수만큼 변하는 것으로 나타나는 경우에, 제 2 예견 거리보다 짧은 거리 간격을 나타내는 제 3 예견 거리에 따라 추종점을 설정할 수도 있다.At this time, when the direction change information indicates that the steering direction of the moving object 400 changes by a preset threshold number of times, the
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체 길이의 제곱에 대한 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이에 따라 측방 차이 거리를 산출할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체 길이에 대한 측방 차이 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.The
이와 관련하여, 수학식 1 및 수학식 2는 제 1 조향 각도를 산출하기 위한 수식이다.In this regard,
여기에서, R은 이동체(400)의 후륜으로부터 추종점까지의 곡률 반경을 나타내는 기준 거리를 의미할 수 있고, L은 이동체 길이를 나타낼 수 있으며, a는 이동체(400)의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이를 나타낼 수 있다.Here, R may mean a reference distance indicating a radius of curvature from the rear wheel of the mobile body 400 to the tracking point, L may represent the length of the mobile body, and a is the current location information and the tracking point of the mobile body 400 . It can represent the difference in the lateral distance between them.
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체 길이의 제곱에 대해서, 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이의 비율에 따라 기준 거리를 산출할 수 있다.Accordingly, the
여기에서, Theta는 이동체(400)의 현재 위치 정보가 나타내는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선과, 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점과 추종점이 나타내는 지점을 연결하는 직선에 의한 각도를 나타낼 수 있다. 또한, Delta는 이동체(400)의 제 1 조향 각도를 나타낼 수 있으며, D는 이동체의 길이를 나타낼 수 있다.Here, Theta is a straight line connecting the point indicated by the current location information of the mobile body 400 and the midpoint of the circle having the reference distance as the radius, and the straight line connecting the midpoint of the circle having the reference distance as the radius and the point indicated by the tracking point. The angle can be expressed by Also, Delta may represent the first steering angle of the movable body 400 , and D may represent the length of the movable body.
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체 길이에 대한 기준 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.Accordingly, the
한편, Delta는 이동체(400)의 후륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선, 이동체 길이 및 이동체(400)의 전륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선에 의해 생성된 삼각형에서, 이동체(400)의 후륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선과, 이동체(400)의 전륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선의 사이 각으로 이해할 수 있다.On the other hand, Delta is a straight line connecting the center of a circle having a radius between the point where the rear wheel of the movable body 400 is located and the reference distance as a radius, the length of the movable body, and a circle having a point where the front wheel of the movable body 400 is located and the reference distance as a radius. In a triangle created by a straight line connecting the midpoints of a straight line connecting the point where the rear wheel of the movable body 400 is located and the midpoint of a circle having the reference distance as a radius, the point at which the front wheel of the movable body 400 is located, and It can be understood as the angle between the straight lines connecting the midpoints of circles having the reference distance as the radius.
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 이동체(400)의 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 교차 각도 및 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다.The
여기에서, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 예상 경로 상의 점을 연결하는 직선과, 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 사전 이동 경로 상의 점을 연결하는 직선의 사이 각을 교차 각도로써 생성할 수 있다.Here, the
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 각도의 크기에 따라 가중치가 설정되도록 서로 다른 교차 각도의 범위를 나타내는 교차 단계를 마련할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 단계에 기초하여, 산출된 교차 각도의 크기에 매칭되는 가중치를 추출할 수 있다.Accordingly, the
이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 각도의 크기가 증가할수록 가중치의 값이 증가하도록 교차 단계를 설정할 수 있으며, 이때, 교차 단계는 교차 각도의 범위에 따라 하나 이상의 단계로 설정될 수 있다.At this time, the
예를 들어, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 각도가 30도로 나타나는 경우에, 제 1 가중치를 선택할 수 있으며, 또한, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 교차 각도가 60도로 나타나는 경우에, 제 2 가중치를 선책할 수 있다. 여기에서, 제 1 가중치는 제 2 가중치보다 작은 값으로 설정될 수 있다.For example, the
또한, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 서로 다른 가중치에 매칭되도록 설정된 교차 단계가 서로 다른 간격의 범위를 나타내도록 설정할 수 있다.Also, the
예를 들어, 제 1 교차 단계는 0도에서 10도의 교차 각도를 포함하도록 설정될 수 있고, 제 2 교차 단계는 11도에서 30도의 교차 각도를 포함하도록 설정될 수 있으며, 제 3 교차 단계는 31도에서 90도의 교차 각도를 포함하도록 설정될 수 있다.For example, the first crossing step may be set to include an intersection angle of 0 degrees to 10 degrees, the second crossing step may be set to include an intersection angle of 11 degrees to 30 degrees, and the third crossing step may be 31 It can be set to include an intersection angle of 90 degrees in the figure.
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 수학식 4의 수식에 따라 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다.Accordingly, the
여기에서, Delta는 제 2 조향 각도를 나타낼 수 있고, Delta_0은 제 1 조향 각도를 나타낼 수 있다. 또한, m은 가중치를 나타낼 수 있으며, Theta_c는 교차 각도를 나타낼 수 있다.Here, Delta may represent the second steering angle, and Delta_0 may represent the first steering angle. Also, m may represent a weight, and Theta_c may represent an intersection angle.
이와 같이, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 1 조향 각도로부터 가중치와 교차 각도의 곱 연산의 결과 값을 뺄셈 연산하여 제 2 조향 각도를 계산할 수 있다.As such, the
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 2 조향 각도에 따라 이동체(400)의 조향을 제어할 수 있다.Accordingly, the
이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로 상에서, 이동체(400)의 조향이 제 2 조향 각도에 의한 목표 조향 각도에 도달하도록 마련되는 제 1 거리 비율에 따라 제 1 예상 거리를 산출할 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 이동체(400)가 제 1 예상 거리를 이동하는 동안 이동체(400)의 조향을 목표 조향 각도에 도달하도록 점증적으로 증가시킬 수 있다.At this time, the
이와 관련하여, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 2 조향 각도의 크기에 따라 제 1 거리 비율을 다르게 설정할 수도 있다. 이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 2 조향 각도가 증가할수록 제 1 거리 비율이 증가하도록 설정할 수 있으며, 이를 통해, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 급커브 등에서 이동체(400)가 회전하는 동안 언더스티어(Understeer), 오버스티어(Oversteer) 및 슬립(Slip) 등의 현상을 방지할 수 있다.In this regard, the
또한, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 목표 조향 각도가 제 2 조향 각도의 일정 비율이 되도록 설정할 수 있다.Also, the
예를 들어, 목표 조향 각도는 제 2 조향 각도의 100%, 120% 및 150% 등으로 설정될 수 있다.For example, the target steering angle may be set to 100%, 120%, and 150% of the second steering angle.
이때, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 1 거리 비율에 따라 목표 조향 각도가 계산되는 비율을 다르게 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 제 1 거리 비율이 증가할수록 목표 조향 각도가 계산되는 비율이 낮아지도록 설정할 수 있다.In this case, the
한편, 이와 같은 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 ROS(Robot Operating System)에서 제공되는 Rbiz 시뮬레이션 도구를 이용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이때, 사전 이동 경로는 로봇이 이동하는 경로의 주변을 환경을 인식하고, 로봇의 이동 경로를 지도화하는 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기법을 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 이동체(400)는 3D 모델 생성 환경을 나타내는 URDF(Unified Robot Description Format) 환경에서 제작된 것을 이용할 수 있다.On the other hand, the
이에 따라, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 시뮬레이션 환경에서, 가중치의 크기에 따라 사전 이동 경로를 추적하는 형태가 확인될 수 있으며, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 시뮬레이션 환경에서, 가중치의 값이 일정 범위 내에서 커질수록 이동체(400)의 주행이 안정적으로 변동하는 효과를 확인할 수 있다.Accordingly, it can be confirmed that the
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of an apparatus for controlling steering of an unmanned autonomous vehicle according to an embodiment of the present invention.
무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 경로 수집부(310), 위치 수집부(320), 제 1 제어부(330) 및 제 2 제어부(340)를 포함할 수 있다.The
경로 수집부(310)는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 수집할 수 있다. 이를 위해, 경로 수집부(310)는 항법 장치(200)로부터 사전 이동 경로를 전달받을 수 있다.The
위치 수집부(320)는 이동체(400)의 현재 위치 정보를 수집할 수 있다. 이를 위해, 위치 수집부(320)는 항법 장치(200)로부터 이동체(400)의 현재 위치 정보를 전달받을 수 있다.The
제 1 제어부(330)는 이동체(400)의 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 사전 이동 경로 상에서 선택할 수 있으며, 제 1 제어부(330)는 이동체(400)의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 사전에 설정된 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.The
이때, 제 1 제어부(330)는 이동체(400)의 현재 위치 정보가 나타내는 지점과 추종점 간의 직선 거리 간격이 예견 거리와 동일하도록 추종점을 설정할 수 있다.In this case, the
또한, 제 1 제어부(330)는 사전 이동 경로의 형태에 따라 예견 거리를 변경하여, 추종점을 설정할 수 있다.In addition, the
이를 위해, 제 1 제어부(330)는 사전 이동 경로로부터 방향 변화 정보를 산출할 수 있으며, 여기에서, 방향 변화 정보는 사전 이동 경로 상에 인접한 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터(Vector) 값의 변화량으로 이해할 수 있다.To this end, the
또한, 제 1 제어부(330)는 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터와 다른 임의의 두 지점에 의해 나타나는 벡터의 차이를 계산하여 방향 변화 정보를 산출할 수 있다. 이때, 벡터의 방향은 차량이 이동하는 방향을 따라 생성될 수 있다.Also, the
이에 따라, 제 1 제어부(330)는 방향 변화 정보의 부호가 변하는 경우에, 이동체(400)의 조향의 방향이 좌측으로부터 우측 또는, 우측으로부터 좌측으로 변하도록 방향 변화 정보를 생성할 수 있다.Accordingly, when the sign of the direction change information changes, the
제 1 제어부(330)는 이동체 길이의 제곱에 대한 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이에 따라 측방 차이 거리를 산출할 수 있으며, 제 1 제어부(330)는 이동체 길이에 대한 측방 차이 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.The
제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 이동체(400)의 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출할 수 있으며, 제 2 제어부(340)는 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 교차 각도 및 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다.The
여기에서, 제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 예상 경로 상의 점을 연결하는 직선과, 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 사전 이동 경로 상의 점을 연결하는 직선의 사이 각을 교차 각도로써 생성할 수 있다.Here, the
이에 따라, 제 2 제어부(340)는 교차 각도의 크기에 따라 가중치가 설정되도록 서로 다른 교차 각도의 범위를 나타내는 교차 단계를 마련할 수 있으며, 제 2 제어부(340)는 교차 단계에 기초하여, 산출된 교차 각도의 크기에 매칭되는 가중치를 추출할 수 있다.Accordingly, the
이때, 제 2 제어부(340)는 교차 각도의 크기가 증가할수록 가중치의 값이 증가하도록 교차 단계를 설정할 수 있으며, 이때, 교차 단계는 교차 각도의 범위에 따라 하나 이상의 단계로 설정될 수 있다.In this case, the
또한, 제 2 제어부(340)는 서로 다른 가중치에 매칭되도록 설정된 교차 단계가 서로 다른 간격의 범위를 나타내도록 설정할 수 있다.Also, the
이에 따라, 제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도로부터 가중치와 교차 각도의 곱 연산의 결과 값을 뺄셈 연산하여 제 2 조향 각도를 계산할 수 있다.Accordingly, the
이에 따라, 제 2 제어부(340)는 제 2 조향 각도에 따라 이동체(400)의 조향을 제어할 수 있다.Accordingly, the
이때, 제 2 제어부(340)는 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로 상에서, 이동체(400)의 조향이 제 2 조향 각도에 의한 목표 조향 각도에 도달하도록 마련되는 제 1 거리 비율에 따라 제 1 예상 거리를 산출할 수 있으며, 제 2 제어부(340)는 이동체(400)가 제 1 예상 거리를 이동하는 동안 이동체(400)의 조향을 목표 조향 각도에 도달하도록 점증적으로 증가시킬 수 있다.In this case, the
이와 관련하여, 제 2 제어부(340)는 제 2 조향 각도의 크기에 따라 제 1 거리 비율을 다르게 설정할 수도 있다. 이때, 제 2 제어부(340)는 제 2 조향 각도가 증가할수록 제 1 거리 비율이 증가하도록 설정할 수 있다.In this regard, the
또한, 제 2 제어부(340)는 목표 조향 각도가 제 2 조향 각도의 일정 비율이 되도록 설정할 수 있다.Also, the
이때, 제 2 제어부(340)는 제 1 거리 비율에 따라 목표 조향 각도가 계산되는 비율을 다르게 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 제 2 제어부(340)는 제 1 거리 비율이 증가할수록 목표 조향 각도가 계산되는 비율이 낮아지도록 설정할 수 있다.In this case, the
도3은 도2의 제 2 제어부에서 제 2 조향 각도를 산출하는 과정을 나타내는 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a process of calculating a second steering angle by the second control unit of FIG. 2 .
도3을 참조하면, 항법 장치(200)는 위성 장치(100)로부터 위성 신호를 전달받고, 이동체(400)의 현재 위치 정보를 산출할 수 있다. 또한, 항법 장치(200)는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 수집할 수 있으며, 항법 장치(200)는 수집되는 사전 이동 경로를 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)에 전달할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
이에 따라, 경로 수집부(310)는 항법 장치(200)로부터 사전 이동 경로를 전달받을 수 있으며, 위치 수집부(320)는 항법 장치(200)로부터 이동체(400)의 현재 위치 정보를 전달받을 수 있다.Accordingly, the
이때, 제 1 제어부(330)는 이동체(400)의 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 사전 이동 경로 상에서 선택할 수 있으며, 제 1 제어부(330)는 이동체(400)의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 사전에 설정된 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.In this case, the
또한, 제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 이동체(400)의 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출할 수 있으며, 제 2 제어부(340)는 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 교차 각도 및 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다.Also, the
이에 따라, 제 2 제어부(340)는 제 2 조향 각도에 따라 이동체(400)의 조향을 제어할 수 있다.Accordingly, the
도4 내지 도5는 도2의 제 1 제어부에서 제 1 조향 각도를 산출하는 형태를 나타내는 개략도이다.4 to 5 are schematic diagrams illustrating a form in which the first control unit of FIG. 2 calculates a first steering angle.
도4 내지 도5에서 R은 기준 거리를 나타낼 수 있고, L은 이동체 길이를 나타낼 수 있으며, Delta는 이동체(400)의 제 1 조향 각도를 나타낼 수 있다.4 to 5 , R may represent a reference distance, L may represent a length of the movable body, and Delta may represent a first steering angle of the movable body 400 .
제 1 제어부(330)는 이동체 길이의 제곱에 대해서, 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이에 따라 측방 차이 거리를 산출할 수 있다.With respect to the square of the length of the moving object, the
또한, 제 1 제어부(330)는 이동체 길이에 대한 측방 차이 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.Also, the
이에 따라, 도4를 참조하면, 이동체(400)의 후륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선, 이동체 길이 및 이동체(400)의 전륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선에 의해 생성된 삼각형을 확인할 수 있다.Accordingly, referring to FIG. 4 , a straight line connecting the center of a circle having a radius of a point at which the rear wheel of the movable body 400 is positioned and a reference distance as a radius, a length of the movable body, and a point where the front wheel of the movable body 400 is positioned and a reference distance You can see a triangle created by a straight line connecting the midpoints of a circle with a radius of .
여기에서, 제 1 조향 각도는 이동체(400)의 후륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선과, 이동체(400)의 전륜이 위치하는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선의 사이 각과 동일한 것으로 이해할 수 있다.Here, the first steering angle is a straight line connecting the point where the rear wheel of the movable body 400 is positioned and the midpoint of a circle having the reference distance as a radius, and the point where the front wheel of the movable body 400 is positioned and the reference distance as a radius. Branches can be understood as equal to the angle between the straight lines connecting the midpoints of a circle.
또한, 도5를 참조하면, 제 1 조향 각도에 의한 이동체(400)의 예상 경로를 확인할 수 있으며, 이때, 이동체(400)의 예상 경로는 이동체(400)의 현재 위치 정보가 나타내는 지점으로부터 예견 거리만큼 떨어진 지점에 설정된 추종점을 지나치는 곡선으로 생성되는 것을 확인할 수 있다. 이는, 기준 거리를 반경으로 가지는 원을 따라 회전하는 것으로 이해할 수도 있다.Also, referring to FIG. 5 , it is possible to check the expected path of the moving object 400 based on the first steering angle. In this case, the expected path of the moving object 400 is the predicted distance from the point indicated by the current location information of the moving object 400 . It can be seen that the curve is created as a curve that passes the tracking point set at a point that is as far away as possible. This may be understood as rotating along a circle having a reference distance as a radius.
도6 내지 도7c는 도2의 제 2 제어부에서 제 2 조향 각도를 산출하는 형태를 나타내는 개략도이다.6 to 7C are schematic views illustrating a form in which the second control unit of FIG. 2 calculates a second steering angle.
도6 내지 도7c에서, Theta_c는 교차 각도를 나타낼 수 있고, a는 이동체(400)의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이를 나타낼 수 있으며, Delta는 이동체(400)의 제 1 조향 각도를 나타낼 수 있다. 또한, Theta는 이동체(400)의 현재 위치 정보가 나타내는 지점과 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점을 연결하는 직선과, 기준 거리를 반경으로 가지는 원의 중점과 추종점이 나타내는 지점을 연결하는 직선에 의한 각도를 나타낼 수 있다. 또한, D는 이동체의 길이를 나타낼 수 있다.6 to 7C , Theta_c may represent an intersection angle, a may represent a difference in the lateral distance between the current position information of the mobile body 400 and a tracking point, and Delta is the first steering angle of the mobile body 400 . can represent In addition, Theta is a straight line connecting the point indicated by the current location information of the moving object 400 and the midpoint of the circle having the reference distance as the radius, and the straight line connecting the midpoint of the circle having the reference distance as the radius and the point indicated by the tracking point. angle can be expressed by Also, D may represent the length of the movable body.
제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 이동체(400)의 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출할 수 있다.The
여기에서, 제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 예상 경로 상의 점을 연결하는 직선과, 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점과 해당 접점에 인접한 사전 이동 경로 상의 점을 연결하는 직선의 사이 각을 교차 각도로써 생성할 수 있다.Here, the
이에 따라, 제 2 제어부(340)는 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 교차 각도 및 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다. 이때, 제 2 제어부(340)는 제 1 조향 각도로부터 가중치와 교차 각도의 곱 연산의 결과 값을 뺄셈 연산하여 제 2 조향 각도를 계산할 수 있다.Accordingly, the
이와 관련하여, 도6을 참조하면, 제 2 제어부(340)에서 생성되는 교차 각도를 확인할 수 있으며, 또한, 도7a를 참조하면, 중간 크기로 생성된 교차 각도에서의 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로(Conventional)와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로(Improved)를 확인할 수 있다.In this regard, referring to FIG. 6 , the intersection angle generated by the
도7b를 참조하면, 작은 크기로 생성된 교차 각도에서의 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로(Conventional)와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로(Improved)를 확인할 수 있으며, 도7c를 참조하면, 큰 크기로 생성된 교차 각도에서의 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로(Conventional)와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로(Improved)를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7B , it is possible to check the predicted path (Conventional) by the first steering angle and the predicted path (Improved) by the second steering angle at the intersection angle generated with a small size. Referring to FIG. 7C , the large The predicted path (Conventional) by the first steering angle and the predicted path (Improved) by the second steering angle at the intersection angle generated by the size may be checked.
이를 위해, 제 2 제어부(340)는 교차 각도의 크기에 따라 가중치가 설정되도록 서로 다른 교차 각도의 범위를 나타내는 교차 단계를 마련할 수 있으며, 제 2 제어부(340)는 교차 단계에 기초하여, 산출된 교차 각도의 크기에 매칭되는 가중치를 추출할 수 있다.To this end, the
이때, 제 2 제어부(340)는 교차 각도의 크기가 증가할수록 가중치의 값이 증가하도록 교차 단계를 설정할 수 있으며, 이때, 교차 단계는 교차 각도의 범위에 따라 하나 이상의 단계로 설정될 수 있다.In this case, the
이에 따라, 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로와 제 1 조향 각도에 의한 예상 경로는 교차 각도가 클수록 차이가 커지는 것으로 이해할 수 있다.Accordingly, it can be understood that the difference between the predicted path based on the second steering angle and the predicted path based on the first steering angle increases as the crossing angle increases.
도8a 내지 도 8c는 도2의 제 2 제어부에서 선택되는 가중치에 따른 이동체의 주행 형태를 나타내는 개략도이다.8A to 8C are schematic diagrams illustrating a traveling shape of a moving object according to a weight selected by the second control unit of FIG. 2 .
도8a를 참조하면, 큰 크기로 설정된 가중치와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로를 확인할 수 있고, 도8b를 참조하면, 중간 크기로 설정된 가중치와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로를 확인할 수 있으며, 도8c를 참조하면, 0의 크기로 설정된 가중치와 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8A , it is possible to check the predicted path by the weight set to a large size and the second steering angle. Referring to FIG. 8B , it is possible to confirm the predicted path by the weight set to the medium size and the second steering angle, Referring to FIG. 8C , the predicted path by the weight set to 0 and the second steering angle may be confirmed.
이와 같이, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)는 가중치의 값이 일정 범위 내에서 커질수록 이동체(400)의 주행이 안정적으로 변동하는 효과를 확인할 수 있다.As described above, the
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법의 순서도이다.9 is a flowchart of a steering control method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법은 도 1에 도시된 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the steering control method according to an embodiment of the present invention proceeds in substantially the same configuration as the
조향 제어 방법은 사전 이동 경로를 수집하는 단계(600), 현재 위치 정보를 수집하는 단계(610), 추종점을 선택하는 단계(620), 제 1 조향 각도를 산출하는 단계(630), 제 2 조향 각도를 산출하는 단계(640) 및 이동체의 조향을 제어하는 단계(650)를 포함할 수 있다.The steering control method includes the steps of collecting a pre-movement path ( 600 ), collecting current location information ( 610 ), selecting a follow point ( 620 ), calculating a first steering angle ( 630 ), and a second It may include calculating the steering angle (640) and controlling the steering of the moving object (650).
사전 이동 경로를 수집하는 단계(600)는 이동체(400)의 사전 이동 경로를 수집할 수 있다. 이를 위해, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 경로 수집부(310)는 항법 장치(200)로부터 사전 이동 경로를 전달받을 수 있다.In the
현재 위치 정보를 수집하는 단계(610)는 이동체(400)의 현재 위치 정보를 수집할 수 있다. 이를 위해, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 위치 수집부(320)는 항법 장치(200)로부터 이동체(400)의 현재 위치 정보를 전달받을 수 있다.In the
추종점을 선택하는 단계(620)는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 제 1 제어부(330)가 이동체(400)의 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 사전 이동 경로 상에서 선택할 수 있다.In the
제 1 조향 각도를 산출하는 단계(630)는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 제 1 제어부(330)가 이동체(400)의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 사전에 설정된 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출할 수 있다.In the
제 2 조향 각도를 산출하는 단계(640)는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 제 2 제어부(340)가 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 이동체(400)의 예상 경로와 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출할 수 있다.In the
이에 따라, 제 2 조향 각도를 산출하는 단계(640)는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 제 2 제어부(340)가 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 교차 각도 및 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출할 수 있다.Accordingly, in the
이동체의 조향을 제어하는 단계(650)는 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치(300)의 제 2 제어부(340)가 제 2 조향 각도에 따라 이동체(400)의 조향을 제어할 수 있다.In the
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. will be able
1: 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 시스템
100: 위성 장치1: Steering control system for unmanned autonomous vehicles
100: satellite device
Claims (5)
이동체의 현재 위치 정보를 수집하는 위치 수집부;
상기 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 상기 사전 이동 경로 상에서 선택하고, 상기 이동체의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 상기 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출하는 제 1 제어부; 및
상기 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 상기 이동체의 예상 경로와 상기 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출하고, 상기 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 상기 교차 각도 및 상기 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출하여 상기 제 2 조향 각도에 따라 상기 이동체의 조향을 제어하는 제 2 제어부를 포함하는, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치.
a path collecting unit for collecting the pre-moving path of the moving object;
a location collecting unit that collects current location information of the moving object;
A follow-up point at which a preset predicted distance is separated from the current location information is selected on the pre-moving path, and a first steering angle is calculated according to the predicted distance and the length of the movable body indicating the distance between the front and rear wheels of the movable body. a first control unit; and
An intersection angle at a contact point between the predicted path of the moving object generated by the first steering angle and the pre-movement path is calculated, and a weight value set according to the intersection angle, the intersection angle, and the first steering angle are used to calculate a second and a second control unit configured to calculate a steering angle and control the steering of the moving object according to the second steering angle.
상기 교차 각도의 크기에 따라 상기 가중치가 설정되도록 서로 다른 교차 각도의 범위를 나타내는 교차 단계를 마련하고, 상기 교차 단계에 기초하여, 산출된 교차 각도의 크기에 매칭되는 가중치를 추출하는, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치.
According to claim 1, wherein the second control unit,
Unmanned autonomous driving, in which an intersection step indicating ranges of different intersection angles is provided so that the weights are set according to the size of the intersection angle, and a weight matching the calculated intersection angle size is extracted based on the intersection step Steering control device for moving body.
상기 제 2 조향 각도에 의한 예상 경로 상에서, 상기 이동체의 조향이 상기 제 2 조향 각도에 의한 목표 조향 각도에 도달하도록 마련되는 제 1 거리 비율에 따라 제 1 예상 거리를 산출하고, 상기 이동체가 상기 제 1 예상 거리를 이동하는 동안 상기 이동체의 조향을 상기 목표 조향 각도에 도달하도록 점증적으로 증가시키는, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치.
According to claim 1, wherein the second control unit,
On the predicted path based on the second steering angle, a first predicted distance is calculated according to a first distance ratio provided so that the steering of the mobile body reaches a target steering angle based on the second steering angle, and 1 A steering control apparatus for an unmanned autonomous vehicle, which gradually increases the steering of the moving object to reach the target steering angle while moving an expected distance.
상기 이동체 길이의 제곱에 대해서, 이동체의 현재 위치 정보와 추종점 간의 측 방향 거리 차이에 따라 측방 차이 거리를 산출하고, 상기 이동체 길이에 대한 상기 측방 차이 거리의 비율에 따라 제 1 조향 각도를 산출하는, 무인 자율주행 이동체의 조향 제어 장치.
According to claim 1, wherein the first control unit,
With respect to the square of the length of the movable body, the lateral difference distance is calculated according to the difference in the lateral distance between the current position information of the movable body and the tracking point, and the first steering angle is calculated according to the ratio of the lateral difference distance to the length of the movable body , a steering control device for an unmanned autonomous vehicle.
이동체의 사전 이동 경로를 수집하는 단계;
이동체의 현재 위치 정보를 수집하는 단계;
상기 현재 위치 정보로부터 사전에 설정되는 예견 거리가 이격된 추종점을 상기 사전 이동 경로 상에서 선택하는 단계;
상기 이동체의 전륜과 후륜의 거리 간격을 나타내는 이동체 길이와 상기 예견 거리에 따라 제 1 조향 각도를 산출하는 단계;
상기 제 1 조향 각도에 의해 생성되는 상기 이동체의 예상 경로와 상기 사전 이동 경로의 접점에서의 교차 각도를 산출하고, 상기 교차 각도에 따라 설정되는 가중치, 상기 교차 각도 및 상기 제 1 조향 각도로부터 제 2 조향 각도를 산출하는 단계; 및
상기 제 2 조향 각도에 따라 상기 이동체의 조향을 제어하는 단계를 포함하는, 조향 제어 방법.
A steering control method by a steering control device of an unmanned autonomous moving object, the method comprising:
collecting a pre-movement path of the moving object;
collecting current location information of the moving object;
selecting a tracking point separated from the current location information by a preset predicted distance on the pre-moving path;
calculating a first steering angle according to a moving body length indicating a distance between the front wheels and the rear wheels of the moving body and the predicted distance;
An intersection angle at a contact point between the predicted path of the moving object generated by the first steering angle and the pre-movement path is calculated, and a weight value set according to the intersection angle, the intersection angle, and the first steering angle are used to calculate a second calculating a steering angle; and
and controlling the steering of the movable body according to the second steering angle.
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