KR102203275B1 - Vehicle Steering Apparatus and Method for Lane Keeping - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자에게 감성적으로 이질감 없이 정교하게 차량의 차선 유지를 지원하는 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치는 기산출된 목표 요레이트 및 측정된 차량의 요레이트를 기반으로 목표 조향각을 산출하는 조향각 산출부; 산출된 목표 조향각 및 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하고, 산출된 목표 조향각속도 오차를 기반으로 목표 조향토크를 산출하는 조향토크 산출부; 및 상기 조향토크 산출부에 의해 산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하는 조향 제어부를 포함한다.The present invention relates to a vehicle steering control device and a method for maintaining a vehicle lane that supports the vehicle lane maintenance in an elaborate manner without an emotional disparity to a user. The vehicle steering control device for lane maintenance according to the present invention is a previously calculated target requirement. A steering angle calculator configured to calculate a target steering angle based on the rate and the measured yaw rate of the vehicle; A steering torque calculator configured to calculate a target steering angular speed error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, and calculate a target steering torque based on the calculated target steering angular speed error; And a steering control unit for controlling steering of the vehicle according to the target steering torque calculated by the steering torque calculation unit.
Description
본 발명은 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자에게 감성적으로 이질감 없이 정교하게 차량의 차선 유지를 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle steering control apparatus and method for maintaining a lane, and more particularly, to an apparatus and method for supporting a vehicle lane maintenance in an elaborate manner without an emotionally heterogeneous feeling to a user.
일반적으로 차선 유지 지원 장치는 카메라센서로부터 획득되는 영상 정보를 이용하여 차선을 감지하고, 차선 감지 결과에 근거하여 차량의 차선 이탈을 방지할 수 있도록 차량을 제어하는 장치이다.In general, a lane maintenance support device is a device that detects a lane using image information obtained from a camera sensor and controls a vehicle to prevent a vehicle from leaving a lane based on a result of detecting the lane.
이러한 차선 유지 지원 장치는 보조 조향 토크에 따라 조향을 제어함으로써 차량이 주행 중에 차선을 이탈하지 않도록 제어할 수 있다.Such a lane maintaining support device may control the vehicle so as not to leave the lane while driving by controlling steering according to the auxiliary steering torque.
최근 들어 도로 중심을 추종하도록 차량의 조향을 제어함으로써 차선 추종 제어를 수행하는 도로 중심 차선 유지 지원 장치가 개발되는 추세다.In recent years, there is a trend in developing a road center lane maintenance support device that performs lane tracking control by controlling the steering of a vehicle to follow the road center.
그런데, 이러한 차선 유지 지원 장치는 운전자의 운전 성향을 반영하여 차량이 추종할 기준 추종 위치를 설정함으로써, 도로 또는 운전자의 상태에 따라 큰 영향을 받거나, 차량이 기준 추종 위치를 이탈한 경우 기준 추종 위치를 추종하도록 급격히 제어하기 때문에, 이러한 제어에 운전자가 이질감을 느낄 수 있다는 문제점이 있다.However, such a lane keeping support device sets a standard following position to be followed by reflecting the driver's driving tendency, so that it is greatly affected by the road or the state of the driver, or when the vehicle deviates from the standard following position, the standard following position Since the control is rapidly controlled to follow, there is a problem that the driver may feel a sense of difference in such control.
또한, 기설정된 목표거리를 이용하여 횡방향 오차를 계산하여 차량을 제어함으로써, 차량 상태에 민감하게 반응하지 못하거나, 산출된 목표궤적의 횡방향 오차만을 보상하여 차선 이탈 위험 판단시 급격한 제어 입력으로 과도 응답이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.In addition, by controlling the vehicle by calculating the lateral error using the preset target distance, it is not sensitive to the vehicle condition, or compensates only the lateral error of the calculated target trajectory, and is used as a sudden control input when determining the risk of lane departure. There is a problem that excessive response may occur.
따라서, 전술된 문제점들을 해결하기 위해 차량의 차선 추종 제어시 다양한 주행 상황에서도 일관된 제어 성능을 유지하고 가변적인 목표거리를 설정하여 제어 이질감을 최소화시키기 위한 차선 유지 지원 장치가 개발되었다.Accordingly, in order to solve the above-described problems, a lane maintenance support device has been developed to maintain a consistent control performance even in various driving situations during lane tracking control of a vehicle and to set a variable target distance to minimize control heterogeneity.
그러나, 이러한 차선 유지 지원 장치가 요레이트 피드백 제어를 통한 직접적인 토크 산출 방식을 이용함에 따라 이러한 토크 산출 방식으로 인해 차량의 조향에 대한 정밀한 피드백제어에 어려움이 있다는 문제점이 있고, 또한 이로 인해 운전자에게 감성적으로 이질감을 야기한다는 문제점이 있다.However, as such a lane keeping support device uses a direct torque calculation method through yaw rate feedback control, there is a problem in that it is difficult to precisely control feedback on the steering of the vehicle due to this torque calculation method. There is a problem that it causes a sense of heterogeneity.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조향각속도를 기반으로 조향 토크를 산출하여 차량의 조향을 제어하는 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a vehicle steering control apparatus and method for maintaining a lane for controlling steering of a vehicle by calculating a steering torque based on a steering angular velocity.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치는 기산출된 목표 요레이트 및 측정된 차량의 요레이트를 기반으로 목표 조향각을 산출하는 조향각 산출부, 산출된 목표 조향각 및 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하고, 산출된 목표 조향각속도 오차를 기반으로 목표 조향토크를 산출하는 조향토크 산출부 및 상기 조향토크 산출부에 의해 산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하는 조향 제어부를 포함하고, 상기 조향토크 산출부는 상기 산출된 목표 조향각 및 상기 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하는 오차 산출부, 상기 오차 산출부에 의해 산출된 상기 목표 조향각속도 오차에 대해 PI제어를 수행하여 피드백 조향토크를 산출하는 피드백 조향토크 산출부 및 상기 산출된 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 산출하는 피드포워드 조향토크 산출부를 포함한다.In order to achieve the above object, the vehicle steering control device for lane maintenance according to an aspect of the present invention includes a steering angle calculation unit that calculates a target steering angle based on a previously calculated target yaw rate and a measured yaw rate of the vehicle, A steering torque calculation unit that calculates a target steering angular speed error based on the target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, and calculates a target steering torque based on the calculated target steering angular speed error, and the target steering calculated by the steering torque calculation unit And a steering control unit that controls steering of the vehicle according to the torque, and the steering torque calculation unit calculates a target steering angular velocity error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, and the error calculation unit A feedback steering torque calculation unit that calculates a feedback steering torque by performing PI control on the target steering angular velocity error calculated by and a feed that calculates a feedforward steering torque by performing a feedforward control based on the calculated target steering angle. It includes a forward steering torque calculation unit.
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상기 오차 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 목표 조향각속도 오차를 산출하는 것을 특징으로 한다.The error calculating unit is characterized in that it calculates the target steering angular velocity error using the following equation.
(δcmd : 목표 조향각, δ: 차량의 조향각, δ': 차량의 조향각을 미분연산한 값, KSASAngle : 조향각P게인)(δ cmd : target steering angle, δ: vehicle steering angle, δ': differential calculation of vehicle steering angle, K SASAngle : steering angle P gain)
상기 피드백 조향토크 산출부는, 하기 수학식을 이용하여 상기 피드백 조향토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.The feedback steering torque calculation unit is characterized in that it calculates the feedback steering torque using the following equation.
(KP _ SASSpeed :조향각속도P게인, KI _ SASSpeed :조향각속도I게인)(K P _ SASSpeed : Steering angular speed P gain, K I _ SASSpeed : Steering angular speed I gain)
상기 조향각 산출부는, 입력된 차량의 속도 및 상기 기산출된 목표 요레이트를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 산출하는 피드포워드 조향각 산출부; 및 상기 측정된 차량의 요레이트가 상기 기산출된 목표 요레이트를 추종하도록 PI제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출하는 피드백 조향각 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The steering angle calculator may include a feed forward steering angle calculator configured to calculate a feed forward steering angle by performing feed forward control based on the input vehicle speed and the previously calculated target yaw rate; And a feedback steering angle calculator configured to calculate a feedback steering angle by performing PI control so that the measured yaw rate of the vehicle follows the previously calculated target yaw rate.
본 발명의 다른 면에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법은 기산출된 목표 요레이트 및 측정된 차량의 요레이트를 기반으로 목표 조향각을 산출하는 단계, 산출된 목표 조향각 및 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하고, 산출된 목표 조향각속도 오차를 기반으로 목표 조향토크를 산출하는 단계 및 산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 목표 조향토크를 산출하는 단계는 상기 산출된 목표 조향각 및 상기 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하는 단계, 산출된 상기 목표 조향각속도 오차에 대해 PI제어를 수행하여 피드백 조향토크를 산출하는 단계 및 상기 산출된 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 산출하는 단계를 포함한다.A vehicle steering control method for lane maintenance according to another aspect of the present invention includes calculating a target steering angle based on a previously calculated target yaw rate and a measured yaw rate of the vehicle, and calculating the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle. Calculating a target steering angular velocity error based on the calculated target steering angular velocity error, calculating a target steering torque based on the calculated target steering angular velocity error, and controlling the steering of the vehicle according to the calculated target steering torque, wherein the target steering torque is The calculating includes calculating a target steering angular speed error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, performing PI control on the calculated target steering angular speed error to calculate a feedback steering torque, and And calculating a feedforward steering torque by performing feedforward control based on the calculated target steering angle.
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상기 오차를 산출하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 상기 목표 조향각속도 오차를 산출하는 것을 특징으로 한다.The step of calculating the error is characterized in that the target steering angular velocity error is calculated using the following equation.
(δcmd : 목표 조향각, δ: 차량의 조향각, δ': 차량의 조향각을 미분연산한 값, KSASAngle : 조향각P게인)(δ cmd : target steering angle, δ: vehicle steering angle, δ': differential calculation of vehicle steering angle, K SASAngle : steering angle P gain)
상기 피드백 조향토크 산출하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 상기 피드백 조향토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.The calculating of the feedback steering torque is characterized in that the feedback steering torque is calculated using the following equation.
(KP _ SASSpeed :조향각속도P게인, KI _ SASSpeed :조향각속도I게인)(K P _ SASSpeed : Steering angular speed P gain, K I _ SASSpeed : Steering angular speed I gain)
상기 목표 조향각을 산출하는 단계는, 입력된 차량의 속도 및 상기 기산출된 목표 요레이트를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 산출하는 단계; 및 상기 측정된 차량의 요레이트가 상기 기산출된 목표 요레이트를 추종하도록 PI제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The calculating of the target steering angle may include: calculating a feed forward steering angle by performing feed forward control based on the input vehicle speed and the previously calculated target yaw rate; And calculating a feedback steering angle by performing PI control so that the measured yaw rate of the vehicle follows the previously calculated target yaw rate.
본 발명에 따르면, 조향각속도를 기반으로 조향 토크를 산출할 수 있어서 차량의 특성과 무관하게 조향 토크를 결정할 수 있다.According to the present invention, since the steering torque can be calculated based on the steering angular velocity, the steering torque can be determined regardless of the characteristics of the vehicle.
이처럼 차량의 특성과 무관하게 결정된 조향 토크에 따라 보다 강건하고 정밀하게 차량의 조향을 제어할 수 있다.In this way, it is possible to control the steering of the vehicle more robustly and precisely according to the steering torque determined regardless of the characteristics of the vehicle.
특히 차량의 특성과 무관하게 결정된 조향 토크에 따라 차량의 조향을 제어함으로써 제어에 따른 조향 토크 반응성을 향상시킬 수 있고 이질감을 감소시킬 수 있다.In particular, by controlling the steering of the vehicle according to the steering torque determined regardless of the characteristics of the vehicle, it is possible to improve the steering torque response according to the control and reduce the sense of heterogeneity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치를 나타낸 블럭도.
도 2는 도 1의 목표 조향각 산출부를 세부적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 목표 조향토크 산출부를 세부적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법을 나타낸 흐름도.1 is a block diagram showing a vehicle steering control apparatus for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing in detail the target steering angle calculation unit of FIG. 1;
3 is a view showing in detail the target steering torque calculation unit of FIG. 1;
4 is a flowchart showing a vehicle steering control method for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. The above-described objects and other objects, advantages, and features of the present invention, and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only the following embodiments are for the purpose of the invention to those of ordinary skill in the art, It is only provided to easily inform the composition and effect, and the scope of the present invention is defined by the description of the claims.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.Meanwhile, terms used in the present specification are for explaining embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements in which the recited component, step, operation and/or element is Or does not preclude addition.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치를 나타낸 블럭도이다.Hereinafter, a vehicle steering control apparatus for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 is a block diagram showing a vehicle steering control apparatus for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치는 목표거리 산출부(100), 목표궤적 생성부(200), 목표 요레이트 산출부(300), 목표 조향각 산출부(400), 목표 조향토크 산출부(500) 및 조향 제어부(600)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the vehicle steering control apparatus for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention includes a target
목표거리 산출부(100)는 입력된 차량의 속도에 따라 목표거리를 산출한다.The target
예컨대, 목표거리 산출부(100)는 먼저 목표거리, 차량의 속도 및 차선의 곡률 등을 가변하면서 차량의 주행을 시뮬레이션한다. 목표거리 산출부(100)는 이러한 시뮬레이션에 의해 차량이 정상 주행 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 차선 중심과 차량 간의 횡방향 오프셋 오차 및 오버 슛 정도 등을 판단한다. 목표거리 산출부(100)는 판단된 결과에 따라 차량의 속도별 목표거리를 설정하여 설정된 차량의 속도별 목표거리를 1차 함수로 근사화한다. 목표거리 산출부(100)는 근사화된 1차 함수의 기울기 및 절편값을 시뮬레이션 결과로부터 획득한다. 목표거리 산출부(100)는 획득된 기울기 및 절편값을 적용하여 입력변수를 차량의 속도로 하고 출력변수를 목표거리로 하는 직선의 방정식을 생성한다. 목표거리 산출부(100)는 생성된 직선의 방정식을 이용하여 차량의 속도에 따라 가변하는 목표거리를 산출한다.For example, the target
또한, 목표거리 산출부(100)는 전술한 바와 같이 차량의 속도에 따라 산출된 목표거리에 곡률에 따라 가변하는 게인(gain)을 곱셈연산하여 최종 목표거리를 산출한다.In addition, as described above, the target
예컨대, 직선 도로는 곡선 도로보다 더 빠른 제어입력이 실행되어야 하기 때문에 목표거리 산출부(100)는 최종 목표거리를 산출할 때 도로 곡률의 영향을 고려한다.For example, since a control input faster than a curved road is required for a straight road, the target
목표궤적 생성부(200)는 카메라로부터 입력된 영상 정보를 기반으로 목표거리 산출부(100)에 의해 산출된 목표거리만큼 떨어진 목표지점의 좌표를 생성하고, 생성된 목표지점까지의 목표궤적을 원 궤적의 형태로 생성한다.The target
예컨대, 목표궤적 생성부(200)는 목표거리 산출부(100)에 의해 산출된, 차량의 속도에 따라 가변하는 목표거리를 이용하여 차량이 차선중심에서 지정된 임의의 오프셋 거리에 따라 생성된 가상선을 따라가도록 하기 위한 목표궤적을 원 형태의 궤적으로 생성한다.For example, the target
차선중심으로부터 차량의 오프셋 거리가 0인 경우, 목표궤적 생성부(200)는 차선중심 궤적을 따라가기 위한 목표궤적을 생성한다.When the offset distance of the vehicle from the lane center is 0, the target
또한, 차량의 현재 위치에서 목표거리 산출부(100)에 의해 산출된 목표거리만큼 떨어진 차선 중심점을 목표지점이라 할 경우, 목표궤적 생성부(200)는 카메라로부터 입력된 영상 정보를 이용하여 차량의 현재 위치, 차선 중심에 대한 차량의 헤딩각 등을 산출할 수 있고, 도로상의 목표지점에 가기 위한 목표궤적을 실시간 원 형태의 프로파일로 나타낼 수 있다.In addition, when the center point of the lane that is separated by the target distance calculated by the target
한편, 목표궤적 생성부(200)는 생성된 목표궤적 상에 목표지점의 좌표(x,y)를 피타고라스 정의를 이용하여 산출한다. 여기서, x는 목표지점까지 차량의 종방향 거리, y는 목표지점까지 차량의 횡방향 거리이다.Meanwhile, the target
생성된 목표궤적 상에 목표지점의 좌표(x,y)가 산출되면, 목표궤적 생성부(200)는 생성된 목표궤적 상에 목표지점을 추종하기 위한 목표궤적의 곡률 값을 산출한다.When the coordinates (x,y) of the target point are calculated on the generated target trajectory, the
전술한 바를 좀 더 상세하게 설명하면, 목표궤적 생성부(200)는 카메라로부터 입력된 영상 정보를 이용하여 차량의 좌측 차선과 우측 차선 각각에 대한 차량의 오프셋, 헤딩각 및 곡률 값을 획득할 수 있다. 목표궤적 생성부(200)는 입력된 영상 정보를 이용하여 획득된 값들로부터 차선 중심에 대한 오프셋, 헤딩각, 차선 중심 곡률 값을 산출할 수 있다. 목표궤적 생성부(200)는 산출된 차선 중심에 대한 오프셋, 헤딩각 및 곡률 값을 이용하여 생성된 목표궤적의 곡률 값을 산출한다.To explain the above in more detail, the target
목표 요레이트 산출부(300)는 목표궤적 생성부(200)에 의해 산출된 목표궤적의 곡률 값 및 차량의 속도를 이용하여 목표 요레이트를 산출한다.The target yaw
예컨대, 목표 요레이트 산출부(300)는 목표궤적 생성부(200)에 의해 산출된 목표궤적의 곡률 값에 차량 선회시 발생하는 횡슬립으로 인한 오차를 반영한다. 차량 선회시 발생하는 횡슬립으로 인한 오차를 보정한 곡률 값을 보정목표 곡률 값이라 한다. 목표 요레이트 산출부(300)는 목표궤적의 곡률 값, 차량의 속도, 목표거리 등을 기반으로 횡슬립으로 인한 오차를 산출한다. 목표 요레이트 산출부(300)는 목표궤적의 곡률 값에 산출된 오차를 보정하여 보정목표 곡률 값을 산출한다. 목표 요레이트 산출부(300)는 산출된 보정목표 곡률 값을 이용하여 목표 요레이트를 산출한다.For example, the target yaw
목표 조향각 산출부(400)는 목표 요레이트 산출부(300)에 의해 산출된 목표 요레이트와 측정된 차량의 요레이트를 이용하여 목표 조향각을 산출한다.The target steering
이하, 도 2를 참조하여 목표 조향각 산출부(400)에 대해 좀더 구체적으로 설명한다. 도 2는 도 1의 목표 조향각 산출부를 세부적으로 나타낸 도면이다.Hereinafter, the target steering
도 2에 도시된 바와 같이, 목표 조향각 산출부(400)는 피드포워드 조향각 산출부(410) 및 피드백 조향각 산출부(420)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the target steering
여기서 목표 요레이트는 차량이 정상 주행 상태일 때의 요레이트와 목표 요레이트 산출부(300)에 의해 산출된 목표 요레이트를 비교하여 보정한 값이다. 이는 차량이 곡률 도로 주행시 목표 요레이트 산출부(300)에 의해 산출된 목표 요레이트의 오차를 정상 주행 상태일 때의 요레이트와 비교하여 보상함으로써 목표지점을 정확하게 추종하기 위함이다.Here, the target yaw rate is a value obtained by comparing and correcting the yaw rate when the vehicle is in a normal driving state and the target yaw rate calculated by the target
전술한 바를 위해, 목표 조향각 산출부(400)는 먼저 목표 요레이트 산출부(300)에 의해 산출된 목표 요레이트와 정상 주행 상태에서 측정된 차량의 요레이트와의 오차에 적분 게인을 곱하여 보상함으로써 목표 요레이트를 보정한다.For the foregoing, the target steering
피드포워드 조향각 산출부(410)는 보정된 목표 요레이트 및 차량의 속도를 입력받고, 입력된 목표 요레이트 및 차량의 속도를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 출력한다.The feed-forward steering
예컨대, 피드포워드 조항각 산출부(410)는 실차 시험을 통해 차량의 속도별 측정된 조향각에 대응되는 차량의 요레이트 계수 값을 룩업 테이블 방식으로 메모리에 저장한다. 피드포워드 조항각 산출부(410)는 입력된 목표 요레이트와 일치하는 요레이트 계수 값을 메모리에서 획득하고, 획득된 요레이트 계수 값에 대응되는 조향각을 피드포워드 조향각으로 출력한다.For example, the feed forward provision
피드백 조향각 산출부(420)는 측정된 차량의 요레이트를 입력받고, 입력된 차량의 요레이트가 따라 목표 요레이트를 추종하도록 PI(Proportional Integral)제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출한다.The feedback steering
목표 조향각 산출부(400)는 피드포워드 조향각 산출부(410)로부터 출력된 피드포워드 조향각과 피드백 조항각 산출부(420)로부터 출력된 피드백 조향각을 기반으로 목표 조향각을 출력한다.The target steering
목표 조향토크 산출부(500)는 목표 조향각 산출부(400)에 의해 산출된 목표 조향각과 측정된 차량의 조향각을 입력받아 목표 조향토크를 산출한다. 목표 조향토크 산출부(500)는 산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하도록 조향 제어부(600)에 산출된 목표 조향토크를 전달한다.The target steering
이하, 도 3을 참조하여 목표 조향토크 산출부(500)를 좀더 구체적으로 설명한다. 도 3은 도 1의 목표 조향토크 산출부를 나타낸 도면이다.Hereinafter, the target steering
도 3에 도시된 바와 같이, 목표 조향토크 산출부(500)는 오차 산출부(510), 피드백 조향토크 산출부(520) 및 피드포워드 조향토크 산출부(530)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the target steering
오차 산출부(510)는 목표 조향각 산출부(400)에 의해 산출된 목표 조향각과 측정된 차량의 조향각을 입력받고, 입력된 두 조향각 간의 오차를 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출한다. 오차 산출부(510)는 산출된 목표 주향각속도 오차를 피드백 조향토크 산출부(520)에 전달한다.The
전술한 바를 좀더 구체적으로 설명하면, 오차 산출부(510)는 목표 조향각에서 차량의 조향각을 감산연산하여 목표 조향각 오차를 산출한다. 오차 산출부(510)는 산출된 목표 조향각 오차에 조향각 P게인을 곱셈연산하여 목표 조향각속도를 산출한다. 산출된 목표 조향각속도에 측정된 차량의 조향각을 미분연산한 값을 감산연산하여 목표 조향각속도 오차를 산출한다. 오차 산출부(510)는 산출된 목표 조향각속도 오차를 피드백 조향토크 산출부(520)에 전달한다.To explain the above in more detail, the
즉, 오차 산출부(510)는 수학식 1과 같이 목표 조향각속도 오차를 산출한다.
That is, the
(δcmd : 목표조향각, δ: 차량의 조향각, δ': 차량의 조향각을 미분연산한 값, KSASAngle : 조향각P게인)
(δ cmd : target steering angle, δ: vehicle steering angle, δ': differential calculation of vehicle steering angle, K SASAngle : steering angle P gain)
피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 대해 PI 제어를 수행하여 피드백 조향토크를 출력한다.The feedback steering
전술한 바를 위해 먼저 피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 대해 P(Proportional, 비례)제어를 수행한다.For the foregoing, the feedback steering
예컨대, 피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 조향각속도 P게인을 곱셈연산하여 제1 결과를 산출한다.For example, the feedback steering
그런 다음 피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 대해 I(Proportional-Integral, 비례 적분)제어를 수행한다.Then, the feedback steering
예컨대, 피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 조향각속도 I게인을 곱셈연산하여 제2 결과를 산출한다.For example, the feedback steering
최종적으로 피드백 조향토크 산출부(520)는 오차 산출부(510)로부터 전달된 목표 조향각속도 오차에 대해 P제어 및 I제어를 수행하여 산출된 제1 결과 및 제2 결과를 덧셈연산하여 피드백 조향토크를 산출한다.Finally, the feedback steering
즉, 피드백 조향토크 산출부(520)는 수학식 2와 같이 조향각속도 피드백제어를 수행하여 피드백 조향토크를 산출한다.
That is, the feedback steering
(KP _ SASSpeed :조향각속도P게인, KI _ SASSpeed :조향각속도I게인)
(K P _ SASSpeed : Steering angular speed P gain, K I _ SASSpeed : Steering angular speed I gain)
피드포워드 조향토크 산출부(530)는 차량의 속도 및 목표조향각 산출부(400)에 의해 산출된 목표 조향각을 입력받고, 입력된 차량의 속도 및 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 출력한다.The feed forward steering
예컨대, 피드포워드 조향토크 산출부(530)는 차량의 속도에 따른 토크를 조향 제어부(600)에 인가하고, 인가된 토크에 따라 조향 제어부(600)가 차량의 조향을 제어함에 따른 조향각을 계측한다. 이렇게 계측된 조향각 및 계측된 조향각에 대응되는 토크를 룩어테이블 방식으로 메모리에 저장한다. 피드포워드 조향토크 산출부(530)는 입력된 목표 조향각과 일치하는 차량의 조향각을 메모리에서 검색하고, 검색된 조향각에 대응되는 토크를 메모리에서 획득하여 피드포워드 조향토크로 출력한다.For example, the feed forward steering
목표 조향토크 산출부(500)는 피드백 조향토크 산출부(520)로부터 출력된 피드백 조향토크 및 피드포워드 조향토크 산출부(530)로부터 출력된 피드포워드 조향토크를 기반으로 목표 조향토크를 산출한다. 목표 조향토크 산출부(500)는 산출된 목표 조향토크를 조향 제어부(600)에 전달한다.The target steering
조향 제어부(600)는 목표 조향토크 산출부(500)로부터 전달된 목표 조향토크에 따라 차량이 목표지점을 가상의 목표궤적에 따라 추종하도록 제어한다.The
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 조향각속도를 기반으로 조향 토크를 산출할 수 있어서 차량의 특성과 무관하게 조향 토크를 결정할 수 있다. 이처럼 차량의 특성과 무관하게 결정된 조향 토크에 따라 보다 강건하고 정밀하게 차량의 조향을 제어할 수 있다. 특히 차량의 특성과 무관하게 결정된 조향 토크에 따라 차량의 조향을 제어함으로써 제어에 따른 조향 토크 반응성을 향상시킬 수 있고 이질감을 감소시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the steering torque can be calculated based on the steering angular velocity, so that the steering torque can be determined regardless of the characteristics of the vehicle. In this way, it is possible to control the steering of the vehicle more robustly and precisely according to the steering torque determined regardless of the characteristics of the vehicle. In particular, by controlling the steering of the vehicle according to the steering torque determined regardless of the characteristics of the vehicle, it is possible to improve the steering torque response according to the control and reduce the sense of heterogeneity.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.Hereinafter, a vehicle steering control method for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a flowchart illustrating a vehicle steering control method for maintaining a lane according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 동작 스위치가 온으로 선택됨에 따라 차량의 속도를 입력받고, 입력된 속도에 따라 목표거리를 산출한다(S400).As shown in FIG. 4, as the operation switch is selected to be ON, the vehicle speed is input, and a target distance is calculated according to the input speed (S400).
예컨대, 목표거리, 차량의 속도 및 차선의 곡률 등을 가변하면서 차량의 주행을 시뮬레이션한다. 이러한 시뮬레이션에 의해 차량이 정상 주행 상태에 도달할 때까지 걸리는 시간, 차선 중심과 차량 간의 횡방향 오프셋 오차 및 오버 슛 정도 등을 판단한다. 판단된 결과에 따라 차량의 속도별 목표거리를 설정하여 설정된 차량의 속도별 목표거리를 1차 함수로 근사화한다. 근사화된 1차 함수의 기울기 및 절편값을 시뮬레이션 결과로부터 획득한다. 획득된 기울기 및 절편값을 적용하여 입력변수를 차량의 속도로 하고 출력변수를 목표거리로 하는 직선의 방정식을 생성한다. 생성된 직선의 방정식을 이용하여 차량의 속도에 따라 가변하는 목표거리를 산출한다.For example, driving of the vehicle is simulated while varying the target distance, vehicle speed, and curvature of lanes. By this simulation, the time taken until the vehicle reaches the normal driving state, the lateral offset error between the lane center and the vehicle, and the degree of overshoot are determined. According to the determined result, the target distance for each speed of the vehicle is set, and the target distance for each speed of the set vehicle is approximated by a linear function. The slope and intercept values of the approximated linear function are obtained from the simulation results. By applying the obtained slope and intercept values, an equation of a straight line with the input variable as the vehicle speed and the output variable as the target distance is generated. Using the generated linear equation, a target distance that varies according to the vehicle speed is calculated.
또한, 전술한 바와 같이 차량의 속도에 따라 산출된 목표거리에 곡률에 따라 가변하는 게인(gain)을 곱셈연산하여 최종 목표거리를 산출한다.In addition, as described above, the final target distance is calculated by multiplying the target distance calculated according to the vehicle speed by a gain variable according to the curvature.
예컨대, 직선 도로는 곡선 도로보다 더 빠른 제어입력이 실행되어야 하기 때문에 최종 목표거리를 산출할 때 도로 곡률의 영향을 고려한다.For example, since a straight road requires a faster control input than a curved road, the effect of road curvature is considered when calculating the final target distance.
카메라로부터 입력된 영상 정보를 기반으로 산출된 목표거리만큼 떨어진 목표지점의 좌표를 생성하고, 생성된 목표지점까지의 목표궤적을 원 궤적의 형태로 생성한다. 생성된 목표궤적의 곡률 값을 산출한다(S401).The coordinates of the target point separated by the calculated target distance based on the image information input from the camera are generated, and the target trajectory to the generated target point is generated in the form of a circle trajectory. The curvature value of the generated target trajectory is calculated (S401).
산출된, 차량의 속도에 따라 가변하는 목표거리를 이용하여 차량이 차선중심에서 지정된 임의의 오프셋 거리에 따라 생성된 가상선을 따라가도록 하기 위한 목표궤적을 원 형태의 궤적으로 생성한다.By using the calculated target distance that varies according to the vehicle speed, a target trajectory for allowing the vehicle to follow a virtual line generated according to an arbitrary offset distance designated from the center of the lane is generated as a circular trajectory.
차선중심으로부터 차량의 오프셋 거리가 0인 경우, 목표궤적 생성부(200)는 차선중심 궤적을 따라가기 위한 목표궤적을 생성한다.When the offset distance of the vehicle from the lane center is 0, the target
또한, 차량의 현재 위치에서 산출된 목표거리만큼 떨어진 차선 중심점을 목표지점이라 할 경우, 카메라로부터 입력된 영상 정보를 이용하여 차량의 현재 위치, 차선 중심에 대한 차량의 헤딩각 등을 산출할 수 있고, 도로상의 목표지점에 가기 위한 목표궤적을 실시간 원 형태의 프로파일로 나타낼 수 있다.In addition, if the center point of the lane that is separated by the target distance calculated from the current position of the vehicle is referred to as the target point, the current position of the vehicle and the heading angle of the vehicle to the center of the lane can be calculated using image information input from the camera. In addition, the target trajectory for reaching the target point on the road can be displayed in a real-time circle-shaped profile.
한편, 생성된 목표궤적 상에 목표지점의 좌표(x,y)를 피타고라스 정의를 이용하여 산출한다. 여기서, x는 목표지점까지 차량의 종방향 거리, y는 목표지점까지 차량의 횡방향 거리이다.Meanwhile, the coordinates (x,y) of the target point on the generated target trajectory are calculated using the Pythagorean definition. Here, x is the longitudinal distance of the vehicle to the target point, and y is the lateral distance of the vehicle to the target point.
생성된 목표궤적 상에 목표지점의 좌표(x,y)가 산출되면, 생성된 목표궤적 상에 목표지점을 추종하기 위한 목표궤적의 곡률 값을 산출한다.When the coordinates (x,y) of the target point are calculated on the generated target trajectory, the curvature value of the target trajectory for following the target point is calculated on the generated target trajectory.
전술한 바를 좀 더 상세하게 설명하면, 카메라로부터 입력된 영상 정보를 이용하여 차량의 좌측 차선과 우측 차선 각각에 대한 차량의 오프셋, 헤딩각 및 곡률 값을 획득할 수 있다. 입력된 영상 정보를 이용하여 획득된 값들로부터 차선 중심에 대한 오프셋, 헤딩각, 차선 중심 곡률 값을 산출할 수 있다. 산출된 차선 중심에 대한 오프셋, 헤딩각 및 곡률 값을 이용하여 생성된 목표궤적의 곡률 값을 산출한다.To explain the above in more detail, it is possible to obtain a vehicle offset, a heading angle, and a curvature value for each of the left and right lanes of the vehicle using image information input from the camera. An offset for a lane center, a heading angle, and a lane center curvature may be calculated from values obtained using the input image information. The curvature value of the generated target trajectory is calculated by using the calculated offset, heading angle, and curvature values for the lane center.
산출된 목표궤적의 곡률 값 및 차량의 속도를 이용하여 목표 요레이트를 산출한다(S402).The target yaw rate is calculated using the calculated curvature value of the target trajectory and the vehicle speed (S402).
예컨대, 산출된 목표궤적의 곡률 값에 차량 선회시 발생하는 횡슬립으로 인한 오차를 반영한다. 차량 선회시 발생하는 횡슬립으로 인한 오차를 보정한 곡률 값을 보정목표 곡률 값이라 한다. 목표궤적의 곡률 값, 차량의 속도, 목표거리 등을 기반으로 횡슬립으로 인한 오차를 산출한다. 목표궤적의 곡률 값에 산출된 오차를 보정하여 보정목표 곡률 값을 산출한다. 산출된 보정목표 곡률 값을 이용하여 목표 요레이트를 산출한다.For example, an error due to lateral slip occurring when the vehicle turns is reflected in the calculated curvature value of the target trajectory. The curvature value corrected for the error caused by the lateral slip occurring when the vehicle is turning is called the correction target curvature value. The error due to lateral slip is calculated based on the curvature value of the target trajectory, the vehicle speed, and the target distance. The correction target curvature value is calculated by correcting the error calculated in the curvature value of the target trajectory. The target yaw rate is calculated using the calculated correction target curvature value.
산출된 목표 요레이트와 측정된 차량의 요레이트를 이용하여 목표 조향각을 산출한다(S403).A target steering angle is calculated using the calculated target yaw rate and the measured yaw rate of the vehicle (S403).
여기서 목표 요레이트는 차량이 정상 주행 상태일 때의 요레이트와 산출된 목표 요레이트를 비교하여 보정한 값이다. 이는 차량이 곡률 도로 주행시 산출된 목표 요레이트의 오차를 정상 주행 상태일 때의 요레이트와 비교하여 보상함으로써 목표지점을 정확하게 추종하기 위함이다.Here, the target yaw rate is a value obtained by comparing the calculated target yaw rate with the yaw rate when the vehicle is in a normal driving state. This is to accurately follow the target point by compensating the error of the target yaw rate calculated when the vehicle is driving on a curvature road by comparing it with the yaw rate in a normal driving state.
전술한 바를 위해, 먼저 산출된 목표 요레이트와 정상 주행 상태에서 측정된 차량의 요레이트와의 오차에 적분 게인을 곱하여 보상함으로써 목표 요레이트를 보정한다.For the foregoing, the target yaw rate is corrected by multiplying and compensating the error between the calculated target yaw rate and the measured yaw rate of the vehicle in a normal driving state by multiplying the integral gain.
보정된 목표 요레이트 및 차량의 속도를 입력받고, 입력된 목표 요레이트 및 차량의 속도를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 출력한다.The corrected target yaw rate and vehicle speed are input, and feed forward control is performed based on the input target yaw rate and vehicle speed to output a feed forward steering angle.
예컨대, 실차 시험을 통해 차량의 속도별 측정된 조향각에 대응되는 차량의 요레이트 계수 값을 룩업 테이블 방식으로 메모리에 저장한다. 입력된 목표 요레이트와 일치하는 요레이트 계수 값을 메모리에서 획득하고, 획득된 요레이트 계수 값에 대응되는 조향각을 피드포워드 조향각으로 출력한다.For example, a yaw rate coefficient value of a vehicle corresponding to a steering angle measured for each vehicle speed through an actual vehicle test is stored in a memory in a lookup table method. A yaw rate coefficient value that matches the input target yaw rate is obtained from the memory, and a steering angle corresponding to the obtained yaw rate coefficient value is output as a feedforward steering angle.
측정된 차량의 요레이트를 입력받고, 입력된 차량의 요레이트가 목표 요레이트를 추종하도록 PI제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출한다.The measured yaw rate of the vehicle is input, and the feedback steering angle is calculated by performing PI control so that the input yaw rate of the vehicle follows the target yaw rate.
출력된 피드포워드 조향각과 출력된 피드백 조향각을 기반으로 목표 조향각을 산출한다.The target steering angle is calculated based on the output feed forward steering angle and the output feedback steering angle.
산출된 목표 조향각과 측정된 차량의 조향각을 입력받아 목표 조향토크를 산출한다(S404).A target steering torque is calculated by receiving the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle (S404).
예컨대, 산출된 목표 조향각과 측정된 차량의 조향각을 입력받고, 입력된 두 조향각 간의 오차를 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출한다.For example, the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle are input, and a target steering angular velocity error is calculated based on an error between the input two steering angles.
전술한 바를 좀더 구체적으로 설명하면, 산출된 목표 조향각에서 측정된 차량의 조향각을 감산연산하여 목표 조향각 오차를 산출한다. 산출된 목표 조향각 오차에 조향각 P게인을 곱셈연산하여 목표 조향각속도를 산출한다. 산출된 목표 조향각속도에 측정된 차량의 조향각을 미분연산한 값을 감산연산하여 목표 조향각속도 오차를 산출한다. To explain the above in more detail, the target steering angle error is calculated by subtracting and calculating the measured steering angle of the vehicle from the calculated target steering angle. The target steering angle velocity is calculated by multiplying the calculated target steering angle error by the steering angle P gain. The target steering angular speed error is calculated by subtracting the calculated value obtained by differentially calculating the measured steering angle of the vehicle from the calculated target steering angular speed.
산출된 목표 조향각속도 오차에 대해 PI 제어를 수행하여 피드백 조향토크를 출력한다.PI control is performed on the calculated target steering angular velocity error and feedback steering torque is output.
전술한 바를 위해 먼저 산출된 목표 조향각속도 오차에 대해 P제어를 수행한다.For the foregoing, P control is performed on the calculated target steering angular speed error.
예컨대, 산출된 목표 조향각속도 오차에 조향각속도 P게인을 곱셈연산하여 제1 결과를 산출한다.For example, the first result is calculated by multiplying the calculated target steering angular velocity error by the steering angular velocity P gain.
그런 다음 산출된 목표 조향각속도 오차에 대해 I제어를 수행한다.Then, I control is performed on the calculated target steering angular velocity error.
예컨대, 산출된 목표 조향각속도 오차에 조향각속도 I게인을 곱셈연산하여 제2 결과를 산출한다.For example, a second result is calculated by multiplying the calculated target steering angular velocity error by the steering angular velocity I gain.
최종적으로 산출된 목표 조향각속도 오차에 대해 P제어 및 I제어를 수행하여 산출된 제1 결과 및 제2 결과를 덧셈연산하여 피드백 조향토크를 산출한다.The feedback steering torque is calculated by adding the first and second results calculated by performing P control and I control on the finally calculated target steering angular velocity error.
또한, 입력된 차량의 속도 및 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 출력한다.In addition, feed-forward control is performed based on the input vehicle speed and target steering angle to output feed-forward steering torque.
예컨대, 량의 속도에 따른 토크를 조향 제어부에 인가하고, 인가된 토크에 따라 조향 제어부가 차량의 조향을 제어함에 따른 조향각을 계측한다. 이렇게 계측된 조향각 및 계측된 조향각에 대응되는 토크를 룩어테이블 방식으로 메모리에 저장한다. 입력된 목표 조향각과 일치하는 차량의 조향각을 메모리에서 검색하고, 검색된 조향각에 대응되는 토크를 메모리에서 획득하여 피드포워드 조향토크로 출력한다.For example, a torque according to the amount of speed is applied to the steering controller, and the steering angle according to the applied torque is measured by the steering controller controlling the steering of the vehicle. The measured steering angle and the torque corresponding to the measured steering angle are stored in the memory in a look-a table method. The steering angle of the vehicle matching the input target steering angle is retrieved from the memory, the torque corresponding to the retrieved steering angle is obtained from the memory, and output as a feed forward steering torque.
출력된 피드백 조향토크 및 출력된 피드포워드 조향토크를 기반으로 목표 조향토크를 산출한다. 산출된 목표 조향토크를 조향 제어부에 전달한다.A target steering torque is calculated based on the output feedback steering torque and the output feedforward steering torque. The calculated target steering torque is transmitted to the steering control unit.
조향 제어는 전달된 목표 조향토크에 따라 차량이 목표지점을 가상의 목표궤적에 따라 추종하도록 제어한다(S405).The steering control controls the vehicle to follow the target point according to the virtual target trajectory according to the transmitted target steering torque (S405).
이렇게 함으로써 목표 조향각 추종시 불연속적인 추종이 발생하지 않고 연속적으로 추종할 수 있다. 따라서 조향 제어가 끊김 없이 연속적으로 동작하기 때문에 운전자로 하여금 이질감을 느끼지 않도록 할 수 있다.In this way, when the target steering angle is followed, discontinuous tracking does not occur and can be continuously followed. Therefore, since the steering control operates continuously without interruption, it is possible to prevent the driver from feeling disparity.
이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Although the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiment and the accompanying drawings, this is only an example and various modifications are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined by the scope of the claims to be described later, as well as the scope and equivalents of the claims.
100 : 목표거리 산출부 200 : 목표궤적 생성부
300 : 목표 요레이트 산출부 400 : 목표 조향각 산출부
500 : 목표 조향토크 산출부 600 : 조향 제어부100: target distance calculation unit 200: target trajectory generation unit
300: target yaw rate calculation unit 400: target steering angle calculation unit
500: target steering torque calculation unit 600: steering control unit
Claims (10)
산출된 목표 조향각 및 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하고, 산출된 목표 조향각속도 오차를 기반으로 목표 조향토크를 산출하는 조향토크 산출부; 및
상기 조향토크 산출부에 의해 산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하는 조향 제어부
를 포함하고,
상기 조향토크 산출부는,
상기 산출된 목표 조향각 및 상기 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하는 오차 산출부;
상기 오차 산출부에 의해 산출된 상기 목표 조향각속도 오차에 대해 PI제어를 수행하여 피드백 조향토크를 산출하는 피드백 조향토크 산출부; 및
상기 산출된 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 산출하는 피드포워드 조향토크 산출부를 포함하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치.A steering angle calculator configured to calculate a target steering angle based on the calculated target yaw rate and the measured yaw rate of the vehicle;
A steering torque calculator configured to calculate a target steering angular speed error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, and calculate a target steering torque based on the calculated target steering angular speed error; And
A steering control unit that controls steering of the vehicle according to the target steering torque calculated by the steering torque calculation unit
Including,
The steering torque calculation unit,
An error calculator configured to calculate a target steering angle speed error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle;
A feedback steering torque calculator for calculating a feedback steering torque by performing PI control on the target steering angular velocity error calculated by the error calculator; And
Comprising a feedforward steering torque calculator for calculating a feedforward steering torque by performing feedforward control based on the calculated target steering angle
Vehicle steering control device to keep in-lane.
하기 수학식을 이용하여 상기 목표 조향각속도 오차를 산출하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치.
(δcmd : 목표 조향각, δ: 차량의 조향각, δ': 차량의 조향각을 미분연산한 값, KSASAngle : 조향각P게인)The method of claim 1, wherein the error calculation unit,
Calculating the target steering angular velocity error using the following equation
Vehicle steering control device for keeping in-lane.
(δ cmd : target steering angle, δ: vehicle steering angle, δ': differential calculation of vehicle steering angle, K SASAngle : steering angle P gain)
하기 수학식을 이용하여 상기 피드백 조향토크를 산출하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치.
(KP _ SASSpeed :조향각속도P게인, KI _ SASSpeed :조향각속도I게인)The method of claim 3, wherein the feedback steering torque calculation unit,
Calculating the feedback steering torque using the following equation
Vehicle steering control device for keeping in-lane.
(K P _ SASSpeed : Steering angular speed P gain, K I _ SASSpeed : Steering angular speed I gain)
입력된 차량의 속도 및 상기 기산출된 목표 요레이트를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 산출하는 피드포워드 조향각 산출부; 및
상기 측정된 차량의 요레이트가 상기 기산출된 목표 요레이트를 추종하도록 PI제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출하는 피드백 조향각 산출부를 포함하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 장치. The method of claim 1, wherein the steering angle calculation unit,
A feedforward steering angle calculator configured to calculate a feedforward steering angle by performing feedforward control based on the input vehicle speed and the previously calculated target yaw rate; And
And a feedback steering angle calculator configured to calculate a feedback steering angle by performing PI control so that the measured yaw rate of the vehicle follows the previously calculated target yaw rate.
Vehicle steering control device for keeping in-lane.
산출된 목표 조향각 및 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하고, 산출된 목표 조향각속도 오차를 기반으로 목표 조향토크를 산출하는 단계; 및
산출된 목표 조향토크에 따라 차량의 조향을 제어하는 단계
를 포함하고,
상기 목표 조향토크를 산출하는 단계는,
상기 산출된 목표 조향각 및 상기 측정된 차량의 조향각을 기반으로 목표 조향각속도 오차를 산출하는 단계;
산출된 상기 목표 조향각속도 오차에 대해 PI제어를 수행하여 피드백 조향토크를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 목표 조향각을 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향토크를 산출하는 단계를 포함하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법.Calculating a target steering angle based on the calculated target yaw rate and the measured yaw rate of the vehicle;
Calculating a target steering angular speed error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle, and calculating a target steering torque based on the calculated target steering angular speed error; And
Controlling the steering of the vehicle according to the calculated target steering torque
Including,
The step of calculating the target steering torque,
Calculating a target steering angle velocity error based on the calculated target steering angle and the measured steering angle of the vehicle;
Calculating a feedback steering torque by performing PI control on the calculated target steering angular velocity error; And
Comprising the step of calculating feedforward steering torque by performing feedforward control based on the calculated target steering angle
Vehicle steering control method for maintaining in-lane.
하기 수학식을 이용하여 상기 목표 조향각속도 오차를 산출하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법.
(δcmd : 목표 조향각, δ: 차량의 조향각, δ': 차량의 조향각을 미분연산한 값, KSASAngle : 조향각P게인)The method of claim 6, wherein calculating the error comprises:
Calculating the target steering angular velocity error using the following equation
Vehicle steering control method for maintaining in-lane.
(δ cmd : target steering angle, δ: vehicle steering angle, δ': differential calculation of vehicle steering angle, K SASAngle : steering angle P gain)
하기 수학식을 이용하여 상기 피드백 조향토크를 산출하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법.
(KP _ SASSpeed :조향각속도P게인, KI _ SASSpeed :조향각속도I게인)The method of claim 8, wherein calculating the feedback steering torque comprises:
Calculating the feedback steering torque using the following equation
Vehicle steering control method for maintaining in-lane.
(K P _ SASSpeed : Steering angular speed P gain, K I _ SASSpeed : Steering angular speed I gain)
입력된 차량의 속도 및 상기 기산출된 목표 요레이트를 기반으로 피드포워드 제어를 수행하여 피드포워드 조향각을 산출하는 단계; 및
상기 측정된 차량의 요레이트가 상기 기산출된 목표 요레이트를 추종하도록 PI제어를 수행하여 피드백 조향각을 산출하는 단계를 포함하는 것
인 차선 유지를 위한 차량 조향 제어 방법.The method of claim 6, wherein calculating the target steering angle,
Calculating a feedforward steering angle by performing feedforward control based on the input vehicle speed and the previously calculated target yaw rate; And
And calculating a feedback steering angle by performing PI control so that the measured yaw rate of the vehicle follows the previously calculated target yaw rate.
Vehicle steering control method for maintaining in-lane.
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