KR20230175288A - 대형 차량을 위한 적응형 경로 추적 알고리즘 - Google Patents

Abstract

기준 경로(P)를 추적하도록 대형 차량(100)을 제어하는 방법에 있어서,
차량(100)이 추적할 기준 경로(P)를 획득하는 단계(S1),
경로(P)에 인접한 차량 위치(x)로부터 조종 기준으로 사용할 경로(P)를 따라 목표 점(G)을 결정하는 단계(S2), 여기서 목표 점(G)은 차량 위치(x)와 연관된 기준 위치(x, )로부터 측정된 예견거리()만큼 경로(P)를 따라 떨어져 있으며,
여기서 예견거리()는 기준 경로(P)로부터 차량 위치(x)의 횡편차(y)에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되어, 기준 경로(P)로부터 횡편차(y)가 증가함에 따라 예견거리()가 증가하고, 횡편차(y)가 감소함에 따라 감소하며, 그리고
목표 점(G)을 기초로 차량(100)을 제어하는 방법(S3)를 포함하는, 방법을 제공한다.

Description

대형 차량을 위한 적응형 경로 추적 알고리즘

본 개시는 트럭 그리고 세미-트레일러 차량과 같이, 대형차량과 주로 관련된 것이지만, 그럼에도 불구하고 명세서에 개시된 기술은 다른 유형의 차량에도 사용될 수 있다. 개시는 특히 전방주시거리 및 예견거리를 기초하는 차량 제어에 사용하기 위한 경로 추적 방법에 관한 것이다.

자율 주행(autonomous drive, AD)을 제어하기 위한 향상된 운전자 지원 시스템(advanced driver assistance systems, ADAS) 및 방법은 일반적으로 어떤 형태의 경로 추적 알고리즘을 기반으로 차량을 제어한다. 제어 시스템은 먼저 차량을 한 위치에서 다른 위치로 안내하기 위해 취할 수 있는 가능한 경로를 지시하는 지도 데이터와 함께, 예를들어, 현재 운송수단에 기초한, 차량에 의해 추적될 원하는 경로를 정한다.

경로 추적은 차량이 따라야 할 특정 타겟 경로를 준수하기 위해 매 순간의 차량 속도와 조종을 어떻게 결정할지와 관련된 프로세스이다. 문헌에는 다양한 유형의 경로 추적 알고리즘이 있으며, 각각은 해당 장점과 단점과 개별적으로 연관되어 있다.

순수 추격(pure pursuit)은 상대적으로 낮은 복잡성으로 구현될 수 있는 잘 알려진 경로 추적 알고리즘이며, 예를 들어, "순수 추격(pure pursuit) 경로 트래킹 알고리즘 구현", Coulter, 카네기멜론대학교, 피츠버그 PA Robotics INST, 1992.에 설명되어 있다. 알고리즘은 차량이 현재 위치에서 따라야 할 경로를 따라 미리 결정된 "주시" 거리에 있는 지점을 향해 이동하는, 조종 각도를 포함하는, 일련의 차량 제어 세트를 계산한다. 순수 추격(pure pursuit) 방법을 사용하면 차량이 예견거리만큼 차량에서 분리된 경로를 따라 지점을 "추격(chase)"하게 야기하며, 그렇게 부른다.

벡터 필드 안내 방법은, 예를 들어, Gordon, Best and Dixon 에 의해 논문 "컨버젠트 벡터 필드에 기초한 자동 운전자", Proc. Inst. Mech. Eng. Part D, vol. 216, pp 329-347, 2002. 에서 의논되었다.

US2014180543A1에는 기본 조종량 계산부가 주행 차선을 따라 기본 경로로 자차를 운전하기 위한 기본 조종량을 계산하는, 차량 제어 장치가 개시되어 있다. 자세 검출부는 횡위치와 요각으로 표시되는 차량 자세 상태를 검출한다. 오프셋 거리 검출 섹션은 기본 경로와 횡위치 사이의 오프셋 거리를 검출한다. 수정 조종량 계산부는 가상 수정 경로를 따라 자차를 주행하기 위한 조종 제어량으로서 수정 조종량을 계산한다. 가상 교정 경로를 이용하여 자차의 자세를 미리 설정된 가상 타겟 지점에서 미리 설정된 타겟 자세와 함께 정렬한다. 지시 조종량 계산부는 기본 조종량과 보정 조종량에 기초하여 지시 조종량을 계산한다.

EP2251238A1에는 차선 표시의 인식 정확도가 저하된 경우에도 계속 작동할 수 있는 차량 주행 지원 장치가 개시되어 있다.

예견거리 매개변수는 이러한 유형의 경로 추적 프로세스 동작에서 중요한 역할을 한다. 경로 추적 방법을 굴절식 대형 차량에 사용하기에 더 적합하게 만들기 위해서는, 이 매개변수를 결정하는 개선된 방법이 필요하다.

본 개시의 목적은 경로 추적 작업 동안 대형 차량을 제어하기 위한 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.이 목적은 대형 차량이 기준 경로를 추적하도록 제어하는 방법에 의해 획득된다.

이 방법은 차량이 추적할 기준 경로를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 경로 근처의 차량 위치로부터 조종 기준으로 사용될 경로를 따라 목표 점을 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 목표 점은 차량위치와 관련된 경로 상의 기준 위치로부터 측정된 예견거리만큼 경로를 따라 떨어져 있다. 개시된 방법에 따르면, 예견거리는, 기준 경로로부터 차량 위치의 횡편차에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되며, 따라서 예견거리는 기준 경로로부터 횡편차가 증가함에 따라 증가하고 횡편차가 감소함에 따라 감소한다. 방법은 또한 목표 지점에 기초하여 차량을 제어하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 유리하게, 차량은 타겟 경로로부터의 횡편차에 따라 경로 추적 동작을 조정할 수 있다. 차량이 횡으로 타겟 경로에서 멀리 떨어져 있는 경우, 차량은 횡으로 타겟 경로에 더 가까운 경우에 비해 타겟 경로에서 더 멀리 있는 지점을 목표로 한다. 이러한 동작으로 인해 차량의 경로 추적 성능이 향상되는 결과를 야기한다.

측면들에 따르면, 목표 점을 향해 차량이 제어된다는 의미에서, 또는 목표 점을 향해 적어도 간헐적으로 차량이 제어된다는 의미에서 목표 점을 기초로 차량이 제어된다.

측면들에 따르면, 상기 방법은 또한 종방향 속도가 증가함에 따라 예견거리가 증가하는 것과 같이, 차량의 종방향 속도에 적어도 부분적으로 기초하여 예견거리를 결정하는 단계를 포함한다. 속도에 대한 이러한 추가적인 의존성은 차량의 경로 추적 동작을 더욱 향상시킨다.

측면들에 따르면, 상기 방법은 제1 튜닝 매개변수에 기초하여 예견거리를 결정하는 단계를 더 포함하고, 경로를 추적하도록 차량을 제어하기 위한 제어 노력은 제1 튜닝 매개변수의 증가에 따라 증가한다. 튜닝 매개변수를 사용하여 차량 동작을 맞춤화할 수 있다. 차량 경로 추적 동작은 다른 차량 유형에 맞게 미세 조정될 수도 있다. 또한, 경로 추적 동작은, 예를 들어, 차량부하,에 따라 조정될 수 있다. 제1 튜닝 매개변수는, 예를 들어, 기존 경로의 곡률에 따라 조정될 수 있다. 이러한 방식의 곡선에서의 차량 경로 추적은 경로 추적 동작을 개선하도록 조정할 수 있다.

개시된 방법은 기준 위치에서 기준 경로와 연관된 구심 횡가속도 성분을 결정하는 단계와 구심 횡가속도 성분에 기초하여 제1 튜닝 매개변수를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 라는 형식의 방적식에 따라 제1 튜닝 매개변수를 적용함으로써, 는 여기서 타겟 경로의 곡률에 대한 임의의 측정값이고, 는 증가하는 함수 일 수 있고, 더 큰 정확도가 필요할 때마다 경로 추적에 증가된 제어 노력이 유리하게 적용된다.

예견거리는 예를 들어 다음과 같이 결정될 수 있다

여기서 는 차량의 종방향 속도, 는 횡편차, 는 제1 튜닝 매개변수, 는 제2 튜닝 매개변수이다. 비교적으로 간단한 표현식은 제한된 계산 노력으로 실-시간으로 평가할 수 있다는 것이, 장점이다. 예를 들어 다음식에 따라, 예견거리를 최소 예견거리 로 제한하면서 추가적인 장점을 얻을 수 있다.

여기서 다시 는 차량(100)의 종방향 속도, 는 횡편차, 는 제1 튜닝 매개변수, 는 제2 튜닝 매개변수, 그리고 는 최소 예견거리이다.매개변수터 b는 타겟 경로에 가까운 동작으로 수정하기 위해 사용되는 조정 매개변수이다. 물론, 하나 또는 그 이상의 매개변수를 포함하는 다른 표현식 을 사용하여 예견거리를 결정할 수도 있다.

일부 실시예에서, 제2 튜닝 매개변수 b는 상수이다. 다른 실시예에서, 제2 튜닝 매개변수(b)는 차량의 종방향 속도(U)의 함수이다. 특히, 두 번째 튜닝 매개변수는 다음과 같이 주어질 수 있다

*

본 명세서에 개시된 방법은 유리하게는 벡터 장 경로 추적 방법과 결합될 수 있고, 그 중 인공 흐름 안내 방법은 하위-집합을 나타낸다. 직선 타겟 경로의 경우, 벡터 필드는 예견 지점을 직접 가리킨다. 보다 일반적으로는, 곡선에서, 기준 경로의 방향은 선택적으로 다음과 같이 결정될 수 있다.

여기서 은 기준 위치에서 평가된 기준 경로에 대한 단위-길이 접선 벡터, 는 목표 점에서 평가된 기준 경로에 대한 단위-길이 접선 벡터,는 차량 위치에서 목표 점을 향하는 단위-길이 벡터이고, 각도 는 두 접선 벡터 과 가 이루는 각도의 절반이다. 이를 통해 코너링 시 차량 제어가 향상된다. 본 개시의 이후 섹션에서, 이라는 표현은 제1 흐름 장으로 지칭될 것이다. 바람직하게는, 벡터 와 의 계산이라는 목적을 위해, 어떠한 최소 예견거리 를 적용하지 않고 계산된 예견거리 에 따라 목표 점을 결정한다.

인공 흐름 안내 방법을 적용하는 실시예의 추가 개발에서, 차량은 현재 횡편차에 기초하여 선택적으로 제어된다. 보다 구체적으로, 횡편차(y)가 임계값()을 초과하는 경우 차량은 제1 흐름 장의 방향 에 따라 제어되고, 제2 흐름 장의 방향에 따라 제어될 수 있으며, 여기서 제2 흐름 장은 제1 흐름 장보다 복원 작용이 약하다. 이는 특정 상황에서 관찰된 진동 동작은, 예를 들어, 곡률이 변경되는 기준 경로 섹션을 해결한다. 본 개시의 후반부에서는, 로 정의되는 영역을 기준 경로의 경계 영역이라 지칭한다.

본 명세서에 개시된 방법은, 예를 들어, 기준 위치가 차량 위치와 동일한 순수 추격(pure pursuit)-기반 경로 추적 알고리즘, 또는 기준위치가 차량 위치를 통과하여 기준 위치의 경로와 직교하는 직선이 교차하는 경로 상의 위치인, 벡터 필드 안내-기반 경로 추적 알고리즘과 유리하게 결합된다. 본 명세서에 개시된 경로 추적 방법은 또한 차선 유지 보조(lane keep assistance, LKA) 기능, 반-자율 주행, 및/또는 자율 주행을 포함하는 차량 애플리케이션에서 유리하게 사용될 수 있다.

위에서 논의된 장점과 관련된 차량, 컴퓨터 판독 가능 매체 및 컴퓨터 프로그램 제품도 여기에 개시되어 있다.

일반적으로, 청구범위에 사용된 모든 용어는 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 기술 분야에서의 일반적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "a/an/the 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계, 등."에 대한 모든 언급이 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계, 등.의 적어도 하나의 예를 언급하는 것으로 공개적으로 해석되어야 한다. 여기에 개시된 임의의 방법의 단계는 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 정확한 순서로 수행될 필요는 없다. 본 발명의 추가적인 특징, 및 이점,은 첨부된 청구범위 및 다음의 설명을 연구하면 명백해질 것이다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명의 다양한 특징을 결합하여 다음에 설명된 것 이외의 실시예를 생성할 수 있다는 것을 인식한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 예로서 인용된 본 발명의 실시예에 대한 보다 상세한 설명을 따른다. 도면에서;
도 1은 예시적인 대형 차량을 개략적으로 도시한다;
도 2는 차량 동작 제어 시스템을 도시한다;
도 3은 순수 추격(pure pursuit)-기반 방법에 의한 경로 추적을 도시한다;
도 4는 벡터 안내-기반 방법에 의한 경로 추적을 도시한다;
도 5는 다른 예견거리 설정에 대한 경로 추적 동작을 도시한다;
도 6은 차량 제어 기능 구조를 개략적으로 도시한다;
도 7은 코너링 중 대형 차량을 도시한다;
도 8은 곡선 경로의 경로 추적을 도시한다;
도 9는 방법을 도시한 흐름도이다;
도 10은 제어 유닛을 개략적으로 도시한다; 그리고
도 11은 컴퓨터 프로그램 제품의 예를 도시한다;

본 발명은 이제 본 발명의 특정 측면이 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더욱 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은, 여러 가지 다른 형태로 구체화될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예 및 측면에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다; 오히려, 이들 실시예는 본 개시가 철저하고 완전해지고, 발명의 해당 기술 분야의 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달할 수 있도록 예로서 제공된다. 유사한 숫자는 설명 전반에 걸쳐 유사한 요소를 나타낸다.

본 발명은 본 명세서에 기술되고 도면과 예시된 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다; 오히려, 당업자는 첨부된 청구범위의 범위 내에서 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

도 1은 본 명세서에 개시된 기술이 유리하게 적용될 수 있는 화물 운송을 위한 예시적인 차량(100)을 도시한다. 차량(100)은 공지된 방식으로 트레일러 유닛(120)을 견인하도록 구성된 트럭 또는 견인 차량(110)을 포함한다. 도 1의 예시적인 트랙터(110)는 경로 추적 및 차량 동작 관리와 같은 ,다양한 차량 제어 기능을 수행하도록 구성된 차량 제어 유닛(vehicle control unit, VCU)(130)을 포함한다. 트레일러 유닛(120)은 선택적으로 VCU(140)도 포함할 수 있다. 차량(100)은 무선 링크를 통해 제어 유닛도 포함하는, 원격 서버(150)에 선택적으로 연결된다. 본 명세서에 개시된 기술은 제어 유닛(130, 140, 150) 중 임의의 것에 의해, 또는 하나 또는 이상의 제어 유닛의 조합에 의해 수행될 수 있다. 온-보드 VCU(130, 140)는 원격 서버(150)에 의해 매개변수화될 수도 있다.

도 2는 파워 조종 장치(230) 및 전기 기계(electric machine, EM)와 같은 추진 장치(220)를 포함하는 일부 예시적인 동작 지원 장치(motion support devices, MSDs)에 의해, 예를 들어, 트랙터(110)에서, 휠(210)을 제어하기 위한 기능(200)을 개략적으로 도시한다. 파워 조종 장치(230) 및 추진 장치(220)는 하나 또는 그 이상의 MSD 제어 유닛(240)에 의해 제어될 수 있는 액추에이터의 예이다.

교통 상황 관리(traffic situation management, TSM) 기능(270)은, 예를 들어, 1~10초 정도의 시간 범위로 운전 작업을 계획한다. 상기 시간 구조는, 예를 들어, 차량(100)이 곡선을 결정하는 데 걸리는 시간에 해당한다. TSM에 의해 계획되고 실행되는, 차량 기동은, 주어진 기동에 대한 원하는 차량 속도 및 회전을 설명하는 가속 프로필 및 곡률 프로필과 연관될 수 있다. TSM은 안전하고 견고한 방식으로 TSM의 요청을 충족하기 위해 힘 할당을 수행하고 요청을 다른 MSD에 전달하는 차량 동작 관리(vehicle motion management, VMM) 기능(250)으로부터 원하는 가속도 프로파일 및 곡률 프로파일 를 지속적으로 요청한다. VMM 기능(250)은 힘 생성과 MSD 조정을 모두 관리하고, 즉, TSM 기능(270)의 요청을 이행하기 위해, 예를 들어 TSM에서 요청한 가속 프로필에 따라 차량을 가속 및/또는 TSM에서 요청한 차량의 특정 곡률 동작을 생성하는 데 필요한 힘이 무엇인지 결정한다. 힘은 예를 들어, 요모멘트, 종방향 힘 및 횡방향 힘,뿐만 아니라 다른 휠에 적용되는 다른 유형의 토크를 포함할 수 있다.

MSD 제어 유닛(240), VMM 기능(250), 및 TSM 기능(270)은 모두 차량 제어의 기초가 될 수 있는, 다양한 온-보드 차량 센서(260)로부터의 센서 데이터에 접근한다. 이러한 센서는, 예를 들어, 범지구위치결정시스템(GPS) 수신기, 비전-기반 센서, 휠 속도 센서, 레이더 센서 및/또는 라이더 센서를 포함할 수 있다. 센서는, 무엇보다도, 기준 경로와 관련하여 차량 위치를 결정하도록 구성된다.

도 3 및 도 4는 본 명세서에 개시된 기술 중 적어도 일부가 유리하게 사용될 수 있는 두 가지 예시적인 경로 추적 방법을 도시한다.

도 3은 순수 추격(pure pursuit) 알고리즘이 의도된 경로 또는 기준 경로 P를 따르도록 차량을 제어할 수 있는 방법의 예(300)를 보여준다. 차량은 기준 경로 P로부터 횡편차 y에 있는, 차량 위치 x에 위치한다. 기준 경로로부터의 횡편차는 다양한 방식으로 결정될 수 있다고 이해된다. 여기에서 사용된 정의는 도 3에 표시된 대로, 경로 P에 직교하는 선 y를 따라 차량 위치 x에서 기준 경로 P까지의 거리이다. 본 명세서에 개시된 일반적인 개념은 물론 횡편향의 다른 정의에도 적용 가능하다.

예(300)에서 차량의 휠-베이스 길이는 L이다. 순수 추격(pure pursuit) 접근 방식의 기본 아이디어는 현재 위치 x에서 기준 경로 P의 목표 점 G까지 차량을 이동시키는 곡률을 계산하는 것이다. 목표 점은 목표 점과 현재 차량 위치 x를 모두 통과하는, 반경 R의 원을 정의하여 결정된다. 그런 다음 차량은 도 3에 표시된 대로 이 원과 관련하여 결정된 조정 각도에 의해 제어된다. 목표 점 G의 선택은 순수 추격(pure pursuit) 알고리즘의 동작에 중요한 역할을 합니다. 목표 점은 차량 위치 x에서 목표 점까지의 거리가 항상 예견거리 와 동일하도록 선택된다.

이 유형의 순수-추격(pursuit) 알고리즘과 관련된 자세한 내용은 "순수 추격(pure pursuit) 경로 트래킹 알고리즘 구현" R.C. Coulter, Carnegie-Mellon University, Pittsburgh PA Robotics INST, 1992, 및 "적응형 순수 추격(pure pursuit) 알고리즘 기반 자율주행 차량을 위한 횡 제어 시스템 개발", 박명욱, 이상우, 한우용 , 제어, 자동화 및 시스템에 관한 제14차 국제 회의(ICCAS 2014), IEEE, 2014.에 나와 있다.

도 4는 벡터 현장 안내-기반 경로 추적 방법의 예(400)를 도시한다. 이 방법에서는 벡터 필드(410)가 생성되고, 차량은 현재 차량 위치 x에서 벡터 w에 따라 제어된다. 각 벡터 w는 위치 x에서 기준 경로 P의 각 목표 점 G를 가리키도록 결정된다. 목표 점은 예견거리 에 기초하여 다시 결정되지만, 이제 예견거리는 기준 경로 P 상의 기준 위치 에서 기준 경로 P를 따라 측정된 거리이다. 이 기준 위치 는 도 4에 도시된 바와 같이 차량 위치 x를 통과하는 기준 위치 에서 경로 P에 직교하는 직선과 교차하는 경로 P 상의 위치이다. 벡터 필드 안내-기반 방법은 Gordon, Best 및 Dixon의 "컨버젠트 벡터 필드 기반의 자율 주행 드라이버", Proc. Inst. Mech. Eng. Part D, vol. 216, pp 329-347(2002)에서 논의된다. 저자 Song M, Wang N, Gordon T 및 Wang J.는 "저속-기동 시 견고한 자율 지상 차량을 위한 흐름-장 안내 조종 제어", Vehicle System Dynamics에서 발간된, 2019 8월 3;57(8):1090-107에서 벡터 필드-기반 방법에 대해서도 논의된다. 벡터 필드-기반 안내와 관련된 일부 추가 세부 정보는 Semsar-Kazerooni, Elham, et al "인공 전위장을 이용한 다-목적 소대 조종" : IFAC-PapersOnLine 50.1 (2017): 15006-15011에서 논의된다.

벡터 필드 안내-기반 경로 추적 방법의 약간 더 발전된 버전이 아래 도 7과 관련하여 논의된다.

순수 추격(pure pursuit) 방법과 벡터 필드-기반 경로 추적 방법은 모두 예견거리에 의존하며, 이는 때때로 전방주시거리라고도 한다. 예견거리는 차량의 위치로부터 기준 경로 P를 따라 목표 점이 얼마나 떨어져 있는지와 관련된다. 직관적으로, 짧은 예견거리 는 횡편차 y를 더 빨리 줄이기 위해, 예를 들어, 더 강력한 조정 제어 동작이 발생하는, 제어 노력이 증가한다. 대신에 더 긴 예견거리 는, 감소된 제어 노력과 관련하여 더 부드럽고 더 느린 제어 동작을 초래한다. 물론 더 긴 예견거리 는 차량(100)이 코너를 성공적으로 통과하고 더 급회전하는 능력을 감소시키며, 이는 단점이다.

*여기서, 제어 노력이라는 용어는 차량을 트랙에 더 가깝게 만드는 데 소요되는 노력의 양으로 해석된다. 제어 노력은, 예를 들어, 횡가속도, 차량 요율, 발생된 측면-미끄러짐, 적용된 조정 각도 크기, 차량의 액추에이터에 의해 소비되는 전체 에너지, 등의 측면에서 측정될 수 있다.

도 5는 경로 P로부터 횡편차 y의 차량 위치 x에서 시작하여, 직선 기준 경로 P를 따라갈 때 예견거리 의 두 가지 다른 설정의 효과를 보여준다. 예(510)은 예견거리가 상당히 크게 선택되면 어떤 일이 발생하는지 보여주며, 반면에 예(520)는 예견거리가 더 짧게 선택되면 어떤 일이 발생하는지 보여준다.

본 명세서에 개시된 기술은 의도된 경로 P로부터 횡오프셋(또는 편차) y에 따라 예견거리 를 조정함으로써 자율 또는 반-자율 차량의 안내를 개선한다. 또한 종방향, 즉, 차량 진행 방향의 차량 속도에 따라 예견거리를 변경함으로써 추가 개선이 이루어질 수 있다.

현재 경로 추적 방법은 예견거리 를 설정하기 위한 불완전하고 임시적인 알고리즘으로 인해 어려움을 겪고 있다. 예를 들어, 속도에 비례하거나, 일부 도로 곡률 기준의 함수로 를 설정하는 것이 제안된다. 이러한 조정은 곡률이 높을 때 예견거리를 줄이고 곡률이 낮을 때 예견거리를 늘리기 위해 수행된다. 그러나, 현재 방법은 타겟 경로 P로부터 횡오프셋 y를 고려하지 않는다. 이로 인해 차량이 타겟 경로에 가까울 때, 예를 들어, 트래킹 오류가 비교적 작은 경우 제어 노력이 감소하고 트래킹-이탈 성능이 저하된다. 이는 차량(100)과 같은, 굴절식 차량의 트래킹-이탈 성능에 부정적인 영향을 미친다.

차량이 기준 경로 P에 가까울 때 경로 추적 성능을 향상시키기 위해, 기준 경로로부터의 횡편차 y도 포함하는 확장된 기준 세트에 기반하여 예견거리를 지속적으로 조정하는 것이 제안된다. 이는 타겟 경로 근처의 낮은 제어 노력 문제를 줄인다. 실제로, 일부 시나리오의 경우 기준 경로 P로부터의 현재 횡편차와 관계없이 안정적인 제어 노력이 발생하도록 예견거리를 구성할 수 있다.

여기에 게시된 새로운 기술적 특징 중 하나는 제어 노력과 밀접한 관련이 있는 설계 매개변수를 사용하여, 여러 기준을 기반으로 예견거리를 조정하는 것이다. 경로 추적 방법은 선택적으로 위의 도 4에 예시된 것처럼, 목표 동작 방향(또는 가속도)을 제공하기 위해 벡터 필드를 구성하는, 벡터 필드 안내를 기반으로 한다.

본 명세서에 개시된 방법의 또 다른 특징은 제어 노력이 일부 원하는 제어 노력을 향해 조절될 수 있거나, 적어도 바람직한 최대 제어 노력 미만으로 유지될 수 있다는 것이다. 이러한 제어 노력은 차량 상태 또는 유형에 따라 결정될 수 있으며, 잠재적으로 도로 마찰이 낮은지 높은지와 같은, 도로 상태에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 도로 마찰이 낮은 시나리오와, 차량에 무거운 짐이 실리는 경우 제어 노력이 줄어들 수 있다.

본 명세서에 설명된 기술은 도 6에 예시된 제어 아키텍처(600)에 의해 도시된 바와 같이, 속도, 곡률 및 횡오프셋(또는 편차)에 따라 실시간으로 작동하는 '예견 지점 감독자'로서 작동하도록 배열될 수 있다. 차량(620)에서 예견 지점 조정 모듈(610)까지의 피드백 루프가 점선으로 표시되고; 이는 속도 및 횡오프셋과 같이 천천히 변화하는 변수만 사용됨을 나타내며; 요 레이트 및 차체 측면 미끄러짐 각도와 같은 동적 상태는 사용되지 않으며, 왜냐하면 이러한 상태에 따라 를 조정하면 하위 계층 제어 루프, 즉, VMM(250) 및/또는 차량(100)의 MSD 제어 유닛(240)에 의해 수행되는 제어 기능의 동적 안정성을 방해할 수 있기 때문이다. 인공 흐름 안내(AFG)와 같은 벡터 필드 안내-기반 방법에서는 흐름 맵과 관련된 차량 상태만 점선으로 피드백된다.

결정된 예견거리 는 ,예를 들어, 벡터 필드-기반 경로 추적 방법을 구현할 수 있는 경로 추적자 모듈(640)로 전송된다. 그 후 생성된 기준 데이터에 기초하여 공지된 방식으로, 차량(100)이 제어된다. 따라서, 이러한 제어의 일부인 경로 추적 모듈은 다양한 차량 제어 장치에 제어 신호를 전송한다. 순수한 추격(pursuit)-기반 경로 추적 전략에서, 제어 신호는 조정 각도 명령으로 포함되지만, 보다 일반적으로는 곡률 요청 및/또는 흐름 벡터 방향으로 포함될 수 있다.

예견 지점 조정 모듈(610)은 지도 기능(630)의 기하학적 데이터와 차량 상태 신호에 기초하여 사용할 현재 예견거리 를 결정한다. 이 예견거리는 기준 경로 P로부터의 횡편차 y에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되며, 따라서 예견거리 는 기준 경로 P로부터 횡편차 y가 증가함에 따라 증가하고, 횡편차 y가 감소함에 따라 감소한다. 순수 추격(pure pursuit) 알고리즘에서는, 횡편차 y가 도 3과 같이 결정되는 반면, 벡터 필드-기반 방법의 측면 편차는 도 4와 같이 결정된다. 물론, 횡편차를 정의하는 다른 방법도 가능하며, 여기서 모든 방법은 횡편차 y가 어떤 방식으로든 기준 경로에서 측면으로 차량 위치 x까지 측정된 횡제어 오류를 나타낸다는 공통점을 가진다.

도 7은 코너링 시, 즉, 기준 경로 P가 곡률을 나타낼 때 경로 추적을 보여준다. 본 명세서에 개시된 방법은 벡터-필드 안내 방법에서 유리하게 사용될 수 있다. 특히, 벡터-필드에서 벡터 의 방향은 '곡선 절단'을 방지하기 위해, 경로 곡률에 따라 조정될 수 있습니다. 예를 들어, 코너링 시 차량의 선호 방향을 조정하기 위해 다음 관계(제1 흐름 장)를 사용할 수 있다.

여기서 는 예견 지점, 또는 목표 점 G를 직접 가리키는 단위-길이 벡터이고, 과 는 각각 로컬 점 과 목표지점 G에서 단위-길이 접선 벡터이다. 각도 는 타겟 경로의 두 접선 벡터 사이 각도의 절반이다. 이로 인해 흐름 벡터 은 특별한 경우에 타겟 경로에 접한다.

(1) x는 타겟 경로에 위치하며, 그리고

(2) 타겟 경로의 곡률은 와 G 사이에서 일정하다.

바람직하게는, 벡터 및 를 계산하기 위해, 최소 예견거리 가 적용되지 않는 예견거리 에 따라 목표 점을 계산한다. 추가

는 경로 곡률을 설명하는 벡터 필드에 대한 방향 조정임을 알 수 있다. 특별한 경우 에서는 곡률이 없으며 벡터 의 방향에 대한 조정도 없다. 이 방정식의 형태는 곡률이 0인 경우를 포함하여, 차량이 타겟 경로에 위치하고 곡률이 일정한 모든 경우에 w가 타겟 경로에 접한다는 조건에서 파생된다. 위의 방정식은 가변 곡률의 경우에도 유효하지만, 접선에서 약간의 편차가 발생할 수 있으며, 유사한 개념이 Gordon, Best 및 Dixon의 "수렴 벡터 필드에 기반한 자동화된 드라이버", Proc. Inst. Mech. Eng. Part D, vol. 216, pp. 329-347, 2002.에 의해 논의되었다.

인공적인 흐름 안내 방법을 적용하는 실시예의 추가 개발에서, 차량은 두 개의 별개의 흐름 필드에 기초하여 선택적으로 제어되며, 여기서 선택은 차량의 현재 횡편차 y에 의해 안내된다. 보다 구체적으로, 횡편차(y)가 임계값()을 초과하는 경우에는 제1 흐름 장의 방향 에 따라, 제1 흐름 장보다 복원 작용이 약한, 제2 흐름 장의 방향 에 따라 차량을 제어할 수 있다. 따라서, 차량은 다음과 같이 주어진 편차-의존 방향 에 따라 제어된다

분명히 는 차량의 종방향 위치에 따라 더 달라질 수 있으며, 이는 단순화를 위해 여기에 사용된 표기법에서는 명시되지 않는다. 제2 흐름 장 는 기준 위치(G₀)에서 평가된 기준 경로(P)에 제1 흐름 장과 접선 벡터 을 보간하는 단계 (S11)로 인해 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 흐름 장 는 임계 횡편차 에서 평가된 제1 흐름 장 과 기준 위치(G₀)에서 평가된 접선 벡터 을 보간함으로써 생성될 수 있다. 또한, 제2 흐름 장 는 측면 편차(y)가 0으로 감소함에 따라 상기 접선 벡터 에 점근적으로 경향을 갖는 방식으로 생성될 수 있다. 특정 예에서, 제2 흐름 장의 방향은 다음과 같이 주어진다.

여기서 방향 는 다음과 같이 주어진다

은 기준 위치(G₀)에서 평가된 상기 접선 벡터의 방향이고 는 임계 횡편차() 에 대해 평가된 제1 흐름 장의 방향이다. 따라서 제2 흐름 장 는 항상 제1 흐름 장과 기준 위치(G₀)에서 평가된 접선 벡터 사이를 향하게 된다.

도 8은 대형 차량(100)이 곡선을 통해 기준 경로 P를 따라 이동하는 예시적인 시나리오(800)를 도시한다. 차량(100)은 종방향 속도 U를 갖고, 초기 횡방향 편차 y1에서 출발하고, 이후 y2로 감소하고 y3으로 더 감소한다.

도 9는 위의 논의를 요약하는 방법을 예시하는 흐름도이다. 기준 경로 P를 따르도록 대형 차량(100)을 제어하는 방법이 도시되어 있다. 이 방법은 차량(100)이 따라갈 기준 경로 P를 획득하는 단계(S1)를 포함한다. 기준 경로 P는, 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 지도 데이터 및 달성될 전송 임무에 기초하여 결정될 수 있다. 경로 P에 대한 차량 위치 x는 GPS 수신기, 레이더 트랜시버, 비전-기반 센서, 등과 같은 차량 탑재 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 TSM 기능(270)은 주어진 곡률과 관련된 코너링 기동을 통해 차량을 제어하기를 원할 수 있다. 이 곡률은 코너링 기동 중에 준수할 기준 경로 P를 결정한다.

상기 방법은 또한 경로 P 근처의 차량 위치 x로부터 조종 기준으로 사용될 경로 P를 따라 목표 점 G를 결정하는 단계(S2)를 포함하며, 여기서 목표 점 G는 차량 위치 x와 연관된 기준 위치 x, 에서 측정된 예견거리 만큼 경로 P를 따라 떨어져 있다. 방법이 순수 추격(pure pursuit)-기반 경로 추적 알고리즘 또는 유사한 것에 따라 차량(100)을 제어하는 일부로서 실행(S31)되는 경우, 기준 위치 x는 단순히 차량 위치와 동일할 수 있다. 상기 방법이 벡터 필드 안내-기반 경로 추적 알고리즘에 따라 차량(100)을 제어하는 일부로 실행(S32)되는 경우, 기준 위치 G0는 위의 도 4에 예시된 바와 같이, 기준 위치 G0에서 경로 P와 직교하고 차량 위치 x를 통과하는 직선(420)과 교차하는 경로 P 상의 위치로 결정될 수 있다. 예를 들어, 중복 목적으로, 제어 유닛(130, 140, 150)에 의해 하나 이상의 경로 추적 알고리즘이 병렬로 실행될 수 있다는 것이 이해된다.

상기 방법은 차선 유지 보조(lane keep assistance, LKA) 기능을 수행(S33)하는데 유리하게 적용된다. 이러한 기능은 카메라 및 레이더와 같은 차량 탑재 센서를 사용하여 차량 앞의 도로 형상을 결정하고, 이 도로 형상에 따라 기준 경로 P를 결정할 수 있다. 도로 형상은, 예를 들어, 공지된 방식으로 차선 표시 등으로부터 결정될 수 있다.

본 명세서에 개시된 상기 방법은 물론 굴절식 차량(100)의 반-자율 또는 자율 주행에도 적용 가능하다.

특히, 예견거리 는 기준 경로 P로부터 차량 위치 x의 횡편차 y에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되어, 예견거리 는 기준 경로 P로부터 횡편차 y가 증가함에 따라 증가하고, 횡편차 y가 감소함에 따라 감소한다. 이 방법 이용시 횡편차가 작아지는 경우에도 제어 노력이 유지되며, 이는 이전에 제안된 경로 추적 알고리즘에 영향을 미치는 것으로 알려진 문제이다.

상기 방법은 또한 목표 점 G에 기초하여 차량(100)을 제어하는 단계(S3)를 포함한다. 본 명세서에 개시된 경로 추적 알고리즘은 트랙터(110) 이외의 조종 차량 유닛에 적용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 연결식 차량은 자가-동력 돌리 차량 유닛이나 전동 트레일러와 같은 다른 조종 가능한 차량 유닛을 포함할 수 있다. 이들 차량 유닛은 또한 본 명세서에 개시된 기술에 따라 제어될 수 있다. 구체적으로, S3 단계는 목표 점(G)을 향해 차량(100)을 제어하는 것을 포함할 수 있다.

측면에 따르면, 상기 방법은 종방향 속도 U가 증가함에 따라 예견거리가 증가하도록, 차량(100)의 종방향 속도 U에 적어도 부분적으로 기초하여 예견거리 를 결정하는 단계(S21)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이는 차량이 느리게 이동할 때보다, 고속으로 주행할 경우 더 부드러운 차량 제어가 구성된다는 의미이다. 당연히, 고속에서는 급격한 회전 기동이 바람직하지 않다.

하나 이상의 튜닝 매개변수가 예견거리를 결정하기 위한 전략에 도입될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 또한 제1 튜닝 매개변수 a에 기초하여 예견거리 를 결정하는 단계(S22)를 포함할 수 있으며, 경로 P를 따르도록 차량(100)을 제어하기 위한 제어 노력은 제1 튜닝 매개변수 a의 증가에 따라 증가한다. 따라서, 이 제1 튜닝 매개변수 a는 예견거리를 사용하는 경로 추적 알고리즘의 제어 노력을 조정하기 위한 수단을 나타낸다. 제어 노력은 일반적으로 차량을 기준 경로 P에 더 가깝게 유지하는 것을 목표로 하는 차량 동작 관리 작업의 규모를 나타낸다. 예를 들어, 큰 제어 노력은 작은 제어 노력에 비해 더 높은 차량 횡가속도를 생성할 가능성이 더 높다. 제1 튜닝 매개변수 a는 기준 경로 P의 곡률에 따라 유리하게 조정될 수 있다. 예를 들어, 기준 위치에서 기준 경로 P와 연관된 구심 횡가속도 성분을 결정(S23)하고 구심 횡가속도 성분에 기초하여 제1 튜닝 매개변수 a를 조정함으로써 서로 다른 경로 곡률이 설명될 수 있다.

제1 튜닝 매개변수는 또한 차량(100)의 적재량이 많은지 여부, 그리고 아마도 차량(100)에 새 타이어가 있는지 여부와 같은, 차량 상태 또는 차량 유형에 따라 조정될 수 있다. 제1 튜닝 매개변수는 원격 서버(150)와 같은 원격 개체로부터 구성되거나, 서비스 중에 기술자에 의해 구성될 수 있다. 운전자는 개인 선호도나 작동 시나리오에 따라 수동으로 매개변수를 구성할 수도 있다.

예를 들어, 제한된 공간에서 조작할 때 정밀도를 향상시키기 위해, 타겟 경로의 곡률 또는 평균 곡률에 따라 를 조정하면 이점을 얻을 수 있다. 이는 속도 감소를 통해 간접적으로 발생하지만, 형식의 방정식에 따라 가속도 매개변수 a를 적용하면 추가 이점을 얻을 수 있다. 여기서 는 타겟 경로의 곡률을 측정한 값이고, 는 증가 함수가 될 수 있으므로, 더 큰 정밀도가 필요할 때마다 경로-추적에 더 많은 제어 노력이 적용된다.

예에 따르면, 방법은 예견거리 를 다음과 같이 결정하는 단계(S24)를 포함한다

여기서 U는 차량(100)의 종방향 속도(도 8에 표시됨)이고, y는 횡편차이고, a는 제1 튜닝 매개변수이고, b≥0은 제2 튜닝 매개변수이다. 매개변수 b는 타겟 경로에 가까운 경로 추적의 동작을 제어하는 데 사용할 수 있는, 조정 매개변수입니다. 매개변수 b가, 0보다 큰 경우, 타겟 경로에 접근할 때 비선형성을 줄이는 효과가 있을 수 있다. 제2 튜닝 매개변수 b는 구성 가능한 상수일 수 있다. 대안적으로, 제2 튜닝 매개변수 b는 차량의 종방향 속도 U의 함수이다. 특히, 제2 튜닝 매개변수는 다음과 같이, 속도의 2차 함수이다

발명자들은 이러한 b의 선택이 차량이 종방향 속도에 관계없이 일정한 각도로 경계 영역에 진입하게 한다는 것을 입증했다.

예견거리의 하한 경계를 지정하는, 최소 거리가 예견거리 결정에 추가될 수도 있고, 예를 들어,

이는 가 작아질 때, 예를 들어, 속도 U가 매우 작거나 경로 편차 크기 y가 0이 되는 경향이 있을 때, 발생할 수 있는 불규칙한 조종을 설명한다. 를 사용하면 조종 액츄에이터의 시간 지연에 대한 민감도가 줄어들고 대형 차량의 물리적 기동 한계를 고려한다. 물론, 예견거리에 대한 다른 표현식 도 이러한 방식으로 하한을 지정할 수 있다.

도 10은 본 명세서에서 논의된 실시예에 따른 제어 유닛(130, 140, 150, 1000)의 ,구성 요소를 다수의 기능 유닛 측면에서, 개략적으로 도시한다. 이 제어 유닛은, 예를 들어, VMM 또는 TSM 유닛의 형태로 차량(100)에 포함될 수 있다. 처리 회로(1010)는 적합한 중앙 처리 장치 CPU, 멀티프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서 DSP, 등., 컴퓨터 프로그램 제품에 저장된 소프트웨어 명령을 실행할 수 있는, 예를 들어, 저장매체(1030)의 형태 중 하나 또는 이상의 조합을 사용하여 제공된다. 처리 회로(1010)는 적어도 하나의 주문형 집적 회로 ASIC 또는 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이 FPGA로서 추가로 제공될 수 있다.

특히, 처리 회로(1010)는 제어 유닛(1000)이 도 9와 관련하여 논의된 방법과 같은, 일련의 동작, 또는 단계를 수행하게 하도록 구성된다.

결과적으로, 기준 경로 P를 따르도록 대형 차량(100)을 제어하기 위한 제어 유닛(130, 140, 150)이 여기에 개시된다. 제어 유닛은 차량(100)이 따라갈 기준 경로 P를 획득하도록 구성된 처리 회로(1010), 경로 P 근처의 차량 위치 X로부터 조종 기준으로 사용될 경로 P를 따라 목표 점 G을 결정하고, 여기서 목표 점 G은 차량 위치 x와 연관된 기준 위치 x, 로부터 측정된 예견거리만큼 경로 P를 따라 떨어져 있으며, 여기서 예견거리 는 기준 경로 P로부터 차량 위치 x의 횡편차 y에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되어, 예견거리 는 기준 경로 P로부터 횡편차 y가 증가함에 따라 증가하고, 횡편차 y를 감소시키고, 목표 점 G를 기준으로 차량(100)을 제어한다.

예를 들어, 저장 매체(1030)는 동작 세트를 저장할 수 있고, 처리 회로(1010)는 저장 매체(1030)로부터 동작 세트를 검색하여 제어 유닛(1000)이 동작 세트를 수행하게 하도록 구성될 수 있다. 동작 세트는 실행 가능한 명령어 세트로 제공될 수 있다. 따라서, 처리 회로(1010)는 여기에 개시된 방법을 실행하도록 배열된다. 특히, 트랙터(110) 및 하나 이상의 견인 차량 유닛(120, 130, 140, 150)을 포함하는 굴절식 차량(100, 300)의 후진을 제어하기 위한 제어 유닛(115, 210, 1000)이 개시되어 있으며, 제어유닛은 처리 회로(1010), 처리 회로(1010)에 연결된 인터페이스(1020), 메모리는 처리 회로에 의해 실행될 때, 제어 유닛으로 하여금 도 8과 관련하여 위에서 논의된 방법을 수행하게 하는, 기계 판독 가능 컴퓨터 프로그램 명령을 포함하는 처리 회로(1010)에 연결된 메모리(1030)로 구성된다.

저장 매체(1030)는 또한 영구 저장 장치를 포함할 수 있으며, 이는, 예를 들어, 자기 메모리, 광학 메모리, 고체 상태 메모리 또는 심지어 원격으로 장착된 메모리 중 임의의 단일 또는 조합일 수 있다.

제어 유닛(1000)은 적어도 하나의 외부 장치와의 통신을 위한 인터페이스(1020)를 더 포함할 수 있다. 따라서 인터페이스(1020)는 아날로그 및 디지털 구성 요소와 유선 또는 무선 통신을 위한 적절한 수의 포트를 포함하는, 하나 이상의 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

처리 회로(1010)는, 예를 들어, 인터페이스(1020) 및 저장 매체(1030)에 데이터 및 제어 신호를 전송하고, 인터페이스(1020)로부터 데이터 및 보고를 수신하고, 저장 매체(1030)로부터 데이터와 명령어를 검색함으로써 제어 유닛(1000)의 일반적인 동작을 제어한다. 여기에 제시된 개념을 모호하게 하지 않기 위해 제어 노드의 다른 구성 요소, 및 관련 기능은, 생략되었다.

도 11은 상기 프로그램 제품이 컴퓨터에서 실행될 때, 도 8에 예시된 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드 수단(1120)을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체(1110)를 예시한다. 컴퓨터 판독 가능 매체 및 코드 수단은 함께 컴퓨터 프로그램 제품(1100)을 형성할 수 있다.

Claims (22)

1. 기준 경로(P)를 추적하도록 대형 차량(100)을 제어하는 방법에 있어서,
   차량(100)이 추적할 기준 경로(P)를 획득하는 단계(S1),
   경로(P)에 인접한 차량 위치(x)로부터 조종 기준으로 사용할 경로(P)를 따라 목표 점(G)을 결정하는 단계(S2), 여기서 목표 점(G)은 차량 위치(x)와 연관된 기준 위치(x,)로부터 측정된 예견거리()만큼 경로(P)를 따라 떨어져 있으며,
   여기서 예견거리()는 기준 경로(P)로부터 차량 위치(x)의 횡편차(y)에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되어, 기준 경로(P)로부터 횡편차(y)가 증가함과 함께 예견거리()가 증가하고, 횡편차(y)가 감소함과 함께 감소하며, 그리고
   목표 점(G)을 기준으로 차량(100)을 제어하는 단계(S3)를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어하는 단계(S3)는 목표 점(G)을 향해 차량(100)을 적어도 간헐적으로 제어하는 단계(S3)를 포함하는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   차량(100)의 종방향 속도(U)에 적어도 부분적으로 기초하여 예견거리()를 결정하는 단계(S21)를 더 포함하여, 종방향 속도(U)가 증가함에 따라 예견거리가 증가하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항에 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 튜닝 매개변수(a)에 기초하여 예견거리()를 결정하는 단계(S22)를 포함하고, 제1 튜닝 매개변수(a)가 증가함에 따라 경로(P)를 따르도록 차량(100)을 제어하기 위한 제어 노력이 증가하는, 방법.
5. 제4항에 있어서,
   제1 튜닝 매개변수(a)는 기준 경로(P)의 곡률에 따라 조정되는, 방법.
6. 제5항에 있어서,
   기준 위치에서 기준 경로(P)와 연관된 구심 횡가속도 성분을 결정하는 단계(S23)와, 구심 횡가속도 성분에 기초하여 제1 튜닝 매개변수(a)를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항에 중 어느 한 항에 있어서,
   예견거리(D_p)를 다음과 같이 결정하는 단계(S24)를 포함하는, 방법
   
   여기서 U는 차량(100)의 종방향 속도, y는 횡편차, a는 제1 튜닝 매개변수, 그리고 b≥0은 제2 튜닝 매개변수.
8. 제1항 내지 제7항에 중 어느 한 항에 있어서,
   예견거리(D_p)를 다음과 같이 결정하는 단계(S25)를 포함하는, 방법
   
   여기서 U는 차량(100)의 종방향 속도, y는 횡편차, a는 제1 튜닝 매개변수, b≥0은 제2 튜닝 매개변수, 그리고 는 최소 예견거리.
9. 제8항에 있어서,
   제2 튜닝 매개변수 b는 차량(100)의 종방향 속도 U에 의존하는, 방법.
10. 제9항에 있어서,
    제2 튜닝 매개변수는 다음과 같은, 방법.
    
11. 제1항 내지 제10항에 중 어느 한 항에 있어서,
    기준 경로(P)와 연관된 제1 흐름 장의 방향 w을 결정하는 단계(S26)를 포함하는, 방법
    
    은 기준 위치()에서 평가된 기준 경로(P)에 대한 단위-길이 접선 벡터이고, 는 목표 점(G)에서 평가된 기준 경로(P)에 대한 단위-길이 접선 벡터이고, 는 차량 위치(x)에서 목표 점(G)을 향하는 단위 길이 벡터이고, 각도 는 두 접선 벡터 과 사이의 각도의 절반이며, 여기서 차량은 제1 흐름 장의 방향 에 따라 제어(S3)됨.
12. 제11항에 있어서,
    목표 점은 최소 예견거리 가 적용되지 않는 예견거리()에 따라 결정되는, 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    횡편차(y)가 임계 횡편차()를 초과하는 경우에는 제1 흐름 장의 방향()에 따라 차량이 제어되고(S3), 제2 흐름 장의 방향()에 따라 차량이 제어되며(S3), 여기서 제2 흐름 장은 제1 흐름 장보다 복원 작용이 약한, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    기준 위치()에서 평가된 기준 경로(P)에 제1 흐름 장과 접선 벡터 을 보간하여 제2 흐름 장을 초기 생성하는 단계(S11)를 더 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서,
    제2 흐름 장은 기준 위치()에서 평가된 접선 벡터 과 임계 횡편차()에서 제1 흐름 장을 보간함으로써 생성되는, 방법.
16. 제13항 내지 제15항에 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 흐름 장은 횡편차(y)가 0으로 감소함에 따라 기준 위치()에서 평가된 상기 접선 벡터 에 점근적으로 경향이 있는 방식으로 생성되는, 방법.
17. 제13항 내지 제16항에 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 흐름 장의 방향은 다음과 같이 주어지고,
    
    여기서
    
    기준 위치(G₀)에서 평가된 접선 벡터의 방향이고 는 임계 횡편차()에 대해 평가된 제1 흐름 장의 방향인, 방법.
18. 제1항 내지 제17항에 중 어느 한 항에 있어서,
    순수 추격(pure pursuit)-기반 경로 추적 알고리즘에 따라 차량(100)을 제어하는 단계(S31)를 포함하며, 여기서 기준 위치(x)는 차량 위치와 동일한, 방법.
19. 제1항 내지 제18항에 중 어느 한 항에 있어서,
    벡터 필드 안내-기반 경로 추적 알고리즘에 따라 차량(100)을 제어하는 단계(S32)를 포함하고, 여기서 기준 위치(G₀) 는 기준 위치(G₀)에서 차량 위치(x)를 거쳐 경로(P)와 직교하는 직선이 교차하는 경로(P) 상의 위치인, 방법.
20. 제1항 내지 제19항에 중 어느 한 항에 있어서,
    차량을 제어하는 단계는 차선 유지 보조, LKA, 기능, 반-자율 주행 애플리케이션, 또는 자율 주행 애플리케이션을 수행하는 단계(S33)를 포함하는, 방법.
21. 기준 경로(P)를 추적하도록 대형 차량(100)을 제어하는 제어 유닛(130, 140, 150)으로서, 제어 유닛은 다음과 같이 구성된 처리 회로(1010)를 포함하고,
    차량(100)이 추적할 기준 경로(P)를 획득하며,
    경로(P) 부근의 차량 위치(x)로부터 조종 기준으로 사용될 경로(P)를 따라 목표 점(G)을 결정하고, 여기서 목표 점(G)은 차량 위치(x)와 연관된 기준 위치(x, G0)로부터 측정된 예견거리()만큼 경로(P)를 따라 떨어져 있으며,
    여기서 예견거리()는 기준 경로(P)로부터 차량 위치(x)의 횡편차(y)에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되어, 횡편차(y)가 증가함에 따라 예견거리()가 증가하고. 기준 경로(P)로부터, 횡편차(y)가 감소함에 따라 감소하며, 그리고
    목표 점(G)을 기초로 차량(100)을 제어하는, 제어 유닛.
22. 제21항에 따른 제어 유닛(130, 140, 150)을 포함하는 대형 차량(100).