자율주행 레이싱은 차량 및 자율주행 기술의 한계를 시험해 볼 수 있으며, 고속 주행 상황에서의 기술 발전 및 성능 개선을 요구한다. 특히, 다중 차량 자율주행 레이싱에서는 서킷을 주행하며 고속으로 이동하는 상대 차량들 을 효율적인 경로로 추월해야 하므로, 차량 동역학적 특성을 고려한 모델 기반의 경로 생성 및 제어 방법의 개선 이 필수적이다. 기존의 차량 모델 기반 경로 생성 및 제어 방법은 대부분 주행 도로 구성과 차량 모델을 활용해 레코드 라인을 미리 생성하고 생성된 레코드 라인을 따라 상대 차량을 추월할 수 있도록 개발되어 왔다. 개발 과 정에서 차량의 서킷 진척도, 레코드 라인과의 횡방향 오차, 상대 차량과의 거리 등을 고려한다. 하지만, 다수 차 량이 동시에 고속 주행하는 환경에서는 대부분의 차량이 레코드 라인 위를 주행하기 때문에, 레코드 라인을 벗어 나 다수 차량을 추월하는 다중 고속차량 추월 알고리즘이 필요하다. 본 연구에서는 생성된 레코드 라인을 사용하 지 않고, 서킷의 도로 내에서 다수의 고속차량을 추월하는 MPC 기반의 경로 생성 및 제어 방법을 제안한다. 제 안하는 MPC 기반의 다중 고속차량 추월 알고리즘은 경로 생성과 제어를 동시에 수행하며, 레코드 라인 주변의 다중 고속차량을 추월하는 것을 주요 목표로 한다. 제안 알고리즘을 평가하기 위해 CARLA 시뮬레이터 상에서 기존 레코드 라인을 따르는 MPC 기반의 추월 알고리즘과 비교 실험을 수행했다. 기존 기술 대비 제안하는 다중 고속차량 추월 알고리즘의 거리당 추월 횟수와 평균 주행 속도가 증가하여 추월 성능의 향상을 검증했다. 또한 태백 스피드웨이 서킷에서 현대 아이오닉 5 차량을 사용해 제안하는 다중 고속차량 추월 알고리즘의 실제 차량 적용 가능성을 입증했다. |
