This paper presents a model predictive control (MPC) approach to control the steering angle in an autonomous vehicle. In designing a highly automated driving control algorithm, one of the research issues is to cope with probable risky situations for enhancement of safety. While human drivers maneuver the vehicle, they determine the appropriate steering angle and acceleration based on the predictable trajectories of surrounding vehicles. Likewise, it is required that the automated driving control algorithm should determine the desired steering angle and acceleration with the consideration of not only the current states of surrounding vehicles but also their predictable behaviors. Then, in order to guarantee safety to the possible change of traffic situation surrounding the subject vehicle during a finite time-horizon, we define a safe driving envelope with the consideration of probable risky behaviors among the predicted probable behaviors of surrounding vehicles over a finite prediction horizon. For the control of the vehicle while satisfying the safe driving envelope and system constraints over a finite prediction horizon, a MPC approach is used in this research. At each time step, MPC based controller computes the desired steering angle to keep the subject vehicle in the safe driving envelope over a finite prediction horizon. Simulation and experimental tests show the effectiveness of the proposed algorithm.
The most important part in automated transport systems is steering control for lane keeping Most of systems developed so far have used the visual information for steering control. In this study, the steering control algorithm based on visual servoing has been developed and tested by applying it on Radio Controlled(R/C) model car equipped with one CCD camera. We also demonstrated the feasibility of using it as a pre-test car before the real car experiment in developing automated vehicles. In order to solve the problem of the limited spave and load of a model car, remote-brained approach has been taken. For steering control of a model car, the PD controller which uses the look ahead offset to generate control input has been implemented and the characteristics of the controller has been explained in view of kinematics. Some experimental results have been also illustrated so as to show the control performance and stability.
Kim, Dae-Hyun;Kim, Hyo-Jae;Lee, Young-Su;Lee, Sang-Min;Lim, Young-Do
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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pp.539-542
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2005
This paper contains studies which are Cruise speed control which is made by PID algorithm and automated steering system for avoiding the obstacle coming from the front which is using Fuzzy algorithm. This mobile car uses DC motor whose speed is detected by encoder. Ultrasonic Waves Sensor established in the front detects the obstacle and the curve. And the sensor established in the side detects the distance of the space of the road. If the sensor detects the obstacle or the curve, the car is controlled by using Fuzzy algorithm. The Fuzzy algorithm calculates the speed and steering angle by using the value which is obtained from sensor.
Immune system is an evolutionary biological system to protect Innumerable foreign materials such as virus, germ cell, and et cetera. Immune algorithm is the modeling of this system'response that has adaptation and reliableness when disturbance occur. In this paper, immune algorithm controller was proposed to control four wheels steering(4ws) Automated Guided vehicle(AGV) in container yard. And then the simulation result was analysed and compared with the results of NN-PID controller.
Immune system is an evolutionary biological system to protect innumerable foreign materials such as virus, germ cell, and etcetera. Immune algorithm is the modeling of this systems response that has adaptation and reliability when disturbance occur. In this paper, immune algorithm is proposed to control four wheels steering AGV(Automated Guided Vehicle) in container yard. The adaptive immune system is applied to the PID controller. For design the PID controller using immune algorithm, we tune PID parameters by off-line manner, in order to avoid the damage from abrupt control force. Repeatedly, the PID parameters are adjusted to be accurate by on-line fine tuner of immune algorithm. And then the computer simulation result from the viewpoint of yaw rate and lateral displacement are analyzed and compared with result of conventional PID controller.
This paper presents a lane-change collision avoidance control algorithm for autonomous vehicles that will be used in AHS(Automated Highway System). In the proposed control algorithm, nominal control inputs are generated by solving the inverse vehicle dynamic equations of motion for a lane-change maneuver. In addition, a corrective steering input from preview as well as DYC (Direct Yaw Moment Control) may be included to reduce unpredictable errors and to insure yaw directional stability, respectively. The performance of the algorithm is evaluated with an ABS HILS system which consist of 17 DOF vehicle model and real ABS hardware parts. The HILS simulation results show that the proposed algorithm may be used for emergency lane-change maneuvers for autonomous vehicles.
T his paper presents the lateral and longitudinal control algorithm for the driving of a 4WS AGV(Automated Guided Vehicle). The control law to the lateral and longitudinal control of the AGV includes adaptive agin tuning ability, that is the controller gain of the gravity compensated PD controller can be changed on a real-time. The gain tuning law is derived from the Lyapunov direct method using the output error of the reference model and the actual model, And to show the performance of the presented lateral and longitudinal control algorithm, we simulate toe nonlinear AGV equations of the motion by deriving the Newton-Euler Method, The read path is from quay yard area to docking position in loading yard area. The quay yard area is where the quay crane loads the container to the AGV and the docking position is where the container is transferred to the gantry crane. The road types are constructed in a straight line and J-turn. When driving the straight line, the driving velocity is 6㎧ and the J-turn is 3㎧.
본 논문에서는 고속도로의 합류지점 상황에서 자율주행을 위한 운전 모드 결정 알고리즘의 개발 및 평가를 진행하였다. 합류 상황을 위한 자율주행 알고리즘 개발에 있어 적절하게 합류를 결정하는 운전 모드 결정이 필수적이다. 운전자 모드는 총 2가지로 차선 유지, 차선 변경(합류)이다. 합류 모드 결정은 주변 차량의 정보 및 합류 차선에 남은 거리를 기반으로 결정된다. 합류 모드 결정 알고리즘에서는 합류 가능 여부를 판단하고 합류가 가능할 때, 안전하고 빠르게 합류하기 위한 최적의 위치를 찾는다. 안전 주행 영역은 주변 차량의 정보 및 주행 모드를 기반으로 정의된다. 안전 주행 영역으로 자율주행 차량을 유지하기 위한 조향각과 종방향 가속도를 얻기 위해 여러 제한 조건이 더해진 강건 모델 예측기법이 사용되었다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 검증되었다.
In this paper, we suggest a vision-based lane change control system, which can be applied on the straight road, without additional sensors such as a yaw rate sensor and a lateral accelerometer. In order to reduce the image processing time, we predict a reference line position during lane change using the lateral dynamics and the inverse perspective mapping. The sliding mode control algorithm with a boundary layer is adopted to overcome variations of parameters that significantly affects a vehicle`s lateral dynamics and to reduce chattering phenomenon. However, applying the sliding mode control to the system with a long sampling interval, the stability of a control system may seriously be affected by the sampling interval. Therefore, in this paper, a look ahead offset has been used instead of a lateral offset to reduce the effect of the long sampling interval due to the image processing time. The control algorithm is developed to follow the desired trajectory designed in advance. In the design of the desired trajectory, we take account of the constraints of lateral acceleration and lateral jerk for ride comfort. The performance of the suggested control system is evaluated in simulations as well as field tests.
For automated guidance control of a magnetically guided-all wheel steered vehicle, it is necessary to have information about position and orientation of the vehicle, and deviations from the reference path in real time. The magnet reference system considered here consists of three magnetic sensors mounted on the vehicle and magnetic markers, which are non-equidistantly buried in the road. This paper presents an observer to estimate such position and orientation at the center of gravity of the vehicle. This algorithm is based on the simple kinematic model of vehicle and uses the data of wheel velocity, steering angle, and the discrete measurements of marker positions. Since this algorithm requires the exact values of initial states, we have also proposed an algorithm of determining the initial position and orientation from the 16 successive magnet pole data, which are given by the magnetic measurement system(MMS). The proposed algorithm is capable of continuing to estimate for the case that the magnetic sensor fail to measure up to three successive magnets. It is shown through experimental data that the proposed algorithm works well within permissible error range.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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