The main focus of this research centers on the accurate estimation of the vehicle states: the vehicle velocities of all exes and the attitudes. It is assumed that a set of data received from a low-price 6D IMU (inertial measurement unit) is available. This includes the vehicle linear acceleration and angular rates of all axes. In addition, the observer exploits the data from the wheel speed sensors, and steering wheel angle, which are already available in recent production cars. These inputs are combined with the inverse vehicle kinematics to
estimate the steady state offset error of each sensor inputs as it is done in a disturbance observer, and the raw sensor measurements are compensated by the estimated offset errors. The stability of the error dynamics regarding the integrated signal processing system is verified. Using these corrected sensor measurements, based on the combination of a bicycle model and a kinematic model, a multiple observer system dependent on the
cornering stiffness adaptation is adopted to observe the lateral vehicle velocity, and the observer synthesis schemes are designed to estimate the vehicle roll and pitch angles. Stability of each component of the proposed integrated observer is investigated, and a set of assessment to confirm the performance of the entire system is arranged via using the well-known vehicle dynamics simulation software, CarSim, and also experiments using a
real production SUV.
본 연구의 주 목적은 3축의 가속도와 3축의 각속도 정보를 제공하는 낮은 가격대의 6D 관성센서를 이용하여 차량의 각 축 속도 및 자세를 정확히 추정하는 것이다. 또한, 본 연구를 통해 설계되는 관측기는 근래에 생산되는 대부분의 차량에서 얻을 수 있는 각 차륜의 속도와 스티어링휠 각도도 사용한다. 먼저 상기 명시된 입력값들은 차량 역운동학과 통합되어 각 축 센서값들의 정상 상태 오차값을 추정함으로서, 본래 오차가 섞인 센서 출력값을 보정하는 과정을 수행하며, 이 센서 보정 과정의 시스템 안정성을 증명한다. 보정된 센서값들을 사용하는 차량 운동학과 차량 모델 기반 관측기를 통합시켜, 코너링 강성 적응기법에 의존하는 복수 관측기 시스템과 각 관측기 값을 효과적으로 채택하는 관측기 합성을 통하여 차량의 각 축 속도 및 종방향과 횡방향의 기울기각을 추정한다. 각 구성 부분의 시스템 안정성을 증명하고, 전체적인 관측기의 성능을 평가하기 위하여 잘 알려진 차량 동역학 시뮬레이션 도구인 CarSim 을 통한 시뮬레이션 검증 및 실차 기반 실험을 수행하였다.
