Recently, many studies have focused on cooperative driving of vehicles with the development of autonomous driving and vehicle-to-vehicle communication system technology. As part of this, various vehicle control strategies including adaptive cruise control systems have been developed. However, the existing theories have a limitation in that only the longitudinal control for maintaining a constant distance between vehicles in the same lane is considered. In this paper, in order to overcome these limitations, leader-follower formation control is adopted to control both relative distance and angle. In addition, longitudinal and lateral controllers, which have the wheel torque and steering angle as control inputs respectively, are designed as a lower-level controller for the vehicle to follow the velocity and yaw rate references generated from formation control. Lastly, the lower-level controller is designed as a PID controller based on back calculation anti-windup.
자율주행 및 차량간 통신 시스템 기술이 발전하면서 차량의 협업 주행에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 이에 대한 일환으로서, 적응식 정속주행 시스템을 포함한 다양한 차량 제어 전략이 개발되었다. 하지만 기존의 이론들은 동일 차선에서 앞 차량과의 일정한 간격 유지를 위한 종방향 제어만을 고려하였다는 한계를 지니고 있다. 이를 극복하기 위해, 본 논문에서는 차량에 리더-팔로워 편대제어를 적용하여 차량간 거리 뿐만 아니라 상대 헤딩각도까지 제어함으로써 편대 형상을 유지하였다. 또한, 편대제어에서 생성된 속도 지령과 요 레이트 지령을 추종하기 위해 종방향 및 횡방향 하위 제어기를 설계함으로써, 휠 토크와 조향각을 제어 입력으로 생성하였다. 하위 제어기는 종방향과 횡방향을 독립적으로 구분하였으며 역계산 안티와인드업 기반 PID 제어기로 구성하였다.
