이종화, 박진일 김영관 2013-02 14198 https://aurora.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/18240 학위논문(석사)아주대학교 일반대학원 :기계공학과,2013. 2 도로 경사도 정보는 운전 구간에 따른 요구동력을 예측 가능하게 한다. 이러한 요구 동력의 예측은 실제 차량에서 최대의 연비 효과를 기대할 수 있는 운전구간의 선정이 가능할 수 있게 해주고, 이를 통하여 실제 운전연비의 향상과 동시에 배기가스의 저감 등 많은 장점을 기대할 수 있다. 특히 네비게이션등과 연계하여 하이브리드 차량의 엔진/모터의 토크 제어를 통하여 주행 성능을 향상 시킬 수도 있으며 특히 주행 구간에 대한 회생제동 전략 등을 예측하게 하여 진정한 에코드라이빙을 실현가능하게 한다. 이러한 이유로 도로 경사도 정보에 대한 중요성은 강조되고 있지만 현재의 도로 경사도 측정 방식은 정적인 상태에서 직접 경사계를 이용하는 방법 등 굉장히 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 이에 본 연구에서 차량에서 주행 중 도로 경사도를 측정하는 방법을 검증 확인하였다. 이러한 도로 경사도의 측정 방법을 검증하기 위하여 실제 도로의 경사도를 측정하여 Reference로 선정하였고 GPS, IMU, 3축-가속도계 등을 이용하여 주행과정동안 측정된 도로 경사도를 Reference와 비교하였다. 운전조건에 따른 측정 방법의 검증을 위하여 급가속 운전상태와 정적인 운전상태 두 가지 운전상태로 측정한 결과를 비교하였고, 실제 정적인 운전 상태에서 측정된 결과의 오차는 1도 안쪽으로 나타났다. 또한 급가속 운전 시에 발생하는 오차를 분석하여 오차의 원인과 개선 방안 등을 제시하였다. 특히 오차 개선의 한 방법으로 차량의 Pitch 운동 모델을 정의하여 이 모델을 통해 오차를 감소시키는 방법을 제안하였다. 이러한 개선 방안을 실제 측정 결과에 적용하여 오차 정도를 비교하였다. 또한 향후 경사도 측정 방법의 발전을 위하여 필요한 동반경에 대한 부분의 시뮬레이션을 통하여 동반경의 중요성과 알고리즘의 발전 방향에 대하여 제시하였다. 목 차 그림 차례 제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 및 목적 1 1.2 연구 내용 2 1.3 측정구간의 선정 및 도로 경사도 측정 3 1.3.1 측정구간의 선정 3 1.3.2 도로 경사도의 측정방법 4 1.3.3 도로 경사도의 측정결과 4 제 2 장 차량에서의 도로 경사도 측정 6 2.1 측정 센서의 검토 6 2.1.1 3축-가속도계 이용 방법 6 2.1.2 GPS센서 이용방법 7 2.2 정속 주행 시의 도로경사도 측정결과 9 2.2.1 IMU를 이용한 측정결과 9 2.2.2 3축-가속도계를 이용한 측정결과 9 2.3 급가속 시의 도로경사도 측정결과 13 2.2.1 IMU를 이용한 측정결과 13 2.2.2 3축-가속도계를 이용한 측정결과 15 제 3 장 오차의 원인분석 및 보정방법의 제시 17 3.1 오차와 차량 가속도의 관계 17 3.2 차량의 Pitch운동 예측을 위한 차량 모델 18 3.3 차량의 Pitch운동 보정 결과 20 3.3.1 IMU를 이용한 측정결과 20 3.3.2 3축-가속도계를 이용한 측정결과 23 3.4 오차의 모델링 26 제 4 장 다양한 차종에의 적용 30 4.1 적용 결과 30 제 5 장 결론 34 제 6 장 참고 문헌 37 ABSTRACT 39 그림 차례 그림 1.1 도로 경사도 측정 구간 3 그림 1.2 경사도 측정 장치 4 그림 1.3 실제 도로 경사도 측정 결과 5 그림 2.1 GPS 센서 측정 결과 8 그림 2.2 IMU 이용 측정 결과 (정속주행) 10 그림 2.3 3축 가속도계 이용 측정 결과 (정속주행) 12 그림 2.4 IMU 이용 측정 결과 (급가속주행) 14 그림 2.5 3축 가속도계 이용 측정 결과 (급가속주행) 16 그림 3.1 차량 가속도와 오차의 비교 (급가속주행) 17 그림 3.2 차량의 Pitch운동 예측을 위한 차량 모델 19 그림 3.3 IMU 이용 측정결과 + Pitch 보정 21 그림 3.4 Pitch 보정 후의 오차와 가속도의 관계 (IMU 측정) 22 그림 3.5 3축-가속도계 이용 측정결과 + Pitch 보정 24 그림 3.6 Pitch 보정 후의 오차와 가속도의 관계 (3축-가속도계 측정) 25 그림 3.7 IMU 이용 측정결과 + 오차 모델링 보정 27 그림 3.8 3축-가속도계 이용 측정결과 + 오차 모델링 보정 29 그림 4.1 실험에 사용한 1.6L급 소형 해치백 차량 30 그림 4.2 실험에 사용한 2.5L급 대형 SUV 차량 31 그림 4.3 실험에 사용한 3.3L급 대형 세단 차량 32 kor The Graduate School, Ajou University 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. 도로 경사도의 실차 실시간 측정 방법에 관한 연구 Thesis 아주대학교 일반대학원 일반대학원 기계공학과 2013. 2 Master http://dcoll.ajou.ac.kr:9080/dcollection/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000014198