차간 통신을 이용한 슬라이딩 모드 관측기 기반 종방향 자율주행 센서의 고장 탐지 및 분리 알고리즘

Abstract

본 연구는 차간 통신을 이용한 슬라이딩 모드 관측기 기반 종방향 자율주행 센서의 고장 탐지 및 분리 알고리즘에 관한 것이다. 고장탐지를 위해 차간 통신 정보 기반 획득된 선행차량의 종방향 가속도와 상대거리 및 속도 정보를 이용해 슬라이딩 모드 관측기 기반 자차량의 가속도 고장신호를 재건한다. 재건된 가속도 고장신호는 가속도 신호 및 환경센서 고장탐지에 사용되었다. 환경센서의 고장탐지를 위해 운동학 모델 기반 예측 고장탐지 알고리즘이 적용되었고, 재건된 가속도 고장신호에 고장탐지를 위한 경계값이 적용되었다. 제안된 고장탐지 및 분리 알고리즘의 합리적 성능평가를 위해 매틀랩/시뮬링크 환경에서 구성된 3차원 차량 동역학 모델과 실 주행정보가 사용되었으며, 선행차량 추종 제어 알고리즘이 적용되었다. 성능평가를 위한 고장신호로는 사각파와 삼각파와 같은 다양한 신호들이 적용되었다.

This paper describes a sliding-mode-observer-based fault detection and isolation algorithm of sensor for longitudinal autonomous driving using vehicle-to-vehicle communication. The acceleration fault signal has been reconstructed based on the sliding-mode-observer using the acceleration from vehicle-to-vehicle communication, and the relative velocity and displacement values between preceding and subject vehicle. The reconstructed fault signal of acceleration has been used for fault detection of the environment and acceleration sensor. The kinematic-model-based predictive fault detection algorithm has been used for fault detection of the environment sensor. The threshold-value-based fault detection algorithm has been used for acceleration fault detection. For reasonable performance evaluation of the proposed fault detection isolation algorithm, actual driving data and a 3D vehicle dynamic model constructed in Matlab/Simulink environment have been used with square and triangular-wave fault signals.