한국전자통신연구원(ETRI)이 지난해 말 싱가포르에서 개최된 제어시스템 분야 국제 학술대회인 2023 IEEE 판단·제어 학술대회(CDC)의 자율주행 제어 벤치마크 경진대회에서 은상을 수상했다고 전했다.

이번 경진대회에는 미국·중국·일본·포르투갈 등 전세계에서 총 22개 팀이 참가했고, 본선에 진출한 팀들이 학술대회 포스터 세션 발표에서 자율주행 기술을 선보였다.

대회에서는 4개의 인휠 모터(IWM)를 탑재한 전기자동차(EV)의 차체 제어 및 에너지 소비 최적화에 대한 벤치마크 문제가 제시됐다. 

이렇게 제공된 전체 4-IWM 전기차의 시뮬레이터와 제어기 설계를 위한 인터페이스로 도전자들이 직접 제어기를 설계하고, 거칠고 미끄러운 도로에서의 가속·제동과 이중 차선 변경의 두 가지 과제를 해결하는 방식으로 경연이 진행됐다. 

ETRI 팀은 ‘모델 예측 제어와 신경망 통합을 이용한 열악한 주행조건에서의 차량 안정화 향상’이라는 제목으로 챌린지 결과를 발표했다.

ETRI 팀은 주어진 과제를 해결하기 위해 차량의 휠과 노면의 미끄러짐을 일정한 비율로 유지하는 미끄러짐 비율 제어기를 적용해 주행 성능을 확보했으며, 코너링 저항 개념을 적용해 조향 시 발생하는 저항을 줄이도록 설계함으로써 주행 에너지도 절감할 수 있게 했다. 

아울러 국제표준화기구(ISO) 기준의 이중 차선 변경을 위한 모델 예측 제어 기술을 적용하고, 차량의 이중 차선 변경할 때 주행 에너지 최소화와 안정성 향상을 위해 조향각과 차량의 회전방향 모멘트를 적절히 조정하도록 해 우수한 결과를 얻었다. 

ETRI는 이번 대회에서 진행한 결과를 자체적으로 개발 중인 테스트용 차량에 적용할 예정이며 신경망 알고리즘과도 결합해 기존보다 향상된 제어 기술을 계속 개발해 나갈 계획이다.

ETRI에서 자체 개발 중인  테스트 플랫폼은 조향-구동-현가 장치가 하나의 모듈로 결합된 통합 구동모듈을 기반으로 4륜 독립 구동과 독립 조향이 가능하다.

ETRI 로봇·모빌리티연구실 최정현 박사는 “자율주행 제어 기술을 모빌리티·전기자동차 관련 기업에 적용토록 고도화할 예정”이라며 “모델예측제어와 인공신경망이 결합한 형태의 알고리즘을 저가형 임베디드 시스템에서도 실시간으로 동작할 수 있도록 구현하는 것이 앞으로의 과제다”라고 말했다. 

ETRI 변우진 대경권연구센터장도 “이 기술은 향후 모빌리티 시스템의 안정적이고 에너지 효율적인 자율주행 분야로 기술이전이 가능해 국내 산업체의 기술력 제고에 기여할 것으로 기대한다”고 전했다.