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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 안현식
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 논문에서는 차량 내 제어시스템을 통합하기 위하여 멀티코어 프로세서를 사용한 ECU(Electronic Control Unit)의 통합제어기 구현을 제안한다. 이때 차량 내 제어시스템은 차량의 종 방향에 대한 가?감속 제어를 수행하는 ACC(Adaptive Cruise Control)와 차량이 차선을 유지할 수 있도록 보조해주는 LKS(Lane Keeping System)로서 멀티코어의 각 코어에 제어시스템을 구현한다.
최근 자동차 산업계에서 전자 장치의 비중이 증가하면서 ECU의 개수가 증가하고 있으며, 이를 제어하기 위한 소프트웨어의 양과 복잡도가 함께 증가하고 있다. 이에 따라 멀티코어 프로세서 환경의 소프트웨어 분산 시스템 요구되고 있다.
멀티코어는 각각의 코어에서 독립적으로 제어 알고리즘을 수행할 수 있기 때문에 싱글코어와 달리 각 시스템들 간의 통신 과부하를 줄일 수 있다. 또한 멀티코어 프로세서를 사용한 ECU는 싱글코어 프로세서를 사용한 ECU 수준의 전력 소비를 유지하고 복잡도를 줄여 공간 활용도를 높일 수 있다.
제안하고자 하는 멀티코어 프로세서 기반의 ACC/LKS 통합 제어기와 각각의 싱글코어 프로세서 기반으로 구성된 ACC, LKS 개별 제어기 성능을 비교하기 위하여 시뮬레이션과 EILS(ECU-In-the-Loop Simulation)를 이용해 실험한다. 먼저 7-자유도의 차량 모델을 적용한 플랜트와 ACC 제어기, LKS 제어기를 MATLAB/Simulink를 이용하여 구현하고 코너링 상황에서 ACC 제어기와 LKS 제어기가 차량의 종 방향 및 횡 방향 제어를 수행함을 확인한다. 확인한 ACC 제어기 블록과 LKS 제어기 블록에 ACC/LKS 통합 제어 알고리즘을 추가로 적용하여 시뮬레이터를 구성하고, ACC, LKS 개별 제어기 및 ACC/LKS 통합 제어기의 성능을 비교하는 시뮬레이션을 수행한다. 또한 EILS 환경은 차량용 멀티코어 프로세서를 이용한 ACC/LKS 통합 제어기와 차량 모델을 포팅한 MCU를 CAN BUS로 연결하며 송수신 데이터를 확인할 수 있는 CAN 모니터링 툴을 추가로 연결하여 구성한다. EILS 수행 결과에 따라 멀티코어 프로세서 기반 ACC/LKS 통합 제어기의 성능과 싱글코어 프로세서 기반 ACC, LKS 개별 제어기 성능을 비교 분석한다.
최근 자동차 산업계에서 전자 장치의 비중이 증가하면서 ECU의 개수가 증가하고 있으며, 이를 제어하기 위한 소프트웨어의 양과 복잡도가 함께 증가하고 있다. 이에 따라 멀티코어 프로세서 환경의 소프트웨어 분산 시스템 요구되고 있다.
멀티코어는 각각의 코어에서 독립적으로 제어 알고리즘을 수행할 수 있기 때문에 싱글코어와 달리 각 시스템들 간의 통신 과부하를 줄일 수 있다. 또한 멀티코어 프로세서를 사용한 ECU는 싱글코어 프로세서를 사용한 ECU 수준의 전력 소비를 유지하고 복잡도를 줄여 공간 활용도를 높일 수 있다.
제안하고자 하는 멀티코어 프로세서 기반의 ACC/LKS 통합 제어기와 각각의 싱글코어 프로세서 기반으로 구성된 ACC, LKS 개별 제어기 성능을 비교하기 위하여 시뮬레이션과 EILS(ECU-In-the-Loop Simulation)를 이용해 실험한다. 먼저 7-자유도의 차량 모델을 적용한 플랜트와 ACC 제어기, LKS 제어기를 MATLAB/Simulink를 이용하여 구현하고 코너링 상황에서 ACC 제어기와 LKS 제어기가 차량의 종 방향 및 횡 방향 제어를 수행함을 확인한다. 확인한 ACC 제어기 블록과 LKS 제어기 블록에 ACC/LKS 통합 제어 알고리즘을 추가로 적용하여 시뮬레이터를 구성하고, ACC, LKS 개별 제어기 및 ACC/LKS 통합 제어기의 성능을 비교하는 시뮬레이션을 수행한다. 또한 EILS 환경은 차량용 멀티코어 프로세서를 이용한 ACC/LKS 통합 제어기와 차량 모델을 포팅한 MCU를 CAN BUS로 연결하며 송수신 데이터를 확인할 수 있는 CAN 모니터링 툴을 추가로 연결하여 구성한다. EILS 수행 결과에 따라 멀티코어 프로세서 기반 ACC/LKS 통합 제어기의 성능과 싱글코어 프로세서 기반 ACC, LKS 개별 제어기 성능을 비교 분석한다.
목차
목 차 i그림 목록 ii표 목록 iv국문요약 v1. 서론 １2. 차량용 멀티코어 프로세서 ３3. 차량 제어 알고리즘 설계 ５3.1 적응식 순항 제어시스템(ACC) ５3.2 차선 유지 시스템(LKS) ７3.3 ACC/LKS 통합제어 ９4. 차량 동역학 모델 １３5. ACC/LKS MIL 시뮬레이션 결과 １６5.1 시뮬레이션 환경 구성 １６5.2 시뮬레이션 결과 １８6. ACC/LKS EILS 실험 결과 ２８6.1 싱글코어 기반 개별 제어기의 EILS 구성 ２８6.2 멀티코어 기반 통합 제어기의 EILS 구성 ３１6.3 싱글코어 및 멀티코어 기반 제어기의 성능 비교 ３４7. 결론 ３９참고 문헌 ４０Abstract ４２
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