2023 제2회 국제대학생 EV 자율주행 경진대회 자율주행 시스템입니다.
차선 인식 구간과 GPS waypoints 구간으로 나누어, 정적/동적 장애물을 피하면서 완주하는 미션을 수행했습니다.
- 프로젝트 지속기간: 2023.03-2022.05 (2개월)
- 개발 언어 및 기술: C++ & Python & ROS
- 팀 규모: 5인 1팀
- 개발 환경
- OS: Ubuntu 20.04
- GPU: RTXTM 3060
- ROS noetic
- HW 구성
- 아두이노 보드
- 모터 드라이버
- Zed2i stereo camera
- C099-f9p GPS
- 2D rp-Lidar
- RC 송수신기 (수동 모드 동작용)
● 🥈최우수상 - 제2회 국제 대학생 EV 자율주행 경진대회
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2D LiDAR Object Detection: DBSCAN Clusteringimg
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Camera Lane Detection: OpenCV Sliding Window
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GPS Data Processing: VRS-RTK
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Local Planning: RRT* with reeds-shepp path
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High-Level Control
6.1. Pure Pursuit algorithm → Steering
$\delta={{2L sin \alpha}\over{l_{d}}}$ 6.2. Velocity
$v=v_{max}-|{\delta \over \delta_{max}}|(v_{max}-v_{min})$ -
Low-Level Control
6.1. PID Controller for each state →
$state=K_{P}e+K_{I}\int{e}dt+K_{D}\dot{e}$ 
RTK는 Real-Time Kinematic의 약자로, 두 개의 GPS 수신기를 이용해 cm 수준의 정확도를 달성할 수 있다. 하나는 기지국(Base Station), 다른 하나는 이동국(Rover)로, 정확한 고정 위치에 설치되어 있는 기준국을 통해 보정 신호를 만들어내고, 이동국은 이 보정 신호를 받아 연산을 통해 정확한 위도, 경도를 얻게 되는 것이다. RTK를 이용하면 대기 중의 전리층 지연, 위성의 궤도 오차, 위성 시계의 오차 등의 오차 요소를 보정할 수 있다.
VRS는 단일 기준국 대신 여러 기준국 네트워크를 사용하여 실시간으로 정확한 위치 정보를 제공할 수 있다. VRS의 특징은 가상 기준국을 생성한다는 것이다. 가상 기준국이기 때문에 내가 위치를 임의로 지정할 수 있고, 이동국과 최대한 가까운 위치에 가상 기준국을 생성하면 거리에 따른 오차가 최소화된다. 또한 여러 네트워크를 통해 보정신호를 생성하기 때문에 넓은 구간에서 정확도를 가질 수 있다. 다만 네트워크를 구축한 서비스 제공자가 있어야 한다.
우리는 국토지리정보원을 통해 VRS를 이용하였다. 아래 표는 국토지리정보원에서 제공하는 서비스의 종류이다.
RTK를 이용한 시스템 흐름은 다음과 같다.
- MPTG(Motion Predictive Trajectory Generator) 적용해보기
- Dynamic Vehicle Model 적용해보기
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