자율주행 경주차의 최적 성능 향상을 위해서는 곡선형 트랙에서 효율적인 경로 생성이 필수적이다. 고속의 레이싱 트랙을 주행하는 자율주행 경주차의 경우 트랙의 곡률, 차량의 속도 그 리고 제한된 조향 능력과 같은 다양한 요소를 고려하여 경로를 설계해야 한다. 본 연구에서는 이러한 곡선형 트랙에서 효율적인 경로를 생성하기 위한 전략을 제시하고, 다양한 수학적 기법이 적용된 최적의 레이싱 경로를 생성한다. 이를 위해 경로를 어떻게 표현할지 정의하고, 연속된 좌우 차선 위치 데이터를 활용하며, control point와 spline 모델을 활용하여 경로로 변환한다. 이후, 차선의 위치와 control point에 할당된 값으로 최적화 문제를 정의하며, 곡률을 최소화하여 랩타임을 줄일 수 있는 경로를 생성한다.

Efficient Path Planning Strategy of Autonomous Racing Vehicle to Minimize Lap Time in Curved Tracks

Young-Jin Roh, Jong-Hoon Won*

To enhance the optimal performance of autonomous racing cars, an efficient path generation on curved tracks is essential. For autonomous racing car on high-speed racing tracks, designing a path involves considering various factors such as track curvature, vehicle speed, and limited steering capability. In this study, strategies for generating efficient paths on such curved tracks are proposed, and the optimal racing path is generated by applying various mathematical techniques. We define how to represent the path, utilize continuous left and right lane position data, and transform it into a path using Control Point and Spline models. Subsequently, we define an optimization problem based on the lane positions and values assigned to Control Points, aiming to minimize curvature and create a path that can reduce lap times. Keywords: autonomous racing vehicle, curvature, control point

Speaker 노영진 인하대학교