자율주행 개인화를 위한 순환 최소자승 기반 융합형 주행특성 구분 알고리즘

오광석 한국융합학회 2017 한국융합학회논문지 Vol.8 No.9

본 논문은 자율주행 개인화를 위한 순환 최소자승 기반 융합형 종방향 주행특성 구분 알고리즘에 관한 연구이다. 최근 자율주행 기술은 Level 4 완전 자율주행 단계를 위해 다양한 연구가 수행되고 있다. 자율주행 자동차의 상용화를 위해서는 탑승자의 자율주행에 대한 이질감을 최소화할 수 있어야 하며 이를 위해 자율주행 개인화 기술이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 운전자의 종방향 주행특성을 수학적으로 표현하고 순환 최소자승 기법 기반 실 주행 데이터를 이용하여 주행특성을 도출하는 알고리즘을 제안하였다. 두 명의 실제 운전자 데이터를 이용하여 종방향 주행특성을 도출하였으며 두 명의 운전자를 구분하기 위해 가설검정 기반 확률적 구분 알고리즘을 적용하였다. 제안된 종방향 주행특성 도출 및 구분 알고리즘은 개별 운전자의 주행특성을 합리적으로 나타낼 수 있었으며 가설검정 기반 확률적 구분기법에 의해 주행특성이 구분될 수 있음을 확인하였다. This paper describes a recursive least-squares based convergent algorithm for driving characteristic classification for personalized autonomous driving. Recently, various researches on autonomous driving technology have been conducted for level 4 fully autonomous driving. In order for commercialization of the autonomous vehicle, personalized autonomous driving is required to minimize passenger’s insecureness to the autonomous vehicle. To address this problem. this study proposes mathematical model that represents driving characteristics and recursive least-squares based algorithm that can estimate the defined characteristics. The actual data of two drivers has been used to derive driving characteristics and the hypothesis testing method has been used to classify two drivers. It is shown that the proposed algorithms can derive driving characteristics and classify two drivers reasonably.

순환 최소 자승을 이용하는 목표값 추종을 위한 슬라이딩 모드 기반 모델 참조 적응 제어 알고리즘

라한별,이지웅,오광석 대한기계학회 2023 大韓機械學會論文集A Vol.47 No.8

This paper proposes a sliding mode-based model reference adaptive control algorithm for target tracking using recursive least squares with forgetting. The reference model for target was designed based on the first order differential equation, and the model reference adaptive control algorithm was designed using a sliding mode approach. Using the virtual first order differential equation, the Lyapunov direct method based sliding mode control input and adaptation rule were derived. The system parameter of the virtual function was estimated using recursive least squares with forgetting factor. The adaptive control algorithm proposed in this study was designed on Matlab/Simulink environment, and performance was evaluated based on the simulation technique and actual test platform. The performance evaluation results showed that the sliding mode-based model reference adaptive control algorithm proposed in this study could enable the system to track the target reasonably without using any system information. 본 논문은 순환 최소 자승을 이용하는 목표값 추종을 위한 슬라이딩 모드 기반 모델 참조 적응 제어 알고리즘을 제안한다. 목표값을 출력하는 참조 모델을 1계 미분 방정식으로 설계하였고, 설계된 1계 미분 방정식의 목표값을 추종하기 위한 슬라이딩 모드 기반 모델 참조 적응 제어 알고리즘이 설계되었다. 가상의 1차 미분 방정식을 이용해 랴프노프 직접법 기반 슬라이딩 모드 제어 입력과 제어 입력의 적응 규칙이 도출되었으며, 가상 시스템의 파라미터는 망각 인자를 이용하는 순환 최소 자승 기법을 이용해 실시간 추정되었다. 제안된 제어 알고리즘은 Matlab/Simulink 환경에서 설계되었으며, 가상 성능평가와 실 테스트 플랫폼을 이용한 성능평가가 수행되었다. 성능평가 결과 본 연구에서 제안한 슬라이딩 모드 기반 모델 참조 적응 제어 알고리즘은 시스템 정보 없이 합리적인 목표값 추종 성능을 보였다.

회전관성의 순환최소자승 추정을 이용한 모델 예견 기반 굴삭기의 충돌회피 알고리즘 개발

오광석(Kwang Seok Oh),서자호(Jaho Seo),이근호(Geun Ho Lee) 유공압건설기계학회 2016 드라이브·컨트롤 Vol.13 No.4

This paper proposes a model-prediction-based collision-avoidance algorithm for excavators for which the recursive-least-squares (RLS) estimation of the excavator’s rotational inertia is used. To estimate the rotational inertia of the excavator, the RLS estimation with multiple forgetting and two updating rules for the nominal parameter and the forgetting factors was conducted based on the excavator-swing dynamics. The average value of the estimated rotational inertia that is for the minimizing effects of the estimation error was computed using the recursive-average method with forgetting. Based on the swing dynamics, the computed average of the rotational inertia, the damping coefficient for braking, and the excavator’s braking angle were predicted, and the predicted braking angle was compared with the detected-object angle for a safety evaluation. The safety level defined in this study consists of the three levels safe, warning, and emergency braking. The analytical rotational-inertia-based performance evaluation of the designed estimation algorithm was conducted using a typical working scenario. The results of the safety evaluation show that the predictive safety-evaluation algorithm of the proposed model can evaluate the safety level of the excavator during its operation.

신경회로망과 순환최소자승법을 이용한 Skid-to-Turn 미사일의 공력 파라미터 추정

김윤환 ( Yun Hwan Kim ),박규법 ( Kyun Bub Park ),송용규 ( Yong Kyu Song ),황익호 ( Ick Ho Hwang ),최동균 ( Dong Kyun Cho ) 한국항공운항학회 2012 한국항공운항학회지 Vol.20 No.4

This paper is to estimate aerodynamic coefficients needed to determine the missiles`controller design and stability from simulation data of Skid-to-Turn missile. Method of determining aerodynamic coefficients is to apply Neural Network and Recursive Least Square and results were compared and researched. Also analysing actual flight test data was considered and sensor noise was added. Estimate parameter of data with sensor noise added and estimated performance and reliability for both methods that did not need initial values. Both Neural Network and Recursive Least Square methods showed excellent estimate results without adding the noise and with noise added Neural Network method showed better estimate results.

망각 순환 최소자승을 이용한 다축 전지형 크레인의 적응형 모델 독립 제어 기반 조향제어 알고리즘

오광석(Kwangseok Oh),서자호(Jaho Seo) 유공압건설기계학회 2017 드라이브·컨트롤 Vol.14 No.2

This paper presents the algorithm of an adaptive model-free-control-based steering control for multi-axle all-terrain cranes for which the recursive least squares with forgetting are applied. To optimally control the actual system in the real world, the linear or nonlinear mathematical model of the system should be given for the determination of the optimal control inputs; however, it is difficult to derive the mathematical model due to the actual system’s complexity and nonlinearity. To address this problem, the proposed adaptive model-free controller is used to control the steering angle of a multi-axle crane. The proposed model-free control algorithm uses only the input and output signals of the system to determine the optimal inputs. The recursive least-squares algorithm identifies first-order systems. The uncertainty between the identified system and the actual system was estimated based on the disturbance observer. The proposed control algorithm was used for the steering control of a multi-axle crane, where only the steering input and the desired yaw rate were employed, to track the reference path. The controller and performance evaluations were constructed and conducted in the Matlab/Simulink environment. The evaluation results show that the proposed adaptive model-free-control-based steering-control algorithm produces a sound path-tracking performance.

망각인자 기반 순환최소자승 기법을 이용한 감쇠 시스템의 적응형 모델 독립 제어 알고리즘 개발

오광석(Kwang Seok Oh) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.2

본 논문은 감쇠 시스템을 위한 망각인자 기반 순환최소자승 기법을 이용한 적응형 모델 독립 제어 알고리즘 개발에 관한 것이다. 현실에서 복잡하고 비선형적 특성을 보이는 대상 시스템을 제어하기 위해서는 선형화된 수학적 모델 없이는 합리적인 제어성능을 확보하기 어렵다. 하지만 대상 시스템의 특정 구간별 입력과 출력의 관계는 일반적으로 1계 시스템으로 근사화될 수 있기 때문에 본 연구에서 제안하는 적응형 모델 독립 제어 알고리즘은 입력과 출력을 이용하여 복잡하고 비선형적 특성을 보이는 대상 시스템을 1계 시스템으로 추정하는 방법을 사용한다. 추정된 1계 시스템의 불확실성은 시스템의 입력과 출력을 이용하는 외란관측기를 이용해 추정되었으며 제어 입력을 도출하는데 사용되었다. 제안된 제어 알고리즘의 성능평가를 위해 복잡하고 비선형 특성을 갖는 수학적 모델과 실제 모터 시스템을 이용하였다. 성능평가 결과 대상 시스템의 입력과 출력만을 이용하여 시스템의 출력을 합리적으로 제어하는 것을 확인할 수 있었다. This paper presents an adaptive model-free control algorithm for damped systems based on recursive least-squares with multiple forgetting. It is difficult to control a complex nonlinear system in the real world, for reasonable control performances, without proper mathematical model of the system. However, the input-output relationship in a specific data region of the system can be approximated as a first-order system. Therefore, the developed adaptive model-free control algorithm in this paper has been designed to estimate the objective complex nonlinear system as a first-order system using the input-output relationship. The uncertainty of the estimated first-order system based on input and output has been estimated using the disturbance observer method, and the estimated disturbance has been used for the computation of the control input. In order to evaluate the performance of the developed control algorithm, a complex nonlinear mathematical model and actual DC servo motor system were used. The results show that the developed adaptive model-free control algorithm in this paper can control the output of the system to track the desired output reasonably using only input and output information.

Skid-to-Turn 미사일의 공력파라미터 추정

김윤환,박균법,노정호,현규리,송용규 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.11

고속에서 고기동을 하는 미사일의 공력계수들은 복잡한 테이블로 표현되고 비선형성이 강하기 때문에 이를 정확히 추정하여 이용하는 것은 비행 제어 시스템을 설계하는데 있어 중요한 문제이다. 이에 본 연구에서는 STT미사일을 모델링하여 일정 마하수에서 테이블과 curve fitting식을 이용하여 시뮬레이션하고 그 결과를 이용하여 공력계수를 추정하였다. 수식을 통한 시뮬레이션 결과에 대한 추정결과는 미세한 오차를 가지는 계수가 일부 존재하지만 나머지 계수에 대해서는 참값을 추정하였고 테이블을 통한 시뮬레이션 결과로 추정한 경우에는 기동이 나타난 total angle of attack의 범위에 대해서 입력된 테이블 값에 대한 만족스러운 추정결과를 보여주었다. Aerodynamic coefficients of high velocity maneuverable missiles are expressed in complex tables and because it has strong nonlinearity it is important issue to estimate correctly and use it to design flight control system. This study uses STT missile as its model and uses tables and curve fitting equations to simulate of certain Mach number and uses its results to estimate coefficient. Estimated results found from the simulation through equations bring fine error to some coefficient but estimated results found from other coefficients which true values are estimated and the tables are used for simulation shows maneuvers through total angle of attack range satisfying estimated results.

슬라이딩 모드 관측기와 순환 최소 자승법을 이용하는 계층적 프레임워크 기반 불확실성 추정 알고리즘 개발

라한별(Hanbyeol La),오광석(Kwangseok Oh) 한국자동차공학회 2024 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2024 No.6

사전 정보가 없는 비행체의 정밀 파라미터 추정

김정한 ( Jung Han Kim ),박근범 ( Keun Bum Park ),송용규 ( Yong Kyu Song ),황익호 ( Ick Ho Hwang ),최동균 ( Dong Kyun Choi ) 한국항공운항학회 2010 한국항공운항학회지 Vol.18 No.3

This paper deals with the precise parameter estimation of an air vehicle without a priori information. First, Recursive Least Squares technique, which is an equation error method and does not require any a priori information, is applied and then the extended Kalman filter is used to tune parameters more precisely. To show the performance, a nonlinear longitudinal missile model is simulated and the parameters are estimated. The results show that this consecutive application of the techniques gives a very good estimation performance.

Adaptive Model Free Speed Control Algorithm of DC Motors Based on Recursive Least-Squares with Forgetting Factor

오광석(Kwang Seok Oh),서자호(Ja Ho Seo) Korean Society for Precision Engineering 2018 한국정밀공학회지 Vol.35 No.3