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1. 자 율 주 행 차 량 을 위 한 종 방 향
무 가 속 시 스 템“
”
산학캡스턴2020.06.19
테 슬 라

2. 목 차
산학캡스턴
종방향 무가속 시스템
01. 완성 목표 모델
02. 문제점 인식
03. 해결 방안 구상
04. 기대효과

3. 01
완성 목표 모델
등받이 종방향 조절
시트 종방향 조절
1. 중고의 파워 시트를 구매하여 개조하는 방
향으로 계획
2. 기존의 모터를 탈착하고 토크가 더 높고 측
정을 할 수 있는 엔코더를 부착한다.
3. IMU센서를 사용하여 가속도를 측정하고
Arduino에서 이를 처리한다.

4. DC Motor
IMU
DC Motor
Fail-Safe
Board
Arduino
Due
Action
Acceleration of Vehicle Extended
Kalman
Filter
구 성 도
1. IMU센서를 통해 종방향에 대한 가속도를 측정
2. IMU의 불안정한 데이터를 EKF를 통해 안정화한다.
3. EKF에서 출력된 추정값을 Arduino Due에서 가속도가 0에 수렴하도록 알고리즘을 만든다.
4. 안전을 위해 Fail-Safe Board를 넣어 Outlier가 유입되면 동작을 정지시킨다.
5. 엔코더가 장착된 모터에 계산된 가속도를 넣어준다.
* Arduino Due를 사용하는 이유는 핀의 개
수도 많고 PWM이 12bit의 분해능을 갖기
때문이다.
01
완성 목표 모델

5. imu
imu
imu
Simulation
1. 카트에 제작한 시트를 올리고 수동으
로 가속도를 만든다.
2. 다음과 같은 위치에 IMU센서를 부착
시켜 가속도를 측정한다.
3. IMU의 데이터를 Matlab에서 실시간
으로 분석 및 확인을 하기 위해 다음
의 패키지를 사용한다.
4. 가속도가 0에 수렴하는지 그래프를
통해 확인한다.
Matlab Arduino package
01
완성 목표 모델

6. 02
문제점 인식
Problem
1. 기존의 전동 시트의 구조를 사용하기에 문제가 있다.
I. 순간적으로 빠르게 회전 시 회전축의 꼬일 위험이 있다.
II. 나사산의 간격이 좁다.
2. 1번과 직결되는 문제로 그렇다면 어떤 식으로 시트의 구조를 만들 것인가.
3. 구조를 만들었다면 시트와 사람의 무게(약 100kg)를 제어 가능한 모터의 물색.
전동 시트 볼스크류의 나사산 전동 시트의 제어 모터와 제어 축

7. 03
해결 방안 구상
1안
<Animation>
1. Rack and Pinion방식으로 감속비 계산과 기어에 따른 이동거리를 계산하기 쉽다.
2. 모터를 빠르게 회전시킬 시 기어의 이탈 등 오작동을 일으킬 수 있다.

8. 03
해결 방안 구상
2안
<Animation>
1. 힘을 직접적으로 전달하기 때문에 모터 선별에 계산이 간단하다. 회전축 등 프레임을 크게 만든다면 안
정적일 것이다.
2. 모터의 회전에 따른 직선운동이 선형적이지 않아 제어값을 계산할 시 문제가 생길 수 있다.

9. 03
해결 방안 구상
3안
<Animation>
1. 1과 2안에 비해 상당히 안정적인 구조를 가지고 있고, 프레임을 두껍게 한다면 안정성이 더 증가할 것으
로 보임. 중앙의 나사산의 간격이 길어 조금의 회전으로도 많은 이동을 할 수 있다.
2. 중앙에만 시트를 고정시켜 놓아 좌우가 불균형이 생길 수 있다.

10. 04
기대효과
편안한 승차감
멀미 완화간편화
종방향 무가속
시스템

11. 감사합니다“
”