승차감 향상을 위한 스위블 시트의 코사인 함수 기반 궤적 설계

초록

자율주행 자동차 기술이 고도화됨에 따라 탑승자의 편의와 실내 공간 활용성을 극대화할 수 있는 스위블 시트(Swivel Seat)의 역할이 부각되며, 관련 구동 기술 개발의 중요성이 크게 대두되고있다. 이에 따라 본 연구는 스위블 시트의 승차감 및 구동 품질 향상을 위한 새로운 궤적 생성알고리즘을 제안한다. 기존의 사다리꼴 속도 프로파일은 가속도의 불연속성으로 인해 무한 저크(Infinite Jerk)와 기계적 충격을 유발하며, 복잡한 다항식 기반의 S-curve 기법은 임베디드 시스템에서 높은 연산 부하를 요구한다는 단점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 논문에서는 물리적 시간 도메인을 0≤t≤π/2 구간의 위상 변수로 매핑하는 시간 정규화 기법 기반의 단일 코사인(Cosine) 함수 속도 궤적을 제안한다. 제안된 기법은 속도 및 가속도의 수학적 연속성을 보장하여저크를 유한하게 제한하며, 가속도가 0에서 시작하는 특성을 통해 초기 구동 충격을 근본적으로제거하는 것이 가능하다. 특히, 제안 기법은 단일 수식 연산만으로 구성되어 저사양 MCU 환경에서도 실시간 정밀 제어가 가능하다는 장점이 있다. 본 연구의 결과물은 급격한 관성 변화를 억제함으로써 탑승자에게 우수한 승차감과 심리적 안정감을 제공할 뿐만 아니라, 기계적 진동 줄임을통한 내구성 향상이라는 산업적 효과도 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

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