HD Map을 활용한 자율주행 레이싱용 Frenet 경로 계획 기법 성능 분석

초록

본 논문은 레이싱 트랙에 대한 정보를 취득하기 위해 High-Definition Map(HD Map)을 활용해 Cartesian Frame 상의 주행 가능 영역과 기준 경로의 정보를 취득한다. 취득한 기준 경로를 기준 축으로 하는 Frenet Frame 상의 기준 경로에 대한 Tangent Vector와 Normal Vector를 이용해 주행 가능 영역을 생성한다. 이때 Frenet Frame으로 표현된 기준 경로의 Normal Vector의 방향에 대한 주행 가능 영역까지의 길이를 Quadratic Programming(QP)의 제약조건으로 활용함으로써 주행 가능 영역 내에서 경로가 계획되도록 한다. 그리고 주행 거리 최소화 혹은 곡률 최소화를 목적으로 하는 QP의 목적함수를 구성해 제약조건과 목적에 부합한 최단 경로 혹은 최소 곡률 경로를 계획한다. 각 기법에 대해 계획된 경로의 곡률과 최대 속력, 속력의 변화율, 예상 주행 시간을 그래프와 수치를 통해 성능을 분석한다.