PROJECT / 02 · AUTONOMOUS DRIVING / CONTROL

CARLA 자율주행·주차

CARLA와 Autoware를 연결해 도로 주행·신호 대응·주차를 연속 실행하는 평가 환경.

2026.09 – 진행 중Stock 미션 검증 · NMPC 설계프로그래밍 프로젝트

개요와 담당 역할

CARLA 0.9.16 Town05 환경에서 Autoware의 Stock 제어기를 기준으로 도로 주행과 전진 주차를 연결했다. 차량 상태·궤적·명령을 기록하고, NPC와 신호를 포함한 전체 미션을 반복할 수 있는 환경을 구축했다.

개발 배경

주행과 주차를 서로 다른 조건에서 평가하면 제어기 변경의 효과를 비교하기 어렵다. 먼저 동일 차량·경로·운용 조건에서 재현 가능한 기준 실행과 로깅을 확보했다.

담당 역할

CARLA–ROS2–Autoware 연동과 차량 응답 보정
주행·신호·NPC·주차 미션 및 평가 Logger 구성
제어계에 개입하지 않는 시연용 HUD 개발과 검증

개발 목표

도로 주행에서 Parking Approach와 주차까지 연속 실행
상태·참조 궤적·제어 명령·오차를 일관된 형식으로 기록
향후 Stock·Fixed NMPC·Adaptive NMPC 비교를 위한 기준 환경 확보

시스템 구성

Simulation

CARLA Town05 · Lincoln MKZ · ground-truth 상태와 NPC 입력

Planning & Control

Autoware route·trajectory · Stock lateral MPC·longitudinal PID

Parking

Hybrid A* 경로 · swept-body 충돌 검사 · 도로–주차 handoff

Evaluation

CSV/JSON Logger · 평가 그래프 · 읽기 전용 Demo HUD

구현 과정

기준 주행 환경

CARLA ground-truth localization과 객체 정보를 사용해 Planning·Control 평가 범위를 고정했다. 센서 기반 자율주행 완성으로 해석하지 않도록 입력 조건을 분리했다.

차체 기준 경로 검증

Hybrid A* primitive와 analytic connector에 OBB/SAT 기반 swept-body 검사를 추가하고 경로와 실제 주행 궤적의 clearance를 확인했다.

관측 전용 HUD

차량 제어 publisher와 world tick을 추가하지 않고 상태를 표시한다. 종료 시 HUD 전용 센서를 정리하도록 구성했다.

주요 기능

신호 RED 정지·GREEN 재출발과 선행차 대응
실제 정적 차량 actor 사이의 전진 주차
CSV/JSON 기록과 궤적·속도·오차·jerk 그래프 생성
카메라 전환과 종료 시 센서 정리를 포함한 HUD

문제 해결

제어 명령과 실제 차량 속도 사이의 큰 차이

vehicle_cmd_gate 입력 remap을 바로잡고, Lincoln의 throttle sweep·coastdown 측정으로 가속도 map을 보정했다.

30 m 기준 주행에서 실제 최고속도 약 4.33 m/s, 기준 최고속도 약 4.17 m/s와 목표 도달을 기록했다.

경로점만 검사하면 이동·회전 중 차체 모서리의 충돌을 놓침

중간 swept footprint를 포함하는 연속적인 차체 충돌 검사를 추가했다.

handoff replay와 LIVE 전진 주차에서 양옆 차량에 대한 clearance와 충돌 0회를 기록했다.

평가 결과

0.196 m

주차 위치 오차

HUD ON 전체 미션 1회 기록

0.343°

주차 방향 오차

동일 HUD ON 기록

0회

충돌

동일 전진 주차 미션

≈30.2

HUD FPS

시연 UI 측정 기록

검증 방법

2026.10.02 HUD ON/OFF 각각 NPC·신호·전진 주차 전체 미션 확인
동일 경로의 Stock curve_01 반복 평가 10회
주차 위치·방향 오차, 충돌 센서, HUD FPS, 센서 정리 확인

주요 결과

HUD ON/OFF 모두 NPC·신호·전진 주차 full mission SUCCESS
Stock curve_01 10/10 성공, CTE RMSE 0.1370 ± 0.0007 m
관련 테스트 167개 통과 기록. 기존 lint 실패 2개·skip 1개는 별도 유지

검증 범위와 후속 과제

Fixed NMPC와 Context-Adaptive NMPC는 미구현이다. 2026.10.11의 α·β 가중치 설계는 후속 개발 범위다.
현재 전체 미션은 전진 주차다. 후진 기어 전환은 별도 시험이며 전체 미션 후진 주차 완료를 의미하지 않는다.
ground-truth localization·NPC 입력을 사용하며, 검증용 지도 신호 annotation과 주차장 barrier 운용 조건을 적용했다.
측정 결과는 기록된 시뮬레이션 조건에 한정된다.