진동 환경에서 확률적 안전을 보장하는 2륜 차량 충돌 회피 제어

본 논문은 최근 자율 이동 로봇의 안전성 확보를 위한 제어 방법론을 확장하여, 진동과 같은 불규칙적인 외란이 존재하는 실제 환경에서도 2륜 차량이 충돌 없이 주행할 수 있는 제어법을 제시한다. 먼저 서론에서는 기존 충돌 회피 기법(인공 전위장, 동적 윈도우, 근접도표 등)과 최근 각광받는 제어 장벽 함수(CBF) 기반 안전 제어의 한계를 언급한다. 특히, 실제 로봇은 백색 잡음 형태의 진동이나 센서 노이즈에 노출되므로, 확률적 안전성을 보장하는 제어가 필요함을 강조한다. 이후 2절에서는 안전 임계 제어 이론을 정리한다. 2.1절에서는 결정론적 시스템 ˙x = f(x)+g(x)(u₀+u) 에 대해 안전 집합 χ와 연속 미분 가능한 장벽 함수 B(x)를 정의하고, 조건 (A1)~(A3d) 하에 보상 입력 ϕ_D를 설계해 χ 안에서의 궤적 유지가 보장됨을 설명한다. 2.2절에서는 Gaussian white noise w(t)를 포함한 확률 미분 방정식 dx =