論文の概要: High-Slip-Ratio Control for Peak Tire-Road Friction Estimation Using Automated Vehicles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09073v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 01:34:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:42.138534
• Title: High-Slip-Ratio Control for Peak Tire-Road Friction Estimation Using Automated Vehicles
• Title（参考訳）: 自動車両を用いたピークタイヤ摩擦推定のための高スリップ比制御
• Authors: Zhaohui Liang, Hang Zhou, Heye Huanh, Xiaopeng Li,
• Abstract要約: 本稿では,自動走行車両が空調動作中にピーク摩擦領域を活発に励起することのできる高スリップ比制御フレームワークを提案する。 雑音および局所空間下でのピークRFCを頑健に推定するために,ビンニングに基づく統計的予測手法を提案する。 このフレームワークは、クローズドループシミュレーションと実車実験の両方を通じて検証され、その正確性、安全性、そしてスケーラブルで費用対効果の高い道路摩擦スクリーニングの実現可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.252000699538346
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Accurate estimation of the tire-road friction coefficient (TRFC) is critical for ensuring safe vehicle control, especially under adverse road conditions. However, most existing methods rely on naturalistic driving data from regular vehicles, which typically operate under mild acceleration and braking. As a result, the data provide insufficient slip excitation and offer limited observability of the peak TRFC. This paper presents a high-slip-ratio control framework that enables automated vehicles (AVs) to actively excite the peak friction region during empty-haul operations while maintaining operational safety. A simplified Magic Formula tire model is adopted to represent nonlinear slip-force dynamics and is locally fitted using repeated high-slip measurements. To support safe execution in car-following scenarios, we formulate a constrained optimal control strategy that balances slip excitation, trajectory tracking, and collision avoidance. In parallel, a binning-based statistical projection method is introduced to robustly estimate peak TRFC under noise and local sparsity. The framework is validated through both closed-loop simulations and real-vehicle experiments, demonstrating its accuracy, safety, and feasibility for scalable, cost-effective roadway friction screening.
• Abstract（参考訳）: タイヤロード摩擦係数(TRFC)の正確な推定は、特に悪路条件下での安全な車両制御の確保に不可欠である。 しかし、既存のほとんどの手法は、通常車両からの自然主義的な運転データに依存しており、通常は緩やかな加速とブレーキの下で動作している。 その結果、データはスリップ励起が不十分であり、ピークRFCの可観測性が制限される。 本稿では,自動走行車(AV)が運転安全を保ちながら空き作業中にピーク摩擦領域を活発に励起することのできる高スリップ比制御フレームワークを提案する。 簡易なマジックフォーミュラタイヤモデルは非線形スリップ力のダイナミクスを表現するために採用され, 繰り返し高スリップ測定を用いて局所的に取り付けられる。 車両追従シナリオにおける安全実行を支援するため,スリップ励振,軌道追跡,衝突回避のバランスをとる制約付き最適制御戦略を定式化した。 並列に結合型統計予測法を導入し,雑音および局所空間下でのピークRFCを頑健に推定する。 このフレームワークは、クローズドループシミュレーションと実車実験の両方を通じて検証され、その正確性、安全性、そしてスケーラブルで費用対効果の高い道路摩擦スクリーニングの実現可能性を示す。

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