Cooperative adaptive cruise control algorithms for vehicular platoons based on distributed model predictive control
Araç konvoy sistemleri için dağıtılmış model öngörülü kontrole dayalı işbirlikçi uyarlamalı seyir kontrol algoritmaları
- Tez No: 603683
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET AKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Geçtiğimiz on yılda, trafik sıkışıklığını, sürücü eforunu ve kaza oranını azaltmak amacıyla geliştirilen otonom sürüş ve sürücü destek sistemleri popüler araştırma konuları haline gelmiştir. Bugünün ulaşım ihtiyaçlarının farklılaşması sonucunda otonom sürüş algoritmalarında ortaya çıkan değişimler, çift yönlü iletişim topolojileri ve veri aktarımındaki gecikmelerle birlikte değerlendirildiğinde, konvoy sistemi uygulamalarının zor bir kontrol problemine dönüşmesine neden olmuştur. Ek olarak, konvoydaki araç sayısı arttıkça kontrol problemine yönelik çözümler için gereken hesaplama gücü de artmakta ve tepki süresinin önemli olduğu bu tip uygulamalarda dağıtılmış denetleyicilerin kullanılması, daha güvenilir sonuçlar elde edilmesine olanak tanımaktadır. Bu tezin amacı, tek yönlü ve çift yönlü de dahil olmak üzere çeşitli iletişim bağlantıları altında Dağıtılmış Model Öngörülü Kontrol (DMPC) kullanarak araç konvoyları için bir İşbirlikçi Uyarlamalı Seyir Kontrol Algoritmaları önermek ve iletişim gecikmesinin neden olduğu sürekli hal hatası için bir çözüm üretmektir. Mevcut araştırmalar, DMPC'nin farklı tek yönlü iletişim topolojileri altında hızlı yanıt süresiyle sıfır sabit durum hatası sağlayabildiğini göstermektedir. Ancak çift yönlü bağlantıların ve iletişim gecikme etkisinin yeterince ele alınmadığı tespit edilmiştir. Bu tezde, takip araçlarından gelen bilgileri optimizasyon sorununa dahil etmek ve lider araçtan alınan gecikmeli bilgilerin sonuçlarını yönetmek için uygulanabilecek DMPC algoritmaları araştırılmıştır. DMPC'nin, iki yönlü iletişimi modellemek ve yönetmek için kullanılacak doğru yöntem olduğu gösterilmiştir. Simülasyon sonuçları, iletişim gecikmesinin sürekli hal hatası üzerindeki olumsuz etkilerinin başarıyla önüne geçilebildiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Over the past decade, autonomous driving and driver assistance systems have become popular research topics with the aim of reducing traffic congestion, driver labor and rate of accidents. This has changed the requirements and priorities of today's transportation perception and reveals a need for an increased level of complexity. Changes in autonomous driving algorithms as a result of this differentiation have led the platoon system applications turn into a difficult control problem when evaluated together with bidirectional communication topologies and delays. Furthermore, the increased number of vehicles added to the platoon requires higher computational power. Using distributed controllers in such applications where response time is important helps us get more reliable results. The main objective of this thesis is to investigate Cooperative Adaptive Cruise Control Algorithms for Vehicular Platoons using Distributed Model Predictive Control (DMPC) under various communication links including unidirectional and bidirectional and also to propose a solution for a pre-known communication delay. Existing studies show that DMPC provides zero steady-state error with a fast response time under unidirectional communication topologies, however bidirectional links and communication delay effect are not adequately addressed. This thesis presents DMPC algorithms based on the information coming from the follower vehicles and delayed information received from the leader vehicle. It is shown that DMPC is the right tool to be utilized to both model and manage bidirectional communication. Simulation results demonstrate that the steady state error caused by the communication delay is successfully handled.
Benzer Tezler
- Cooperative vehicular systems and freeway traffic control applications: A method for cooperative merging in freeway traffic
İşbirlikçi taşıt sistemleri ve otoyol trafiği denetim uygulamaları: Otoyol trafiğinde işbirlikçi katılım için bir yöntem
İSMET GÖKŞAD ERDAĞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ BERK ÇELİKOĞLU
- Communication and coordination for urban intelligent transportation: Architecture and algorithms
Kentsel akıllı ulaşım için haberleşme ve koordinasyon: Mimari ve algoritmalar
MAKSAT ATAGOZIEV
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KLAUS VERNER SCHMİDT
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Uyarlamalı araç takip sistemlerinde model öngörülü kontrol yöntemleri: Karşılaştırmalı bir çalışma
Model predictive control approaches for adaptive cruise control systems: A comparative study
UMUT KARAPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Practical coordination of multi-vehicle systems in formation
Formasyon içinde çoklu araç sistemlerinin pratik koordinasyonu
İSMAİL BAYEZİT
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiUniversity of WaterlooMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIS FIDAN
- Akıllı araçlar kapsamında ileri sürüş destek sistemlerinde sensör füzyonu
Sensor fusion in advanced driver asistance systems in the scope of intelligent vehicles
İLKER ALTAY
Doktora
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ