Geri Dön

Autonomous vehicle platoon modeling and control using PID and linear quadratic regulator

Linear quadratic regulator ve PID controller ile otonom araç müfrezesinin modellenmesi ve kontrolü

  1. Tez No: 765017
  2. Yazar: ALEX GUNAGWERA
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN TARIK ZENGİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

2010 yılından bu yana yılda 50 milyonun üzerinde otomobil üretiliyor ve dünya genelinde yollardaki araç sayısı artıyor. Araç popülasyonundaki artışla birlikte karayolu ile verimli ve güvenli ulaşımda zorluklar ve sorunlar ortaya çıkmaktadır. Başlıca sorunlar arasında trafik kazaları, emisyonlardan kaynaklanan küresel ısınma, verimli enerji kullanımı ve yol kullanımı sayılabilir. Otonom araç müfreze konsepti, akıllı ulaşım sistemlerine hem umut verici bir çözüm hem de iyileştirme yaklaşımı sağlar. Bu umut verici konseptin sunduğu faydalar arasında daha az yakıt tüketimi ve dolayısıyla emisyonlar ve diğerlerinin yanı sıra verimli yol kullanımı yer alıyor. Bununla birlikte, otonom araç müfreze endüstrisi, dizilim kararlılığı, güvenlik garantileri, verimli iletişimden doğru kontrole kadar birçok sorun ve zorlukla karşı karşıyadır. Bu çalışmada, PID ve LQR kullanılarak otonom araç müfreze modellemesi ve kontrolü sunuldu. Algoritmalar, iki senaryo kullanılarak Gazebo ve ROS 3B ortamlarında simüle edilerek doğrulandı. İlk senaryoda, müfrezeye liderlik eden araç hızlandı, sabit hızla gitti ve durmak için yavaşladı. İkinci senaryoda, lider araç belirsiz ve sürekli değişen hızlarla yol aldı. Her iki senaryodan elde edilen sonuçlar daha sonra grafik ve tablo formlarında sunuldu ve özetlendi. Her iki senaryoda da, ilk geçici tepki elde edildikten sonra müfreze kararlılığı elde edildi ve takip de garanti edildi. Her iki kontrol stratejisi ile de 0m'lik bir kalıcı hal hatası elde edildi.

Özet (Çeviri)

With over 50 million cars being produced annually since 2010, the number of vehicles on the roads increases throughout the world. With the increase in vehicle population comes challenges and problems in efficient and safe transportation via roads. Major problems include road accidents, global warming due to emissions, efficient energy utilization and road usage to mention but afew. The autonomous vehicle platooning concept provides both a promising solution and an enhancement approach to intelligent transport systems. Among the benefits this promising concept presents are reduced fuel consumption and, hence emissions, efficient road usage among others. The autonomous vehicle platooning industry, however, still faces a great deal of issues and challenges ranging from string stability, safety guaranties, efficient communication to accurate control. In this study, autonomous vehicle platooning modeling and control using PID and LQR are presented. The algorithms are verified using two scenarios on 3D vehicles simulated used Gazebo and ROS. In the first scenario the platoon leading vehicle mainly accelerated, travelled with constant speed, and decelerated to rest. In the second scenario, however, the leading vehicle travelled with uncertain and constantly varying velocities. Results from both scenarios are then presented and summarized in graph and tabular forms. In both scenarios, platoon stability, especially after the initial transient response was achieved, the following effect for the platoon members in the performed simulations is also guaranteed and a steady state error of 0m was obtained by both control strategies.

Benzer Tezler

  1. Traffic and mobility aware delay modeling for software-defined networks (SDN)

    Yazılım tanımlı ağlar için trafik ve hareket duyarlı gecikme modeli

    MÜGE ÖZÇEVİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BERK CANBERK

  2. Visible light communication assisted secure and efficient architecture for autonomous platoon

    Görünür ışık ile iletişim destekli güvenli ve verimli otonom taşıt grubu mimarisi

    SEYHAN UÇAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN

    DOÇ. DR. ÖZNUR ÖZKASAP

  3. Assessing the influence of autonomous vehicles on traffic efficiency at signal-controlled intersections

    Sinyal kontrollü kavşaklarda otonom araçların trafik verimliliği üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi

    MUSTAFA AZHAR HUSSEIN ALBDAIRI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    UlaşımÇankaya Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALI ABDULHUSSEIN ABDULRIDHA AL MUSAWI

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SYED SHAH SULTAN MOHIUDDIN QADRI

  4. Practical coordination of multi-vehicle systems in formation

    Formasyon içinde çoklu araç sistemlerinin pratik koordinasyonu

    İSMAİL BAYEZİT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiUniversity of Waterloo

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIS FIDAN

  5. Performance evaluation and experimental verification of vehicular visible light communication

    Araç görünür ışık haberleşmesinin performans değerlendirmesi ve deneysel doğrulaması

    BASSAM ALY ABDELRAHMAN MOHAMED

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. MURAT UYSAL