Estimation of sideslip angle for highly automated vehicles: Experimental verification and evaluation
Otonom araçlarda yana kayma açısı kestirimi: Deneysel doğrulama ve değerlendirme
- Tez No: 824657
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUMİN TOLGA EMİRLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Otomotiv Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Son yıllarda, otonom araçların gelişimi, güvenliği artırma potansiyeli, trafik sıkışıklığını azaltma ve kirliliği ile enerji tüketimini en aza indirgeme potansiyeli nedeniyle önemli bir ilgi kazanmıştır. Otonom sürüşten tam anlamıyla faydalanabilmek için, otonom taşıtların durumu ve çevreleri hakkında doğru ve güvenilir bilgiye ihtiyaçları vardır. Otonom araçlar, bu nicelikleri ölçmek için çeşitli sensörlerle donatılmıştır. Bununla birlikte, yana kayma açısı gibi değişkenler, pahalı veya karmaşık sensörler göz önünde bulundurulmadığı müddetçe ölçülememektedir. Bu nedenle, bu değişkenin doğru bir şekilde tahmin edilmesi otonom sürüş için esastır. Ayrıca, yana kayma açısının doğru ve güvenilir bir şekilde tahmin edilmesi, aracın hareketini etkileyen lastik özellikleri, araç geometrisi ve dış kuvvetler gibi çeşitli faktörler arasındaki karmaşık etkileşimleri tanımlayan bir modele ihtiyaç duyar. Bu modellerin doğruluğunu sağlamak için güvenilir verilerle uygun bir şekilde ayarlanmaları gerekmektedir. Bu tezde, uygun bir model, aşırı manevralar sırasında aracın davranışını göstermek ve analiz etmek amacıyla deneysel veriler kullanılarak ayarlanmış ve doğrulanmıştır. Bu tez, otonom bir yarış aracı için araç yanal dinamiklerinin modellenmesi ve araç durumu tahmini üzerine yapılan bir çalışmayı sunmaktadır. Tez, beş ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, literatür taraması ve tez çalışmasının amacı ve hipotez açıklanmıştır. İkinci bölümde, otonom bir yarış aracı için yanal dinamiklerin modellenmesine odaklanılmıştır. Bu bölümde, araç yanal dinamiklerinin modellemesi hakkında kısa bir literatür bilgisine yer verilmiştir, ve ardından önerilen taşıt modeli ve tekerlek modeli varsayımlarıyla birlikte tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde, aracın durum tahminine yönelik iki farklı türden tahmin edicilerin tasarımına odaklanır. İlk yaklaşım, model tabanlı olup Luenberger gözlemleyici, Kalman filtreleri ve çeşitli varyasyonlarını içerir. İkinci yaklaşım ise derin sinir ağlarını kullanarak kayma açısını tahmin etmek için kullanılan sinir ağı tabanlı bir yaklaşımdır. Dördüncü bölümde, geliştirilen modeller ve tahmin ediciler MATLAB/Simulink üzerinde benzetimlerle test edilmiştir ve değerlendirilmiştir. Beşinci bölümde, önerilen modellerin ve tahmin edicilerin performansı üzerine yapılan bir tartışma yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In recent years, the development of autonomous vehicles has gained significant attention due to its potential for enhancing safety, reducing traffic congestion, and minimizing pollution and energy consumption. In order to fully utilize autonomous driving, autonomous vehicles require accurate and reliable information about vehicle states and its surroundings. Autonomous vehicles are integrated with various sensors to measure those quantities. However, variables such as sideslip angle can not be measured without considering expensive or complex sensors. Therefore, accurate estimation of this variable is essential for autonomous driving. Moreover, accurate and reliable estimation of sideslip angle requires a model that describe the complex interactions between various factors that affect the vehicle's motion, such as tire properties, vehicle geometry, external forces. These models require proper tuning with reliable data to ensure their accuracy. An appropriate model is tuned and validated using experimental data to demonstrate and analyze the vehicle's behavior during extreme maneuvers. This thesis presents a study on the modeling of vehicle lateral dynamics and vehicle state estimation for an autonomous racing vehicle. Chapter 1 explains the literature review, the objective of thesis and hypothesis. In Chapter 2, the modeling of lateral dynamics for the vehicle is focused on. This chapter gives background information about vehicle lateral dynamics modelling and subsequently introduces proposed vehicle model and tire model with their assumptions. Chapter 3 demonstrates the design of two different types of estimators for the vehicle's state estimation. The first approach is model-based, which includes Luenberger observer, Kalman filters and its variations. The second approach is neural network-based, which uses deep neural networks to estimate the sideslip angle. In Chapter 4, the developed models and estimators are tested and evaluated on MATLAB/Simulink under different driving conditions. Chapter 5 concludes with a discussion of the performance of the proposed models and estimators.
Benzer Tezler
- F-16 jet uçağı için açık model izleme tabanlı boylamsal kontrolör tasarımı ve hücum açısı kestirimi
Explicit model following based longitudinal controller design and angle of attack estimation for F-16 jet aircraft
GÜLŞAH KESGİN ERTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU
- MPC approach to yaw rate and sideslip angle control for afour-wheel steering actuated vehicle
Başlık çevirisi yok
MOHAMMAD ASSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Okan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. BAŞAR ÖZKAN
- Ballistic missile defense systems
Balistik füze savunma sistemleri
ALFATEH MOKHTAR AHMED . ALFATEH MOKHTAR AHMED .
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NECİP GÖKHAN KASAPOĞLU
- Investigation of Reynolds number effects on aerodynamic characteristics of generic aircraft and estimation of Reynolds-dependent aerodynamic database using artificial neural network models
Genel uçakların aerodinamik özelliklerinde Reynolds sayısının etkilerinin araştırılması ve yapay sinir ağı modelleri kullanılarak Reynolds'a bağlı aerodinamik veri tabanının tahmini
RAMAZAN KARAASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Taşıt savrulma açısal hızının sanal sensör kullanılarak tahmin edilmesi ve taşıt yanal dinamiğinin kontrolü
Vehicle yaw rate estimation using virtual sensor and vehicle lateral dynamics control
MÜMİN TOLGA EMİRLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ