Otonom araçlar için kooperatif adaptif seyir kontrol sistemi tasarımı, benzetimi ve analizi
Cooperative adaptive cruise control system design, simulation and analysis for autonomous vehicles
- Tez No: 855923
- Danışmanlar: DR. 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: 2024
- Dil: Türkçe
- 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: 73
Özet
Ulaşım, toplumu doğrudan etkileyen merkezi bir faktördür ve ulaşım sistemlerinde yapılan değişiklikler, hem insanları hem de çevreyi etkiler. Akıllı ulaşım sistemleri, araçlar, taşınan yükler, rotalar ve yolcular gibi unsurları kontrol etmek için ulaşım altyapısı ile iletişim ve bilgi sistemlerini entegre eder. Aynı zamanda yol güvenliğini artırmayı, araç yıpranmasını azaltmayı, yolculuk süresini ve yakıt tüketimini düşürmeyi amaçlar. Artan trafik sıkışıklığı ve trafik kazalarının artması, otonom sistemlerin geliştirilmesini teşvik etmiştir. Bu sistemler seyir kontrolü, adaptif seyir kontrolü ve kooperatif adaptif seyir kontrolü olarak üç ana kategoriye ayrılabilir. Bu kategoriler, sürüş deneyimini optimize etmek ve trafik akışını iyileştirmek için geniş bir yelpazede teknolojik yenilikler sunarlar. Seyir kontrol sistemleri, sürücünün konforunu ve güvenliğini artırmak için tasarlanmıştır. Ulaşım sektöründe önemli bir rol oynayarak trafik sorunlarına çözümler sunmayı hedefler. Adaptif seyir kontrol sistemleri, araç seyir kontrolüne ek olarak öndeki araçla güvenli bir mesafe sağlayarak sürücüye yardımcı olur. Sürücü direksiyona odaklanırken aracın boylamasına direksiyonu otomatik olarak gerçekleşir. Araçların hızını ve mesafesini otomatik ayarlayarak konvoy halinde hareket etmelerini kooperatif adaptif seyir sistemleri sağlar. Bu sistemler, trafikte daha etkili ve güvenli bir şekilde hareket etmeyi amaçlar. Kooperatif adaptif seyir kontrol sistemleri, otonom ve bağlantılı araç uygulamalarının gelişimini hızlandıran, güvenli ulaşım teknolojilerinin yükselişini sağlayan otomotiv teknolojisinin gelecekteki önemli bir bileşenidir. Bu çalışmada, kooperatif adaptif seyir kontrol sisteminin geri beslemeli kontrol kısmı için parametre uzayı tabanlı analitik bir yöntem önerilmektedir. Tasarım sürecinde, alt seviye eyleyicilerde gözlemlenen saf zaman gecikmesi belirsiz bir parametre olarak ele alınmıştır. Ek olarak, konvoydaki araçlar arasındaki konum hatasını azaltmayı ve kontrol performansını artırmayı amaçlayan ileri beslemeli kontrolcü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Önerilen tasarım, adaptif seyir kontrol sistemi ile donatılmış dört araçlı bir konvoy için iki farklı senaryoda karşılaştırılmıştır. Sonrasında kooperatif adaptif seyir kontrol sistemli iki aracın arasına adaptif seyir kontrol sistemli aracın dahil olduğu üç araçlı konvoy ile kooperatif adaptif seyir kontrol sistemli üç araç konvoyu karşılaştırılmıştır. Yöntemin etkinliği, konvoy sürüş çalışmaları için tasarlanan ve hazırlanan CARLA-MATLAB/Simulink ortamındaki benzetim çalışmalarıyla gösterilmiştir. Elde edilen benzetim sonuçları değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Transport is a central factor that directly affects society, and changes to transport systems affect both people and the environment. Intelligent transportation systems integrate transportation infrastructure and communication and information systems to control elements such as vehicles, transported loads, routes and passengers. It also aims to improve road safety, reduce vehicle wear, and reduce travel time and fuel consumption. Increasing traffic congestion and the increase in traffic accidents have encouraged the development of autonomous systems. These systems can be divided into three main categories: cruise control, adaptive cruise control and cooperative adaptive cruise control. These categories offer a wide range of technological innovations to optimize the driving experience and improve traffic flow. Cruise control systems are designed to increase driver comfort and safety. It aims to provide solutions to traffic problems by playing an important role in the transportation sector. In addition to vehicle cruise control, adaptive cruise control systems assist the driver by maintaining a safe distance from the vehicle in front. Longitudinal steering of the vehicle occurs automatically while the driver focuses on steering. Cooperative adaptive navigation systems enable vehicles to move in convoys by automatically adjusting their speed and distance. These systems aim to move more effectively and safely in traffic. Cooperative adaptive cruise control systems are an important future component of automotive technology, accelerating the development of autonomous and connected vehicle applications and enabling the rise of safe transportation technologies. In this study, an analytical method based on parameter space is proposed for the feedback control part of cooperative adaptive cruise control systems. In the design process, the observed pure time delay in lower-level actuators is treated as an uncertain parameter. Additionally, a feedforward controller design is implemented to reduce the position error between vehicles in the convoy and enhance control performance. The proposed design is compared for a convoy equipped with an adaptive cruise control system in two different scenarios. Subsequently, a comparison is made for a three-vehicle convoy where two vehicles are equipped with the adaptive and cooperative adaptive cruise control system. The effectiveness of the method is demonstrated through simulation studies conducted in the CARLA-MATLAB/Simulink environment designed and prepared for convoy driving research.
Benzer Tezler
- 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
- Optimal control problems for safe and efficient lane changes of self-driving vehicles
Otonom araçların emniyetli ve verimli şerit değişikliklerine yönelik optimal kontrol problemleri
ARDM HASEEB MOHAMMED ALI KAHIYA
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
- Otonom araçların kavşaktan güvenli geçişi için oyun teorisine dayalı bir yöntem
A game theory-based method for the safe passage of autonomous vehicles through intersection
ELSHAD RAHİMOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriBandırma Onyedi Eylül ÜniversitesiAkıllı Ulaşım Sistemleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED MİLANİ
- Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması
Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles
ÖMER ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ
- Design and evaluation of energy management systems for connected hybrid and electric vehicles
Bağlantılı hibrit ve elektrikli araçlar için enerji yönetim sistemleri geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
ABDULEHAD ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2022
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER MURAT KOÇ