Maneuver optimization for autonomous vehicles using trajectory templates
Yörünge şablonları kullanılarak otonom araçlar için manevra optimizasyonu
- Tez No: 899759
- Danışmanlar: PROF. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Otonom sürüş sistemlerinin kesin ve verimli manevra yapabilmesi, güvenlik, konfor ve trafik kurallarına uyum sağlamak için son derece önemlidir. Özellikle şerit takibi, şerit değiştirme, kavşaklarda dönüş yapma veya otoyollarda birleşme gibi çeşitli önemli standart navigasyon görevleri bulunmaktadır. Ayrıca, engellerden kaçınma veya yavaş bir aracı geçme gibi birkaç güvenlik açısından kritik manevra da vardır. Bu manevraların her biri, güvenli ve verimli araç yörüngelerinin gerçek zamanlı olarak hesaplanmasını gerektirir. Bu tez, otonom araçların manevralarının optimize edilmesi zorluğunu, yörünge şablonlarının yenilikçi kullanımı ile ele almaktadır. Özellikle, kaçınma ve geçiş manevralarını temsil etmek için clothoidler kullanılarak oluşturulan bi-elementer yolları kullanmaktayız. Clothoidler, doğrusal olarak değişen eğriliğe sahip olmaları nedeniyle otonom araçlar tarafından kolayca takip edilebilme avantajına sahiptir. Ayrıca, bi-elementer yollar birkaç parametre ile parametrize edilir ve ark-splineler şeklinde doğruluk oranı yüksek bir analitik yaklaşıma sahiptir. Bu, istenen yörüngelere uygulanan geometrik ve kinematik kısıtlamaların analitik olarak değerlendirilmesini sağlar ve dolayısıyla yörünge optimizasyonunun hesaplama yükünü etkili bir şekilde azaltır. Tez, statik ve dinamik engellerle yapılan kapsamlı simülasyon deneyleri ile önerilen yöntemin faydalarını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Precise and efficient maneuvering of autonomous driving systems is paramount to ensure safety, comfort, and compliance with traffic regulations. In particular, there are various important regular navigation tasks, including lane keeping, lane changes, turns at intersections, or merging on highways. In addition, there are several safetycritical maneuvers, such as avoiding obstacles or overtaking a slow vehicle. Each of these maneuvers requires the real-time computation of safe and efficient vehicle trajectories. This thesis addresses the challenge of optimizing maneuvers of autonomous vehicles through the innovative use of trajectory templates. Specifically, we employ bielementary paths constructed using clothoids to represent avoidance and overtake maneuvers. Clothoids have the advantage of a linearly changing curvature, which makes them easily trackable by autonomous vehicles. Moreover, bi-elementary paths are parametrized by a few parameters and have an accurate analytical approximation in the form of arc-splines. This allows the analytical evaluation of geometric and kinematic constraints posed on the desired trajectories and, hence, effectively reduces the computational effort of the trajectory optimization. The thesis illustrates the benefits of the proposed method by comprehensive simulation experiments with static and dynamic obstacles.
Benzer Tezler
- Evasive maneuver trajectory optimization for ucav against air to air missile
İnsansız savaş uçağının hava-hava füzesinden kaçış manevrası için yörünge optimizasyonu
OZAN YAĞCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Model predictive control and differential braking based steering redundancy for an autonomous vehicle
Otonom bir araç için model öngörülü kontrol ve diferansiyel frenleme tabanlı direksiyon yedekliliği
BAŞAR ZAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGEN AKALIN
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Sabit kanatlı insansız hava araçları için kilitlenme algoritması
Lock-on algorithm for fixed-wing unmanned aerial vehicles
MERVE İSMAİLVELİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DOĞAN
- Obstacle avoidance for fixed wing aircraftby using control barrier functions
Sabit kanatlı uçaklar için kontrol bariyer fonksiyonlarının kullanılması ile çarpmadan kaçış
HURİYE NUR TOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU