Modern járműirányítási algoritmusok

OData támogatás
Konzulens:
Kiss Domokos
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Napjainkban egyre több autóipari cég kezdi kutatni az önvezető autók témakörét, hogy felváltsák a sofőrök helyét egy megbízható szoftveres rendszerrel. Az autóbalesetek száma rohamosan növekszik a hétköznapi forgalomban használt autók számának növekedésének eredményeképpen. Mivel a balesetek jelentős százalékát maguk a sofőrök okozzák, ezért ez a kutatás a sofőrök lecserélésével egy biztonságos közlekedés kialakítását tűzte ki célul. Azonban ezen felül még több előnnyel is járhat az önvezető autók kifejlesztése, mint például: minden utas a szokásos mindennapi tevékenységét végezheti akár utazás közben is; a parkolással nem szükséges foglalkozni, ugyanis az autó képes lesz parkolóhelyet keresni és oda leparkolni; autók közötti kommunikáció segítségével a járművek értesíthetik egymást a lehetséges veszélyforrásokról; stb.

Az önjáró autók témakörében az én feladatom a pályakövetési algoritmusok tanulmányozása volt, legfőképpen a nemlineáris MPC alapú szabályozásokra fókuszálva. A munkám során feltételeztem, hogy a kormányzásért felelős aktuátor paraméterei ismertek, az autó állapota folyamatosan mérhető és a pálya rendelkezésre áll mint referenciajel.

A dolgozatban először a szimulációs egységeket vizsgálom meg, úgy mint a numerikus megoldók és járműmodellek, és ezek közül választok a későbbi MPC algoritmus felépítésekor. Ezután áttérek az optimális szabályozás témakörére, ahol két algoritmust ismertetek, a gradiens módszert és a Nelder-Mead algoritmust, majd kitérek ezen algoritmusok építőelemeire, nehézségeire és előnyeire. Felépítve a lehetséges algoritmusokat, ezen módszerek és a járműmodellek egyesítésével több szabályozó rendszert készítek Simulinkben. Megvizsgálom a valósidejű implementálás lehetőségeit és a gradiens módszer felhasználásával készített kinematikus kerékpármodellen alapuló szabályozót egy dSPACE MicroAutoBox hardver segítségével egy tesztautón is tesztelem, a tesztek eredményeit prezentálom.

Mindezek mellett a dolgozatom végén szeretném bemutatni, hogy az ismertetett optimalizálási algoritmusok nem csak a pályakövetés feladatán keresztül kapcsolódnak az önvezető autók témaköréhez, ennek érdekében röviden ismertetek néhány referencia pálya optimalizációs lehetőséget.

A dolgozatomat a thyssenkrupp Components Technology Hungary Kft. gyakornokaként írtam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.