مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین مسیر خودروی هوشمند و کنترل آن در محیط‌های پیچیده شهری و تضمین عدم برخورد

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2 گروه خودرو، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران
3 استادیار، عضو هیئت علمی و معاون پژوهشی دانشکده مهندسی مکانیک / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
4 استاد دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
چکیده
در این پژوهش روی مسیریابی خودروها در محیط های پیچیده شهری تمرکز شده است. در ابتدا خودرو هوشمند موانع و خطوط جاده را شناسایی کرده و مناطق امن را به-وسیله روش فاصله زمانی _که در این پژوهش توسعه داده شده است_ مشخص نموده است و سپس توسط الگوریتم نوشته شده مسیری نزدیک به تصمیم گیری های هوشمندانه یک انسان به دست آورده است. در مسیر به دست آمده در نواحی که نیاز به انجام تعویض خط می باشد امکان برخورد با خودروهای اطراف وجود دارد. جهت اطمینان حاصل کردن از عدم برخورد، یک منحنی چندجمله ای درجه پنج برای هر تعویض خط پیشنهاد داده شده است و منحنی با توجه به امکان پذیر بودن انجام مانور از نظر دینامیک خودرو و شتاب عرضی مجاز خودرو بهینه شده است. در نهایت مسیر دقیقی پیشنهاد داده شده تا خودرو بتواند از میان موانع با ایمنی کامل و بدون برخورد عبور کند. در پایان دو نمونه سناریو نزدیک به محیط ترافیکی بزرگراه های شهری شبیه سازی شده و عدم برخورد در آن ها توسط نرم افزار متلب صحه گذاری شده و مسیر به دست آمده توسط کنترلر مود لغزشی کنترل شده است. در این سناریوها شتاب عرضی خودرو از حد مجاز تجاوز نکرده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Collision-Free Navigation and Control for Autonomous Vehicle in Complex Urban Environments

نویسندگان English

arezoo cadkhodajafarian 1
Ali Analooee 2
Shahram Azadi 3
Reza Kazemi 4
1 Khajeh Nasir Toosi University of Technology University
2 Vehicle Department, Mechanic Faculty, k.n. toosi university, Tehran, Iran
3 Assistant Professor and Faculty member in Department of Mechanical Engineering / KN. Toosi University of Technology
4 Professor of Mechanical Engineering / KN. Toosi University of Technology
چکیده English

This paper focused on the vehicle path planning in the highways and complex urban environments. At first, obstacles and road lines have been detected by sensors of the intelligent vehicle, thereupon the vehicle will be find the safe areas using the time distance method developed in this paper. Then, an appropriate path close to the intelligent decisions about human being would be chosen through the developed algorithm. There is the possibility of collision to surrounding vehicles in the areas where changing the lane is needed. Therefore, to prevent collision, a five orders polynomial curve is offered for each lane change maneuver. The reached maneuver is optimized based on the vehicle dynamic and allowed lateral acceleration. Finally, a suitable path to pass quite safely and without any collision through the obstacles is suggested. At the end, two main and different simulation scenarios included the lack of collision is verified by MATLAB software and the obtained path is controlled by the sliding mode controller. These simulations indicated effectiveness of this method. The lateral acceleration is obtained in allowed range for comfort of occupants in these scenarios.

کلیدواژه‌ها English

path planning
Collision avoidance
Sliding mode controller
Automatic lane change
Urban environments