Autonóm jármű sávkövető algoritmusának tervezése és megvalósítása
A dolgozat célja bemutatni a Robert Bosch Kft. és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék közös hallgatói projekt keretében fejlesztett autonóm jármű sávkövető algoritmusának tervezését és megvalósítását.
Az autonóm jármű egy elektromos hajtásúra átalakított gokart, amelynek feladata egy zárt pályán való körbehaladás közúti forgalomban használt sávdetektáló kamera jeleinek segítségével. A jövőbeli tervek között szerepel ennek a funkcionalitásnak kiegészítése akadályfelismeréssel, akadály kikerülésével, valamint egyéb (például automatikus parkolási) eljárások implementálásával.
A dolgozatot a projekt felépítésével és az általános célok megfogalmazásával kezdjük. Ismertetjük a járművön alkalmazott szenzorokat, aktuátorokat és a közöttük felépített kommunikációs hálózatot, majd felvázoljuk a munkánk témáját adó sávkövető algoritmus felé támasztott követelményeket és a számunkra kitűzött célokat. Ezek közül kiemeljük a szükséges biztonsági megfontolásokat, ezek analizálását, implementációját, majd tesztelési és validációs eljárásait.
Ezt követően rátérünk a jármű irányításához felhasznált kamera és egyéb szenzorok jeleinek ismertetésére és feldolgozására, illetve a szabályzás során használt referenciajel előállítására.
Ezután a munkánkhoz szükséges járműmodellt és felmerült keresztirányú szabályzókat részletezzük. Felsoroljuk a lehetséges lineáris, nem lineáris és trajektória követő szabályzókat, majd ezeket összehasonlítjuk és kiválasztjuk a számunkra optimális megoldásokat, és bemutatjuk ezek megvalósítását.
A tervezés és tesztelés során hardware-in-the-loop (HIL) szimulációt használtunk. Ennek előnye, hogy gyorsabban és a lehető legkevesebb anyagi kockázatot vállalva végezhettünk kísérleteket és az eredményeink legtöbb esetben reprodukálhatóak voltak. A HIL rendszer az alábbi fégy fő komponensből áll: járműmodell, környezet, kamera, szabályzó. Részletezzük az ehhez használt szoftvereket és hardver egységeket. Végigmegyünk a tervezés fázisain, és részletesen bemutatjuk a HIL egyes komponenseinek szimulált és valós működését és ezek megvalósítását.
A dolgozat zárásaként bemutatjuk és értékeljük az eredményeket, majd rátérunk a gyakorlatban való implementálásának lehetőségeire.
