Döntési és irányítási algoritmus tervezése dinamikus forgalmi szituációk kiértékelésére
Napjainkban meglehetősen sok kutatás foglalkozik az autonóm járművek kérdéskörével. Az autonóm járművek bevezetésének elengedhetetlen feltétele egy olyan rendszer kidolgozása, mely képes a járművet dinamikusan változó forgalmi szituációkban is biztonságosan vezetni. A mindennapos közlekedés során alkalmazott manőverek között az egyik legveszélyesebb az előzés kivitelezése, hiszen ebben az esetben a forgalmi szituáció pontos ismerete elengedhetetlen. Ezen információt felhasználva határozzuk meg a járművek lehetséges jövőbeli pozícióját, és hozunk döntést.
A döntéshozatalért felelős algoritmus két fő szintre bontható. Első lépésben fel kell térképeznünk a körülöttünk haladó járművek számát és mozgásállapotukat. Ezen ismereteket felhasználva a járművek mozgásának predikcióját végezzük el, ahol a feladat nehézségét növelik a járművek egymásra kifejtett hatásai. A járművek lehetséges jövőbeli tartózkodási pontjaihoz valószínűségi értékeket rendelünk, majd ezen információ segítségével egy foglaltsági halót veszünk fel. Az általunk irányított jármű mozgásállapota, illetve a predikciós idő ismeretében, minden egyes diszkrét útelemhez meghatározzuk az ütközési valószínűség értékét. Egy mohó algoritmus, illetve a korábban kapott eredmények felhasználásával meghatározzuk a következő időpillanatra a manővert, mely nem veszélyezteti az irányított jármű, illetve a forgalom többi résztvevője biztonságát. Az algoritmus kimeneteként megkapjuk, egy előre meghatározott predikciós horizonton, a referencia pontok értékét.
Könnyen belátható, hogy a döntési algoritmus önmagában nem képes a jármű szabályzására, így következő lépésben célunk egy, a jármű számára is kivitelezhető trajektória tervezése. A trajektória tervezésért egy model predictive szabályzó (MPC) felel, ezen szabályzó előnyei között említhető a tény, hogy egyes állapotokra limitáló feltételeket tudunk előírni, így a biztonság mellett, az utasok kényelme is biztosítható. A fent említett eredmények képezik továbbiakban a szabályzó által használt referencia vektor értékét.
A dolgozatban bemutatásra kerül a döntéshozó algoritmus, illetve a jármű irányításáért felelős szabályzó. Az algoritmus működőképessége a CarMaker nevű szimulációs szoftver segítségével kerül tesztelésre, ahol több, eltérő forgalmi szituáció kerül kiértékelésre.
szerző
-
Hegedűs Tamás
Járműmérnöki
mesterképzés (MA/MSc), nappali
konzulens
-
Dr. Németh Balázs
tudományos munkatárs, Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék