Hibrit ve elektrikli araçlar için optik araç uyarı sistemi geliştirilmesi
Development of an optical vehicle alert system for hybrid and electric vehicles
Yazar: SELİM DURU
Danışman: PROF. DR. AHMET ALTUNCU
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Aydınlatma sistemleri = Lighting systems ; Diyod lazer = Diode laser ; Elektrikli otomobiller = Electric cars ; Elektrooptik aletler = Electo-optic devices ; Hibrid otomobil = Hybrid car ; LED ışığı = LED lights ; Optik sistemler = Optical systems

Özet:
Elektrikli ve hibrit araçların düşük hızlarda çalışırken sessiz çalışması, yayalar için tehlike arz etmektedir. Bu nedenle yakın zamanda standartlara bağlanmış, akustik araç uyarı sistemi (AVAS) kullanılarak yapay ses üretilmesi ve bu sesle yayaların güvenliğinin sağlanmasına yönelik çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada; kişilerin araçları fark etmelerini sağlayabilecek aracın hızına entegre bir şekilde çalışan optik araç uyarı sistemi (OVAS) geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Araçların, kontrol alan ağı veri yolu (CAN) haberleşme hattı üzerinden gelen hız verisi işlenerek, gün ışığında, çeşitli ışık kaynakları yardımıyla, güzergahındaki zeminde farklı ışık şekilleri elde edilmiştir. Lazer kaynaklar kullanılarak elde edilen çizgisel lazerli uyarı sistemleriyle, farklı dalga boylarındaki ışık yayan diyot (LED) dizilerinden dairesel iz elde edilebilecek lens yapılarıyla birleştirilmiş sistemler karşılaştırılmıştır. Sayısal veri toplama (DAQ) cihazı kullanılarak araç simüle edilmiş, lazer ve LED tabanlı ışık üreten sistemler test ortamına eklenerek güzergah üzerindeki ışık şiddetleri ve aydınlanma profilleri ölçülmüştür. Araç güzergahındaki zeminde, 505 nm dalga boyu civarında 5 mW çıkış güçlü 6 adet LED kullanılarak, 5 metre mesafede 90 lüks seviyelerinde uyarı paterni üretilmiştir. Aynı zamanda araç güzergahında, 532 nm dalga boyunda 3 adet lazer diyot kullanılarak yaklaşık 100 mW güçle aracın hızına bağımlı dinamik olarak değişen çizgisel uyarı paterni üretilebileceği gösterilmiştir. Değişen araç hızına bağlı olarak uygulanan farklı ışık şiddetleri ve aydınlanma profillerinin araç uyarı sistemi açısından yeterlilikleri tartışılmıştır. Optik araç uyarı sistemlerinin, elektrikli ve hibrit araçlar olmak üzere her türlü hareketli cihazda kullanabileceğini gösteren genel çalışma ortaya konmuştur.

Abstract:
Electric and hybrid vehicles operating silently at low speeds pose a danger to pedestrians. Therefore, efforts have recently begun to integrate an Acoustic Vehicle Alerting System (AVAS) into vehicles to produce artificial sounds and ensure pedestrian safety. This study aims to develop an Optical Vehicle Alerting System (OVAS) that integrates with the vehicle's speed to enable individuals to detect vehicles. By processing speed data from vehicles via the Controller Area Network (CAN) communication line, various light patterns on the ground along the vehicle's route have been generated using different light sources in daylight conditions. Systems combining circular patterns obtained from arrays of light-emitting diodes (LEDs) emitting light at different wavelengths with linear warning systems obtained using laser sources have been compared. Vehicle simulation was conducted using a Data Acquisition (DAQ) device, and systems producing light based on lasers and LEDs were added to the test environment to measure light intensities and illumination profiles along the route. A warning pattern at 90 lux levels at a distance of 5 meters was generated on the ground along the vehicle's route using six LEDs with an output power of around 5 mW at a wavelength of approximately 505 nm. Additionally, it was shown that a dynamically changing linear warning pattern dependent on the vehicle's speed could be produced using three laser diodes operating at approximately 100 mW power at a wavelength of 532 nm. The adequacy of different light intensities and illumination profiles applied according to the changing vehicle speed for the vehicle warning system has been discussed. A general study demonstrating the applicability of optical vehicle alerting systems to various moving devices, including electric and hybrid vehicles, has been presented.