Gerçek zamanlı şerit takip desteği sisteminin geliştirilmesi
Development of a real time lane keeping assistance system
Yazar: ÖZGÜR TUNÇER
Danışman: PROF. DR. LEVENT GÜVENÇ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Gerçek zamanlı benzetim = Real time simulation ; Gerçek zamanlı denetim = Real time control ; Parametre uzayı = Parameter space

Özet:
Bu çalısmada, gelistirme asamasında otomatik kontrol ve mekatronik prensipleriniiçinde barındıran, günümüz otomotiv endüstrisi tarafından aktif güvenlik sistemleriiçerisindeki yerini önemli derecede arttırmakta olan serit takip desteği sisteminingelistirilmesi hedeflenmistir.Bu bağlamda birinci bölümde serit ihlali problemi hakkında bilgi verilmis veproblemin tanımı yapılmıstır. Günümüze kadar yapılmıs çalısmalar irdelenereksistemin genel durumu belirlenmistir. Çalısmanın kapsamı ve amacına bu bölümdeyer verilmistir.?kinci bölümde, kontrolcü tasarımlarında ve benzetimlerinde referans olusturan tasıtmodelleri üzerinde durulmustur. Tek izli araç modelinin hata bazlı serit takip tasıtmodeline yer verilmistir. Yola göre yanal konum dinamiği bilgisini tekerlek dönmeaçısı ve yol geometrisi değisken parametreleri ile ifade eden bir doğrusal modelolusturulmustur. Tasıtın yanal konum dinamiğinin yansıtıldığı doğrusal modelindoğrulanması, doğrusal olmayan gerçekçi CarMaker modeli kullanılarak yapılmıstır.Üçüncü bölümde, doğrusal model kullanılarak sabit ve değisken hızlar için COMESaracı kullanılarak serit takibi kontrolcüsü tasarımından detaylı olarak bahsedilmistir.Değisken hızları sağlamak için basitlestirilmis boyuna hız kontrolcüsü tasarlanmıstır.Dördüncü bölümde, gelistirilen kontrolcülerin çevrimdısı benzetimleri yapılarakperformansları gözlenmistir.Besinci bölümde, gerçek bir araç uygulamasına geçilebilmesi için gerekli olan yanaltasıt konum bilgisinin kamera tabanlı görüntü isleme sistemi ile elde edilmesianlatılmıstır. Görüntü sistemi ile elde edilen verinin serit takibi kontrolcüsütarafından kullanılabilmesi için yapılan iyilestirmelerden söz edilmistir.Altıncı bölümde, donanım içeren çevrim içi benzetimler ve MEKAR tasıtbenzetimcisinden bahsedilmistir. Çevrimiçi serit takip destek sistemibenzetimlerinde, tasıt benzetimcisinin kullanılabilmesi için benzetimci sisteminindonanımsal ve yazılımsal olarak olusturulmasından bahsedilmistir. Bu bölümdetasarlanan serit takip sistemi kontrolcüleri için yapılan çevrimiçi benzetimsonuçlarına yer verilmistir.Yedinci ve son bölümde, elde edilen sonuçlar tartısılmıs, ileride yapılabilecekçalısmalar için fikirler ortaya atılmıstır.

Abstract:
In this thesis, development of a lane keeping assistance system, which containscontrol and mechatronics principles during development progress, is discussed as animportant topic of automotive active safety systems.In the first chapter a brief description of the lane departure problem and researchesmade on this area are given, and then scope and purpose of this work is statedIn the second chapter vehicle models which are reference models for designingcontrollers and simulations, are discussed. A dynamic model in terms of error isintroduced from the literature. Forth order linear dynamic model consisting of acombination of lateral displacement and orientation error is produced in order todesign a lane keeping controller. A parameter estimation study is done by using theCarmaker software as the generator of actual vehicle data.In the third chapter linear model is used to design lane keeping controllers. Twodifferent classical controllers are designed using features of COMES toolbox.Controllers are designed for constant and variable vehicle speeds. A longitudinalvehicle speed controller is designed to achieve desired vehicle speed variations.In the forth chapter offline simulations are done for checking controllersperformance.In the fifth chapter vision based lane detection system is introduced to get lateraldisplacement information of vehicle as in the reality. Product of image processingalgorithm is filtered to use it as a controller input.In the sixth chapter real time hardware in the loop simulations are done by usingMEKAR vehicle simulator. Hardware and software chances are implemented to theSimulator to simulate lane keeping assistance system features. Results of HILsimulations are given in the chapter.In the seventh and the last chapter, the results of the study are discussed and as aprogress of this study future works are recommended.