Otonom sürüş sistemleri için yol değerlendirme algoritması geliştirilmesi
Development of road assesment algorithm for autonomous vehicles
Yazar: VOLKAN BEKİR YANGIN
Danışman: PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Teknoloji 20. yüzyıl ile beraber hızla ilerleme eğilimine girmiştir. Teknolojideki ilerleme
ile beraber endüstriyel faaliyetler artmaya başlamıştır. Bu durum enerjiye duyulan
gereksinimde de artış meydana getirmektedir. Günümüzde fosil yakıtlar enerji ihtiyacının
büyük bölümünü karşılamaktadır. Mevcut petrol rezervlerinin azalmaya başlaması ile bu
ihtiyacın ekonomik olarak karşılanması zorunluluğu ortaya çıkmıştır. İçten yanmalı
motorla tahrik edilen karayolu taşıtlarının büyük kısmı petrol kaynaklı yakıtlarla
çalışmaktadır. Bu nedenle taşıtlarda etkili bir yakıt tasarrufu sağlamak vazgeçilemez
durumdadır. Günümüzde taşıtların daha ekonomik bir şekilde çalışabilmesi için çeşitli
iyileştirme yöntemleri geliştirilmektedir. Bu yöntemlerden biri cruise-control
sistemleridir. Cruise-control sistemleri taşıt hızını hareket boyunca sabit bir değerde
korumaktadır. Sabit hızla seyir sağlamanın amacı ivme direncini önlemektir. Bu şekilde
yakıt tüketiminde azalma ve iyi bir sürüş konforu meydana getirebilmek
amaçlanmaktadır. Ancak hız değerindeki bu korunum, taşıtın üzerinde seyrettiği yolun
topografyasına bağlı olarak her zaman yakıt tüketimini düşürücü yönde etki
etmemektedir. Bu olumsuzluk nedeniyle taşıtın hızını yolun coğrafi yapısına bağlı olarak,
belli konumlarda değiştirme ilkesiyle çalışan sistemler önerilmektedir. Tez çalışmasında
geliştirilen ECO-TURK de bu ilkeye göre tasarlanan bir algoritmadır. ECO-TURK
seçilen bir rotanın GPS aracılığıyla elde edilmiş yükseklik verilerini değerlendirmektedir.
Bu değerlendirme sonucunda rota düz yollar ve eğimli yollar olmak üzere algoritma
tarafından 2'ye ayrılmaktadır. Sonrasında ise bu yollar özel sınıflandırmaya tabii
tutulmaktadır. ECO-TURK sınıflandırmalara bağlı olarak, üzerinde önceden tanımlanmış hız değiştirme stratejileri kullanmaktadır. Hız değiştirme stratejileri ile rotanın çeşitli
konumlarında değeri değişecek bir hız profili oluşturulmaktadır. Bu profilin kullanımıyla
rota boyunca hesaplanacak kümülatif yakıt tüketimi değerinin, tüm rotanın sabit hızla
seyri durumuna göre azalması amaçlanmaktadır. Yapılan işlemlerin ardından, ECOTURK tarafından oluşturulan hız profiliyle seyrin, sabit hızla seyre göre sefer süresinde
ne oranda değiştiği hesaplanmaktadır. ECO-TURK, sabit hızla seyir durumuna göre
yapılan hesaplamalardan sonra rotanın kendisi tarafından oluşturulan hız profili ile aynı
sürede alınacağı bir seyir durumunda yakıt tüketiminin nasıl değiştiğini de
değerlendirmektedir. İstanbul Metrobüs hattı boyunca yer alan toplam 17 rotada her iki
seyir durumuna karşı yapılan denemelerin tamamında yakıt tüketimi ECO-TURK
tarafından %15 seviyelerine ulaşacak şekilde düşürülmüştür.

Abstract:
Technology has tended to advance rapidly since beginning of the 20. century. With the
progress of the technology, industrial activities has begun to increase. This also causes to
increase in the energy requirement. Today, fossil fuels fulfill most of the energy
requirement. The necessity of supply this requirement economically has arisen with the
existing oil reserves started to decrease. Most of the road vehicles driven by internal
combustion engines work with petroleum-derived fuels. For this reason, it is necessary to
provide effective fuel economy in vehicles. Today, various improvement methods are
being developed to enable vehicles to operate more economically. One of the these
methods is cruise-control system. Cruise-control keeps the vehicle speed at a constant
value throughout the journey. Purpose of the constant speed driving is prevent
acceleration resistance. With this prevention, effective fuel economy and driving comfort
can be enable. In spite of the these positive effects of cruise-control, constant speed
driving may not reduce fuel consumption depending on the topography of the route.
Because of this negativity, systems that operate with the principle of changing the speed
of the vehicle in certain positions depending on the geographical structure of the road are
suggested. ECO-TURK, the developed algorithm in this master thesis, also designed
based on this principle. ECO-TURK evaluates altitude values of the selected route
obtained from GPS. As a result of this process, route is divided by algorithm as flat and
inclined roads. These roads are then subject to special classifications. ECO-TURK uses
predefined speed change strategies depending on the classifications. With speed change
strategies, velocity profile which has variable values in various locations of the route is created. Purpose of the using velocity profile created by ECO-TURK is reducing the
cumulative fuel consumption according to the constant speed driving on route. At the end
of the all of the process, time difference between driving with velocity profile created by
ECO-TURK and driving constant speed is calculated. After all of the calculations
according to driving constant speed, ECO-TURK also assesses how the fuel consumption
changes in the course of the same trip time as the speed profile created by algorithm. Fuel
economy is provided up to 15% by ECO-TURK's velocity profile all of the 17 route on
Istanbul Metrobus line.