Bulanık mantık tabanlı uyarlamalı hız kontrolü
Fuzzy logic based adaptive cruise control
Yazar: ATAKAN ONDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. METİN ÖZKAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Adaptif denetim = Adaptive control ; Araç modeli = Vehicle model ; Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Modelleme = Modelling ; Sürücü destek sistemleri = Driver assistance systems

Özet:
Günümüzde yoğun trafik koşullarında dahi sürücüsüz ve kendi kendine ilerleyebilen otonom otomobiller üretebilmek için otomotiv endüstrisindeki birçok firma büyük bir yarış içindedir. Otomobillerin sürücüsüz hareket edebilmesi otonom sürüş olarak adlandırılmaktadır. Otonom sürüşün temelini Gelişmiş Sürücü Destek Sistemleri (GSDS) oluştururken, Uyarlamalı Hız Kontrolü (UHK) sistemi sürücü destek sistemlerinin arasında önemli bir yere sahiptir. UHK sisteminde gelişmiş algılayıcı veri işleme ve kontrol teknikleri kullanılarak aracın çevresi algılanır ve aracın önünde bulunan diğer araç ve engellere bağlı olarak aracın kendi hızını ayarlaması, eğer bir engel yoksa da aracın mevcut hızını koruması sağlanır.
Bu tez çalışmasında Bulanık Mantık tabanlı UHK sistemi tasarlanmış ve modellenmiştir. Tasarlanan UHK sistemi üst seviye kontrol ve alt seviye kontrol olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Üst seviye kontrolde bulanık hız denetleyicisi ve bulanık mesafe denetleyicisi olmak üzere iki farklı bulanık mantık denetleyicisi tasarlanmıştır. Üst seviye kontrol, radar algılayıcısından algıladığı bilgilere bağlı olarak hangi bulanık denetleyicinin çıkışının kullanılacağını belirlemektedir. Alt seviye kontrolde tasarlanan PI denetleyici, üst seviye kontrolden elde edilen hedef ivme değerine bağlı olarak araca uygulanması gereken pedal komut değerlerini üretmektedir. Benzetimi yapılan modelin doğruluğunun sınanması için piyasada bulunan bir aracın teknik verileri kullanılarak araca ait motor modeli, aracın aktarma organlarının modeli ve aracın gövdesinin modeli benzetimi yapılarak araç modeli oluşturulmuştur. Benzetimi yapılan sistemin performansının test edilmesi için günlük hayatta karşılaşılabilecek 7 farklı senaryo oluşturulmuş ve bu senaryolara göre simülasyonlar yapılmıştır. UHK sisteminin tasarlanması, modellenmesi, araç modelinin oluşturulması ve simülasyonların koşulması MATLAB-Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre tasarlanan sistemin başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür.

Abstract:
Today, many companies in the automotive industry are trying their best to produce autonomous vehicles that could move without driver even under heavy traffic conditions. The ability of cars to move without driver is called autonomous driving. While Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) form the basis of autonomous driving, Adaptive Cruise Control (ACC) has crucial importance among driver assistance systems. Advanced sensor fusion and control techniques are used in the ACC technology to consider the limitations of the environment of the vehicle. The vehicle adjusts its own speed depending on obstacles that are in front of the vehicle and if there is no obstacle, vehicle keeps its preset speed.
In this study, Fuzzy Logic based ACC system has been designed and modeled. The designed ACC system consists of two parts; high level control and low level control. Two different Fuzzy Logic Controllers named as fuzzy speed controller and fuzzy distance controller have been designed in high level control. The high level control determines which Fuzzy controller's output to be used, based on the information from the radar sensor. The PI controller has been designed in low level control uses target acceleration value obtained from the high level control and produces pedal commands which are applied to the vehicle. In order to verify the designed and modeled ACC system, a vehicle model has been created using the technical data of a vehicle on the market. The vehicle model consists of engine model, drivetrain model and vehicle body model. In order to test the performance of the designed and modeled ACC system and vehicle model, 7 different scenarios which could be encountered in real life have been created and simulations have been made according to these scenarios. The design and modeling of the ACC system, modeling the vehicle and running of the simulations have been carried out in MATLAB-Simulink environment. It has been observed that the designed system gives successful results according to simulations.