سیستم کنترل فعال انتخاب مسیر حرکت خودرو بر اساس تصمیمات یکپارچه

امروزه تحقیقات متعددی در زمینه ایمنی خودروها به منظور کاهش تصادفات جاده ای در حال انجام است. آمارها در ایران نشان می دهند در حدود 28000 نفر در سال در اثر تصادفات رانندگی کشته و تعداد بیشتری زخمی می شوند. خطای انسانی علت اصلی در اکثر تصادفات رانندگی است. لذا سیستم های کمکی راننده می توانند نقش مهمی در کاهش تصادفات جاده ای و بهبود ایمنی داشته باشند. چالش اصلی، طراحی سیستم کنترلی اشتراکی میان راننده و سیستم کنترلی است؛ به گونه ای که ضمن فراهم کردن ایمنی خودرو، تغییری در تجربه و احساس رانندگی ایجاد نشود. این مشکل به دلیل عدم توانایی در تعیین تصمیم راننده و مدلسازی رفتار راننده است. در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای بر روی سیستم های کنترلی اشتراکی بر پایه دو روش کلی انجام شده است. روش اول که روش غیرمستقیم نامیده می شود، راننده را بصورت کامل از حلقه تصمیم گیری خارج می کند. بدین مفهوم که هنگام تشخیص شرایط بحرانی توسط سیستم، تصمیم راننده بصورت کامل نادیده گرفته می شود. این روش در صورت عملکرد اشتباه، رفتار دینامیکی خودرو را بصورت کامل تغییر می دهد. روش دوم که روش مستقیم نامیده می شود، تصمیم راننده را در حلقه تصمیم گیری وارد می نماید. اگرچه روش مستقیم پتانسیل لازم جهت عدم تغییر خواست راننده را داراست، اما معمولا تصمیم راننده به روش حلقه باز تخمین زده می-شود. این نقطه ضعف می تواند سبب عملکرد سیستم کنترلی در موارد غیرضروری شود. در این رساله، سیستم کنترلی مقاوم چند ورودی-چندخروجی انتخاب مسیر براساس تخمین حلقه بسته تصمیم راننده ارائه شده است. ایده اصلی، ایجاد یک سیستم تصمیم گیری یکپارچه براساس خواست راننده و شرایط جاده است. در این روش تخمین گر تصمیم راننده با استفاده از ورودی های راننده و وضعیت خودرو در جاده، خطر خروج خودرو از مسیر را تعیین می کند. سپس کنترلر چند ورودی- چند خروجی ارائه شده، با استفاده از فاصله جانبی خودرو و سرعت یاو، ورودی های کنترلی زاویه فرمان و ترمزگیری اختلافی را تعیین می کند. تخمین گر تصمیم راننده سبب جلوگیری از تغییر تجربه و احساس رانندگی می شود. همچنین استفاده از سیستم کنترلی چند ورودی-چند خروجی پایداری سیستم به ازای فواصل دید کوتاه را افزایش می دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها، عملکرد مطلوب و مقاوم سیستم کنترلی را در مقایسه با سایر روش های موجود نشان می دهد. از آنجا که عملکرد سیستم های کمکی راننده باید توسط راننده تایید شود؛ لذا سیستم کنترلی ارائه شده بر روی شبیه ساز رانندگی دانشگاه دلفت پیاده سازی شده است، تا بازخورد رانندگان ارزیابی شود. براین اساس سه نوع آزمون تغییر مسیر دوگانه، مارپیچ و تغییر مسیر دوگانه اضطراری به منظور بررسی مقاوم بودن سیستم کنترلی، کیفیت احساس رانندگی و خطر خروج خودرو از جاده توسط 35 راننده تست انجام شده است. نتایج حاصل از آزمایشات تجربی نشان می دهد سیستم کنترلی ارائه شده برتجربه و احساس رانندگی تاثیر منفی نداشته، عملکرد مطلوب و مقاومی در جلوگیری از انحراف مسیر خودرو دارد.