Autonominės kelių transporto priemonės adaptyvios valdymo sistemos kūrimas ir tyrimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjami autonominių sausumos kelių transporto priemonių judėjimo dėsningumai, kai judėjimo valdymui yra naudojamos skirtingos valdymo sistemos. Autonominės kelių transporto priemonės valdymo sistemos kūrimas susideda iš tokių uždavinių sprendimo, kaip duomenų apdorojimo sis-temos, judėjimo maršruto planavimo ir valdymo algoritmų kūrimas. Nors vienam iš valdymo sistemą sudarančių algoritmų veikiant nepakankamai patikimai, daugeliu atvejų nebus galima užtikrinti saugaus, tikslaus ir stabilaus autonominės kelių transporto priemonės judėjimo. Dėl šios priežasties patikimas valdymo sistemos veikimas yra vienas iš svarbiausių veiksnių, nuo kurio priklausys sklandus autonominių kelių transporto priemonių integravimas į transporto priemonių eismą. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros sąrašas, autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas ir trylika priedų. Įvadiniame skyriuje įvardijama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, suformuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai. Taip pat aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pateikiamos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos, pranešimai mokslinėse konferencijose ir seminaruose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje yra pateikiama su disertacijos tema susijusių mokslinių darbų apžvalga. Aprašoma autonominių kelių transporto priemonių klasifikavimo sistema, analizuojami matematiniai modeliai, judėjimo maršrutų planavimo ir valdymo algoritmai, kurie yra taikomi kuriant autonominių kelių transporto priemonių valdymo sistemas. Antrajame skyriuje aprašomas judėjimo maršrutų planavimo ir valdymo algoritmų, taip pat neadaptyvios ir adaptyvios valdymo sistemų kūrimas. Trečiajame skyriuje pateikiama eksperimentinių tyrimų metodika, aprašomas sukurtas pirmojo lygio autonominės kelių transporto priemonės prototipas ir jame panaudota nuoseklioji duomenų perdavimo sąsaja. Atliekama eksperimentinių važiavimų metu gautų duomenų analizė. Disertacijos tema yra paskelbti aštuoni moksliniai straipsniai: du – mokslo žurnaluose įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę, du – kitų duomenų bazių mokslo žurnaluose, keturi – recenzuojamose tarptautinių konferencijų medžiagose.

In the thesis, the movement patterns of autonomous road vehicles, when different control systems are applied, are investigated and discussed. Development of the control system for the autonomous road vehicle consists of such tasks as the development of the communication system, and the development of the path planning and control approaches. Even when one of the algorithms, which constitute the control system, does not operate reliably enough, in most cases it will not be possible to ensure a safe, accurate, and stable movement of the autonomous road vehicle. Due to this reason, proper performance of the control system is one of the key factors, which is going to have a significant influence on the successful integration of the autonomous road vehicles into the traffic. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, the list of the references, the list of the publications of the author on the subject of the thesis and thirteen annexes. In the introduction the research problem and the relevance of the thesis are named, the object of the research, the aim and tasks of the thesis are also formulated. Furthermore, the research methods, the scientific novelty of the thesis, the practical significance of the achieved results and the defended statements are described. At the end of the introduction the author's publications concerning the investigated topic, the presentations at conferences and seminars, and the structure of the thesis are provided. First chapter presents the literature review of the scientific research papers which are related to the topic of the thesis. The classification system of the autonomous road vehicles is described, and the mathematical models, path planning and control algorithms, which are applied when developing the control systems of the autonomous road vehicles, are analysed. Second chapter presents and describes the development of the path planning and control algorithms, as well as the development of the non-adaptive and adaptive control systems. In the third chapter the methods of experimental research, the developed first level autonomous road vehicle prototype and the communication system of the vehicle are described. The analysis of the results of the experimental test drives is performed. Eight research papers on the subject of the thesis have been published: two publications have been published in scientific journals that are included in the Clarivate Analytics Web of Science database, two have been published in other peer-reviewed journals, and four publications have been published in the peer-reviewed proceedings of international conferences.