طراحی سیستم برنامه ‌ریز ماموریت دور زدن کامل خودکار خودروی خودران در جاده ‌های باریک و پهن

برنامه ریزی و رفتار خودروهای خودران در یک ساختار سلسله مراتبی به سطوح مختلف استراتژیک، تاکتیک و عملیاتی دسته بندی می شود. در این پژوهش، مطالعه در سطح برنامه ریزی محلی با هدف طراحی سیستم دور زدن خودکار خودرو و با تمرکز بر روش طراحی مسیر و برنامه ریزی مانور تک و چند فرمانه ارائه می گردد. مانور دور زدن کامل به عنوان یک سناریوی متداول در شرایط مورد نیاز، شامل یک یا چند حرکت به جلو و عقب می باشد که در آن بایستی خودرو در موقعیت مناسب در لاین مخالف جاده و با زاویه سر 180 درجه ضمن رعایت شرط عدم برخورد در طی انجام حرکت قرار گیرد. بدین منظور نخست، مدل چهار چرخ وسیله نقلیه با هندسه مربوطه، تشریح می گردد. در ادامه بر مبنای کمینه پهنای مجاز جاده استخراج شده، تصمیم متناسب با هدف حداقل تعداد فرمان اتخاذ و برنامه ریزی مانور انجام می شود. سپس طراحی مسیر توسط روش هندسی پیشنهادی با کمان های دایره و تعمیم به دور زدن کامل عقب گرد برای هر موقعیت و جهت اولیه ارائه می گردد. روش پیشنهادی در پژوهش، مزایایی چون هزینه محاسباتی کم و در عین حال قابلیت استفاده برای حالات مختلف وضعیت اولیه خودرو و جاده را دارا می باشد. امکان سنجی دور زدن در تک یا چند مانور در جاده های باریک و پهن بررسی و توسعه داده می شود. نتایج شبیه سازی دور زدن با داده های خودروی نمونه و ارزیابی پیوسته امکان پذیرترین مانور، کارایی رویکرد انتخاب شده برای برنامه ریزی را تایید می کند. در یک مطالعه موردی برای خودروی سمند، با استفاده از رویکرد پیشنهادی، ضمن برنامه ریزی مناسب انجام شده، کاهش مسافت حدود 11درصدی برای جاده با پهنای 12 متر نسبت به مسیر طراحی شده یکی از مراجع مشاهده می شود.

design of planning system for automatic turning mission of autonomous car on narrow and wide roads

the behavior of self-driving cars is categorized into different strategic, tactical and operational levels in a hierarchical structure. in this research, a study at the local planning level aims to design an automatic turning system and focus on path and maneuver planning (single and multi-point). the turn around maneuver as a common scenario in the required conditions, includes one or more forward and backward movements, in which the vehicle must be in the proper position in the opposite lane of the road and with a heading angle of 180 degrees. moreover, the condition of collision avoidance is considered during the maneuver. for this purpose, the four-wheeled model of the vehicle with the relevant geometry is described; next, on the basis of the deduced minimum permissible road width, a decision is made according to the objective of the minimum number of commands. then the path design is presented using the proposed geometrical method with circle arcs for each initial position and orientation and generalized to the backward turning. the proposed method has advantages such as low computational cost and can be used for different situations of the initial states of the vehicle. the result of the turning simulation with sample vehicle data and continuous evaluation of the most feasible maneuver confirms the efficiency of the chosen planning approach. in a case study for the samand car, while proper planning was done, a distance reduction of about 11% for the road with a width of 12 meters is observed compared to the path planned by one of the references.