Şerit takibi ve uyarlanabilir hız kontrolünde güvenlik-kritik olay tetiklemeli model öngörülü kontrol

Otonom araçlarda şerit takibi ve uyarlamalı hız kontrolü sistem kararlılığı ve sürüş güvenliği açısından kritik problemlerdir. Bu çalışmada, güvenlik-kritik tabanlı model öngörülü kontrol (MPC) yöntemi, güvenlik ve kararlılığı garanti altına almak amacıyla kontrol bariyer fonksiyonları (CBF) ve kontrol Lyapunov fonksiyonları (CLF) içeren karesel programlama (QP) yapısı ile tasarlanmıştır. Araç dinamikleri ve CBF’ler nedeniyle lineer olmayan MPC problemi özellikle gerçek zamanlı uygulamalarda hesaplama maliyetini artırmaktadır. Hesaplama süresini azaltmak için yalnızca tetiklenme anlarında optimal kontrol probleminin çözümünü güncelleyen olay tetiklemeli bir mekanizma kontrolcüye eklenmiştir. Önerilen yöntem, CARLA simülasyon ortamında üç senaryo ile test edilmiş ve olay-tetiklemeli mekanizmanın performansı korurken hesaplama maliyetini %50’nin üzerinde azalttığı gösterilmiştir. Ayrıca CBF performans parametreleri ve alt tetikleme indisi değişimlerinin performansa ve hesaplama süresine etkileri değerlendirilmiştir.