Gerçek Zamanlı Devrilme Uyarı Sisteminin Geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, dinamik devrilme zamanı ölçütü (TTR) esas alınarak gerçek zamanlı devrilme uyarı sistemi geliştirilmiştir. TTR devrilme zamanı ölçütünün hesabında gerçek zamandan hızlı çalışacak ve taşıtın yalpa dinamiğini gerçekçi olarak modelleyebilecek taşıt dinamik modellerinin kullanılması gerekmektedir. Buna göre, literatürden alınan, hız ve direksiyon açısı ile değişen parametrelere sahip, savrulma ve yalpa dinamiğinin bileşimini içeren beş serbestlik dereceli bir doğrusal dinamik model incelenmiş ve kullanılmıştır. Taşıtın yalpa dinamiğinin ortaya çıkarılmasında kullanılan doğrusal model performansının doğrulanmasında, tümüyle doğrusal olmayan ağır taşıt dinamik simülasyon yazılımı kullanılmıştır. Değişken parametreli beşinci dereceden doğrusal model gerçek bir taşıtın yüksek gerçeklikteki dinamik davranışını yakalamak için kullanılmış ve bu amaçla doğrusal modelde parametre kestirimi yapılmıştır. Simülasyon sonuçlarından yararlanarak doğrusallaştırılmış modelin gerçek aracın savrulma-yalpa dinamiğini tahmin etmekte kullanılabileceği görülmüştür. TTR hesaplama yapısı ve uyarı sisteminden ayrıntılı olarak bahsedilmiş ve doğrusal modelden yararlanılarak yalpa uyarı sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yalpa uyarı sistemi gerçek zamanlı olmayan simülasyonlarla doğrulandıktan sonra araç simülatöründe gerçek zamanlı ve insanlı simülasyonlarla test edilmiştir. Sonuçlara göre, geliştirilen devrilme uyarı sisteminin aracın devrilme riskinin bunduğu durumlarda deneyimli bir sürücüye bu durumu önleyici manevra yapacak kadar süre kazandırdığı ve devrilme engelleyici bir kontrol sisteminin tetikleyicisi olarak kullanılabileceği görülmüştür.

In this study a real-time rollover warning system based on dynamic rollover propensity metric TTR is developed. A real-time capable and realistic vehicle model has to be used in TTR computations. Consequently, a fifth order linear dynamic model consisting of a combination of roll and yaw dynamics with velocity and steering level scheduled varying parameters taken from the literature is introduced and used here. A completely nonlinear heavy vehicle dynamic simulation software program is used as the generator of actual truck data in the system identification study and in the simulations to represent the actual truck. 5th order linear model has been used to capture the high-fidelity, realistic yaw and roll dynamics of a truck and system identification has been done for validation of the model parameters. The simulation results show that the 5th order linear model introduced here is capable of accurately representing the yaw-roll dynamics of the realistic truck and it can be used in TTR computations. TTR computation structure is defined in detail and using 5th order linear model a rollover warning system is developed. The developed rollover warning system is verified by non-real-time simulations and afterwards it is tested by real-time and human-in-the-loop experiments in the driving simulator. According to results, developed rollover warning system can be used to give driver more time to react to the rollover threat and avoid the rollover accident.