Model Predictive Control for Vision-Based Platooning Utilizing Road Topography

Platooning is when vehicles are driving close aftereach other at a set distance and it is a promising method toimprove the traffic of todays infrastructure. Several approachesfor platooning can be taken and in this paper a vision-basedimplementation has been studied. With a camera that detectsthe orientation of a marker attached to a small vehicle, it hasbeen examined how the pitch of the marker can be exploitedto perform vision-based platooning considering the road grade.A model predictive control strategy is presented to maintain aplatooning distance with the potential of utilizing road topography.The aim of the project was to use this information tominimize brake and motor forces of the platooning vehicle. Thestrategy was based on relative vehicle states, detectable by acamera. The model predictive controller was implemented onsmall robotic vehicles and tested on a flat surface. The controllerwas successful in converging towards the wanted distance andcapable of reaching a steady state speed. The results showed thatit took 15 seconds for the system to reach a steady state.Konvojkörning är när fordon kör nära efter varandra med ett bestämt avstånd och det är en lovande metod för att förbättra trafiken i dagens infrastruktur. Åtskilliga tillvägagångssätt kan tas och i denna artikel så har ett visionsbaserat genomförande studerats. Med en kamera som upptäcker orienteringen av en markör som sitter på ett litet fordon så har det undersökts hur markörens lutningsvinkel kan utnyttjas för att utföra en visionsbaserad konvojkörning med hänsyn till vägens lutning. En model predictive control-strategi är presenterad för att bibehålla ett bestämt konvojavstånd med möjligheten att använda vägens topografi. Projektets mål var att använda denna information för att minska bromsoch motorkrafter för det konvojkörande fordonet. Strategin grundades på fordonets relativa tillstånd som var detekterbara med en kamera. En model predicitve control utfärdades på små robotfordon och testades på en platt yta. Kontrollern var framgångsrik i att konvergera mot det önskade avståndet och kapabel till att nå ett stabilt tillstånd för hastigheten. Resultaten t det tog 15 sekunder för fordonets hastighet att nå det stabila tillståndet.Kandidatexjobb i elektroteknik 2021, KTH, Stockhol