Genişletilmiş Kalman filtresi ile ağırlık merkezi yüksekliğinin model tabanlı gerçek zamanlı tahmini

Taşıt güvenliği, enerji verimliliği ve sürüş dinamikleri alanlarında geliştirilen yenilikçi teknolojilerin başarısı, bu sistemlerin doğru modellenmesine ve araç dinamiğine dair kritik parametrelerin doğru şekilde tahmin edilmesine bağlıdır. Taşıtların manevra esnasındaki davranışlarını etkileyen en önemli parametrelerden biri, ağırlık merkezinin konumudur. Özellikle ağırlık merkezi yüksekliği, taşıtın devrilme eğilimini belirleyen temel bir parametre olup; aktif süspansiyon kontrolünden denge kontrol sistemlerine kadar birçok gelişmiş sürücü destek sisteminde doğrudan etkili rol oynamaktadır. Ağırlık merkezi yüksekliğinin doğrudan ölçümü pratikte mümkün olmadığından, bu tür parametrelerin tahmini için çeşitli algoritmalara başvurulmaktadır. Bu tez çalışmasında, taşıtın devrilme hareketini temsil eden devrilme dinamiği üzerinden bir tahmin modeli kurulmuş ve bu modelde ağırlık merkezi yüksekliği, genişletilmiş Kalman filtresi (EKF) kullanılarak gerçek zamanlı olarak tahmin edilmiştir. Geliştirilen algoritma, IPG CarMaker yazılımında oluşturulan otobüs simülasyon senaryoları üzerinde uygulanmış; süspansiyon kuvvetleri, taşıt gövdesinin yalpa ivmesi, yol eğimi ve teker yanal kuvvetleri gibi veriler sensör çıktısı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca sistemin duyarlılığı, Kalman kazancı ve ölçüm fonksiyonunun türevi olan Jacobian değerleri üzerinden detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Bu çalışma ile, taşıt ağırlık merkezi yüksekliğinin yalnızca sensör verilerine dayalı olarak model tabanlı ve gerçek zamanlı biçimde tahmin edilebileceği gösterilmiş, böylelikle taşıtın devrilme güvenliğini artırmaya yönelik ileri seviye kontrol sistemlerinin temelini oluşturacak bir yaklaşım sunulmuştur.