Otonom araçlar için görünür ışıkla haberleşme ve konumlama

Otomotiv araştırmaları şu anda ağırlıklı olarak otonom sürüşe, ve özellikle de bu amaca yönelik güvenilir araç haberleşme ve konumlama teknolojileri geliştirmeye odaklanmıştır. Mevcut teknolojiler tüm gereksinimleri karşılayamadığı için tamamlayıcı teknolojiler aranmaktadır. Spesifik olarak, hücresel ve "DSRC" gibi radyo frekans haberleşme teknolojileri orta menzil (<100 m) sıkışık trafikte karışımdan ötürü güvenlik ve güvenilirlik isterlerini sağlayamamakta, ve sensörlü konumlama sistemleri de (GPS, kamera gibi) sensör hızı limitleri ve çok yüksek hesap karmaşıklığı nedeniyle doğruluk ve hız isterlerini sağlayamamaktadır. Son zamanlarda araç LED farlarını ve düşük maliyetli fotodiyotları kullanan görünür ışıkla haberleşme (GIH) ve konulama (GIK) teknolojilerinin bu sorunları çözerek çarpışma önleme ve otonom konvoy gibi zorlu uygulamaları mümkün kılabilecek tamamlayıcı teknolojiler olabilecekleri vaadedilmiştir. Bu tezin amacı, bu vaatleri GIK özelinde doğrulamaktır. Tezde ilk olarak araçlar için GIH sistem modelini açıklıyoruz ve ilgili GIK problemini, yani GIH sinyallerini kullanarak araçlar arası konumlama yapma problemini, tanımlıyoruz. Ardından, GIH/GIK fiziksel katmanı için varış açısı ölçümü tabanlı araç GIK metodlarını yüksek doğruluk, düşük maliyet ve düşük karmaşıklıkta gerçeklemeye izin veren "QRX" isminde yeni bir alıcı tasarımı öneriyoruz. Daha sonra, son teknoloji GIK algoritmaları literatürünün bir incelemesini sunuyoruz, ve son teknolojiyi iyileştiren yeni algoritmalar öneriyoruz; bunların çoğu münhasır olarak QRX sayesinde gerçeklenebilen yöntemlerdir. Son olarak, tüm algoritmalar için Cramer-Rao konumlama doğruluğu alt sınırlarını türetiyor, ve bu algoritmaların gerçekçi ve zorlu sürüş, hava ve GIH kanal gürültüsü koşulları altındaki performanslarını sayısal benzetim ile değerlendiriyoruz. Sonuçlar GIK teknolojisinin gelecekteki otonom araçlarda çarpışma önleme ve otonom konvoy uygulamaları için uygun bir tamamlayıcı teknoloji olarak kullanılabileceğini kanıtlıyor.