Μελέτη Παραχώρησης Προτεραιότητας Μεταξύ Οχημάτων σε Αστικό Περιβάλλον: Συμβολή στα Μοντέλα Πρόβλεψης Αυτόνομης Οδήγησης

Χαλδαίος, Παναγιώτης Κωνσταντίνος; Chaldaios, Panagiotis Konstantinos

dc.contributor.author	Χαλδαίος, Παναγιώτης Κωνσταντίνος
dc.contributor.author	Chaldaios, Panagiotis Konstantinos
dc.date.accessioned	2022-02-23T06:51:17Z
dc.date.available	2022-02-23T06:51:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54797
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22495
dc.rights	Default License
dc.subject	Priority yielding, autonomous vehicles, predictive models	en
dc.subject	Παραχώρηση προτεραιότητας, αυτόνομα οχήματα, μοντέλα πρόβλεψης	el
dc.title	Μελέτη Παραχώρησης Προτεραιότητας Μεταξύ Οχημάτων σε Αστικό Περιβάλλον: Συμβολή στα Μοντέλα Πρόβλεψης Αυτόνομης Οδήγησης	el
dc.contributor.department	Τομέας Βιομηχανικής Διοίκησης & Επιχειρησιακής Έρευνας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Γνωστική Εργονομία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-03
heal.abstract	Τα τροχαία δυστυχήματα αποτελούν μια από τις κυριότερες αιτίες θανάτου παγκοσμίως. Η ανάπτυξη και διάδοση των αυτόνομων οχημάτων έρχεται να δώσει τέλος στην άδικη απώλεια ανθρωπίνων ζωών προτείνοντας ένα μέσο μεταφοράς ασφαλέστερο, αποδοτικότερο αλλά και φιλικότερο προς τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Σε ένα χρονικό πλαίσιο εκτιμώμενης διάρκειας τουλάχιστον 25 ετών, αυτόνομα οχήματα και άνθρωποι οδηγοί θα κληθούν να συνυπάρξουν αρμονικά στον παγκόσμιο οδικό χάρτη κατά τη διάρκεια της μετάβασης σε ένα πιο αυτόνομο οδηγικό περιβάλλον. Η αυτοκινητοβιομηχανία και η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα καλείται να λύσει τον γρίφο της ασφαλούς αλληλεπίδρασης μεταξύ συμβατικού οδηγού και αυτόνομου οχήματος. Τα αυτόνομα οχήματα θα πρέπει να είναι σε θέση να ερμηνεύουν τη συμπεριφορά των συμβατικών οδηγών και οι οδηγοί θα πρέπει να είναι σε θέση να κατανοούν διαισθητικά τη λειτουργία των αυτόνομων οχημάτων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη της αλληλεπίδρασης ενός οδηγού με τους υπόλοιπους χρήστες του δρόμου σε διασταυρώσεις με διαφορά προτεραιότητας μεταξύ των συμμετεχόντων. Λαμβάνονται δεδομένα από την εκτέλεση πειραματικής διαδικασίας κατά την οποία οι συμμετέχοντες καλούνται να ακολουθήσουν προκαθορισμένη διαδρομή σε συνθήκες πραγματικής κυκλοφορίας με χρήση γυαλιών eye – tracking. Από τα καταγεγραμμένα βίντεο των συμμετεχόντων καταγράφονται ποσοτικές και ποιοτικές μετρικές. Στη συνέχεια γίνεται ανάλυση της απόφασης διέλευσης σε περιπτώσεις αριστερών στροφών από κύρια οδό σε πάροδο με γνώμονα την απόσταση του έτερου χρήστη δρόμου, το είδος κίνησης που εκτελεί καθώς και τον τύπο του οχήματός του. Εισάγεται σαν επιπρόσθετη μεταβλητή απόφασης ο τύπος οδηγού του έτερου χρήστη δρόμου και μελετάται η επίδρασή του στη συμπεριφορά του οδηγού. Έπειτα αναλύεται η απόφαση μη – διέλευσης του υπό εξέταση οδηγού με γνώμονα τον τύπο οχήματος του έτερου χρήστη δρόμου καθώς και την χρονοαπόσταση (Time-to-Collision – TTC) μεταξύ τους. Κατόπιν πραγματοποιείται μοντελοποίηση της μη – απόφασης διέλευσης κατά απόσταση με χρήση στατιστικής κατανομής Poisson και κατά TTC με χρήση φθίνουσας εκθετικής κατανομής. Εξετάζεται μοντελοποίηση του χρόνου αναμονής του υπό εξέταση οδηγού, του αριθμού οχημάτων αναμονής ενώ γίνεται αναφορά και στη σύγκριση του πρώτου οχήματος μη – απόφασης διέλευσης σε σχέση με τα υπόλοιπα. Από τα αποτελέσματα προκύπτει η διέλευση σε περιπτώσεις διαφοράς προτεραιότητας να αποτελεί πολυπαραγοντική απόφαση που διαμορφώνεται από όλες τις μεταβλητές που εξετάστηκαν, δηλαδή την απόσταση μεταξύ των συμμετεχόντων, το είδος κίνησης, τον τύπο του οχήματος καθώς και τον τύπο του οδηγού. Η ανάλυση της μη – διέλευσης οδηγεί σε εξαγωγή χρήσιμων μοντέλων πρόβλεψης της πιθανότητας μη – λήψης της απόφασης του υπό εξέταση οδηγού για τις περιπτώσεις που εξετάζουμε. Τα μοντέλα αυτά αποτελούν χρήσιμα εργαλεία στον σχεδιασμό και την υλοποίηση συστημάτων ελέγχου αυτόνομων οχημάτων. Περεταίρω έρευνα στο αντικείμενο αυτό θα οδηγήσει σε πληρέστερη κατανόηση και αποτελεσματικότερη ποσοτικοποίηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών του δρόμου, με τη γνώση αυτή να θέτει τα θεμέλια για μια ομαλή μετάβαση σε μια πιο αυτόνομη εποχή.	el
heal.abstract	Road accidents are one of the leading causes of death worldwide. The development and spread of autonomous vehicles promise to end the unjust loss of human lives offering a safer, more efficient and friendlier to the environment means of transport. Over an estimated period of at least 25 years, autonomous vehicles and human drivers will need to harmoniously coexist on the global road network during the transition to a more autonomous driving environment. The automotive industry and the global scientific community are required to figure out the challenge of safe interactions between a conventional driver and an autonomous vehicle. Autonomous vehicles should be able to interpret the behavior of conventional drivers and drivers should be able to intuitively understand the operation of autonomous vehicles. This study examines the interaction between a driver and other road users in intersections with a priority difference between participants. Data are obtained from the execution of an experimental procedure in which participants are required to drive on a predetermined route in real world traffic conditions while wearing eye-tracking glasses. Quantitative and qualitative metrics are documented from the recorded videos of the participants. The decision of execution of a crossing is analyzed in cases of left turns from a main road to a perpendicular bystreet regarding the variables of distance of the other road user, the type of motion the road user performs during the decision making as well as the type of their vehicle. The type of driver of the other road user is introduced as an additional decision variable and its effect on our driver’s behavior is studied. Then the decision of non – execution of the crossing is analyzed based on the vehicle type of the other road user as well as the time distance between him and our driver (Time-to-Collision – TTC). The decision of non – execution of the turn is afterwards modeled using a Poisson statistical distribution regarding the distance and a decreasing exponential distribution regarding the TTC. Modeling of the service time of the driver in question as well as the number of waiting vehicles is examined, while reference is made to the comparison of the first vehicle of non – execution decision in relation to the rest. The results indicate that the crossing in cases of priority difference is a multifactorial decision formed by all variables examined which are the distance between the participants, the type of motion performed by the other road user, the type of their vehicle and the type of the driver. The analysis of non – execution leads to the derivation of useful models for predicting the probability of non – decision by the driver in questions for the applicable cases we examine. These models are valuable tools in the design and development of autonomous vehicle control systems. Further research in this field will lead to a fuller understanding and a more effective quantification of the interaction between road users, with this knowledge laying the foundations for a smooth transition to a more autonomous era.	en
heal.advisorName	Ναθαναήλ, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Μαρμαράς, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Πόνης, Σταύρος
heal.committeeMemberName	Ναθαναήλ, Δημήτριος
heal.academicPublisher	Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false