Otonom Araçlar

Otonom araçlar, sahip olduğu donanımsal ve yazılımsal sistemleri kullanarak çevresini algılayabilen ve insan müdahalesi olmadan çalışabilen araçlar olarak tanımlanabilir. Otonom aracın çalışması sırasında, bir sürücünün kontrolü ele almasına ya da araçta bulunmasına gerek yoktur.

Yapılan araştırmalara göre, trafik kazalarının yaklaşık %93’ü insan hatası nedeniyle meydana gelmektedir. Bu hatalar başlıca; aşırı hız, dikkatsizlik ve sürücünün hatalı kararları olarak sıralanabilir. Otonom araçların yaygınlaşması ve insan faktörünün ortadan kalkması ile trafik kazalarında, trafik yoğunluğunda ve yakıt tüketiminde azalma gibi olumlu gelişmeler beklenmektedir.

tesla otonom araçları

Günümüzde birçok büyük şirket bu alanda Ar-Ge çalışmaları yürütmekte ve yatırımlar yapmaktadır. Büyük şirketlerin yanı sıra, 260’dan fazla start-up (girişim) otonom araç ekosistemini her açıdan ele almak ve diğer şirketlerle stratejik ortaklıklar kurmak için çalışmaktadır. 2020 yılı itibariyle bu alanda ilerleme kaydetmiş şirketlere örnek olarak; Waymo, General Motors, Tesla, Uber, Lyft ve Baidu gösterilebilir.

Waymo

Araştırmacılar 2025 yılına kadar, yaklaşık 8 milyon otonom ve / veya yarı otonom aracın trafiğe çıkacağını öngörmektedirler. Otonom araç, yarı otonom araç gibi kavramların birbirine karışmaması için, Amerikan Otomotiv Mühendisleri Birliği (SAE), sürüş otomasyonu adı altında 6 seviyeli bir tablo kullanmaktadır. Bu tabloya göre sürüş otomasyonu, Seviye 0’dan başlayarak Seviye 5’e kadar değişkenlik göstermektedir:

  • Seviye 0 (Tamamen Manuel)
  • Seviye 1 (Sürücü Yardımı)
  • Seviye 2 (Kısmi Sürüş Otomasyonu)
  • Seviye 3 (Koşullu Sürüş Otomasyonu)
  • Seviye 4 (Yüksek Sürüş Otomasyonu)
  • Seviye 5 (Tam Sürüş Otomasyonu)

Günümüz trafiği, çoğunlukla Seviye 0 ve Seviye 1 araçlardan oluşmaktadır. Otonom araçlar olarak tanımlanan Seviye 5 araçlar ise, henüz geliştirilme aşamasında olup bireysel satışa sunulmamıştır. Waymo başta olmak üzere, bazı şirketler sürücüsüz ulaşım hizmeti sunmaktadır. Ancak bu araçlar Seviye 5 araç olmaktan uzaktır. Sürüş otomasyonu ile ilgili detaylı bilgiler başka bir makalede işlenecektir.

Otonom Araçların Bileşenleri

Otonom Araçların Bileşenleri

Otonom araçlarda sürüş görevlerinin yerine getirilebilmesi için; sensörler, karmaşık algoritmalar, makine öğrenimi sistemleri, sürüş yazılımları başta olmak üzere mekaniksel ve yazılımsal sistemlerin birlikte kullanılması gerekmektedir.

Otonom araçların bileşenleri, yazılım ve donanım olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Bu iki bileşeni de alt kümelere ayırmak mümkündür:

Donanım

  1. Sensörler
  2. Araçtan Araca (V2V) Teknolojisi
  3. Araçtan Altyapıya (V2I) Teknolojisi
  4. Çalıştırıcılar (Aracın mekanik aksamı motor, vites kutusu vb.)

Yazılım

  1. Algılama Süreci
  2. Planlama Süreci
  3. Kontrol Süreci

Donanım Bileşenleri

1) Sensörler

Sensörler, otonom araçların çevreden işlenmemiş (ham) bilgileri toplamasını sağlayan donanım bileşenleridir. Otonom aracın çeşitli bölgelerinde, farklı görevleri üstenen çok sayıda sensör bulunmaktadır. Otonom araçlarda bulunan ana sensörler; GNSS, ivmeölçer, ultrasonik sensör, kamera, radar ve lidar olarak sıralanabilir. Her sensörün kendine has avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Bu nedenle otonom araçlar dizayn edilirken, birden fazla sensör aynı anda kullanılır. Bu sensörlerden elde edilen bilgiler birlikte kullanılır.

otonom araçlar nedir

Radar: Ses dalgalarını kullanarak nesneler arasındaki mesafeyi ölçer.

Video kameralar: Trafik ışıklarının ve yol tabelalarının okunması, diğer araçların ve yayaların algılanması gibi işlevleri üstlenir.

Lidar: Otonom araçların en önemli ve en pahalı sistemlerinden biridir. Lazer ışınları kullanarak 360 derecelik, 3 boyutlu bir harita oluşturur. Bununla birlikte mesafe ölçme, aracın kör noktasında bulunan nesneleri algılama, yol sınırlarını ve yol şeritlerini belirleme işlevlerini yerine getirir.

GNSS: GPS aracılığı ile aracın konumunu belirler.

otonom araç

2) V2V ve V2I Teknolojileri

Araçtan araca (V2V) ve araçtan yapıya (V2I) teknolojileri, otonom araçların diğer araçlarla ve yapılarla iletişime geçmesini, bilgi alışverişinde bulunmasını sağlar. Birlikte kullanıldığı durumlar için V2X teknolojisi olarak da isimlendirilebilir. Araçtan araca teknolojisi sayesinde bir otonom araç, diğer otonom araçların konum, hız ve yön bilgilerininden haberdar olur. Araçtan yapıya teknolojisinde ise; trafik ışıklarından, yol levhalarından vb. gelen bilgiler otonom araca iletilir.

3) Çalıştırıcılar

Çalıştırıcılar, otonom aracın hareketinden ve kontrolünden sorumlu elemanlardır. Aracın hareket etmesini sağlayan bütün mekanik aksam, çalıştırıcı olarak tanımlanabilir.

Yazılım Bileşenleri

1) Algılama Süreci

Algılama süreci, sensörlerden ya da V2X teknolojilerinden gelen ham bilgilerin araca iletildiği süreçtir. Bu bilgiler sayesinde otonom araç, çevresindeki araçları, yayaları, yol işaretlerini ya da diğer nesneleri algılayabilir.

2) Planlama Süreci

Planlama sürecinde, algılama sürecinden ve V2X teknolojilerinden gelen bilgiler kullanılarak karar verme işlemi gerçekleştirilir. Alınan bilgilerin durumuna göre; hızlanma, yavaşlama, yön değiştirme gibi dinamik sürüş görevleriyle ilgili kararlar alınır.

3) Kontrol Süreci

Kontrol süreci, planlama sürecinde alınan kararların gerçekleştirildiği süreçtir. Kontrol sürecinde, sürüş işleminin planlanan doğrultuda gerçekleştirilmesi için çalıştırıcılara gerekli giriş (input) sinyalleri gönderilir.

Otonom Araçların Çalışma Mantığı

Otonom Araçların Çalışma Mantığı

Otonom araçların bileşenlerinin birlikte nasıl çalıştığını ve otonom araçların çalışma mantığını bir örnek örnek üzerinden inceleyelim.

Örnek: Bir otonom araç kırmızı ışıkta beklemektedir. Yeşil ışık yandığında aracın, trafik kurallarını ihlal etmeden ve bir canlıya zarar vermeden hareket etmesi beklenmektedir. Ancak yeşil ışık yandığında yolda bir yayanın olduğu varsayılsın.

Bu senaryoya göre otonom aracın çalışma mantığı şu şekilde sıralanabilir:

  1. Sensörler: Aracın sensörleri çevresiyle ilgili işlenmemiş (ham) bilgileri toplar. Bununla birlikte yolda bir yayanın bulunduğu aracın kameraları tarafından görülmüştür. Ancak araç, toplanan bilgilerin içeriğini henüz bilmemektedir.
  2. V2V ve V2I Teknojileri: Trafik ışığı yeşile döndüğünde bu bilgi, V2I teknolojisi ile otonom araca iletilir. Ayrıca V2V teknolojisi yardımı ile diğer araçların konumları otonom araca iletilir.
  3. Algılama Süreci: Sensörlerden, V2V ve V2I teknolojilerinden gelen ham bilgiler işlenir. Trafik ışığının yeşile döndüğü ve yolda bir yayanın mevcut olduğu araç tarafından algılanır.
  4. Planlama Süreci: Algılama sürecinden ve V2X teknolojilerinden gelen bilgiler kullanılarak bir karar verilir. Normal şartlar altında yeşil ışık yandığında otonom aracın hareket etmesi beklenir. Ancak trafik kurallarına uymak, yayalara ve diğer canlılara zarar vermemek otonom araçların sabit kodlarında bulunmaktadır. Bu nedenle bu senaryo için, planlama süreci sonucunda hareket etmeme kararı verilir.
  5. Kontrol Süreci: Planlama süreci sonucunda hareket etmeme kararı alındığından, çalıştırıcılara hareket etmeme komutu verilir.
  6. Çalıştırıcılar: Çalıştırıclar gelen komut sonucunda aracın frenlerini devrede tutmaya devam eder ve araç hareket etmez.

Bütün bu işlemler bir yapay zeka tarafından çok kısa bir süre içinde gerçekleştirilir. Bu işlemler, döngü şeklinde tekrar eder. Eğer yaya yoldan çekilirse ve hala yeşil ışık yanıyorsa araca hareket etmesi komutu verilir.

Otonom Araçları Bekleyen Zorluklar

Otonom Araçları Bekleyen Zorluklar

Lidar ve Radar

Lidar sensörlerle ilgili en büyük problem maliyetin oldukça yüksek olmasıdır. Günümüzde lidar sensörlerin araç başına maliyeti 5.000 -75.000 Amerikan Doları arasında değişmektedir. Lidar, nispeten yeni bir teknoloji olduğundan seri üretimi konusunda güçlükler bulunmaktadır. Bununla birlikte lidar teknolojisinin mesafe ve çözünürlük alanında da geliştirilmesi gerekmektedir. Yakın gelecekte birden fazla otonom aracın yollarda olması durumunda lidar sinyallerinin birbirini ne kadar etkileyeceği, bir sistem hatası oluşursa araçların ne gibi tepkiler vereceği henüz bilinmemektedir.

Hava Koşulları

Ekstrem hava koşulları altında otonom araçların ne kadar güvenilir olacağı konusu önemlidir. Otonom araçların şerit takip sistemlerine sahip olduğundan bahsedilmişti. Yoğun kar ve yağış durumunda, sis ya da kum fırtınası meydana geldiğinde yol şeritlerinin ve yol tabelalarının sensörler tarafından doğru okunması sağlanmalıdır.

Yasal Düzenlemeler

Amerika Birleşik Devletleri başta olmak üzere, birçok ülkede otonom araçlarla ilgili yasal düzenlemelere yönelik öneriler bulunmaktadır. Örneğin, sürücüsüz araçların sayısının aniden artmasını engellemek için, aracın katettiği mil başına vergi alma önerisinde bulunan eyelatler olmuştur. Başka bir öneri de, otonom araçlara sıfır emisyon ve panik butonu zorunluluğu getirilmesidir. Ancak günümüzde otonom araçlarla ilgili yasal düzenlemeler kesin olmamakla birlikte ülkeden ülkeye değişiklik göstermektedir.

Kaza Sorumluluğu

Otonom araçlar kazaya sebebiyet verdiğinde sorumluluğu kimin üstleneceği henüz net değildir. Bir kaza durumunda aracı üreten şirket mi sorumlu tutulacaktır? Seviye 5 araçlarda direksiyon, gaz – fren pedalları gibi geleneksel sistemlerin bulunmaması planlandığından, aracın içinde bulunan insanları sorumlu tutmak mümkün olmayacaktır. Kaza sorumluluğu, otonom araçlarla ilgili çözülmesi gereken etik sorunlardan birisidir.

Kaynaklar:

  • Medium. com – How the Autonomous Car Works: A Technology Overview
  • Synopsys. com – What is an Autonomous Car?
  • NHTSA. gov – Automated Vehicles for Safety
arıcılık malzemeleri
Avatar
Göksel Doğan
Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü öğrencisiyim. Otomasyon sistemleri, kumanda devreleri ve enerji depolama sistemleri başta olmak üzere, ilgi duyduğum konularla ilgili hazırladığım yazıları sizlerle paylaşmayı amaçlıyorum.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.

Yazar Ol arıcılık malzemeleri Proje Yönetimi

Yeni Yazılar

Otonom Araçlar

Otonom araçlar, sahip olduğu donanımsal ve yazılımsal sistemleri kullanarak çevresini algılayabilen ve insan müdahalesi olmadan çalışabilen araçlar olarak tanımlanabilir. Otonom aracın çalışması sırasında, bir...

Maskenin Kalitesi Nasıl Anlaşılır

Tıbbi amaçlı olarak kullanılan birçok maske türü mevcuttur ancak hepsinin ortak bazı özellikleri bulunmaktadır. Bu yazımızda medikal maskelerin kalitesi nasıl anlaşılır, medikal maske alırken...

Meltblown Maske Kumaşı Nasıl Anlaşılır

Pandemi döneminde önemi giderek artan maskelerin bizi ne kadar koruyabildiğine dair herkesin aklında belirli başlı sorular gelmektedir. Bu makalede genel olarak en çok tercih...

Kolonya mı El Dezenfektanı mı?

Kolonya ve el dezenfektanları arasındaki fark nedir? Antiseptik özelliği hangisinde daha fazladır? Kolonya Kolonya, su ve çeşitli esans karışımları ile yüzde 60 ile 80 arasındaki oranlarda...

Mühendislik Maaşları

İşletme Mühendisliği Maaşları

Bu yazımızda sizler için işletme mühendisliği maaşları ve işletme mühendisliğini araştırdık. Öncelikle işletme mühendisliği; bir işletmenin işletmecilik ve mühendislik anlayışı ve ilkelerine göre yönetilmesi,...

Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği Maaşları

Ağaç işleri endüstri mühendisi kimdir? Ağaç işleri endüstri mühendisi, üniversitelerin 4 yıllık eğitim veren bölümünde okuyarak, ahşap(ağaç sektörü) ile ilgili olan alanlarda işleri, işlemleri yapabilecek...

Adli Bilişim Mühendisliği Maaşları

Adli bilişim mühendisliğinden mezun olan öğrencilerin iş olanakları fazlasıyla geniştir. Geleceğin mesleği olarak görülen bu mühendislik bölümünden henüz mezun sayısının az olması, mezun olan...

Özel Sektörde Mühendis Maaşları

Her gencin hayallerini süsler üniversite sıralarında okumak. Bazıları imkanlar nedeniyle buna sahip olamazken bazıları da baba parasını harcar ailesinden uzak diyarlarda. Ama bazıları var...