Belépés címtáras azonosítással
angol nyelvű adatlap
magyar nyelvű adatlap
Autonóm járművek kommunikációs technológiái
A tantárgy angol neve: V2X Communication Technologies of Autonomous Vehicles
Adatlap utolsó módosítása: 2018. november 7.
Mérnök informatikus szak
Villamosmérnöki szak
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Dr. Bokor László
egyetemi adjunktus
HIT
Dr. Simon Vilmos
egyetemi docens
Dr. Koller István
egyetemi mestertanár
Varga Norbert
tud. smts.
Az előadók eléréséhez szükséges adatok a tanszék honlapján megtalálhatók:
https://www.hit.bme.hu/staff
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
Kötelező: -
Kizárások: A tárgyat nem vehetik fel a magyar nyelvű képzés villamosmérnöki mesterszak Okos város mellékspecializációjának hallgatói, valamint azok a hallgatók, aki megszerezték a VITMMA10 Intelligens közlekedési rendszerek tárgy kreditjeit.
A korszerű, járművekben használatos, vezetőt segítő rendszerek többek között támogatják a járművek sebesség- távolság- és sávtartását, segítik az előzéseket és a kereszteződéseken történő áthaladást, így javítva a közlekedés biztonságát és a járműforgalom kezelését. Az autonóm járművek, kisméretű ember nélküli repülőgép rendszerek (UAS), drónok hatékonysága tovább növelhető, a rájuk építhető alkalmazások skálája jelentősen bővíthető, ha az egyes járművek képesek egymással és az infrastruktúrával kommunikálni, folyamatosan információt cserélni. A járműkommunikációs technológiák pontosan ezt támogatják: szignifikánsan növelik a járművek és a forgalom-menedzsment központok által használható környezeti adatok mennyiségét és minőségét, és olyan új szolgáltatásoknak és alkalmazásoknak nyitnak utat, melyek extrém módon növelhetik a közlekedés biztonságát és hatékonyságát, csökkenthetik a környezet terhelését, valamint a legkülönfélébb forrásokból származó szenzoradatok fúziójához elengedhetetlen dinamikus jármű-jármű és jármű-infrastruktúra adatátvitel biztosításával elvezethetnek az önvezető járművek, autonóm drónflották és fejlett UAS alkalmazások korszakába.
Mire tesz képessé a tárgy elvégzése:
- Autonóm járművek speciális kommunikációs igényeinek elméleti és gyakorlati ismerete
- Kooperatív járműkommunikációs technológiák elméleti és gyakorlati ismerete
- UAV tervezési és építési ismeretek
- Autonóm járművek mozgását koordináló algoritmusok tervezése és implementációja
- Járműkommunikációs megoldások optimalizációja
- Bevezetés az autonóm járművek világába: történelmi áttekintés, autonóm és semi-autonóm járművek képességei, felépítése, alapvető (érzékelő) hardverei, működésük modelljei, összehasonlítás az emberi vezető képességeivel, előnyei, hátrányai, példák.
V2X kommunikáció 8 előadás
- Bevezetés a járműkommunikációba: közlekedési rendszerek/járművek/autonóm járművek kommunikációs igényei és követelményei, kooperatív kommunikáció, kooperatív intelligens közlekedési rendszerek (V2X) és motivációik.
- A V2X napjainkban: szabványosítási testületek és aktivitások, V2X alkalmazások és szolgáltatások alapjai, típusai, követelményei, példák, esettanulmányok, létező tesztrendszerek, V2X-t használó okos városok.
- Szabványos V2X architektúrák: a jelenlegi szabványokon alapuló V2X rendszerarchitektúrák, horizontális és vertikális rétegelemek, cross-layer optimalizációt lehetővé tevő megoldások, heterogén hozzáférési módszerek támogatása, alrendszerek architektúrái.
- Szabványos V2X hálózati és transzport megoldások: földrajzi pozíció alapú kommunikációs sémák a V2X hálózatokban (pl. GeoNet), kompatibilitási kérdések a TCP/IP hálózati és transzport protokollokkal, GeoNet alapú alkalmazások esettanulmányai és használati esetei.
- Szabványos V2X alkalmazások támogatása: „facility" réteg a V2X rendszerekben, alkalmazási/információs/kommunikációs sík, periodikus és eseményvezérelt kommunikációs megoldások és üzenettípusok, jármű-jármű és jármű-infrastruktúra kommunikációs megoldások, kereszteződés-geometria és közlekedési lámpák viselkedésének leírása.
- Szabványos V2X biztonság és privátszféra-védelem: kihívások, követelmények, támadási modellek és fenyegetettség, kriptografikus megoldások és digitális aláírás a V2X biztonsági sémákban, biztonságos üzenetváltás, biztonságos útválasztás és csomagtovábbítás, biztonságos csoportkommunikáció, plauzabilitás-vizsgálat egyes alkalmazásokban.
UAV-k (4 előadás)
- UAV rendszerek alapjai: merev- és forgószárnyas UAV (Unmanned Aerial Vehicle)-n alapuló UAS (Unmanned Aerial System) rendszerek, ezek elektronikus rendszerének felépítése, tipikus UAV misszió lebonyolítása, tipikus UAV alkalmazások.
- UAV rendszerek a gyakorlatban: Ardupilot - nyílt forráskódú UAV repülésvezérlő rendszer felépítése, alkalmazása merev és forgószárnyas repülőgépen.
- UAV rendszerek vezérlése: A tanszéken fejlesztett repülésvezérlő számítógép rendszer és a rajta futó - szintén a tanszéken fejlesztett - Linux alapú Kálmán-szűrős állapotbecslőn, nemlineáris, optimális szabályozón alapuló robotpilóta rendszer felépítése, működése.
- UAV kommunikáció: kommunikációs technológiák UAV alkalmazásokban (R/C modell távirányító technológiák, telemetria rádiók, payload rádiók, UWB alkalmazások, GPS technológia UAV-n).
- Autonóm rajmozgás: a rajmozgás jelentősége, alkalmazási területei, bemutatva a ma és a jövőben a világban megvalósuló, rajmozgáson alapuló rendszereket.
- A rajmozgás elméleti alapjai: előfordulása a természetben, virtuális potenciál mező, erők, Reynolds-féle alapok.
- Vezérlési problémák autonóm rajokban: leader-follower és minden változata, kommunikációs kérdések. Egy valós rajmozgást implementáló rendszer megtervezése és kivitelezése.
Laboratóriumi gyakorlatok/mérések (2, egyenként 4 órás alkalom):
Kooperatív járműkommunikációs laboratóriumi gyakorlatok (2 x 4 órás gyakorlat)
- szabványos V2X hálózati és facility protokollok és biztonsági mechanizmusaik konfigurációja/ használata a gyakorlatban
- alkalmazásfejlesztési alapok, kooperatív V2X SDK alapú alkalmazás fejlesztése
UAV tervezés, megvalósítás (2 x 4 órás gyakorlat)
- Részvétel merev- és forgószárnyas szárnyas UAV reptetésén
- Gyárlátogatás a BHE telephelyén, „UAV-ok és rajtuk implementálható korszerű technológiák a gyakorlatban" témakörben
Előadás és laboratóriumi gyakorlat.
A szorgalmi időszakban: 1 NHF elfogadott teljesítése.
A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.
A NHF a pótlási hét végéig különeljárási díj mellett beadható.
NHF beadása előtt egy alkalommal, vizsga előtt igény szerint.
Előadások anyaga és segédlet a gyakorlatokhoz (angol nyelven): https://moodle.hit.bme.hu bejelentkezés után a Moddle-kurzusnál.
Felhasználható irodalom:
Kontakt óra: 3+1 ó hetente x 14 hét
56
Félévközi felkészülés: 0,5 ó hetente x 14 hét
7
Házi feladat elvégzése
27
Vizsgafelkészülés
30
Összesen
120
Egyetemi adjunktus
Egyetemi docens
Egyetemi mestertanár