Date of Award
Summer 2024
Document Type
Dissertation
Degree Name
Doctor of Philosophy (PhD)
Department
Computer Science
Program/Concentration
Computer Science
Committee Director
Stephan Olariu
Committee Member
Ravi Mukkamala
Committee Member
Michele C. Weigle
Committee Member
Shubham Jain
Abstract
The emergence of sensing technologies and vehicular communications has brought significant opportunities for enhancing pedestrian safety on city streets. However, existing solutions rely on costly technologies such as computer vision and trajectory prediction to detect crossing pedestrians, while they have limits in detecting pedestrians who are occluded by parked cars. Despite the presence of collaborative perception by surrounding vehicles and infrastructure, there is a notable absence of incorporating existing parked cars themselves due to their insufficiency in detecting pedestrians and communicating with other cars while they are turned off. Furthermore, accommodating pedestrians on streets has been linked to an additional cost to the environment. This cost is due to the fluctuations in the speed of the car to avoid collisions with pedestrians, which increases fuel consumption and CO2.
We first propose to enlist the help of cars parked along the sidewalk to detect and protect crossing pedestrians. In support of this goal, we propose ADOPT: an Environmentally-friendly system for Alerting Drivers to Occluded Pedestrian Traffic. ADOPT lays the theoretical foundations of a system to use parked cars to detect and protect occluded pedestrians. We cope with the resource constraints in parked cars by utilizing short-range and low-power radio frequency sensors to detect pedestrians who also transmit radio signals from energy-harvesting wearables.
To estimate fuel consumption and CO2 of cars, we found that the existing estimating approaches for user-specific requirements are not suitable for our goal. We overcome this limitation by using a simple version of the energy demand model knowing the most suitable powertrain efficiency. Thus, in this dissertation, we evaluate the vehicle energy demand model by testing several powertrain efficiencies. This allows us to accomplish our next task in this dissertation.
Next, we propose speed reduction schemes based on studying possible scenarios for midblock crossing. In these scenarios, the approaching car receives, in advance, caution messages about crossing pedestrians from ADOPT system. We show that these schemes reduce the fuel consumption and CO2 emissions of approaching cars. With this, we show how ADOPT is an environmentally friendly system without compromising the safety of midblock pedestrians by utilizing parked cars along the street.
Rights
In Copyright. URI: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ This Item is protected by copyright and/or related rights. You are free to use this Item in any way that is permitted by the copyright and related rights legislation that applies to your use. For other uses you need to obtain permission from the rights-holder(s).
DOI
10.25777/4wnq-ha20
ISBN
9798384454786
Recommended Citation
Alali, Abrar A..
"Adopt: An Environmentally-Friendly System for Alerting Drivers to Occluded Pedestrians Traffic"
(2024). Doctor of Philosophy (PhD), Dissertation, Computer Science, Old Dominion University, DOI: 10.25777/4wnq-ha20
https://digitalcommons.odu.edu/computerscience_etds/177
ORCID
0000-0002-3351-4484
Included in
Computer Sciences Commons, Environmental Engineering Commons, Transportation Commons, Transportation Engineering Commons
Comments
Alternate title:
نظام صديق للبيئة لتنبيه السائقين حول حركة المشاة المحجوبة
Alternate abstract:
ظهور تقنيات الاستشعار والاتصالات بين المركبات قد جلب فرصاً كبيرة لتعزيز سلامة المشاة في شوارع المدينة. ومع ذلك، تعتمد الحلول الحالية على تقنيات مكلفة مثل الرؤية الحاسوبية وتوقع المسارات لاكتشاف المشاة العابرين، لكنها تواجه صعوبات في اكتشاف المشاة المحجوبين بواسطة السيارات المتوقفة. وعلى الرغم من وجود إدراك تعاوني من قبل المركبات المحيطة والبنية التحتية، إلا أن هناك نقصاً واضحاً في دمج السيارات المتوقفة نفسها بسبب عدم كفايتها في اكتشاف المشاة والتواصل مع السيارات الأخرى عندما تكون متوقفة.
علاوة على ذلك، تم ربط استيعاب المشاة في الشوارع بتكلفة إضافية على البيئة. يرجع ذلك إلى التقلبات في سرعة السيارة لتجنب الاصطدام بالمشاة، مما يزيد من استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
نقترح أولاً الاستعانة بالسيارات المتوقفة على جانب الرصيف لاكتشاف وحماية المشاة العابرين. لدعم هذا الهدف، نقترح "نظامنا": نظام صديق للبيئة لتنبيه السائقين بحركة المشاة المحجوبة. يضع "نظامنا" الأسس النظرية لاستخدام السيارات المتوقفة لاكتشاف وحماية المشاة المحجوبين. نتعامل مع قيود الموارد في السيارات المتوقفة باستخدام أجهزة استشعار ترددات الراديو قصيرة المدى ومنخفضة الطاقة لاكتشاف المشاة الذين يرسلون أيضاً إشارات راديوية من الأجهزة القابلة للارتداء والتي تعمل بالطاقة المتجددة.
لتقدير استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون من السيارات، وجدنا أن النهج الحالي لتقدير المتطلبات الخاصة بالمستخدم ليست مناسبة لهدفنا. نتغلب على هذه المشكلة باستخدام نسخة بسيطة من نموذج طلب الطاقة مع معرفة الكفاءة الأكثر ملاءمة لنظام نقل الحركة. وبالتالي، في هذه الرسالة، نقيم نموذج طلب الطاقة للسيارة من خلال اختبار عدة كفاءات لنظام نقل الحركة. يتيح لنا ذلك إتمام مهمتنا التالية في هذه الرسالة.
بعد ذلك، نقترح خطط تقليل السرعة بناءً على دراسة السيناريوهات الممكنة لعبور منتصف الطريق. في هذه السيناريوهات، تتلقى السيارة القادمة مسبقًا رسائل تحذيرية حول المشاة العابرين من نظام "نظامنا". نظهر أن هذه الخطط تقلل من استهلاك الوقود وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون للسيارات القادمة. من خلال ذلك، نثبت كيف أن "نظامنا" هو نظام صديق للبيئة دون المساس بسلامة المشاة العابرين في منتصف الطريق باستخدام السيارات المتوقفة على طول الشارع.