Dissertação
A Predictive Safety Filter for a Formula Student Autonomous Racing Car EVALUATED
Nesta tese foi desenvolvido um Filtro de Segurança Preditivo (PSF) para um veículo autónomo de Formula Student (FS), fornecendo garantias de segurança formais e respondendo ao aumento da necessidade de controladores de alta performance em corridas autónomas. O filtro de segurança foi programado em C++ com a utilização de um software comercial para resolver o problema de otimização. O PSF é capaz de manter o carro dentro dos limites da pista quando uma ação de controlo potencialmente insegura é dada ao sistema. Desta forma, um problema de otimização de Controlo por Modelo Preditivo (MPC) foi projetado, que avalia a segurança da ação de controlo. Se a ação de controlo for considerada insegura, o PSF vai alterar ligeiramente a trajetória para manter o veículo dentro da pista. Deste modo, um modelo altamente não linear foi empregue para obter o melhor comportamento para baixas e altas velocidades durante a corrida, e, um safe set obtido através de programação semidefinida foi projetado para fornecer as verificações de segurança. Foram realizados vários testes num ambiente de simulação realista para três diferentes pistas de FS Driverless. Mostramos que para uma ação de controlo insegura, onde o veículo ignora os limites da pista, o PSF é capaz de reduzir os cones da pista acertados em 100%, apesar de aumentar o tempo de volta em 13%.
novembro 11, 2022, 9:30
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Pedro Manuel Urbano de Almeida Lima
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Catedrático
ORIENTADOR
Miguel Afonso Dias de Ayala Botto
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Catedrático