Dissertação

Path planning and guidance laws of a Formula Student driverless car EVALUATED

A condução autónoma tem sido um tema de bastante interesse em diversas áreas, das quais a competição automóvel não é exceção. Pretendendo-se controlar autonomamente o futuro veículo da Formula Student Lisboa, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de implementar diferentes estratégias para controlo e planeamento de trajetória. Essas estratégias foram testadas em simulação, recorrendo a um modelo realista do protótipo. Para planeamento, sendo importante em competição minimizar o tempo de prova, as referências necessárias foram geradas com esse intuito. Tendo sido seguida uma abordagem desacoplada relativamente aos subsistemas lateral e longitudinal, o caminho de referência foi obtido recorrendo a campos potenciais artificiais que, combinado com um algoritmo de duas iterações desenvolvido para gerar o perfil de velocidade, permitiu obter uma solução sub-ótima que retrata adequadamente o comportamento esperado de um condutor humano, respeitando as condições de aderência dos pneus. Seguindo esta abordagem, o processo de gerar a referência de velocidade requer um conhecimento prévio da disposição da pista. Não obstante, outra abordagem foi desenvolvida, sem que essa premissa se verifique, onde as soluções encontradas ainda retrataram o comportamento esperado, mas o desempenho relativamente à minimização do tempo diminui. Finalmente, esta última solução de planeamento foi ainda extrapolada para um cenário onde, em adição aos limites da pista, existem obstáculos estáticos. Para controlo seguiu-se, novamente, uma abordagem desacoplada, controlando-se individualmente cada um dos subsistemas. Sendo o principal foco o guiamento, foram implementadas diversas estratégias para controlo lateral e apenas uma para controlo longitudinal.
Formula Student, condução autónoma, planeamento de trajetória, evasão de obstáculos, guiamento lateral, controlo automóvel

novembro 30, 2021, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Miguel Afonso Dias de Ayala Botto

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

José Raul Carreira Azinheira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar