Riassunto analitico
La guida autonoma rappresenta il futuro della mobilità sulle strade. Questa ha una doppia funzione: aumentare la sicurezza degli occupanti del veicolo e ridurne i consumi lungo il percorso. La nascita di centri urbani connessi permette alla vettura collegata al network di regolare la propria velocita per ridurre i consumi e ridurre le soste ai semafori.
Un veicolo deve quindi essere in grado di reagire ad ogni imprevisto nella maniera più veloce e sicura possibile. Per testare questi algoritmi abbiamo bisogno di un ambiente di prova sicuro dove possiamo raggiungere i limiti della vettura. I veicoli da competizione hanno queste caratteristiche. I circuiti sono infatti i luoghi più sicuri dove testare i software, ampie vie di fuga e protezioni per le persone, e le condizioni di prova sono ripetibili. Inoltre, queste vetture sono progettate per andare al limite di aderenza delle gomme, punto fondamentale per lo sviluppo dei codici della guida autonoma. Oltre alle simulazioni in pista, sono molto utili i software di simulazione della dinamica del veicolo. Questi sono infatti in grado di simulare ogni vettura in ogni condizione. Ho bisogno delle prove in pista per validare i miei modelli ed ottenere così risultati significativi.
Una volta sviluppati questi codici per la guida autonoma in pista si possono adattare per la guida sulle strade di tutti i giorni. Il progetto di questa tesi ha la funzione di creare un modello di pilota ideale per il controllo di una vettura ad alte prestazioni. Questo è stato applicato su una Dallara AV-21 (vettura di derivazione Dallara Indy Lights IL-15) per la competizione Indy Autonomous Challenge che è stata fatta il 23 Ottobre 2021 sul famoso ovale di Indianapolis, IN (USA).
Il modello del pilota è stato sviluppato sul programma Dymola sfruttando le librie di Claytex VeSyMA – Motorsport. All’inizio del progetto si è partiti da una breve analisi di un modello semplice costruito su Simulink. Si sono poi studiate le diverse tipologie di simulazione con Driver in the loop: Open Loop e Closed Loop. Per entrambe sono state implementate tabelle derivanti dalle reali prove effettuate in pista durante le giornate delle prove. Sono stati creati dei codici Matlab per l’analisi dati. Questi dati sono stati presi dalla centralina della vettura a cui sono state aggiunte le misurazioni di alcune grandezze lette da un sensore esterno (kistler). Si è cercato di studiare la traiettoria da tenere durante i giri cronometrati della gara per ottenere la migliore prestazione possibile.
Infine, si è cercato di ottimizzare il modello del pilota per collegarlo a software esterni per provare i vari tipi di controllori. Ad esempio, è stato impostato un collegamento con Simulink per far girare le simulazioni con un MPC (Model Predictive Control) ed un collegamento con un joystick esterno.
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