Simulación en hardware en bucle cerrado de vehículos eléctricos autónomos mediante planificación dinámica de rutas y control predictivo del modelo
Autores: Chung, Yi; Yang, Yee-Pien
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación en hardware en bucle cerrado de vehículos eléctricos autónomos mediante planificación dinámica de rutas y control predictivo del modelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Planificación de trayectorias dinámicas
Control predictivo basado en modelo
Conducción autónoma
Hardware en bucle cerrado
Furgoneta eléctrica
Evasión de obstáculos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este documento aplica una planificación dinámica de ruta y control predictivo de modelo (MPC) para simular la conducción autónoma y el estacionamiento de una furgoneta eléctrica en una plataforma de hardware en bucle cerrado (HiL). La plataforma de hardware es un simulador que consta de un sistema de dirección eléctrica, pedales de acelerador y freno, y un Nvidia drive PX2 con un sistema operativo de robot (ROS). El modelo de dinámica del vehículo, los sensores, el controlador y el mapa del campo de pruebas se construyen virtualmente con la plataforma de simulación PreScan. Se pueden simular tanto modos de conducción manual como autónoma, y una interfaz gráfica de usuario permite a un conductor de prueba seleccionar un espacio de estacionamiento objetivo en una pantalla de visualización. Se demuestran tres escenarios: estacionamiento hacia adelante, estacionamiento hacia atrás y evasión de obstáculos. Cuando el vehículo percibe un obstáculo, se actualiza el mapa y se planifica la ruta de forma adaptativa. La efectividad del MPC propuesto se verifica en experimentos y se demuestra que es superior a un controlador tradicional proporcional-integral-derivativo en cuanto a seguridad, ahorro de energía, comodidad y agilidad.
Descripción
Este documento aplica una planificación dinámica de ruta y control predictivo de modelo (MPC) para simular la conducción autónoma y el estacionamiento de una furgoneta eléctrica en una plataforma de hardware en bucle cerrado (HiL). La plataforma de hardware es un simulador que consta de un sistema de dirección eléctrica, pedales de acelerador y freno, y un Nvidia drive PX2 con un sistema operativo de robot (ROS). El modelo de dinámica del vehículo, los sensores, el controlador y el mapa del campo de pruebas se construyen virtualmente con la plataforma de simulación PreScan. Se pueden simular tanto modos de conducción manual como autónoma, y una interfaz gráfica de usuario permite a un conductor de prueba seleccionar un espacio de estacionamiento objetivo en una pantalla de visualización. Se demuestran tres escenarios: estacionamiento hacia adelante, estacionamiento hacia atrás y evasión de obstáculos. Cuando el vehículo percibe un obstáculo, se actualiza el mapa y se planifica la ruta de forma adaptativa. La efectividad del MPC propuesto se verifica en experimentos y se demuestra que es superior a un controlador tradicional proporcional-integral-derivativo en cuanto a seguridad, ahorro de energía, comodidad y agilidad.