DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL ALGORITMO DE GENERACIÓN Y CONTROL DE TRAYECTORIA DE UN VEHÍCULO AUTÓNOMO DE COMPETICIÓN TIPO "FORMULA STUDENT"

Abstract

[ES] Tras una etapa de 7 años compitiendo en la categoría de combustión, el equipo de Formula Student de la Universidad Politécnica de Valencia, el FSUPV Team, se propone desarrollar un monoplaza completamente autónomo para competir en la categoría de Driverless. Este nuevo reto conlleva el desarrollo de todo el sistema, desde los algoritmos de percepción, que permiten reconocer el entorno, hasta el control de los distintos actuadores.

Una de líneas del proyecto es el diseño e implementación de un algoritmo que permita generar una trayectoria objetivo así como el sistema de control que permita al monoplaza seguir dicha ruta, que será el motivo del presente trabajo. Para ello, será necesario realizar un estudio de los diferentes algoritmos de generación de trayectoria para, posteriormente, desarrollar y validar el correcto funcionamiento de la alternativa escogida. Una vez generada la trayectoria, para el seguimiento de esta, se desarrollará un controlador tipo "Pure Pursuit" (Persecución Pura) y se estudiará el comportamiento del vehículo mediante herramientas de simulación, pudiendo analizar y optimizar de esta forma los distintos parámetros del controlador. Posteriormente, una vez desarrollado el sistema de control, se pasará a la implementación de este en ROS, un entorno de trabajo que comunica y coordina los distintos subsistemas del vehículo. Finalmente, se llevará a cabo la selección de un actuador lineal que se ajuste a nuestras necesidades y permita, mediante el control de este, mover la dirección del vehículo.

[EN] After 7 years competing in the combustion category, the Formula Student team of the Polytechnic University of Valencia, the FSUPV Team, intends to develop a completely autonomous single-seater in order to compete in the Driverless category. This new challenge involves the development of the whole system, from the perception algorithms, which permit us recognize the environment, to the control of the different actuators.

One of the lines of the project is the design and implementation of an algorithm that allow us to generate a target trajectory as well as the control system that allows the single-seater to follow that route, and this will be the main topic of the present work. Therefore, it will be necessary to carry out a study of the different trajectory generation algorithms, in order to subsequently develop and validate the correct operation of the chosen alternative. Once the trajectory has been generated, a Pure Pursuit type controller will be developed to track it and the behaviour of the vehicle will be studied by means of simulation tools, thus enabling us analyse and optimize the different parameters of the controller. Subsequently, once the control system has been developed, it will be implemented in ROS, a working environment that communicates and coordinates the different subsystems of the vehicle. Finally, the selection of a linear actuator that fits our needs and allow us, through its control, to move the direction of the vehicle will be carried out.