Analisi e sviluppo di un sistema di pianificazione della velocità per auto autonome : aspetti di consumo e comfort

The project deals with the problem of speed pianification for an autonomous vehicle, with internal combustion or electric engine. It has been carried out in collaboration with the company extit{Magneti Marelli}. The path to be covered is supposed to be known a-priori, toghether with the information about curvature, slope and road class. A model for the vehicle is presented at first. This model has been used for the validation process. Formal indices of consumption and comfort have then been built and analyzed for the evaluation of the performance of the speed profiles in terms of those quantities. In particular, the term for the comfort evaluation has been developed considering all longitudinal, lateral and vertical directions. It also consideres Motion Sickness effects. An optimization problem has been set, in terms of finding the optimal velocity minimizing a certain cost function under some physical and legal constraints. The cost function of the problem has been defined using the previously introduced indices for comfort and consumption. The solution algorithm has been implemented from Dynamic Programming techniques, employing a different formulation of the problem based on space. The speed profiles obtained from the algorithm has been tested with the described model, showing that the employed procedures are effective in solving the problem.

Il lavoro svolto verte sul problema della pianificazione di un profilo di velocità per un veicolo autonomo, a combustione o elettrico, ed è stato svolto in collaborazione con l'azienda extit{Magneti Marelli}. Si suppongono note a priori le informazioni sul percorso: la traiettoria, il raggio di curvatura, la pendenza e la classe di strada. Inizialmente si presenta un modello del veicolo, utilizzato per la fase di validazione. Successivamente, indici formali di consumo e comfort sono stati costruiti e analizzati per la valutazione della performance di un profilo di velocità rispetto a queste due quantità. In particolare il termine per la valutazione del comfort è stato sviluppato considerando tutte e tre le direzioni longitudinale, laterale e verticale, ed introducendo anche aspetti legati al extit{Motion Sickness}. Il problema è stato impostato in termini di ottimizzazione, ovvero trovare la velocità che, soddisfacendo vincoli fisici e legali, minimizza una determinata funzione di costo definita a partire dalle nozioni di consumo e comfort introdotte precedentemente. L'algoritmo di soluzione è stato implementato facendo riferimento a tecniche di Programmazione Dinamica, sfruttando una formulazione alternativa del problema, basata sulla descrizione in funzione dello spazio. Infine, i profili ottenuti tramite l'algoritmo sono stati valutati mediante il modello descritto, mostrando l'efficacia delle procedure utilizzate.