Road surface characterization through smart tyres

The aim of this thesis work is to investigate the possibility of characterizing the road surface through smart tyres. The project is made possible by the collaboration between Politecnico di Milano and Pirelli Tyre S.p.A., as well as the Cyber™ Tyre technology developed by the latter. The founding objective of this activity is to be able to use the tyre, besides the other sensors already installed on the vehicle, as an active tool for the vehicle dynamics control, aiming at enhancing its safety and performances. This can be achieved thanks to an accelerometer positioned on the inner liner of the tyre. The signals coming from it represent the raw material for the analyses carried out. In terms of road surface identification, distinction and characterization, different works were carried out throughout the years. With the purpose of overcoming the limitations they showed and paving the way for innovative approaches, this thesis work is born. The first presented approach deals with the energy introduced into the tyre by the pavement, similarly to the previous studies. The second and the third ones, instead, have as objective the reconstruction of a typical feature of the road asphalt itself, namely the profile and the noise emitted by the tyre rolling on it. For each of these logics, the influence of the working parameters is studied.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di indagare la possibilità di caratterizzare il manto stradale attraverso pneumatici intelligenti. Il progetto è reso possibile dalla collaborazione tra il Politecnico di Milano e Pirelli Tyre S.p.A., nonché dalla tecnologia Cyber™ Tyre sviluppata da quest'ultima. L'obiettivo fondante di questa attività è di poter utilizzare lo pneumatico, oltre agli altri sensori già installati sul veicolo, come strumento attivo per il controllo della dinamica del veicolo, con l'obiettivo di migliorarne la sicurezza e le prestazioni. Ciò può essere ottenuto grazie ad un sensore accelerometrico posizionato all'interno dello pneumatico. I segnali che provengono da questo rappresentano il materiale grezzo per le analisi effettuate. In termini di identificazione, distinzione e caratterizzazione del manto stradale, nel corso degli anni sono stati eseguiti diversi lavori. Con lo scopo di superare i limiti che essi mostrano e di aprire la strada ad approcci innovativi, nasce questo lavoro di tesi. Il primo metodo presentato riguarda l'energia introdotta nello pneumatico dalla pavimentazione, in linea con gli studi precedenti. Il secondo e il terzo, invece, hanno come obiettivo la ricostruzione di una caratteristica tipica della superficie stessa, ovvero il profilo e il rumore emesso dallo pneumatico che rotola su di essa. Per ciascuna di queste logiche è stata studiata l'influenza dei parametri di lavoro.