Analisi e sviluppo della modellistica e del sistema di controllo di un veicolo elettrico a comando ibrido smartphone plantare

The aim of this thesis concerns the study and development of the control system of an innovative electric vehicle conceived for indoor personal mobility, driven by feet or through a remote controller. The vehicle has no handlebars and the driver could get on the vehicle and drive it through a smartphone or balancing his weight to turn left or right: over the chassis are mounted two metal insoles with pressure sensors. The project's goal is to set up the whole vehicle and to develop the control system paying attention to the details to get closer to the industrialization phase. The system identification and the project of speed controllers are described by developing a dynamic model of the vehicle and by testing sessions in which experimental data are collected. All the safety aspects related to the unusual driving posture are discussed, and security policies, which ensure a danger-free use, are described in detail. Every aspect of the human-machine interface is analyzed describing the interaction design and GUIs developed for the smartphone application and the LCD screen installed on the vehicle. The final system is a fully operative vehicle with a high level of refinement.

Il lavoro proposto riguarda l’analisi e lo sviluppo del sistema di controllo di un veicolo elettrico innovativo a comando ibrido plantare e remoto. Il prototipo progettato è un veicolo di piccola taglia a propulsione elettrica, privo di manubrio e adibito al trasporto di un singolo passeggero o di carichi. L’utente può salire in piedi sul veicolo e guidare tramite smartphone oppure sbilanciando il proprio peso sui due plantari montati sullo chassis. Lo scopo primario del lavoro consiste nell’allestimento del veicolo e nello sviluppo del sistema di controllo che lo governa prestando particolare attenzione anche agli aspetti di dettaglio così da avvicinare il mezzo alla fase di industrializzazione. Viene descritta la realizzazione del sistema di controllo di velocità del veicolo attraverso lo sviluppo di un modello meccanico del mezzo ed una fase di identificazione black box tramite test effettuati sul campo. Successivamente sono affrontati gli aspetti di sicurezza legati alla particolare postura di guida e il relativo sistema sviluppato per garantirne un utilizzo privo di pericoli. Ogni aspetto legato all’interazione uomo-veicolo viene analizzato nel dettaglio descrivendone l’interfaccia e le singole schermate dell’applicativo per smartphone e schermo LCD. Il sistema finale è un veicolo chiuso e completamente operativo in ogni sua funzionalità, dotato di un elevato grado di rifinitura.