Offline energy-efficient MPC controller for vehicle trajectory tracking

With increased interest in autonomous vehicles and the rapid development of new technologies in recent years, new possibilities and challenges have opened up in the context of developing control systems for the various tasks that such a system faces. This thesis addresses the issues of path tracking and energy consumption, presenting an offline predictive control algorithm with low computational cost. In this context, processing speed is, in fact, essential to ensure safety, precision and responsiveness during driving. A fast control system allows processing large amounts of sensor data in real time and reduces the response time to unexpected obstacles and variable road conditions. Finally, environmental, economic, and autonomy motivations have great weight and relevance in this research sector and strongly push the adoption of methods increasingly capable of saving energy.

Con il crescente interesse per i veicoli autonomi e il rapido sviluppo di nuove tecnologie avvenuto negli ultimi anni, si sono aperte nuove possibilità e sfide nel contesto dello sviluppo di sistemi di controllo per i diversi compiti che un veicolo simile deve svolgere. Questa tesi affronta il problema del tracciamento del percorso e del consumo energetico, presentando un algoritmo di controllo predittivo offline con basso costo computazionale. In questo contesto, la velocità di elaborazione è, infatti, essenziale per garantire sicurezza, precisione e reattività durante la guida. Un sistema di controllo veloce consente di elaborare grandi quantità di dati dei sensori in tempo reale e riduce il tempo di risposta a ostacoli imprevisti e condizioni stradali variabili. Infine, motivazioni ambientali, economiche e di autonomia hanno grande peso e rilevanza in questo settore di ricerca e spingono fortemente l'adozione di metodi sempre più in grado di risparmiare energia.