Dinamica Laterale di un Veicolo Autonomo Controllato in Traiettoria = Lateral Dynamics of a Trajectory-Controlled Autonomous Vehicle

Il costante aumento degli incidenti stradali (si attesta un +15% dal 1990 ad oggi) ha spinto le case automobilistiche e l’UE a migliorare la sicurezza degli utenti, in particolar modo rendendo obbligatori (UE) e implementando (case costruttrici) sistemi di assistenza alla guida, fino allo sviluppo prototipale di auto a guida completamente autonoma. Tali sistemi sono alla base di una nuova concezione di guida in cui la sicurezza del passeggero ed il comfort relativo aumentano ed il numero di interventi richiesti all’utente si riducono drasticamente o addirittura si annullano. Questa tesi ha l’obiettivo di valutare il comportamento dinamico del veicolo ed il relativo controllo. Si è partiti da un modello Single Track lineare a velocità costante, per poi definire un modello più complesso, con rollio e comportamento degli pneumatici non lineare (Pacejka), adatto a velocità ed accelerazioni laterali più elevate. Successivamente, è stato valutato un sistema di calcolo degli errori di inseguimento traiettoria (deviazione laterale ed errore di orientamento) sulla base di un modello cinematico, per poi esser modificato tenendo in considerazione la dinamica del veicolo. Secondo la normativa relativa alla progettazione delle strade (secondo Decreto del Presidente C.N.NR n.13465 del 1995) sono state definite delle traiettorie realistiche e, tramite l’utilizzo di controllori (Pure Pursuit e Stanley), si è valutato l’inseguimento del percorso e gli stati della dinamica del veicolo autonomo. Tale Normativa prevede l’utilizzo di tabelle per la costruzione degli elementi di raccordo (clotoide), mentre in tal caso si è utilizzata una formulazione matematica più complessa ma più precisa per la definizione della clotoide. In conclusione è stata analizzata una manovra simile al Sine Sweep dove l’input, anziché essere l’angolo volante, è la curvatura. Si è definita una traiettoria, sulla base del sistema matematico utilizzato per la clotoide, in cui la curvatura presenta un andamento sinusoidale ad ampiezza costante e frequenza variabile nel tempo ed è stata valutata la risposta in frequenza delle varie grandezze di riferimento.