Studio di un rover elettrico a guida autonoma per applicazioni off-road = Study of a self-guided electric rover for off-road applications

Il presente lavoro di tesi nasce a valle dell'attività di tirocinio svolta presso la startup Ecothea S.r.l. e riguarda la progettazione di un rover elettrico a guida autonoma specializzato in attività di monitoraggio all'interno dei vigneti. L'idea nasce in un contesto in cui al settore agricolo è richiesto di soddisfare, in maniera efficiente e sostenibile, i bisogni della popolazione mondiale che è in forte aumento. L'elaborato segue, quindi, tutti gli stadi della progettazione del veicolo: vengono, infatti, dimensionati i motori elettrici e le batterie, vengono scelti i sensori più adatti al monitoraggio, gli pneumatici più consoni ai percorsi di tipo off-road e, soprattutto, tramite software CAD Solidworks, viene progettato l’intero rover nel rispetto degli ingombri e delle specifiche richieste dal tipo di applicazione. A valle della progettazione è stato sviluppato un modello multibody su software MSC Adams View del rover ed in particolar modo del sistema di sterzo. Sono stati così analizzati e testati il suo comportamento dinamico e la sua capacità di seguire traiettorie curve pre impostate o di percorrere tratti in pendenza. Gli obiettivi di sostenibilità ed efficienza sono stati raggiunti in primo luogo con la scelta di un sistema di propulsione 100% elettrico ed, in secondo luogo, con l'adozione di molteplici tecnologie necessarie a rendere precise ed affidabili tutte le attività svolte in campo agricolo. Attraverso l'utilizzo di svariati sensori di posizione (LiDAR e stereo camere), uniti all'affidabilità del sistema di navigazione GPS RTK, la movimentazione del rover all'interno del vigneto è precisa e soprattutto sicura per le colture e per gli operatori. L'adozione di un sistema di sterzo di tipo 4WS rende il rover facilmente manovrabile ed abile a compiere traiettorie caratterizzate da piccoli raggi di curvatura. Infine, attraverso il monitoraggio dello stato delle colture, l'operatore agricolo può selezionare il trattamento più adatto per ogni zona dell'intero vigneto il che comporta un elevato risparmio in termini di pesticidi, concimi e carburante.