Algoritmo di guida autonoma per rover elettrico in campo agricolo-industria 4.0 = Autonomous driving algorithm for an electric rover in the agricultural field -industry 4.0

Negli ultimi decenni sono avvenuti una serie di progressi tecnologici che hanno il potenziale di cambiare radicalmente il mondo in cui viviamo. Al contempo, sono diventate sempre di maggior rilievo alcune tematiche come il cambiamento climatico, la sostenibilità e il benessere dei lavoratori. Il processo di digitalizzazione e automazione, iniziato già in ambito industriale, è destinato nel prossimo futuro a rivoluzionare il settore agricolo. Lo sviluppo di piattaforme robotiche autonome, in grado di sostituire la manodopera umana in operazioni ripetitive e faticose, può portare numerosi vantaggi anche da un punto di vista economico, di efficienza del processo produttivo e di qualità del prodotto finale. In quest'ottica, in collaborazione con la società Ecothea S.r.l, è stato avviato un progetto per la creazione di un rover elettrico autonomo. L'attività di questa tesi è incentrata sulla tematica relativa alla guida autonoma, che comprende tutte le azioni volte all'orientamento e spostamento del veicolo, senza l'ausilio dell'uomo, in un ambiente complesso, come quello di un terreno agricolo. La prima fase di un algoritmo di guida autonoma è costituita dal global path planning, ossia l'attività di pianificazione dell'intera missione, che prevede la creazione, a partire da una mappa dell'ambiente, di una traiettoria suddivisa in waypoint, da un punto di inizio ad uno di fine. Una volta creato il percorso, è essenziale seguirlo: un algoritmo di path following è necessario per definire le velocità da applicare alle ruote del veicolo, affinchè quest'ultimo segua la traiettoria precedentemente definita. Infine, durante l'effettivo movimento del robot è da tenere in considerazione la possibile presenza di ostacoli non previsti. Si rende quindi necessaria l'implementazione di una logica di obstacle avoidance, che effettua una riprogrammazione della traiettoria nel breve raggio, calcolando una deviazione volta a evitare tali ostacoli in maniera sicura ed efficiente. L'attività della tesi prevede una parte di analisi sullo stato dell'arte degli algoritmi già presenti in letteratura, una parte di confronto e di valutazione sulle scelte che meglio si adattano al progetto e una fase di implementazione e scrittura di codice effettuata in ambiente MATLAB.