Semana 6

Sistema de atuação remoto da direção

Como já foi referido em semanas anteriores, a direção do veículoserá controlada através de utilização de uma centralina exterior ao carro que envia sinais de tensão elétrica, emulando o camportamento do sensor de torque.

Para ligar esta centralina ao veículo, simultânciamente com a ferramenta de diagnóstico utilizada, CANanlyaze, é necessário a aquisição de cabos, como também já referido em semanas anteriores. Parte desta semana foi dedicado à procura destes mesmos cabos, mas devido ao panorama atual (surto de Covid-19), o mercado internacional encontra-se fechado e, infelizmente, o mercado português é muito limitado neste tipo de produtos.

Ainda assim, para uma solução intermédia será possível utilizar a centralina exterior sem a ferramenta de diagnóstico, suprimindo assim a necessidade de adquirição material nesta fase.

De forma a adiantar algum trabalho no que concerne a esta tarefa enquanto o veículo não se encontra disponível, comecei esta semana a estudar o tipo de controlador a utilizar para a atuação do sistema.

Na imagem acima podemos ver que o controlador selecionado é do tipo PID:

• quando o erro é zero, ou seja, a orientação desejada do veículo é igual à orientação atual, pretende-se que o controlador continue a enviar sinais de tensão de forma a manter a posição, uma vez que o volante tem tendência a voltar a uma posição centrada;
• eliminação problemas de overshoot. Neste tipo de aplicação não são aceitáveis soluções que apresentem overshoot, uma vez que estão em jogo questões de segurança. Um pequeno aumento da orientação pretendida, mesmo que mínimo, pode ser muito prejudicial.

A seleção dos valores da componente proporcional, integral e derivativo será, obviamente, crucial no bom funcionamento do sistema. É de prever que o valor da componente proporcional seja limitado a um fator máximo, de forma a não permitir variações da direção demasiado bruscas.

Aplicação de Odometria

Durante esta semana trabalhei também no desenvolvimento de uma aplicação que realiza a localização do carro em tempo real através da informação da velocidade e direção recebidas no barramento do mesmo.

Para o realizar desta aplicação foi necessário ter em conta alguns aspetos até esta fase não considerados, entre os quais o sentido de marcha do veículo, informação que pode ser também obtida pela análise das mensagens CAN recebidas.

Uma questão importante a ter em conta numa aplicação deste género é o seu grau de precisão. Os valores de velocidade e direção do carro recebidos têm um erro associado e existem ainda fatores externos (atrito em diferentes pisos, escorregamento das rodas, ect) que podem tornar esta uma aplicação de baixa precisão. De forma a tentar minimizar esta questão, a posição do carro é publicada a uma taxa de 1000 vezes por segundo.

No seguinte vídeo encontra-se uma pequena demonstração em rviz com um barramento CAN simulado de mensagens gravadas com o ATLASCAR2 em movimento. Neste vídeo podemos ver que numa fase inicial o carro está a andar devagar e a alterar bastante a orientação (estaria a sair da garagem), apresentando depois uma velocidade mais elevada e valores de orientação mais constantes.

Nota: o vídeo encontra-se num link privado para pré-visualização. Quando a aplicação estiver completa será publicado novo vídeo.

Os resultados obtidos deverão ser testados com o carro a ser conduzido em tempo real, de forma a poder verificar a validade dos mesmos das seguintes formas.

• sobreposição de um mapa do Google Maps e verificar a localização do carro – esta possibilidade está a ser estudada com utilização do mapviz, como se pode verificar na imagem abaixo onde foi introduzida a zona da Universidade em Aveiro,;
• utilizar as coordenadas x e y como identificação da posição atual do carro, conhecida a posição inicial;