Author(s):
Pinheiro, Pedro Filipe Pinto 
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/10064
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia mecânica; Controladores lógicos programáveis; Sistemas de controlo automático; Robots autónomos; Condução de automóveis
Description
O veículo AtlasCar é um protótipo desenvolvido pelo Laboratório de Automação
e Robótica do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade
de Aveiro, e tem como principais objetivos o estudo de sistemas de
segurança ativos e passivos, técnicas de apoio à condução e soluções para a
condução autónoma.
Até ao momento, uma das maiores limitações a nível da atuação de mecanismos
essenciais para a condução autónoma, verificada no AtlasCar, era a
ausência de um sistema que permitisse o controlo da caixa de velocidades.
Embora o comutador de caixa estivesse já projetado e construído, não possuía
nenhum sistema de controlo que permitisse a sua utilização. Com
este trabalho pretende-se executar todo o projeto, a construção e a programação
de baixo nível de um controlador robusto e eficaz para desempenhar
o seu papel no âmbito do projeto AtlasCar. Um protocolo de comunicação
fiável entre o firmware do presente mecanismo e o software do AtlasCar será
também implementado, devido á grande responsabilidade do dispositivo em
questão, de forma a permitir uma condução segura.
Outros softwares acessórios á correta utilização deste mecanismo no âmbito
do projecto AtlasCar, como um software de calibração e um nodo de ROS
para comunicação com o mesmo serão apresentados.
É também objetivo deste trabalho a realização de alguns testes de bancada,
necessários de forma a comprovar o funcionamento correto quer da programação,
quer do protocolo de comunicação criado, recorrendo a um simulador
com Hardware-in-the-Loop simplificado, programado em Matlab. The AtlasCar vehicle is a prototype developed by the Laboratory of Automation
and Robotics at the Department of Mechanical Engineering at Aveiro
University with the purpose of studying active and passive safety systems,
assisted driving techniques and new solutions for autonomous driving.
Until now, one of the major faults in what concerns to the actuation of the
AtlasCar vehicle’s main driving systems was the absence of a mechanism
that would allow the control over the AtlasCar gearbox.
Although a mechanism had already been built for this purpose, it had no
control system that would allow it to be automatically actuated. The purpose
of this work is to present an electronic project for a robust and effective
controller to this AtlasCar’s gear selector mechanism. The controller’s construction
and its low-level programming is also executed. A reliable communication
protocol between the firmware of the mechanism, and the AtlasCar
software is also implemented, due to the high responsibility task to be performed
by this actuator in the driving process.
Other accessory software, like a calibrator for the gear selector mechanism
and a ROS Node to perform the communication between the AtlasCar control
PC and the mechanism, are also presented.
It is also within the scope of this work the execution of several laboratory
tests, in order to determine the robustness of both the programming and
the communication protocol. These tests will be executed with a simplified
Hardware-in-the-Loop simulator, written using Matlab. Mestrado em Engenharia Mecânica
