Experimentální autodráhová platforma pro distribuované řízení kolon vozidel

Abstract

Tato práce má za cíl vytvořit platformu pro testování distribuovaných řídících algoritmů kolony vozidel. Platforma je postavena na základě autodráhových aut doplněných o elektroniku potřebnou k řízení motoru, měření vzdálenosti ke svým sousedům a dalších veličin, jako je rychlost, zrychlení apod. Hlavní výpočetní jednotkou je Raspberry Pi Compute Module, který je doplněn o Wi-Fi kartu sloužící ke komunikaci mezi vozidly. V~práci je popsána použitá elektronika, principy měření veličin, návrh softwaru a GUI. Zejména pak, z uživatelského hlediska, implementace kontrolérů a použití knihovny pro MATLAB Simulink. Knihovna dovoluje zobrazování dat, změnu referenčních signálů v reálném čase a simulaci kolony. Výsledky jsou prezentovány porovnáním simulace a reálného experimentu. Provedené experimenty se týkají obousměrného řízení s použitím PI, PD regulátorů a kooperativního adaptivního tempomatu.

This thesis aims to create a platform for testing of distributed control algorithms for a platoon of vehicles. The platform is built on the basis of slot cars equipped with electronics needed to control their motors, to measure distance to their neighbors and other quantities such as velocity, acceleration, etc. The main computation unit is the Raspberry Pi Compute Module, which is complemented by a Wi-Fi card used for communication between vehicles. The thesis describes the used electronics, principles of measurements, design of software and GUI. In particular implementation of controllers from a perspective of a user, and the use of a library for the MATLAB Simulink. The library allows displaying data and changing reference signals in real-time, as well as simulation of the platoon. The results are presented by comparing simulations and real experiments. The experiments are bi-directional control using PI, PD controller and cooperative adaptive cruise control.