Optimální řízení autonomního závodního auta F1/10

Abstract

Tato práce se zabývá aplikací optimalizačních řídících technik na autonomním závodním vozidle v měřítku 1/10 pro soutěž F1/10 Autonomous Racing Competition. Cílem práce je implementace řídícího algoritmu schopného dosáhnout rychlých časů na kolo na závodní dráze. V práci jsou popsány vhodné matematické modely vozu a pneumatik, a vybraný model vozidla a pneumatik je identifikován a implementován. Do závodního vozidla je integrován řídící algoritmus Model Predictive Contouring Control, který využívá identifikované modely, a je otestován v simulaci a v reálných experimentech s autonomním závodním vozidlem. Implementovaný řídící algoritmus byl schopen optimalizovat trajektorii závodního vozida v simulaci, v reálných experimentech dokázal s vozidlem projet testovací dráhu.

The main interest of this thesis is the application of optimization-based control techniques on a 1/10 scale autonomous racing vehicle for the F1/10 Autonomous Racing Competition. The goal is to implement a control algorithm able to achieve fast lap times in time-trial races. Selected vehicle and tire models are identified and implemented using a genetic algorithm. A Model Predictive Contouring Control algorithm utilizing the identified models is integrated into the racing vehicle platform, and its performance is tested in simulation and real-life experiments. The control algorithm successfully optimized the vehicle's trajectory in the simulation and was able to drive the vehicle safely through the testing track in the real-life experiment.