Control Predictivo en Cascada de un Vehículo Autónomo

Autores/as

  • G. V. Raffo Universidad de Sevilla
  • Julio E. Normey-Rico Universidad Federal de Santa Catarina
  • Francisco R. Rubio Universidad de Sevilla
  • Christian R. Kelber DHB Componentes Automotivos S.A

Palabras clave:

vehículo autónomo, control predictivo, seguimiento de trayectoria, control de deslizamiento lateral

Resumen

Este trabajo presenta el diseño de un controlador predictivo basado en modelo para las dinámicas lateral y longitudinal de un vehículo autónomo. El controlador propuesto se implementa mediante una estructura en cascada con el control de la cinemática del vehículo para obtener las prestaciones deseadas a altas velocidades para el problema de seguimiento de trayectoria. Se utiliza un controlador predictivo descentralizado basado en el modelo dinámico linealizado del vehículo.Resultados experimentales con el controlador cinemático y resultados de simulación utilizando el controlador cascada propuesto son mostrados para corroborar el análisis teórico presentado.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Amidi, O. (1990). Integrated Mobile Robot Control. Technical Report CMU-RI-TR-90-17. Robotics Institute, Carnegie Mellon University. Pittsburgh, PA.

Berlin, F. y P. M. Frank (1991). Robust Predictive Robot Control. In: Proc. of the 5th IEEE International Conference on Advanced Robotics. Vol. 2. Pisa, Italy. pp. 1493–1496.

Boyden, F. D. y S. A. Velinsky (1994). Dynamic Modeling of Wheeled Mobile Robots for High Load Applications. In: Proc. of the 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Vol. 4. San Diego, USA. pp. 3071– 3078.

Camacho, E.F. y C. Bordons (1998). Model Predictive Control. Springer-Verlag. New York.

Camacho, E.F. y C. Bordons (2004). Control predictivo: Pasado, presente y futuro. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI) 1(2), 1–24.

Canudas-de-Wit, C., H. Khennouf, C. Samson y O. J. Sørdalen (1993). World Scientific Series in Robotics and Intelligent Systems. Chap. Nonlinear Control Design for Mobile Robots, pp. 121–157. World Scientific Publisher.

Essen, Harm Van y Henk Nijmeijer (2001). Non-Linear Model Predictive Control of Constrained Mobile Robots. In: Proc. European Control Conference. Porto, Portugal. pp. 1157– 1162.

Fiacchini, M., A. Viguria, R. Cano, A. Prieto, F.R. Rubio, J. Aracil y C. Canudas de Wit (2006). Desarrollo y experimentación de un vehículo basado en péndulo invertido (PPCar). Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI) 3(4), 53–62.

Gomes, G. K. (2006). Controle Preditivo em Tempo-Real para Seguimento de Trajetória de Veículos Autônomo s. Master’s thesis. Univesidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica. Florianópolis, SC. in portuguese.

Gu, D. y H. Hu (2002). Neural Predictive Control for a CarLike Mobile Robot. International Journal of Robotics ans Autonomous Systems 39, 73–86.

Hunt, K. J., T. A. Johansen, J. Kalkkuhl, H. Fritz y T. Go¨ttsche (2000). Speed Control Design for an Experimental Vehicle UsingaGeneralized Gain Scheduling Approach. IEEE Transactions on Control Systems Technology.

Isermann, R. (2001). Diagnosis Methods for Electronic Controlled Vehicles. Vehicle System Dynamics: International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility 36(2-3), 77–117.

Jaschke, K. P. (2002). Lenkregler für Fahrzeuge mit hoher Schwerpunktlage. PhD thesis. TU-Braunschweig. in german.

Jung, C. R., F. S. Osório, C. R. Kelber y F. Heinen (2005). Jornada de Atualizaçao em Informática JAI2005. Chap. Computaçao Embarcada: Projeto e Implementaçao de Veículos Autônomos Inteligentes, pp. 1358–1406. SBC. in portuguese.

Kelber, C. R., C. R. Jung, F. S. Osorio y F. J. Heinen (2005). Electrical Drives in Intelligent Vehicles: Basis for Active Driver Assistance Systems. In: Proc. of the IEEE / ISIE2005 International Symposium on Industrial Electronics. Vol. 4. Dubrovnik, Croatia. pp. 1623–1628.

Kelber, C. R., D. S. Dreger, G. K. Gomes, D. Webber,J. Schirmbeck, R. H. Netto y D. A. Borges (2003). Cell-Phone Guided Vehicle, an Application based on a Drive-by-Wire Automated System. In: Proc. of the IEEE / IV2003 - Intelligent Vehicles Symposium. Columbus/Ohio, USA. pp. 645–649.

Kelber, C. R., D. Webber, G. K. Gomes, M. A. Lohmann, M. S. Rodrigues y D. Ledur (2004). Active Steering Unit with integrated ACC for X-by-Wire Vehicles using a Joystick as H.M.I. In: Proc. of the IEEE / IV2004 - Intelligent Vehicles Symposium. Parma, Italy. pp. 173–177.

Kim, B., D. S. Necsulescu y J. Sasiadek (2001). Model Predictive Control of an Autonomous Vehicle. In: Proc. of the IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. pp. 1279–1284.

Kühne, Felipe, Walter Fetter Lages y Joao Manoel Gomes Da Silva (2004). Model Predictive Control of a Mobile Robot Using Linearization. In: Proc. of the IEEE Mechatronics and Robotics. Vol. 4. Aachen, Germany. pp. 525–530.

Manigel, J. y W. Leonhard (1992). Vehicle Control by Computer Vision. IEEE Transactions on industrial electronics 39(3), 181–188.

Normey-Rico, J. E., J. Gómez-Ortega y E. F. Camacho (1999). A Smith-Predictor-Based Generalised Predictive Controller for Mobile Robot Path-Tracking. In: Control Engineering Practice. Vol. 7. London, England. pp. 729–740.

Ollero, A. y O. Amidi (1991). Predictive Path Tracking of Mobile Robots: application to the CMU Navlab. In: Proc. of the IEEE International Conference on Advanced Robotics. Pisa, Italy. pp. 1081–1086.

Raffo, G. V. (2005). Algoritmos de Controle Preditivo para Seguimento de Trajetórias de Veículos Autônomos. Master’s thesis. Univesidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica. Florianópolis, SC. in portuguese.

Raffo, G.V., G.K. Gomes, J.E. Normey-Rico, L. B. Becker y C. R. Kelber (2006). Seguimento de Trajetória de um Veículo Mini-Baja com CPBM. In: XVI Congresso Brasileiro de Automática. Salvador, Brasil.

Sarkar, N., X. Yun y V. Kumar (1993). Dynamic Path Following: A New Control Algorithm for Mobile Robots. In: Proc. of the 32nd IEEE International Conference on Decision and Control. San Antonio, USA. pp. 2670–2675.

Wit, J., C. D. Crane III y D. Armstrong (2004). Autonomous Ground Vehicle Path Tracking. Journal of Robotic Systems 21(8), 439–449.

Yang, J.M. y J. Kim (1999). Sliding Mode Control for Trajectory Tracking of Nonholonomic Wheeled Mobile Robots. IEEE Transactions on Robotic and Automation 15(3), 578– 587.

Yang, X., K. He, M. Guo y B. Zhang (1998). An Intelligent Predictive Control Approach to Path Tracking Problem of Autonomous Mobile Robot. IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics 4, 3301–3306.

Descargas

Publicado

09-01-2009

Cómo citar

Raffo, G. V., Normey-Rico, J. E., Rubio, F. R. y Kelber, C. R. (2009) «Control Predictivo en Cascada de un Vehículo Autónomo», Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial, 6(1), pp. 63–74. Disponible en: https://polipapers.upv.es/index.php/RIAI/article/view/8350 (Accedido: 16 enero 2025).

Número

Vol. 6 Núm. 1 (2009)

Sección

Artículos

Licencia

Creative Commons License

Esta revista se publica bajo una Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-CompartirIgual 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)