Optimización de una maniobra de adelantamiento aplicada a vehículos autónomos

Abstract

El grado de autonomía en los vehículos ha crecido significativamente en la última década debido a la aparición de nuevas tecnologías, que permiten conocer en cada instante de tiempo, tanto las condiciones del entorno, como las del vehículo, dejando en un segundo plano el factor humano. Ya son una realidad en los vehículos que circulan por nuestras carreteras, el sistema de mantenimiento de carril (LKAS – Lane Keeping Assistance System), el sistema de ayuda de permanencia en la carretera (RDM – Road Departure Mitigation) o el control de crucero adaptativo inteligente (ACC – Adaptative Cruise Control), aunque la idea, es ir más allá, a vehículos totalmente autónomos capaces de transportar con seguridad a personas entre dos localizaciones sin la implicación de éstas. En el presente artículo, se desarrolla la optimización del tiempo de ejecución de una maniobra de adelantamiento, utilizando campos potenciales para el cálculo de la trayectoria y las regiones de estabilidad (velocidad de guiñada – ángulo de deriva) para determinar el nivel de seguridad. Los campos potenciales, son una herramienta utilizada en la generación de trayectorias, permiten conocer en cada instante de tiempo, el entorno y las situaciones que rodean al vehículo, adaptando así sus movimientos. Por otro lado, con las regiones (𝑟�-𝛽�) es posible conocer los límites de estabilidad de los vehículos, además de detectar situaciones comprometidas durante la conducción. La combinación de ambas herramientas permite realizar maniobras de adelantamiento, no solo rápidas, sino seguras. Para el desarrollo, se realizan simulaciones con un modelo 3D complejo en el software de simulación dinámica multicuerpo MSC Adams® y se implementa el control en Matlab Simulink®.