Ambiente de simulação 3D para um veículo de condução autónoma

Abstract

O software que controla um veículo de condução autónoma é composto por um conjunto de algoritmos, cada um encarregue por um aspecto da condução, e que juntos permitem que o veículo se movimente autonomamente num dado ambiente. Contudo, basta um erro para que tudo possa deixar de funcionar correctamente, e se crie uma situação perigosa. A realização de testes exaustivos ao software de controlo é assim essencial. Estes, contudo, exigem um ambiente de teste controlado, nem sempre disponível, e podem estar limitados pelas características do veículo ou por questões de segurança, entre outras. Para atenuar as dificuldades que resultam do uso de um veículo real para executar esses testes pretendeu-se, com este trabalho, desenvolver um ambiente de simulação que permita simular o veículo e o ambiente que o rodeia. Este ambiente de simulação tenta emular o hardware utilizado no veículo real, o que implica emular os actuadores e sensores e a comunicação entre o hardware e o software. Esta abordagem, por sua vez, proporciona uma separação clara entre a simulação e o software que está a ser testado, uma vez que este não sabe se está a interagir com o veículo real ou com o simulado. O segundo objectivo desta dissertação foi o de estudar a viabilidade de utilização de outros motores de física e linguagens de programação para além dos que são normalmente utilizados nestes tipos de projectos. O Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro possui um grupo de trabalho focado no desenvolvimento de veículos e software para participação nas provas de condução autónoma do Festival Nacional da Robótica. O simulador foi desenvolvido para este grupo, de modo a facilitar a execução de testes aos algoritmos usados no veículo para condução autónoma, o que fez com que a modelação do ambiente de simulação se tenha baseado na pista usada nestas provas, e que os sensores e actuadores modelados sejam os usados no veículo real. Apesar do simulador não ter sido concluído a tempo para ser usado nos testes do software de controlo de alto nóvel do veículo usado na edição de 2011 do Festival Nacional da Robótica, foi usado posteriormente para analisar a causa de problemas lá detectados. Também foi realizado algum trabalho na área de condução autónoma para a camada de alto nível do veículo, que contribuiu para a obtenção do terceiro lugar no Festival.