A NEURAL-BASED MODEL PREDICTIVE CONTROL TO TACKLE STEERING DELAY OF THE IARA AUTONOMOUS CAR

Neste trabalho, propomos uma abordagem de Controle Preditivo Baseado em Modelo Neural (Neural Based Model Predictive Control - N-MPC) para lidar com atrasos na planta de direção de carros autônomos. Examinamos a abordagem N-MPC como uma alternativa para a implementação do subsistema de controle de direção da Intelligent and Autonomous Robotic Automobile (IARA). Para isso, comparamos a solução padrão, baseada na abordagem de controle Proporcional Integral Derivativo (PID), com a abordagem N-MPC. O subsistema de controle de direção PID funciona bem na IARA para velocidades de até 25 km/h. No entanto, acima desta velocidade, atrasos na Planta de Direção da IARA são muito elevados para permitir uma operação adequada usando uma abordagem PID. Modelamos a Planta de Direção da IARA usando uma rede neural e empregamos esse modelo neural na abordagem N-MPC. A abordagem N-MPC superou a abordagem PID reduzindo o impacto de atrasos na Planta de Direção de IARA e permitindo a operação autônoma da IARA em velocidades de até 37 km/h um aumento de 48% na velocidade máxima estáve

A Model-Predictive Motion Planner for the IARA Autonomous Car

In this work, we present the Model-Predictive Motion Planner (MPMP) of the Intelligent Autonomous Robotic Automobile (IARA). IARA is a fully autonomous car that uses a path planner to compute a path from its current position to the desired destination. Using this path, the current position, a goal in the path and a map, IARAs MPMP is able to compute smooth trajectories from its current position to the goal in less than 50 ms. MPMP computes the poses of these trajectories so that they follow the path closely and, at the same time, are at a safe distance from occasional obstacles. Our experiments have shown that MPMP is able to compute trajectories that follow precisely a path produced by a human driver (distance of 0.15m in average) while smoothly driving IARA at speeds of up to 32.4 km/h (9 m/s)