Local Path Planning and Tracking Algorithm for a Center-Articulated Vehicle

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis

Authors

Date

2020-05-18

Department

Major/Subject

Control, Robotics and Autonomous Systems

Mcode

ELEC3025

Degree programme

AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)

Language

en

Pages

61+2

Series

Abstract

An important part of a disaster relief mission is to maintain the ability to supply the disaster area with vital resources. Sometimes a disaster may disrupt local infrastructure thus increasing the difficulty of supply missions. Furthermore, vehicle operators may be scarce during disasters and therefore automation of the transportation would be beneficial for the relief effort. This thesis presents the design and implementation of an algorithm that controls a center-articulated vehicle from a starting pose (position and orientation) to a final pose, where a platform can be lifted with a hydraulic hooklift mounted on the vehicle. First, the kinematics of the center-articulated vehicle as well as path planning and following algorithms, are explored. The parts are then combined into a functioning design. In order to verify the design, the system is implemented and simulated in Matlab and Simulink. After the design is verified, the system is implemented on the PLCs (programmable logic controllers) of a real vehicle. Testing of the finished system reveals that the algorithm works as expected and performs with good accuracy. However, it was also noticed that the way the hooklift is currently installed is not optimal for the task, which affected the overall performance.

Transport av varor till ett katastrofområde är en viktig del av en räddningsoperation. Ibland kan en katastrof förstöra lokal infrastruktur och därmed öka svårigheten i transportuppdrag. Dessutom kan antalet chaufförer vara begränsat i en katastrofsituation och därmed skulle en automatisering av varutransporter vara till nytta för räddningsoperationen. I detta examensarbete presenteras en algoritm som styr ett ramstyrt fordon från en position och orientation till en slutlig position och orientation, där en logistikplatform kan lyftas på fordonet med hjälp av en hydraulisk kroklift. Arbetet utforskar först fordonets kinematiska modell samt algoritmer för ruttplanering och ruttföljning. Sedan kombineras delarna till en fungerande helhet som verifieras genom simulering i Matlab och Simulink. Efter att algoritmens design har verifierats, implementeras algoritmen på ett riktigt fordons PLC:n (programmable logic controller). Testning av det slutliga systemet visar att algoritmen fungerar önskvärt och presterar med god noggrannhet. Dock märktes det även att krokliftens nuvarande installation inte är optimal för lyftningsuppdraget, vilket påverkade helhetsprestationen.

Description

Supervisor

Visala, Arto

Thesis advisor

Knuuttila, Jere

Keywords

center-articulated vehicles, path planning, path following, PLC programming

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202005243297

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC