Automated driving: an approach to automated guided vehicles in a controlled environment

Abstract

The growing need for process optimisation is one of the main drivers of technological modernisation in companies. Process automation has been one of the main initiatives in this modernisation task. In many scenarios, the movement of any kind of vehicles or other moving objects requires human hands. In this context, this Master’s Thesis, included in the fifth year of the Integrated Master in Informatics Engineering in the University of Minho, reports the work developed in a business context with the help of Deloitte Technologys S.A. that welcomed the student in a curricular internship program. The aim is to develop an implementation of of a simulator of automated guided vehicles in a controlled environment, which can reveal itself as an initiative for the modernisation of the logistic process of moving mobile objects or vehicles. In order to develop the Master’s Project, a work methodology was outlined. This methodology is supported on four crucial stages to reach the proposed objectives: documentary, proposal, pre-development and development. The documentary analysis was made to develop a better understanding of the context and to study other developed projects and tools that could be necessary for the proposal and development. In the solution proposal we started by dividing the problem in several components, in a kind of "divide and conquer" method. During this process, a conceptual map was developed, which will be analysed in the document and will guide us to the first Conceptual Architecture Diagram. The next step is through the analysis of the Conceptual Architecture Diagram to study which modules will be out of the scope of what is necessary for the full functioning of the Master project, taking certain components as assumptions and substituting some modules by other solutions, so the development can be faster however in a way to not neglect the required functionality for the full operation of the solution. After these steps, the development of the solution will follow, putting into practice all the knowledge acquired in the previous stages. The Master’s Project culminated in five micro-services: Vehicle, Controller, Map, Vehicle/Sessions Micro-Service and Alert; and a web application that allows the user to check with a GUI data about vehicles, sessions, alerts and the map of the controlled environment. These micro-services and the web application working simultaneously allow having a vehicle simulator automatically driven in a controlled environment.

A crescente necessidade de otimização de processos é uma das principais motivações para a modernização tecnológica nas empresas. A automatização de processos tem sido uma das principais iniciativas nesta tarefa de modernização. Em muitos cenários, a movimentação de qualquer tipo de veículos ou outros objetos móveis requer mão humana. Neste contexto esta Dissertação de Mestrado, incluída no quinto ano do Mestrado Integrado em Engenharia Informática na Universidade do Minho, relata o trabalho desenvolvido em contexto empresarial com a ajuda da Deloitte Technologys S.A que acolheu o aluno num programa de estágio curricular. É procurado desenvolver uma implementação de de um simulador de veículos automaticamente conduzidos em ambiente controlados, que se pode revelar uma iniciativa para a modernização do processo logístico de movimentação de objetos móveis ou veículos. De forma a desenvolver o Projeto de Mestrado foi delineada uma metodologia de trabalho. Esta metodologia está apoiada em quatro etapas crucias para atingir os objetivos propostos: documentário, proposta e pré-desenvolvimento e desenvolvimento. A análise documental foi feita para desenvolver uma melhor compreensão do contexto e estudar outros projetos desenvolvidos, e ferramentas que poderão ser necessárias para a proposta e desenvolvimento. Na proposta de solução começou-se por repartir o problema em várias componentes, numa espécie de estratagema de "divide and conquer". No decorrer deste processo foi desenvolvido um mapa conceptual que será analisado no documento e guiar-nos-á ao primeiro Diagrama Conceptual de Arquitetura. A etapa seguinte passa por através da análise do Diagrama Conceptual de Arquitetura estudar quais módulos estarão fora do âmbito daquilo que é necessário para o pleno funcionamento do projeto de Mestrado, tomando certos componentes como pressupostas e substituindo alguns módulos por outras soluções, assim o desenvolvimento poderá ser mais célere não descorando de funcionalidades necessárias para o pleno funcionamento da solução. Após estas etapas, seguir-se-á o desenvolvimento da solução, pondo em prática todo o conhecimento adquirido nas etapas anteriores. O projeto de Mestrado culminou em cinco micro-serviços: Veículo, Controlador, Mapa, Veículo/Sessões Micro-Serviço e Alerta; e uma aplicação web que permite o utilizador verificar com uma GUI dados sobre veículos, sessões, alertas e o mapa do ambiente controlado. Estes micro-serviços e a aplicação web em simultâneo permitem ter um simulador de veículos automaticamente conduzidos em ambiente controlado.