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Automatische Fahrzeugfhrung mittels Modellfolge
Dr. Gerald Drenckhahn Friedrich-Alexander-Universitt Erlangen-Nrnberg Betreuer: Prof. Dr.-Ing. habil. Gnter Roppenecker Zusammenfassung der Dissertation Gegenstand der Arbeit ist ein Assistenzsystem zur automatischen Quer- und Längsführung von Fahrzeugen. Dazu wird im Rahmen der Arbeit der Bereich niedriger Geschwindigkeiten betrachtet mit dem Ziel, den Fahrer in Stausituationen vollständig von der Fahraufgabe zu befreien. Die Querführung hält dabei das Fahrzeug in der Fahrspur; die automatische Längsführung stellt den Abstand zum Vorderfahrzeug beziehungsweise eine Wunschgeschwindigkeit ein. Zielsetzung der Arbeit ist es, dem Fahrer einen hohen Fahrkomfort zu bieten sowie dem Systemlieferanten durch Modularität des gewählten Konzepts eine einfache Applikation auf andere Fahrzeugvarianten zu ermöglichen. Beides wird durch die Anwendung des Prinzips der Modellfolge erreicht, das in dieser Arbeit zum ersten Mal bei der Fahrzeugführung konsequent Anwendung findet. Damit verbunden ist die Trennung zwischen einer modellbasierten Trajektoriengenerierung und der Folgeregelung. Die Trajektoriengenerierung erzeugt basierend auf einem generalisierten Streckenmodell mit den Bewegungsgrößen des Bezugsobjekts die Sollwerte. Sie repräsentiert somit weitestgehend unabhängig von der Fahrzeugvariante das gewünschte Fahrverhalten. Durch die gewählte Struktur kann eine ruckfreie Funktion sichergestellt werden. Die Folgeregelung sorgt für die Umsetzung der Sollwerte. Dabei kann durch die Aufteilung zwischen einem Steuerungs- und einem Regelungseingriff das Führungs- und das Störverhalten unabhängig voneinander vorgegeben werden. Bei der Adaption auf eine andere Fahrzeugvariante ist lediglich diese Folgeregelung anzupassen, was jedoch systematisch nach regelungstechnischen Gesichtspunkten erfolgen kann. Im Wesentlichen hat die Folgeregelung keinen Einfluss auf das Fahrverhalten. Das Prinzip der Modellfolge wird in der Arbeit zunächst allgemein beschrieben. Anschließend erfolgt seine Anwendung auf die hier betrachtete Aufgabenstellung der automatischen Quer- und Längsführung. Die Basis dafür bilden Modelle der Quer- und Längsbewegung des Fahrzeugs sowie seiner Relativbewegung zur Fahrspur und zum Vorderfahrzeug, die ebenfalls in der Arbeit hergeleitet werden. Die Auslegung der Quer- und Längsführung wird so durchgeführt, dass sich ein Fahrverhalten ergibt, das dem eines menschlichen Fahrers entspricht und über ein Bedienelement von defensiv bis sportlich eingestellt werden kann. Als weitere Randbedingung für die automatische Längsführung war ein beruhigender Einfluss auf den Verkehr gefordert, was durch Berücksichtigung des Kriteriums der Kolonnenstabilität sichergestellt wird. Dies führt zu einer besseren Auslastung des Verkehrsnetzes und zu einer größeren Kraftstoffeffizienz. Die Umsetzung des Konzepts erfolgte anhand eines Audi A8, der von der Audi AG für die Untersuchungen umgerüstet wurde. Messungen aus dem Fahrversuch belegen die Funktionstüchtigkeit des Systems. < zurück |
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