Bahnplanungsframework für ein autonomes Fahrzeug - oops ...

2.4 Regelung 23
a = v t ≈ 1.4 m s
1s
= 1.4 m s 2
Wählt man die Bremsbeschleunigung zu hoch, so wird der Bremsweg viel kürzer eingeschätzt
und das Fahrzeug fängt später an zu bremsen und wird über das Ziel hinausschießen. Wählt man
die Bremsbeschleunigung geringer, so wird der Bremsweg länger eingeschätzt und das Fahrzeug
beginnt früher an zu bremsen und kann während des Bremsvorgangs geregelt werden. Hier fängt die
eigentliche Regelung an. Dabei wird ständig die tatsächliche Geschwindigkeit überwacht und sollte
diese größer sein, als die berechnete, so wird eine Motorbremsung ausgeführt, indem volle Kraft in
entgegengesetzte Richtung gegeben wird. Bei größeren Entfernungen errechnen sich surreal hohe
Geschwindigkeitswerte, die auf die maximale Geschwindigkeit v max beschränkt werden müssen.
v = min{v max , √ 2 · s · a}
Da man mit dieser Formel zu früh zum Stillstand kommen könnte und damit nicht mehr den Endpunkt
erreicht, sollte man nicht langsamer fahren, als eine Minimalgeschwindigkeit v min , die so gewählt
werden sollte, dass der Motor dass Fahrzeug noch in Bewegung hält und der Ausrollweg vernachlässigbar
ist. Somit lautet die endgültige Formel für die Geschwindigkeit.
v = max{v min , min{v max , √ 2 · s · a}}
2.4.3 LOOK AHEAD
Die Regelung arbeitet in diskreten Zeitabständen (normalerweise mit 50Hz). Wenn also das Fahrzeug
aus einer Geraden in eine Kurve fährt und die Regelung erkennt, dass eine Kurve vorliegt, ist das
Fahrzeug bereits einige Meter geradeaus in der Kurve gefahren und fängt zu spät an einzulenken.
Aufgrund physikalischer Einschränkungen braucht die Lenkung einige Zeit, bis sich der gewollte
Lenkwinkel einstellt. In dieser Zeit ist das Fahrzeug bereits weiter gefahren und misst einen noch
höheren Lenkeinschlag, hat aber erst den Lenkeinschlag der letzten Messung eingestellt, so verpasst
das Fahrzeug die Kurveneinfahrt und entfernt sich immer mehr von der Bahn, was extra nachgeregelt
werden muss. Selbiges Problem entsteht bei der Kurvenausfahrt, denn das Fahrzeug hat noch einen
Lenkwinkel berechnet und hält diesen ein, im nächsten Schritt wird eine Gerade erkannt, wobei das
Fahrzeug noch einen Lenkeinschlag hat und bereits an der Ausfahrt vorbeigefahren ist. Erst jetzt
wird der Lenkmotor in Gang gesetzt und das Fahrzeug übersteuert noch mehr bei Kurvenausfahrt
(Abb. 2.21).