Bahnplanungsframework für ein autonomes Fahrzeug - oops ...

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INHALT
1 Einleitung 1
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Aktueller Stand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Ziele der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Verfügbares System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.5 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Grundlagen 5
2.1 Ackermann Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Objekterkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Kollisionserkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.1 D-Hülle um Polygone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.2 Schritt 1: Bounding Sphere Schnittest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.3 Schritt 2: Schnittest Gerade mit Polygon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.4 Schritt 3: Schnittest Polygon mit Polygon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4 Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.1 Lenkwinkelregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.2 Geschwindigkeitsregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.3 Look Ahead . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3 Entwickeltes Framework 27
3.1 Gaphische Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2 Vehicle Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.3 Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4 Motion Primitives 33
4.1 Gerade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2 Kreisbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3 Klothoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4 Continuous Steering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.5 Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.6 Ergebnisse und Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5 Sampling 43
5.1 Control Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.1.1 Arc-Based search space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.1.2 Adaptive search space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.2 State Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46