Bahnplanungsframework für ein autonomes Fahrzeug - oops ...

5.2 State Space 47
Konfiguration des Fahrzeugs, also seine Pose betrachtet. Beim State Space Sampling wird versucht
möglichst bestimmte Konfigurationen im Raum anzufahren, wobei auch hier die kinematischen Eigenschaften
des Fahrzeugs nicht verletzt werden dürfen. Dies kann entweder durch Diskretisierung
von Raumpunkten sein, welches bei State Lattice (Kapitel 5.2.1) verfolgt wird oder indem die Konfigurationen
an die Umgebung angepasst werden. Wenn ein Fahrzeug z. B. einer Fahrspur folgt, sind
nur Konfigurationen interessant, die in Fahrtrichtung auf der Fahrspur und parallel dazu auf der gesamten
Fahrbahnbreite liegen. Bei diesem Verfahren können aber die Motion Primitiven nicht vorberechnet
werden und müssen online zur Laufzeit bestimmt werden (Kapitel 5.2.2).
5.2.1 STATE LATTICE
Schaut man sich noch einmal das Bild des Arc-Based search space (Abb. 5.1) an, so erkennt man dass
bereits in der zweiten Stufe sehr viele unterschiedliche Endkonfigurationen entstehen. Es gibt sehr
viele Endpunkte, die eng im Raum verstreut sind und unterschiedliche Orientierungen haben. Aus
Sicht der Suchalgorithmen sind alles einzelne Knoten, die in Listen gespeichert werden, wodurch die
Listen unnötig anwachsen und die Auswahl des kostengünstigsten Elements länger dauert (genauer
in dem Kapitel 6 Suchalgorithmen). Ausserdem entstehen dabei sehr viele individuelle Bahnen, die
fast nie wieder an einer anderen Stelle zusammenfinden, wodurch bereits gefundene Bahnen, beim
Umplanen (z. B. mit D*) nicht wiederverwendet werden können, weil einfach die neu gefundenen
Bahnen eng an der bereits gefundenen Bahn vorbeiführen, diese aber nie an bekannten Konfigurationen
kreuzen.
Eine gute Alternative dazu bietet die State Lattice, die den Raum in diskrete Punkte, die angefahren
werden können, wie ein Grid einteilt. Die Vorlage einer State Lattice wird vom Benutzer erstellt, der
darauf achten soll, dass ein möglichst homogener Baum entsteht, der den Raum möglichst gut abdeckt
und sich wiederholt. Ein solches Werkzeug wurde im Rahmen dieser Arbeit erstellt (Abb. 5.5).
(Abb. 5.5): State Lattice Editor. Hier typische Primitiven: Gerade, 90 ◦ -Kurve und Wendeklothoide.