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Bahnplanungsframework für ein autonomes Fahrzeug - oops ...

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84 Reeds Shepp<br />

7.1 REEDS SHEPP<br />

Dieser Algorithmus ist nicht der gleiche Algorithmus, wie er im Paper (Reeds & Shepp 1990 [32])<br />

vorgestellt wird, sondern es wird das geometrische Konstrukt aus Motion Primitiven aufgebaut, anhand<br />

von dem mit A* und Kollisionserkennung der kürzeste Weg berechnet wird. Liegt <strong>ein</strong> großes<br />

Hindernis zwischen Start und Ziel, wird k<strong>ein</strong> Pfand umhergeplant, sondern der Algorithmus liefert,<br />

dass k<strong>ein</strong> Pfad gefunden wurde.<br />

Die Grundidee von diesem Algorithmus ist, dass <strong>ein</strong> <strong>Fahrzeug</strong> mit vollem Lenk<strong>ein</strong>schlag in die<br />

<strong>ein</strong>e oder andere Richtung je <strong>ein</strong>en Kreis mit minimalem Radius r min beschreiben kann. Aus diesem<br />

Grund werden sowohl an die Start-, als auch an die Endkonfiguration je zwei Kreise angehängt.<br />

Nun kann zwischen diesen Kreisen auf <strong>ein</strong>er Tangentenbahn gewechselt werden. Dabei muss die<br />

Fahrtrichtung der Kreisbahn beachtet werden. Zwei Kreisbahnen, die in die gleiche Richtung befahren<br />

werden, werden über Aussentangenten verbunden (Abb. 7.2 a). Zwei entgegengesetzte Kreise werden<br />

über Innentangenten verbunden (Abb. 7.2 b). Der Grund da<strong>für</strong> ist, dass man nach dem Wechsel der<br />

Kreise auf dieser Kreisbahn fahren kann, aber k<strong>ein</strong>e Wende machen kann und somit das Anfahren der<br />

richtigen Endkonfiguration nicht mehr gewährleistet ist.<br />

(a) Aussentangenten<br />

(b) Innentangenten<br />

(Abb. 7.2): Verbindung der Kreisbahnen mit Tangenten.<br />

ERREICHBARKEITSBAUM<br />

Von den errechneten Tangenten kann je <strong>ein</strong>e <strong>für</strong> die Vorwärtsfahrt benutzt werden. Die Fahrtrichtung<br />

der Geraden ist auch unabhängig der Fahrtrichtung der Kreisbahnen fest definiert. Da jeder der<br />

Startkreise mit den beiden Endkreisen auf je zwei Bahnen erreichbar ist, gibt es <strong>für</strong> Vorwärtspfade<br />

der Kreisbahnen insgesamt nur 8 Möglichkeiten. Zieht man in Betracht, dass nach dem Erreichen<br />

der Endkreise, diese sowohl vorwärts als auch rückwärts befahren werden können, so verdoppelt sich<br />

die Anzahl auf 16 Möglichkeiten. Das selbe gilt <strong>für</strong> die Startkreise, somit gilt <strong>für</strong> die Größe des<br />

Erreichbarkeitsbaum 32 mögliche Pfade der Tiefe 3, dieser ist aus insgesamt 16 Motion Primitiven<br />

aufgebaut.

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