Die Entwicklung von Parkassistenzsystemen, die den Einparkvorgang vollständig oder teilweise übernehmen, wird von den Automobilherstellern mit Hochdruck vorangetrieben. Neben der Sensorik stellt die Planung einer geeigneten kollisionsfreien Bahn, die das Fahrzeug unter Berücksichtigung aller kinematischen Beschränkungen in die gewünschte Position innerhalb der Parklücke überführt, eine der größten Herausforderungen bei diesem Vorhaben dar. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie ein systematisches zweistufiges Verfahren aus der Robotik zur Bahnplanung herangezogen werden kann. Die Methode ist modellbasiert und kann durch Anpassung weniger geometrischer bzw. dynamischer Fahrzeugparameter auf unterschiedliche Fahrzeugtypen übertragen werden. Die in diesem Beitrag betrachtete Problemstellung lässt sich wie folgt spezifizieren: Gesucht ist eine Bahn (im Weiteren als Trajektorie bezeichnet), die ein Fahrzeug von einem Ausgangspunkt zu einem gewünschten Zielpunkt in der Parklücke überführt und dabei die folgenden Eigenschaften besitzt: a) Beim Abfahren der Trajektorie tritt keine Kollision mit einem Hindernis auf. b) Das Fahrzeug kann der Trajektorie mit einer beliebigen Geschwindigkeit folgen, solange diese unterhalb einer festgesetzten Maximalgeschwindigkeit bleibt. c) Die Trajektorie enthält möglichst wenige Fahrtrichtungswechsel (d.h. nur wenige Fahrmanöver und damit Schaltvorgänge sind notwendig). d) Die Trajektorie ist kurz (d.h. die Dauer des resultierenden Einparkvorgangs ist klein). Diese Forderungen lassen sich grob in zwei Gruppen gliedern: die mathematisch exakt formulierbaren Eigenschaften a) und b) sowie die qualitativen Anforderungen c) und d). Eine zweistufige Vorgehensweise zur Trajektorienplanung kann direkt anhand der fundamentalen Forderungen a) und b) motiviert werden. Die Grundidee besteht darin, diese nicht gleichzeitig zu erfüllen, sondern sie nacheinander zu befriedigen, d.h. das komplexe Gesamtproblem wird in zwei deutlich einfacher zu lösende Teilprobleme aufgespaltet: Schritt 1: Abstandsoptimierte kollisionsfreie Pfadplanung und Schritt 2: Trajektoriengenerierung. Das Verfahren wurde in MATLAB implementiert und in der Simulation getestet.
In this contribution a two-step algorithm generating a trajectory for an autonomous parking manoeuvre is presented. First, a collision-free curve between a given start and a desired goal position within the parking space is planned ignoring the kinematic restrictions on the movement of the car. Second, the collision-free curve is converted into a feasible collision-free trajectory, which can be exactly followed by the car.
Zweistufige Trajektorienplanung für das automatische Einparken
Two-step trajectory generation for automatic parking
2006
10 Seiten, 6 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Zweistufige Trajektorienplanung fur das automatische Einparken
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