Zukünftige Fahrerassistenzsysteme mit hohem Automatisierungsgrad benötigen neben der Erfassung der Objekte im Fahrzeug-Umfeld auch die maschinelle Wahrnehmung des Freiraums, der als befahrbarer Bereich zu verstehen ist. Diese Freiraum-Information kann von Systemen mit automatischer Querführung z.B. in Engstellen oder von Sicherheitssystemen, die ein automatisches Ausweichen durchführen, genutzt werden. Die Schwierigkeit in der Freiraumerfassung liegt daran. dass der Freiraum nicht direkt von den Umfeld-Sensoren gemessen wird. Es handelt sich hierbei um eine Größe, die indirekt aus den Messungen eines aktiven Sensors oder aus den Grauwertinformationen einer Kamera abgeleitet wird. Vorgestellt wird ein neuer Ansatz zur Freiraum-Modellierung und -Verfolgung. Die Grundidee dieses Ansatzes besteht in der Beschreibung des Freiraums als die Menge einzelner Freiraumelemente. Diese werden als Objekte der Klasse Freiraum interpretiert, sodass jedes Freiraumelement kompakt durch einzelne Zustandsgrößen beschrieben werden kann. Hierfür werden, analog zu den Hindernis-Objekten, Form- und Dynamikmodelle benötigt. um die Zustände der Freiraumelemente rekursiv schätzen zu können. Beim Freiraummodell hängt die zeitliche Entwicklung von der Bewegung des Eigenfahrzeugs und der Bewegung der anderen Verkehrsteilnehmer ab, die den Freiraum begrenzen. Eine Prädiktion des Freiraumes aufgrund der Bewegung des Eigenfahrzeugs und der anderen Verkehrsteilnehmer erfolgt vor dem Korrektur-Schritt mittels eines Dynamik-Modells. Aus den Sensordaten werden Freiraum-Messungen extrahiert und in das Schätzfilter eingespeist. Ein wichtiger Schritt in der Freiraunverfolgung besteht in der Festlegung eines Formmodells für den Freiraum. Die Form des Freiraums kann auf unterschiedliche Arten angenähert werden. Eine interessante Lösung stellt eine Modellierung über mehrere Intervalle oder Rechtecke dar, deren Anzahl. Breiten und Gesamthöhe variabel sind. Sie ermöglicht eine effiziente Implementierung der Verfolgungsalgorithmen und bietet bei entsprechend großer Anzahl von Intervallen trotzdem eine ausreichend hohe Genauigkeit. Verfolgt wird ein Ansatz, der auf äquidistanten Intervallen in der Längsrichtung basiert. Die hierzu notwendigen Methoden für die Beobachtung der Freiraumintervalle aus den Daten eines Laserscanners werden beschrieben.
Modellbasierte Freiraumverfolgung für Fahrerassistenzsysteme
2012
9 Seiten, 6 Bilder, 2 Tabellen, 10 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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