In der Vergangenheit wurden Fahrerassistenzsysteme und die notwendigen Sensoren oft als Paket entwickelt. Dies führte dazu, dass bei der Ausrüstung eines Fahrzeugs mit mehreren Systemen keine Synergien zwischen den Sensorsystemen genutzt werden konnten. Denkbar wäre hier beispielsweise, dass ein Notbremsassistent die Kamera einer Fahrstreifenwahrnehmung nutzt, um seine Daten zu verifizieren, ohne dass eine weitere Kamera ins Fahrzeug eingerüstet werden muss. Diese Zentrierung des Informationsflusses, und so die Nutzung eines Sensors durch mehrere Assistenzfunktionen, kann mithilfe eines zentralen Umfeldwahrnehmungssystems geschehen. Es wird mit allen im Fahrzeug verbauten Sensoren verbunden und stellt anschließend allen Assistenzsystemen im Fahrzeug die aufbereiteten und miteinander fusionierten Daten zur Verfügung Die vorliegende Arbeit unterteilt sich in zwei Abschnitte. Zunächst wird eine Softwarearchitektur zur Umfeldwahrnehmung im Automobil vorgestellt. Anschließend wird diese für ein konkretes Projekt umgesetzt. Die Softwarearchitektur teilt sich in drei Ebenen auf. Die Sensorebene (Sensor Specific Layer) beschreibt die Dekodierung von sensorspezifischen Protokollen und die Konvertierung in eine einheitliche Containerdatenstruktur. Darauf aufbauend schließt sich die Fusionsebene an (Sensor Data Fusion Layer). Als Sukzessor der Sensorebene konsumiert sie die Containerdatenstruktur und verarbeitet sie in einer gitter- bzw. objekthypothesenbasierten Sensordatenfusion. Als dritte Ebene wird die Applikationsebene eingeführt (Application Layer). Sie dient als Datensenke für die Fusionsebene und enthält die verarbeitenden Assistenzsysteme.Die konkrete Softwarearchitektur teilt sich in drei Softwarepakete auf: Auf die einzelnen Pakete wird in der Arbeit detailliert eingegangen. Jedes Paket wird aus der Baustein- sowie der Laufzeitsicht betrachtet. Zur Anwendung kam die Architektur im Projekt Stadtpilot. Dieses hat sich zum Ziel gesetzt, mit dem Versuchsträger Leonie, der mit Radar- und Lasersensoren, einer Trägheitsplattform, einem Datenverarbeitungssystem sowie einer elektronischen Ansteuerung der Fahrzeugaktorik ausgerüstet wurde, den Braunschweiger Stadtkern automatisch zu umrunden. Dazu ist ein Umfeldwahrnehmungssystem notwendig. Zum Einsatz kommt sowohl eine objekthypothesen- als auch eine gitterbasierte Sensordatenfusion.

    In the past, driver assistance systems and their necessary sensors are developed together as a sole integrated packet. As a result, the usage of synergies between sensors is practically not possible. This consequently leads to further complication like the non-ability to employ an emergency breaking system that uses the camera of a lane detection system to verify its targets without the need to install a second camera in the vehicle. Having the information centrally available would render the usage of one sensor by several driver assistance systems possible. Briefly, the idea behind this is to develop a central perception system that is connected to every sensor to make the fused and aligned data available to other driver assistance systems. To ensure a effective driver assistance system development, the majority of the previously developed systems should be reused. In addition, sensors from previous projects should be integrated into new systems without a great effort. In this context, it is worthwhile to mention that the characteristics of a new system are defined by the requirements of the particular assistance functions. In this PhD thesis, a software architecture for defining environmental perception systems is described. The software architecture is divided into three layers. The sensor layer describes the decoding of sensor specific protocols and the conversion of sensor data into a common container structure. The next layer is the fusion layer that, as a successor to the sensor layer, consumes the container data structure. Afterward, this data is processed in a grid-based or in a object hypotheses-based sensor data fusion. As a third layer, the application layer is introduced. This layer works as a data sink for the fusion layer and contains the driver assistance systems. For efficiency reasons, there are different architectures for the grid-based and the object hypotheses-based sensor data fusions within the fusion layer. Both architectures can be reduced to the domain's architecture. Within the scope of each architecture individually, the processing algorithms and interfaces are defined independently and clearly. As a natural result, this allows the reuse of algorithms and components in other projects and, therefore, reduces the developmental time and cost. Next, the realization of the above-described architecture is addressed. The architecture is realized within the project "Stadtpilot". The Stadtpilot-project is dedicated to semiautonomous driving in urban environment. The project's goal is to drive automatically on the inner-city ring of the city Braunschweig among public traffic. To accomplish this task, the test vehicle is equipped with radar and laser sensors, an inertial measurement unit, a computer system as well as a electronic vehicle control system. The processing of the vehicle's environmental perception systems consists of a grid-based as well as a object hypotheses-based sensor data fusion system. These fusion systems are used simultaneously for different tasks.


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    Titel :

    Fusion von Umfeld wahrnehmenden Sensoren in städtischer Umgebung


    Weitere Titelangaben:

    A software architecture for defining environmental perception systems in urban environment for semiautonomous driving


    Beteiligte:
    Ohl, Sebastian (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2014


    Format / Umfang :

    226 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch