Wird ein die Fahrbahn kreuzender Fußgänger erst sehr spät detektiert, kann insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Kollision oft nur noch durch ein Ausweichmanöver verhindert werden. Aufgrund des hohen Verletzungsrisikos des Fußgängers ist es in solchen Fällen dennoch wichtig, durch Bremsen möglichst viel Fahrzeuggeschwindigkeit abzubauen. Hierdurch kommt die nichtlineare Kopplung der Fahrzeugquer- und -längsdynamik zum Tragen, welche bei der Planung eines automatischen Brems-Ausweich-Manöver berücksichtigt werden muss. Zusätzlich erschweren die beschränkte Aktordynamik und der verfügbare Verkehrsraum die Online-Trajektorienplanung. Durch eine zusätzliche automatische Fahrzeugausweichbewegung innerhalb der Fahrspur ließe sich in vielen Situationen eine Kollision vermeiden. Mit der hierzu notwendigen Planung einer kombinierten Brems-Ausweich-Trajektorie gehen mehrere Herausforderungen einher, und zwar die Berücksichtigung der prädizierten Fußgängerbewegung, die nichtlinearen Kopplungseffekte der Fahrzeuglängs- und -querdynamik sowie die Minimierung der durch das Ausweichmanöver hervorgerufenen Fahrerirritation. Auf Basis der NMPC (nonlinear model-predictive control) wurde eine Online-Planungsstrategie hergeleitet, welche den Besonderheiten der Anwendung Rechnung trägt. Diese beinhaltet die numerische Prädiktion eines einfachen, numerisch effizienten und dennoch hinreichend genauen Fahrzeugmodells, welches Beschleunigungs- und Lenkdynamikbeschränkungen unterliegt. Aufgrund der gewählten Zielfunktion wird ein optimaler Kompromiss zwischen dem Sicherheitsabstand zum Fußgänger und der Eingriffsstärke der Lenkung gefunden. Der Funktionsnachweis erfolgt simulativ anhand eines nichtlinearen Zweispurmodells mit längs-quer-gekoppelter Reifendynamik.
Kombinierte Brems-Ausweich-Assistenz mittels nichtlinearer modellprädiktiver Trajektorienplanung für den aktiven Fußgängerschutz
2012
10 Seiten, 4 Bilder, 12 Quellen
Conference paper
German
Untersuchung des Potenzials einer Brems-Ausweich-Assistenz
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