Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung für eine vollautomatisierte elektrische Fahrzeugplattform

Author: Jochen Kiebler

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Table of Contents

About this book

Jochen Kiebler zeigt die Entwicklung und Validierung einer Funktion zur Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung für eine vollautomatisierte, elektrische Fahrzeugplattform auf. Kernpunkt der implementierten Funktion ist die Verwendung der Inertialnavigation, der raddrehzahlbasierten Odometrie, der erdschwerefeldbasierten Orientierungsberechnung und der 5G-Lokalisierung, welche in einem Unscented Kalman-Filter fusioniert werden. Die Validierung der Funktion anhand realer Messdaten aus einer prototypischen, vollelektrischen Fahrzeugplattform ergänzt die theoretische Herleitung um einen praktischen Aspekt. Der Autor zeigt das Potenzial dieses Ansatzes für zukünftige vollautomatisierte Fahrzeuge.

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Seit Jahrhunderten stellt die Bestimmung der eigenen Position einen wichtigen Bestandteil der Mobilität von Menschen dar. Bereits die Seefahrer nutzten auf ihren Reisen Lokalisierungsmethoden, um ihren eigenen Standort zu ermitteln [56]. Die Positionsbestimmung basierte auf dem Log, der die zurückgelegte Wegstrecke definiert und einem Kompass, der den Kurs festlegt [75].

Jochen Kiebler

Kapitel 2. Projektumfeld U-Shift II

Zusammenfassung

Gemeinsam mit den Projektpartnern Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Universität Ulm (UULM) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeitet das Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) im Projekt U-Shift II an der Mobilität von morgen. Das Fahrzeugkonzept U-Shift hinterfragt dabei bestehende Mobilitätskonzepte und zeigt einen möglichen Weg zu einer modularen, nachhaltigen und zukunftsfähigen Mobilität.

Jochen Kiebler

Kapitel 3. Stand der Technik

Zusammenfassung

Im folgenden Kapitel werden die zum Verständnis der Arbeit notwendigen Grundlagen eingeführt. Zunächst wird auf die Sensordatenfusion eingegangen. Hierbei soll vor allem die Funktionsweise verschiedener Kalman-Filter als zentrale Elemente der Sensordatenfusion erklärt werden. Anschließend warden verschiedene Lokalisierungsverfahren vorgestellt und in die Kategorien relative, absolute und integrierte Lokalisierungsverfahren eingeteilt.

Jochen Kiebler

Kapitel 4. Entwurf und Implementierung

Zusammenfassung

Ein Blick in den Stand der Technik zeigt bereits, dass sich einige Verfahren zur Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung im Fahrzeug etabliert haben. Bei genauer Betrachtung der einzelnen Verfahren werden aber auch deren Schwachstellen sichtbar.

Jochen Kiebler

Kapitel 5. Validierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird der zuvor vorgestellte Algorithmus zur Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung validiert. Hierzu erfolgt zunächst eine Vorstellung des Erprobungsfahrzeugs und der verwendeten Messtechnik. Im Anschluss daran werden die durchgeführten Manöver und Versuchsrandbedingungen vorgestellt, bevor im dritten Abschnitt die Ergebnisse der einzelnen Submodelle und des Fusionsfilters dargestellt und interpretiert werden.

Jochen Kiebler

Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

Mit der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges System zur Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung vorgestellt. Die Grundlage stellt ein relatives Lokalisierungssystem bestehend aus einem Odometriemodell, einer Orientierungsberechnung und der Inertialnavigation dar. Um im Zielfahrzeug Anwendung finden zu können werden etablierte Vertreter dieser Subsysteme analysiert, deren Funktionalität erweitert und teils neu entwickelt.

Jochen Kiebler

Backmatter

Title: Lokalisierung und Fahrzustandsschätzung für eine vollautomatisierte elektrische Fahrzeugplattform
Author: Jochen Kiebler
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-45849-2
Print ISBN: 978-3-658-45848-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-45849-2