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Über dieses Buch

Für Herausforderungen des assistierten und automatischen Fahrens stellt Hendrik Oschlies eine virtuelle Applikation einer modellprädiktiven Regelung am Beispiel einer assistierten Fahrzeugquerführung vor. Sein Ziel ist die Minimierung des Applikationsaufwands dieser Querführung. Dazu erstellt der Autor Objektivnotenmodelle mit subjektiven und objektiven Daten, die er im Rahmen einer Probandenstudie erhoben hat. Er entwirft einen modellprädiktiven Regler für eine Querführung, dieser nutzt für die Prädiktion ein Zustandsraummodell auf Basis eines Einspurmodells. Für die virtuelle Applikation wird eine Optimierungsumgebung entworfen, welche als Zielfunktion die erstellten Objektivnotenmodelle nutzt. Zur Kompensation von Modellunsicherheiten und Nichtlinearitäten im Fahrzeug- und Reifenmodell adaptiert der Autor die Parameter durch Nutzung eines neuronalen Netzes.

Der Autor:

Hendrik Oschlies hat berufsbegleitend innerhalb der Fahrerassistenzentwicklung eines deutschen Automobilkonzerns promoviert. Aktuell ist er dort für kombinierte Längs- und Querführungsassistenzsysteme verantwortlich.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Die fortschrittlichen Assistenzsysteme und zunehmende Automation ermöglichen eine wesentliche Komfortsteigerung und können einen großen Anteil zur Erhöhung der Sicherheit leisten, weshalb sie sich immer größer werdender Kundenbeliebtheit erfreuen.
Hendrik Oschlies

Kapitel 2. Stand der Technik

Im Folgenden wird der Stand der Technik für die relevanten Themengebiete vorgestellt. Zu Beginn wird ein Überblick über die in Serienproduktion befindlichen Spurhaltesysteme verschiedener Hersteller gegeben. Da Fahrerassistenzsysteme immer höhere Einbauraten auch im Bereich der Kompaktklasse aufweisen und sich großer Beliebtheit bei den Kunden erfreuen, rücken diese auch zunehmend in das Interesse von Fachzeitschriften und des Gesetzgebers.
Hendrik Oschlies

Kapitel 3. Theoretische Grundlagen

In diesem Kapitel werden die notwendigen Grundlagen für diese Arbeit erläutert. Dazu gehören zum einen die Werkzeuge zur Objektivierung und zum anderen die regelungstechnischen Grundlagen für den Entwurf einer assistierten Querführung. Der Abschnitt 3.1 stellt einen besonders wichtigen Baustein für die Arbeit dar. In dem Kapitel wird die Methodik vorgestellt und ein Überblick über die verwendeten Verfahren der Objektivierungsmethodik gegeben.
Hendrik Oschlies

Kapitel 4. Konzeptbeschreibung

Die aktuelle Entwicklung und Applikation von Assistenzsystemen erfolgt hauptsächlich mit Hilfe von Realfahrversuchen. Vor dem Hintergrund, dass die Anzahl an Fahrzeugmodellen in den letzten Jahren stetig gestiegen ist und dieser Trend weiterhin anhält, bedeutet dies aufgrund einer Vielzahl an Parametern und unter der Annahme, dass für jedes Fahrzeugmodell eine eigene Applikation erforderlich ist, einen erheblichen Mehraufwand für die Entwicklung solcher Systeme [83]. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur virtuellen Applikation entworfen bei der der Kundenwunsch im Mittelpunkt der Tätigkeiten steht und bei dem der Applikationsaufwand reduziert wird.
Hendrik Oschlies

Kapitel 5. Untersuchung zum Nutzererleben bei einer assistierten Querführung

Wie bereits in Kapitel 4 erläutert, stellt die Basis für die virtuelle Applikation einer automatisierten Querführung die Erhebung der subjektiven und objektiven Daten dar. Im ersten Abschnitt dieses Kapitels wird daher die Messung der objektiven Daten vorgestellt. Dazu zählt eine Erläuterung des verwendeten Versuchsequipments, des eingesetzten Versuchsträgers, der Versuchsstrecke sowie der Erstellung der einzelnen Systemauslegungen.
Hendrik Oschlies

Kapitel 6. Analyse des bevorzugten assistierten Fahrstils

In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der durchgeführten Probandenstudie vorgestellt. Zum anderen werden objektive Parameter zur Beschreibung der fahrdynamischen Größen definiert. Mit den Ergebnissen der Probandenstudie und den objektiven Größen werden anschließend die Objektivnotenmodelle erstellt.
Hendrik Oschlies

Kapitel 7. Entwicklung einer assistierten Querführung

Im Folgenden wird das Konzept sowie dessen Umsetzung für eine assistierte Querführung beschrieben. Die assistierte Querführung wird mit einem modellprädikitven Regler umgesetzt, da dieser eine Streckenvorausschau ermöglicht. Außerdem können durch Vorgabe der Kostenfunktion große Spurabweichungen und maximale Querbeschleunigung minimiert und somit ein Fahrverhalten entsprechend der Kundenerwartungen erzeugt werden.
Hendrik Oschlies

Kapitel 8. Nutzung virtueller Methoden zur Funktionsentwicklung

In dem vorangegangenen Kapitel wurde die assistierte Querführung hinsichtlich verschiedener Bewertungskriterien von Probanden beurteilt. Anschließend wurde eine modellprädiktive Regelung für eine assistierte Querführung entworfen und mittels RCP-Verfahren im Versuchsträger umgesetzt. Auf der einen Seite stellt die mathematische Beschreibung und Umsetzung einen großen Teil der Arbeit dar, auf der anderen Seite ist die Applikation der Regelung ebenso bedeutsam.
Hendrik Oschlies

Kapitel 9. Diskussion der Ergebnisse

In diesem Kapitel werden die Ergebnisse diskutiert, die auf Basis der erstellten Methodik in Kapitel 4 erzielt wurden. Dazu werden mit der Optimierungs- und Simulationsumgebung die idealen Parameter ermittelt. Diese Parameter werden mit dem RCP-Verfahren im Versuchsträger getestet und Messdaten werden aufgenommen. Die Bewertung der einzelnen Varianten erfolgt durch die in Unterabschnitt 6.3.4 erstellten Objektivnotenmodelle.
Hendrik Oschlies

Kapitel 10. Zusammenfassung und Ausblick

Die wissenschaftliche Fragestellung für diese Arbeit war eine ganzheitliche Methodik zur virtuellen Applikation einer Querführungsassistenz zu entwickeln. Da im Bezug auf zukünftige Herausforderungen für das assistierte und automatische Fahren der Applikationsaufwand deutlich zunimmt, wurde in dieser Dissertation eine virtuelle Applikation einer modellprädiktiven Regelung am Beispiel einer assistierten Fahrzeugquerführung durchgeführt.
Hendrik Oschlies

Backmatter

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