12. State Estimation of Vehicles

Im Kapitel "Zustandsermittlung von Fahrzeugen" wird die Bestimmung von Fahrzeugparametern wie Geschwindigkeit, Schlupfwinkel und Position anhand von Zustandsermittlungsmethoden mit kinematischen und dynamischen Fahrzeugmodellen vertieft. Er beginnt mit der Diskussion der grundlegenden Anforderung der Abschätzung der Fahrzeugposition für Fahrerassistenzsysteme und automatische Fahrsysteme und betont die Notwendigkeit von Berechnungen, die die übersetzenden und rotierenden Freiheitsgrade des Fahrzeugs mit einbeziehen. Anschließend werden verschiedene Methoden zur Positionseinschätzung untersucht und in externe und interne Methoden eingeteilt. Externe Methoden basieren auf Sensoren, die die Umgebung anzeigen, während interne Methoden integrierte Bewegungssensoren verwenden, um die gefahrene Strecke und Vektoren relativ zur Ausgangsposition zu bestimmen. Das Kapitel untersucht auch Trägheitsnavigation und Odometrie als interne Methoden zur Positionseinschätzung und hebt ihre Vor- und Nachteile hervor. Zusätzlich wird in diesem Kapitel die Schätzung der Bodengeschwindigkeit und des seitlichen Fahrzeugverhaltens diskutiert, wobei der Schwerpunkt auf den lateralen Zustandsgrößen wie dem seitlichen Schlupfwinkel und den Komponenten der Längs- und Quergeschwindigkeit liegt. Es bietet einen Überblick über verschiedene Schätzverfahren, die ein- und zweispurige Modelle verwenden, wobei der Einsatz von staatlichen Beobachtern und Kalman-Filtern für eine genaue Schätzung des Zustands im Vordergrund steht. Das Kapitel schließt mit einem Schwerpunkt auf der Schätzung des Schlupfwinkels bei speziellen Fahrmanövern und dem Einsatz von Kalman-Filtern zur Zustandseinschätzung bei nichtlinearen zweigleisigen Modellen. Experimentelle Ergebnisse werden präsentiert, um die vorgeschlagenen Methoden zu validieren und ihre Wirksamkeit in realen Fahrszenarien aufzuzeigen.