Riccati-Trajektorienoptimierung für den aktiven Fußgängerschutz
-
Moritz Werling
Dr.-Ing. Moritz Werling arbeitet bei der BMW Group Forschung und Technik und ist dort Projektleiter für Fahrerassistenzfunktionen mit aktiven Lenk- und Bremseingriffen.
BMW Group Forschung und Technik, Hanauer Str. 46, 80992 München
,
Benjamin Gutjahr
Dipl.-Ing. Benjamin Gutjahr arbeitet als Doktorand bei der BMW Group Forschung und Technik und beschäftigt sich dort im Bereich Fahrerassistenz mit aktiven Lenk- und Bremseingriffen.
BMW Group Forschung und Technik, Hanauer Str. 46, 80992 München
Dipl.-Ing. Stefan Galler war Student an der TU München und arbeitet nun für BMW Peugeot Citroën Electrification.
BMW Peugeot Citroën Electrification, Taunusstraße 41, 80807 München
Dr.-Ing. Lutz Gröll ist Projektleiter am Institut für Angewandte Informatik (IAI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Zu seinen Hauptarbeitsgebieten gehören die Modellierung verfahrenstechnischer Anlagen, die Parameteridentifikation sowie die Regelungstheorie.
Institut für Angewandte Informatik, KIT-Campus Nord, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Zusammenfassung
In vielen kritischen Verkehrssituationen kann eine Kollision nicht durch alleiniges Bremsen vermieden werden. Insbesondere bei plötzlich den Fahrkorridor betretenden Fußgängern reicht der Bremsweg häufig nicht aus, um rechtzeitig zum Stehen zu kommen. Aus diesem Grund wird ein Trajektorienoptimierungsalgorithmus als wichtiger Teil einer automatischen Ausweichassistenz vorgeschlagen, welcher auf der Optimalsteuerungstheorie basiert. Mittels einer geeignet gewählten Zustands- und Zeittransformation wird die Suche nach einer passenden Ausweichtrajektorie als ein linear-quadratisches Optimierungsproblem formuliert. Dessen Lösung kann entsprechend der Vorgehensweise der Riccati-Zustandsregelung für endliche Optimierungshorizonte äußerst effizient berechnet werden, was eine Implementierung auf Automobil-Seriensteuergeräten mit Zykluszeiten im Millisekundenbereich ermöglicht. Der Funktionsnachweis erfolgt anhand eines im Realversuch nachgestellten Fußgängerszenarios.
Abstract
In many critical traffic situations sole breaking cannot avoid a collision. Especially when pedestrians suddenly enter the driving corridor, the stopping distance is often too long, so that the vehicle cannot come to a full stop fast enough. We therefore propose an optimal control theory based trajectory optimization algorithm as an important component of an anti-collision-avoidance system. By means of a suitable state and time transformation, planning the avoidance trajectory can be formulated as a linear-quadratic optimization problem. According to the theory of Riccati state control design for finite optimization horizons its solution can be computed very efficiently. This renders possible the implementation on automotive control units with cycle times in the range of milliseconds. The proposed algorithm is validated in a pedestrian setup by means of a test vehicle.
Über die Autoren
Dr.-Ing. Moritz Werling arbeitet bei der BMW Group Forschung und Technik und ist dort Projektleiter für Fahrerassistenzfunktionen mit aktiven Lenk- und Bremseingriffen.
BMW Group Forschung und Technik, Hanauer Str. 46, 80992 München
Dipl.-Ing. Benjamin Gutjahr arbeitet als Doktorand bei der BMW Group Forschung und Technik und beschäftigt sich dort im Bereich Fahrerassistenz mit aktiven Lenk- und Bremseingriffen.
BMW Group Forschung und Technik, Hanauer Str. 46, 80992 München
Dipl.-Ing. Stefan Galler war Student an der TU München und arbeitet nun für BMW Peugeot Citroën Electrification.
BMW Peugeot Citroën Electrification, Taunusstraße 41, 80807 München
Dr.-Ing. Lutz Gröll ist Projektleiter am Institut für Angewandte Informatik (IAI) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Zu seinen Hauptarbeitsgebieten gehören die Modellierung verfahrenstechnischer Anlagen, die Parameteridentifikation sowie die Regelungstheorie.
Institut für Angewandte Informatik, KIT-Campus Nord, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Editorial
- Automated Driving
- Methoden
- Autonomous driving – a top-down-approach
- Anwendungen
- Einführungsstrategie des Automatischen Fahrens
- Bosch's approach toward automated driving
- Automated driving, technical approach with motion control architecture
- Riccati-Trajektorienoptimierung für den aktiven Fußgängerschutz
- Behavioral strategies of automated vehicles in critical right of way situations on intersections
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Editorial
- Automated Driving
- Methoden
- Autonomous driving – a top-down-approach
- Anwendungen
- Einführungsstrategie des Automatischen Fahrens
- Bosch's approach toward automated driving
- Automated driving, technical approach with motion control architecture
- Riccati-Trajektorienoptimierung für den aktiven Fußgängerschutz
- Behavioral strategies of automated vehicles in critical right of way situations on intersections
