Kombinierte Längs- und Quertrajektorienplanung für automatisierte Fahrstreifenwechsel

Diese Arbeit beschreibt ein System, welches automatisiert Fahrstreifenwechsel auf der Autobahn durchführt. Aufgrund der Zeitabhängigkeit der Umfeldfahrzeuge ist es notwendig, anstatt einer Bahn y(x) eine Trajektorie (x(t), y(t)) zu planen. Zur Führung des Fahrzeugs besteht das System aus einer Trajektorienplanung und einer unterlagerten Regelung.

Zur Trajektorienplanung wurden zwei unterschiedliche Methoden entwickelt. Bei beiden Planungsmethoden ist die Trajektorie Ergebnis eines nichtlinearen Optimierungsproblems. Beide Planungen berücksichtigen durch ihre Gütefunktion die beschränkte Fahrzeugdynamik sowie weitere Komfortgrenzen. Zusätzlich berücksichtigen sie die Kollisionsfreiheit der Trajektorie und den Einfluss auf den rückwärtigen Verkehr.

Beide Trajektorienplanungen wurden in einem Versuchsfahrzeug implementiert und intensiv getestet.Das System wurde sowohl auf einem geschlossenen Versuchsgelände als auch im realen Straßenverkehr erprobt. Beide Trajektorienplanungen ermöglichen komfortable und sichere Fahrstreifenwechsel auch in dichtem Verkehr auf der Autobahn. Eine Abschätzung der Rechenzeit hat ergeben, dass beide Planungsmethoden in Echtzeit auf einem herkömmlichen Steuergerät ausführbar sind.