Zusammenfassung
Das rückwärtige Manövrieren mit Anhänger stellt nicht nur unerfahrene Freizeit-Gespannfahrer vor eine große Herausforderung. Aus diesem Grund werden zwei Regler als Kern eines Fahrerassistenzsystems entwickelt, das den Fahrer durch automatische Lenkeingriffe gezielt entlastet.
Basierend auf den kinematischen Beziehungen von Fahrzeug und Einachsanhänger wird hierfür zunächst mittels exakter Ein-/Ausgangslinearisierung ein Regelungsgesetz hergeleitet, das eine vorgegebene Sollkurskrümmung des Anhängers automatisch umsetzt und stabilisiert. Hierdurch ist der Fahrer in der Lage, z. B. mittels Drehknopf, den Anhänger direkt zu lenken; ein irreversibles Einknicken wird automatisch verhindert.
Anschließend wird die Regelungsaufgabe dahingehend erweitert und gelöst, dass nunmehr das Assistenzsystem in einem zweiten Modus die gesamte Querführung entlang einer vorgegebenen Bahn übernimmt, was in Kombination mit einem Bahnplanungsalgorithmus z. B. ein automatisiertes Einparken ermöglicht.
Das Gesamtsystem ist prototypisch umgesetzt und wird im Realversuch evaluiert.
Abstract
Backing up a trailer can be a challenge, not only to inexperienced recreational drivers. We therefore develop two feedback controllers as the main components of a driver assistance system which supports the driver with steering inputs.
Based on the kinematics of the general one-trailer-system, we first derive an input/output-linearizing control law that asymptotically stabilizes a given curvature for the trailer. This enables the driver to directly steer the trailer, e.g. by means of a turning knob, such that the trailer will be automatically prevented from jackknifing.
The control task is then modified and solved so that the assistance system can also take over the complete stabilization of given paths. In combination with a path planning algorithm this enables, for instance, automated parallel parking.
The complete system is implemented on a rapid prototyping environment and evaluated in real-world scenarios.
Über die Autoren
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
Michael Heidingsfeld war Student am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und ist nun wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart.
Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, D-70569 Stuttgart
Philipp Reinisch arbeitet bei der BMW Group Forschung und Technik und ist dort Projektleiter für die Entwicklung und Integration von Fahrerassistenzfunktionen mit aktiven Fahreingriffen.
BMW Group Forschung und Technik, Hanauer Str. 46, 80992 München
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 und die Regelungstheorie.
Institut für Angewandte Informatik, KIT-Campus Nord, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
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