OSE - Dynamische Hindernisse
Autor: Stefan Arndt, Marius Köhler
Einleitung
Im Rahmen des Studiengangschwerpunkts System Design Engnineering (kurz SDE) des Studiengangsmechatronik, befassen sich die Studierenden in einem zweisemestrigen Praktikum mit dem Entwurf und der Realisierung eines autonomen Fahrzeugs. Die Anforderungen an dieses Fahrzeugs sind angelehnt an das Regelwerk des CaroloCup und können im Lastenheft eingesehen werden. Im ersten Semester dieses Praktikums werden Algorithmen und Konzepte in Simulation umgesetzt und erprobt. Im folgenden Artikel wird die Einbindung dynamischer Hindernisse in die Simulation durch das Teilteam Arndt/Köhler des SDE-Teams 2020/21 dokumentiert.
Anforderungen
Das Lastenheft beschreibt folgende Anforderung an die Verteilung, Geschwindigkeit und Geometrie der dynamischen Hindernisse.
Daraus ergerben sich folgende Pflichten.
Einstellungsmöglichkeiten
Für die Hindernisse wurde eine neue Parameterdatei mit dem Namen "param_OSE_offline.m" erstellt. Die Parameter werden im Folgenden erklärt.
| Parameter | Werte | Erklärung |
|---|---|---|
| PAR_OSE_Mode_DynObj_bit | 0 oder 1 | Objekte sind statisch (0) oder dynamisch (1) |
| zufall | 0 oder 1 | Objekte werden immer gleich (0) oder zufällig (1) platziert |
| nMaxObjekte | 1 bis 10 | Anzahl der Objekte |
| auswahlFahrbahn | 1, 2 oder 3 | Platziere Objekte auf Fahrbahn in Fahrtrichtung (1), Gegenfahrbahn (2) oder beides (3) |
| geschwindigkeit | 0 bis 0.6 |
Konzept und aktueller Stand
Der aktueller Ansatz verwendet zurzeit die Objektliste, die durch das Programm "Objekte mit Dynamik" geladen wird. Die Position der Objekte wird entlang der Fahrspur verschoben, die als Array von Punkten hinterlegt und als "PAR_SenKam_BahnZ_f64" bezeichnet ist. Derzeit werden sechs Objekte zufälliger Startposition erzeugt.
Die Fahrbahn für jedes Objekt wird zufällig im Vorlauf gesetzt und bestimmt entsprechend die Bewegungsrichtung der Objekte. Fahrbahn1 und Fahrbahn2 sind die Kurvendaten, die dem jeweiligen Objekt als Fahrtstrecke dienen. Die Ausgabe ist die bearbeitete Objektliste und wird vom Lidar-Block weiterverarbeitet.
Zusammenfassung
Es ist gelungen auf Basis des Bestehenden eine Dynamisierung der Hindernisse auf der Fahrbahn zu erwirken. Dabei geht diese über die notwendigen Anforderungen heraus, indem auch ein Aufkommen von Gegenverkehr realisiert wurde. Damit ist eine Grundlage geschaffen, auf welcher Hindernisumfahrungen und Vorfahrtssituationen an Kreuzungen in Simulation entwickelt und getestet werden können.
Eine Steigerung dessen ließe sich noch auf zwei Wegen erreichen:
- Eine Zuweisung unterschiedlicher Geschwindigkeiten zu den verschiedenen Hindernissen bzw. Objekten.
- Eine Optimierung der LiDAR-Simulation bzgl. ihrer Realitätsnähe, zur ebenso realitätsnäheren Entwicklung und Erprobung von Hinderniss-Detektions-Algorithmen.
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