Road lane trajectory estimation using yaw rate gyroscopes for intelligent vehicle control

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Road lane trajectory estimation using yaw rate gyroscopes for intelligent vehicle control

Barber, P.A. / King, P. / Richardson, M.

Das Verhalten von mit automatischen Lenksystemen ausgestatteten Fahrzeugen wird durch die genaue Abschätzung des Verlaufs des vorausliegenden Straßenabschnitts erheblich verbessert. Auf der Grundlage dieser Infornmationen kann beispielsweise entschieden werden, ob ein durch einen vorausschauenden Sensor erkanntes Hindernis sich auf dem Fahrzeugweg befindet oder auf einer benachbarten Fahrbahn. Ein Verfahren, eine solche Abschätzung zu bewerkstelligen, ist die Kombination der Ergebnisse einer Messung der Fahrzeugbewegungen mit grundsätzlichen Vermutungen über die Natur der Fahrstraße. Ein auf diesem Prinzip basierendes adaptives Fahrzeugsteuerungssystem ist von der Firma Jaguar Cars auf dem PROMETHEUS Board Members Meeting 1994 vorgestellt worden und wird in diesem Beitrag beschrieben. Nach einigen einleitenden Bemerkungen zu den Möglichkeiten und Problemen der automatischen Fahrzeuglenkung wird auf die Messung der Fahrzeugbewegung eingegangen und dann ausführlich das für die Vorhersage des Fahrwegverlaufs (Fahrweg-Trajektorie) benutzte stochastische Modell erläutert. Die Betrachtungen beziehen sich sowohl auf eine normale Fernstraße als auch auf einen Autobahnverteiler. Eine spektrale Analyse der Daten der Fahrzeugbewegungen wird vorgenommen und die optimale Filterung der Daten sowie deren Einfluß auf die Trajektorien-Schätzung behandelt. Das vorgestellte System weist erhebliche Vorteile gegenüber solchen Systemen auf, die keinen Gebrauch von Informationen über die Lenkung machen, um den interessierenden Erfassungsbereich eines Hindernisdetektors festzulegen. Der Beitrag untersucht die praktische Eignung der vorgeschlagenen Methodik durch Modellierung der Natur der Straßenkurven sowie der Störquellen, welche die Signale der Fahrzeugbewegung beeinflussen, und durch geeignete Filtertechniken den Fahrwegverlauf abzuschätzen und vorherzusagen.