Jonas Schiller M.Sc.

Aufgabenbereich

Trajektorienplanung für das automatisierte Fahren

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Die Forschung im Gebiet des hochautomatisierten Fahrens ist weltweit aktiver denn je. Durch den rasanten Fortschritt von Soft- und Hardware eröffnen sich stetig neue Möglichkeiten, die komplexen Probleme zu bewältigen, die eine hochautomatisierte Fahrt hervorbringt.

Viele Ansätze verfolgen dabei ein modulares Konzept, bei dem verschiedene Aufgaben von unterschiedlichen Systemen gelöst werden. Die verschiedene Module wie Sensorik, Umfelderfassung, Taktik- und Trajektorienplanung, Fahrzeugführung und Fahrdynamikregelgung, sowie Sicherheitssysteme basieren dabei oft auf unterschiedlichen Technologien und Methoden, um eine optimale Performance in allen Bereichen zu ermöglichen. Wo in der Umfelderfassung und Manöverplanung zunehmend künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen zum Einsatz kommt, um unbekannte Situationen lösen zu können, finden sich in der Trajektorienplanung und Regelung oft bewährte Ansätze aus der Robotik, der Optimierung und der klassischen Regelungstechnik, die mithilfe von Modellwissen sehr robuste, zuverlässige und deterministische Lösungen ermöglichen.

In meiner Forschung beschäftige ich mit im Speziellen mit der modellbasierten Trajektorienplanung mit dynamischen Umfeldobjekten im fahrdynamischen Grenzbereich. Ein konkreter Anwendungsfall ist das Notmanöver zur Kollisionsvermeidung, wenn reines Bremsen auf gerader Strecke nicht zielführend ist.

Mein Konzept basiert dabei auf der Dissertation von Herrn Gundlach, der in Kooperation mit der VW-Konzernforschung eine Trajektorienplanung für den fahrdynamischen Grenzbereich entwickelt hat. Dieser Ansatz auf Basis eines Optimalsteuerungsproblems hat sich bereits in Testfahrzeugen bewährt und wird von uns in verschiedene Richtungen weiterentwickelt. Wo sich mein Kollege Herr Steinke mit der Planung komfortabler Trajektorien und Kinetosevermeidung befasst, stehen in meiner Forschung dynamische – also zeitveränderliche – Umfeldobjekte im Vordergrund.

Konkrete Inhalte der Forschung sind unter Anderem

  • Integration zeitabhängiger Umfeldobjekte in die wegbasierte Problembeschreibung
  • Gewährleistung der Lösbarkeit des Problems unter allen Umständen
  • Optimierung der Recheneffizienz für den Einsatz im Fahrzeug
  • Verzahnung mit angrenzende Komponenten wie Manöverplanung und Regelung
Titel Typ Status
Verhaltensplanung für das automatisierte Fahren in strukturierten Umgebungen Masterarbeit in Bearbeitung
Kollisionsfreie Pfadplanung für autonome Flugobjekte mittels Graphensuche Bachelorarbeit in Bearbeitung
Global Optimal Trajektory Planning for Automated Driving in Time Varying Environments Masterarbeit abgeschlossen 05/2021
Berechnung fahrbarer Anhaltetrajektorien im automatisierten Straßenverkehr (wird in neuem Tab geöffnet) Projektseminar abgeschlossen 4/2021
Satellitentracking mittels
Extremwertregelung
Bachelorarbeit abgeschlossen 3/2021
Automatisiertes Parken in begrenzten Umgebungen – Implementierung von Parkfunktionen auf dem IAT/ES Versuchsfahrzeug (wird in neuem Tab geöffnet) Projektseminar abgeschlossen 10/2020
Extremum Seeking – Methodik, Stabilität und Anwendungen Proseminar abgeschlossen 6/2020
Planung sicherer Anhaltetrajektorien mittels Optimalsteuerung Studienarbeit abgeschlossen 1/2020
Modellierung der durch die Streckentopologie angeregten vertikalen Fahrzeugdynamik Proseminar abgeschlossen 1/2020
Lageregelung eines Erdbeobachtungssatelliten Bachelorarbeit abgeschlossen 3/2020
Effiziente Kollisionserkennung prädizierter Trajektorien Bachelorarbeit abgeschlossen 3/2020
Modellprädiktive Regelung für das automatisierte Parken in begrenzten Umgebungen (wird in neuem Tab geöffnet) Forschungsseminar abgeschlossen 8/2019
Modellprädiktive Regelung zur sicheren Folgefahrt (wird in neuem Tab geöffnet) Forschungsseminar abgeschlossen 8/2019
Abstands- und Überlappungsberechnung von Polytopen Proseminar abgeschlossen 8/2019
Lageregelung und Stabilisierung von Orbitern Proseminar abgeschlossen 9/2019
Positionierung und Stabilisierung mit Reaktionsrad-Aktorik (wird in neuem Tab geöffnet) Bachelorarbeit abgeschlossen 10/2019
Malen nach Zahlen mit dem X-Y-Plotter (wird in neuem Tab geöffnet) Projektseminar abgeschlossen 9/2019
Kollisionsüberprüfung geplanter Trajektorien unter Berücksichtigung polygonaler Objektgeometrien (wird in neuem Tab geöffnet) Bachelorarbeit abgeschlossen 5/2019
Entwicklung eines Endeffektors für einen X-Y-Plotter (wird in neuem Tab geöffnet) Projektseminar abgeschlossen 2/2019