Entwurf, Simulation und Realisierung einer Steuerung für ein autonomes Fahrzeug

Modellfahrzeuge sind ideale Entwicklungsplattformen für mechatronische Anwendungen und prozessnahe Echtzeitbetriebssysteme. Ein vorliegendes Fahrzeug verfügt über optische und akustische Entfernungssensoren zur Umgebungserfassung, einem Kompassmodul zur Bestimmung der Fahrzeugorientierung sowie einen Rotationsencoder an der Antriebsachse. Als Kommunikationsstrecke dient eine drahtlose Verbindung mit einem PC. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf, der Simulation und der Realisierung einer Steuerung des autonomen Fahrzeuges von einer gegebenen Startposition auf möglichst direktem Weg zur dazu relativ vorgegebenen Zielposition unter Ausweichen von Hindernissen. Die Regelgröße ist die Fahrzeugposition, alle durch die Sensoren erfassten Zustandsgrößen stehen der Steuerung zur Verfügung. Die Stellgrößen sind die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeuglenkwinkel. Der reale Prozess wird über eine geeignete Hardware mit Matlab/Simulink verbunden. Eine speziell entwickelte Kopplung ermöglicht die Echtzeit-Simulation des Regelalgorithmus.