Koordinierung von Reifenkraften zur Vermeidung von Hindernissen mittels nichtlinearer modellprädiktiver Steuerung

Um sicher durch hochdynamische Szenarien zu navigieren, müssen automatisierte Fahrzeuge in der Lage sein, schnell auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren und die Abwägungen zwischen seitlichen und longitudinalen Kräften zu verstehen, wenn sie durch die Reibung zwischen Reifen und Straße limitiert sind. Wir präsentieren ein Design und eine experimentelle Validierung eines nichtlinearen modellprädiktiven Reglers, der in der Lage ist, mit diesen komplexen Situationen umzugehen. Durch die sorgfältige Auswahl des Fahrzeugmodells und die mathematische Kodierung des Fahrzeugs und der Hindernisse ermöglichen wir es dem Regler, schnell Eingaben zu berechnen, während ein genaues Modell der Fahrzeugbewegung und der Nähe zu Hindernissen aufrechterhalten wird. Experimentelle Ergebnisse eines Testfahrzeugs, das einen Notfall-Doppelspurwechsel durchführt, um zwei „pop-up“-Hindernisse zu vermeiden, demonstrieren die Fähigkeit des Reglers, seitliche und longitudinale Reifenkraften selbst in Notfallsituationen zu koordinieren, wenn die Reifen an ihren Reibungsgrenzen sind.