Core Concepts
Unser Ansatz zur lokalen Bahnplanung für autonomes Rennen auf komplexen 3D-Rennstrecken ermöglicht die Einhaltung der Rennlinie und eine bessere Ausnutzung des dynamischen Potenzials im Vergleich zu bestehenden Ansätzen. Durch die Online-Generierung der Rennlinie können Abweichungen von der Rennlinie effizient kompensiert werden.
Abstract
In diesem Beitrag wird ein neuer Ansatz zur lokalen Bahnplanung für autonomes Rennen auf dreidimensionalen Rennstrecken vorgestellt.
Der Kern des Ansatzes ist eine angepasste Trajektoriengenerierung, die es ermöglicht, die Rennlinie auch auf komplexen Rennstrecken genau nachzufahren. Dazu werden die Trajektorien relativ zur Rennlinie generiert, anstatt die üblichen jerk-optimalen Kurven zu verwenden. Dadurch können die Geometrie und Dynamik der Rennlinie besser abgebildet werden.
Zusätzlich wird der Einfluss der 3D-Effekte der Rennstrecke, wie Steigung und Querneigung, in die Bahnplanung integriert. Dafür werden erweiterte gg-Diagramme verwendet, die neben der Geschwindigkeit auch die vertikale Beschleunigung berücksichtigen.
Im Vergleich zu bestehenden Ansätzen, die eine offline berechnete Rennlinie verwenden, wird in diesem Beitrag auch eine Online-Generierung der Rennlinie untersucht. Dadurch können Abweichungen von der Rennlinie, z.B. durch Überholmanöver, besser kompensiert werden.
In Simulationsexperimenten auf einer ovalen und einer komplexen Rennstrecke konnte gezeigt werden, dass der vorgestellte Ansatz niedrigere Rundenzeiten und eine bessere Ausnutzung der dynamischen Grenzen ermöglicht.
Stats
Die Rundenzeit auf der Las Vegas Motor Speedway (LVMS) beträgt mit dem vorgestellten Ansatz 27,12 Sekunden.
Die Rundenzeit auf dem Mount Panorama Circuit in Bathurst (MPCB) beträgt mit dem vorgestellten Ansatz 125,96 Sekunden.
Quotes
"Unser Ansatz zur lokalen Bahnplanung für autonomes Rennen auf komplexen 3D-Rennstrecken ermöglicht die Einhaltung der Rennlinie und eine bessere Ausnutzung des dynamischen Potenzials im Vergleich zu bestehenden Ansätzen."
"Durch die Online-Generierung der Rennlinie können Abweichungen von der Rennlinie effizient kompensiert werden."