Entwicklung einer Level-4-Funktion für das autonome Fahren

Das autonome Fahren gemäß SAE-Level 4 und 5 ist geprägt von technischen Herausforderungen, die aus einer Vielzahl zu beherrschender Anwendungsfälle, Fahrmanöver und Szenarien resultieren. Die vorliegende Dissertation erarbeitet daher im Rahmen der funktionalen Entwicklung ganzheitliche Lösungen, die einen universellen und skalierbaren Einsatz autonomer Fahrsysteme ermöglichen sollen. Der Fokus der Untersuchung liegt auf den Funktionsmodulen Eigenlokalisierung, Entscheidungsfindung, Trajektorienplanung und Querregelung. Für diese Module werden Herausforderungen und Anforderungen identifiziert, auf deren Basis vier Forschungsfragen abgeleitet werden. Unter Berücksichtigung repräsentativer SAE-Level-4-Anwendungsfälle wird eine Funktionsarchitektur samt zugehöriger Module konzipiert, implementiert und auf einem Realversuchsträger integriert. Die Realversuche umfassen die Anwendungsfälle Shuttle-Personentransport, automatisiertes Valet-Parken in Parkhäusern und im öffentlichen Straßenverkehr sowie das Valet-Fahren in der Produktion. Abschließend werden die entwickelten Lösungen in einer Potentialanalyse sowohl auf Modul- als auch auf Gesamtsystemebene unter Berücksichtigung einschlägiger Normen und Regelungen bewertet. Im Kontext der Eigenlokalisierung wurden drei Konzepte auf Basis serientypischer Umfeldsensorik evaluiert. Unabhängig von der gewählten Methode wurden die Anforderungen in nahezu allen Testfällen erfüllt. Für das Modul Querregelung konnte die flexible Einsetzbarkeit in vielseitigen Fahrmanövern anhand diverser Präzisions- und Komfortkriterien nachgewiesen werden. Die Bewertung der Module Entscheidungsfindung und Trajektorienplanung erfolgte u.a. durch Testfälle gemäß ISO 23374-1. Die Übertragbarkeit und Skalierbarkeit konnten erfolgreich nachgewiesen werden.