PALONA - Passive infrastrukturlose Fahrzeugselbstlokalisierung für die Navigation

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

In diesem Projekt werden die Möglichkeiten einer passiven infrastrukturlosen Fahrzeug-selbstlokalisierung für die Navigation erforscht. Diese ist eine wesentliche Voraussetzung für die vom Bedarfsträger genannte semi-autonome Konvoiführung. Bisher stützt sich autonome Fahrzeugnavigation fast immer auch auf Satellitennavigation und / oder aktive Sensoren (Radar, Lidar). Aus Tarnungsgründen ist der Verzicht auf emittierende Sensorik militärisch notwendig. Militärische Fahrten im Gelände verlangen die Fähigkeit, ohne Infrastruktur und ohne Verkehrsleitung navigieren zu können. Auch auf die Satellitennavigation (GNSS) ist zu verzichten, da diese aggressiv gestört werden kann (GNSS denied environment). Es verbleiben damit hauptsächlich die Kamera-basierte Lokalisierung, die Trägheitsnavigation und Fahrzeugsensordaten wie Odometrie und Lenkeinschlag. Es werden erstmals Methoden erforscht, mit welchen eine zuverlässige passive Lokalisierung relativ zu einer selbst generierten Referenzkarte möglich ist.
Die Ziele des Projekts sind es nun, unter den genannten Umständen die automatisierte Fahrzeugselbstlokalisierung zu erreichen. Dafür ist es zunächst notwendig, realistische Datensätze von Kameras, inertialer Messeinheit (IMU) und Fahrzeugsensorik (z.B. Odometrie) aufzuzeichnen und hochautomatisiertes Fahren nachzuempfinden. Dafür werden drive-by-wire Fähigkeiten der Testfahrzeuge implementiert, die bislang gesetzlich verboten sind. Damit wird eine teleoperierte Steuerung möglich und es entfallen jene Merkmale der Fahrzeugsteuerung (Lenken, Bremsen), die durch Eindrücke des Lenkers entstehen. Besonders bei Geländefahrten können reflexartige Reaktionen des Lenkers beträchtlich sein. In einem völlig neuartigen Ansatz wird dann aus den Daten von lediglich Kameras, IMU und Fahrzeugsensorik eine Karte von der befahrenden Strecke erstellt und gleichzeitig die Position bezüglich dieser Karte kontinuierlich geschätzt. Dabei werden Hindernisse erkannt. Der Technologiereifegrad 1 (TRL 1), der Nachweis der Grundprinzipien, ist bereits gegeben und ist der Startpunkt des Projekts. Mit der erfolgreichen experimentellen Bestätigung wird schließlich TRL 3 erarbeitet und erreicht. Eine Evaluierung erfolgt, dem TRL Level entsprechend, mit vereinfachenden Voraussetzungen, wie z.B. eine Höchstgeschwindigkeit von 30 km/h oder auch konstante Vegetationsbedingungen. Angestrebte Ziele und Erkenntnisse sind die erfolgreiche Implementierung eines Prinzip-Demonstrators.
Für Validierungszwecke werden auch Referenzdaten von aktiver Sensorik (GNSS, etc.) aufgezeichnet. Damit wird überprüft , ob eine für die adressierte Anwendung ausreichende Genauigkeit erreicht wird. Dabei sind besondere Herausforderungen an die Methodik zu erkennen und diesen entsprechend zu begegnen. So unterliegen visuelle Lokalisierung, Trägheitsnavigation und auch Auswertung der Fahrzeugsensoren systematischen Ungenauigkeiten, die durch Fusion dieser Datenquellen möglichst zu eliminieren sind. Konkrete Projektergebnisse sind die Algorithmen zur Kartenerstellung und Zustandsschätzung (3D Position, Geschwindigkeit und Lage), wobei diese in Berichten offen erklärt und dokumentiert werden. Weiters sind die aufgezeichneten Datensätze und deren Analyse Teil der Projektergebnisse, sowie die Dokumentation des experimentellen Aufbaus.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/10/1931/03/21