Selbstfahrende Autos stellen ein äußerst umfangreiches und interdisziplinäres Problem dar. Dieses Modul führt in die Sprache und Struktur der Problemstellung ein und definiert die wichtigsten Elemente der Fahraufgabe und der Fahrumgebung.

Die Systemarchitekturen für selbstfahrende Fahrzeuge sind äußerst vielfältig, da sich bisher keine standardisierte Lösung herausgebildet hat. Dieses Modul beschreibt sowohl die üblicherweise verwendeten Hardware- und Software-Architekturen als auch einige der Kompromisse in Bezug auf Kosten, Zuverlässigkeit, Leistung und Komplexität, die das Design autonomer Fahrzeuge einschränken.

Mit der zunehmenden Reife des autonomen Fahrens wird die Gewährleistung der Sicherheit auf öffentlichen Straßen für Entwickler von selbstfahrenden Fahrzeugen immer wichtiger. Sie werden die bisherigen Herausforderungen und Ansätze zur Bewältigung der immensen Herausforderung bewerten, den sicheren Betrieb autonomer Fahrzeuge in einer unkontrollierten öffentlichen Straßenverkehrsumgebung zu gewährleisten.

Die erste Aufgabe bei der Automatisierung eines fahrerlosen Fahrzeugs besteht darin, ein Modell dafür zu definieren, wie sich das Fahrzeug bei Lenk-, Gas- und Bremsbefehlen bewegt. Dieses Modul durchläuft eine Abfolge von physikalisch basierten Modellen mit zunehmender Genauigkeit, die für die Entwicklung von Fahrzeugsteuerungen und Bewegungsplanern verwendet werden, die sich an die Grenzen der Fahrzeugfähigkeiten halten.

Bei der Längssteuerung eines autonomen Fahrzeugs geht es um die Verfolgung eines Geschwindigkeitsprofils entlang eines festen Pfads. Dies kann mit angemessener Genauigkeit mit klassischen Steuerungstechniken erreicht werden. In dieser Woche lernen Sie, wie Sie einen Basis-Controller entwickeln, der für eine signifikante Teilmenge von Fahrbedingungen geeignet ist, zu denen die meisten nicht störenden oder hochdynamischen Bewegungen gehören.

In dieser Woche lernen Sie, wie die seitliche Fahrzeugsteuerung dafür sorgt, dass ein festgelegter Weg durch die Umgebung genau verfolgt wird. Sie werden sehen, wie Sie die Geometrie des Problems der Wegfolgesteuerung definieren und sowohl eine einfache geometrische Steuerung als auch einen dynamischen, modellprädiktiven Steuerungsansatz entwickeln.

In der letzten Woche des Kurses beschäftigen Sie sich nun mit einer Simulation eines autonomen Fahrzeugs, das eine Längs- und Quersteuerung des Fahrzeugs benötigt, um einen vordefinierten Pfad entlang einer Rennstrecke mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil zu fahren. Sie werden ermutigt, das Geschwindigkeitsprofil und/oder die Strecke zu verändern, um ihre Rundenzeit zu verbessern, ohne dass Sie dazu verpflichtet sind. Arbeiten und spielen!