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Autonome Systeme sind das Zukunftsthema im Bereich der weltweiten Mobilität. Neueste Assistenzsysteme, Innovationen auf dem Gebiet der Sensorik und Umfelderkennung sowie die fortschreitende digitale Vernetzung im Alltag lassen die Vision von autonom agierenden Systemen möglich erscheinen.

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David Benz

Gruppenleiter Navigation

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Global Navigation Satellite Systems

Ein sehr großer Anteil an diesen Entwicklungen ist auf den stetig wachsenden Einsatz von globalen Navigationssystemen, den Global Navigation Satellite Systems, kurz GNSS, zurückzuführen und dem damit einhergehenden rasanten Einzug von Assistenzsystemen und aktiven Sicherheitssystemen in alltägliche Prozesse. Auf dem Weg zum völlig autonom agierenden System werden verschiedene Stufen der Automatisierung definiert: Assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert, vollautomatisiert und fahrerlos.

Die Stufen unterscheiden sich durch den Umfang der Steuereingriffe und Kontrollfunktionen durch den Menschen und durch den Umfang von automatisierten Eingriffen und Sicherungsfunktionen durch das System. Mit höherer Automatisierungsstufe sinken die Eingriffe durch den Menschen während gleichzeitig die Eingriffe durch das System steigen. Allen Stufen gemein ist die Forderung nach einer hohen Genauigkeit von Positionsdaten. Je mehr Sicherungsfunktionen durch das System übernommen werden, umso wichtiger werden Informationen zur Verfügbarkeit und Integrität der verarbeiteten Daten.

 

Die Gruppe Navigation bereitet die Basis für autonom fahrende Systeme unter Verwendung von Satellitennavigation, wobei neben GPS auch explizit das europäische Navigationssystem Galileo Verwendung findet. Insgesamt steht die Verbesserung der Lokalisierungsgenauigkeit, Geschwindigkeits- und Orientierungsschätzung durch Sensorfusion und Einbeziehung von externen Daten im Vordergrund. Dazu sind zuverlässige und hochverfügbare Datenquellen von hoher Bedeutung. Ein weiterer Aspekt auf dem Weg zum autonomen Fahren ist die Vernetzung von Vehikeln untereinander und deren gegenseitiger Informationsaustausch. Nur durch eine Vernetzung aller Verkehrsteilnehmer kann langfristig ein autonomer und sicherer Verkehr realisiert werden. Darüber hinaus spielt für diese Anwendungen in sicherheitskritischen Bereichen wie zum Beispiel in nicht abgeschlossenen Umgebungen mit Mischverkehr, eine Bewertung der Daten und deren Integrität eine Schlüsselrolle, so dass Störquellen und Systemfehler zuverlässig erkannt werden und die Regelungssysteme geeignet reagieren können.

Methodische Ansätze der Gruppe sind

  • GNSS-basierte Lokalisierung und Navigation
  • Datenfusion für Multi-Sensorsysteme
  • Stochastische Filteransätze
  • Integritätsüberwachung