Mobilität
Die Gruppe Mobilität beschäftigt sich mit allen für den Straßenverkehr relevanten regelungstechnischen Fragestellungen. Betrachtet werden sowohl Regelungen einzelner Fahrzeugkomponenten als auch die Interaktion unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer.
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Vernetzte Mobilität
Die Gestaltung nachhaltiger Mobilität sieht sich mit vier Kernherausforderungen konfrontiert:
- Verkehrssicherheit
- Verkehrseffizienz
- Energieeffizienz
- urbane Lebensqualität
Für alle vier Forschungsfelder stellt die Vernetzung einen elementaren Stellhebel dar. Für zukünftige Mobilität wird daher eine leistungsfähige, auf diesen Bereich ausgerichtete und optimierte Informations- und Kommunikationstechnik unverzichtbar sein.
Der Forschungsschwerpunkt des Institut für Regelungstechnik liegt in den Anwendungen, die sich durch neue Technologien zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen, Fußgängern, Infrastruktur sowie weiteren Verkehrsteilnehmern und Objekten ergeben. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der kooperativen Lokalisierung und Umgebungswahrnehmung sowie kooperativen Fahrerassistenzfunktionen.
Fahrdynamikregelung
Moderne Assistenzsysteme, welche den Fahrer bei seiner Fahraufgabe unterstützen sowie teilweise autonom die Fahrzeugführung übernehmen, können einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Verkehrssicherheit leisten. Darüber hinaus können sie den Fahrkomfort steigern und den Kraftstoffverbrauch senken. Das Spektrum geht dabei von rein informierenden Systemen wie eine Kollisionswarnung bis hin zum aktiven Eingriff in die Fahrdynamik, wie zum Beispiel bei Ausweichassistenten oder Adaptive Cruise Control-Systemen.
Die inhaltlichen Schwerpunkte des Instituts für Regelungstechnik liegen dabei vor Allem in der modellbasierten Regelung der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs sowie in der Aufbereitung der dafür notwendigen Informationen in Form von Sensorfusionsalgorithmen. Fokussiert werden unter anderem Systemansätze unter der Verwendung von Satellitennavigationssystemen wie Galileo.
Autonome und hochautomatisierte Fahrzeuge
Ein Großteil aller Unfälle im Straßenverkehr wird nicht durch technische Defekte sondern durch ein Fehlverhalten des Fahrers verursacht. Ein großes Potential zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr liegt deshalb darin, den Fahrer von seinen Aufgaben im Fahrzeug zu befreien oder ihn dabei möglichst gut zu unterstützen. Damit ist es dem Fahrer möglich, seine Konzentration im Fahrzeug anderen Aufgaben zuzuwenden.
Das Institut für Regelungstechnik forscht auf unterschiedlichen Stufen an autonomen und hochautomatisierten Fahrzeugen. Im Bezug auf den Grad der Automatisierung reichen die Forschungsinteressen von einzelnen gekapselten Fahrerassistenzfunktionen bis zur kompletten Regelung der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs. Forschungsschwerpunkte sind dabei zum Beispiel die Lokalisierung und Positionierung sowohl des eigenen Fahrzeugs als auch potentieller Hindernisse mittels Verfahren der Sensorfusion, die Fahrdynamikregelung, die Kooperation verschiedener autonom agierender Fahrzeuge und die Manöverplanung.
Prädiktive Betriebsstrategien für Hybridfahrzeuge
Das Institut für Regelungstechnik forscht an Betriebsstrategien für Hybridfahrzeuge, die sowohl den Kraftstoffverbauch minimieren als auch ladungserhaltend operieren. Neben der klassischen Betrachtung von künstlichen Fahrzyklen liegt der Schwerpunkt der Forschung auf innovativen Regelungsalgorithmen, die auf reale Fahrzyklen anwendbar sind.
Eine besondere Herausforderung stellen die dabei auftretenden Unsicherheiten dar, die zum Beispiel aus der Unsicherheit des Fahrerverhaltens und des umgebenden Verkehrs resultieren. Zur Lösung des Regelungsproblems unter Unsicherheiten werden insbesondere stochastische und robuste Modellbasierte Prädiktive Regelungsalgorithmen untersucht. Um das Fahrerverhalten innerhalb dieser Regelungsansätze adäquat vorherzusagen, werden geeignete Fahrermodelle entwickelt. Dafür muss der zukünftige Fahrerwunsch unter Berücksichtigung von Randbedingungen wie Geschwindigkeitsbegrenzungen oder des umgebenden Verkehrs geschätzt werden. Da der Batterieladezustand eine zentrale, jedoch nicht messbare Größe für die Betriebsstrategien darstellt, werden zudem Schätzalgorithmen für die Bestimmung entwickelt. Um die Anwendbarkeit der Algorithmen in der Praxis nachzuweisen, werden alle Regelungskonzepte im Rahmen einer Hardware-in-the-Loop Simulation evaluiert.