Die Auswahl der Sensorik spielt bei autonomen Fahrzeugen eine besondere Rolle, da sich die gesamte Umfelderkennung und die Navigation auf diese Messdaten stützen. Da es keinen perfekten Sensor gibt und jedes Messverfahren mit Fehlern behaftet ist, gilt
es den für die jeweilige Anwendung günstigsten Kompromiss zwischen tolerierbarer Unvollkommenheit und spezifischen Vorteilen zu finden. Diese Problematik stellt sich im
Projekt „Artificial Intelligence Concept Car“ (kurz AICC) und wird im Kontext mit der praktischen Anwendung in dieser Bachelorarbeit näher beleuchtet. Um die Anforderungen
an die Sensorik und die sich daraus ergebenden Problemstellungen besser verstehen zu können, wird zu Beginn auf das grundlegende Konzept autonomer Umfelderkennung und Navigation eingegangen. Im Weiteren werden verschiedenste Sensoren auf deren Eignung
für den Einsatz in autonomen Fahrzeugen geprüft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird ein den Anforderungen des Projekts AICC angepasstes Sensorkonzept entwickelt. Abschließend wird auf die Einbindung der Sensoren am Konzeptfahrzeug
AICC eingegangen und die damit verbundenen Erkenntnisse werden ausführlich diskutiert.
Inhaltsverzeichnis
- Kurzfassung
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- Einleitung
- Aufgabenstellung
- Grundlegende Betrachtung verschiedener Sensortypen
- Grundlegendes zur Problemstellung „Autonomes Fahren“
- Positionsbestimmung im Raum - Navigation
- Umfelderkennung - Wegfindung
- Anforderungen an die Sensorik
- Sensoren für die Odometrie-Datenermittlung
- Inkrementalgeber
- Absolutwertgeber
- Kompass
- Gyroskop
- Sensoren für die Positionstriangulierung
- GPS zur direkten Positionsbestimmung
- Triangulierung der Position durch W-LAN
- Sensoren für die Umfelderkennung
- LIDAR
- Kamerasysteme
- RADAR
- Infrarot-Sensoren
- Ultraschall
- Gegenüberstellung der Sensoren
- Bewertungskriterien für Sensoren
- Beschreibung der Sensoren nach Vor- und Nachteilen
- Inkrementalgeber
- Kompass
- Gyroskop
- GPS
- WLAN
- LIDAR
- Kamerasysteme
- RADAR
- Infrarot-Sensor
- Ultraschall-Sensor
- Vergleichsübersicht der Sensoren
- Erstellen des Sensorkonzeptes
- Das Fahrzeugmodell
- Sensoranordnung
- Sensorik für die Odometrie-Datenerfassung
- Sensorik für die Umfelderkennung
- Sensor Konzept im Überblick
- Einbinden der Sensorik am Konzeptfahrzeug AICC
- Einbindung der Inkrementalgeber
- Konzept
- Schaltungstechnische Umsetzung
- Programmierung
- Erkenntnisse
- Einbindung des Kompass
- Konzept
- Programmierung
- Erkenntnisse
- Einbindung des LIDAR
- Konzept
- Schaltungstechnische Umsetzung
- Programmierung
- Erkenntnisse
- Einbindung der Ultraschall-Sensoren
- Konzept
- Schaltungstechnische Umsetzung
- Programmierung
- Erkenntnisse
- Einbindung der Infrarot-Sensoren
- Konzept
- Schaltungstechnische Umsetzung
- Programmierung
- Erkenntnisse
- Einbindung der Inkrementalgeber
- Erreichte Ziele und gewonnene Erkenntnisse
- Literatur- und Quellenverzeichnis
- Anhang
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit untersucht die Auswahl und Implementierung von Sensoren in autonomen Fahrzeugen, am Beispiel des Artificial Intelligence Concept Car (AICC). Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten Sensorkonzeptes, das die Anforderungen des AICC erfüllt. Die Arbeit beleuchtet die Herausforderungen der autonomen Umfelderkennung und Navigation und analysiert verschiedene Sensortypen hinsichtlich ihrer Eignung.
- Auswahl geeigneter Sensoren für autonome Fahrzeuge
- Entwicklung eines Sensorkonzeptes für das AICC
- Analyse der Herausforderungen der autonomen Umfelderkennung
- Bewertung verschiedener Sensortypen hinsichtlich Vor- und Nachteile
- Implementierung und Integration der Sensoren im AICC
Zusammenfassung der Kapitel
Grundlegende Betrachtung verschiedener Sensortypen: Dieses Kapitel legt die Grundlage für die spätere Sensorauswahl. Es beschreibt das grundlegende Konzept autonomer Umfelderkennung und Navigation und analysiert die Anforderungen an die Sensorik. Dabei werden die Herausforderungen des autonomen Fahrens, wie präzise Positionsbestimmung und zuverlässige Umfelderkennung, detailliert erörtert. Die verschiedenen Arten der Positionsbestimmung (Odometrie und Triangulierung) werden erläutert, um die Anforderungen an die benötigten Sensoren zu definieren. Die Kapitel unterstreicht die Notwendigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes, der die Stärken verschiedener Sensortypen kombiniert, um die Schwächen einzelner Sensoren zu kompensieren.
Gegenüberstellung der Sensoren: Dieses Kapitel vergleicht verschiedene Sensortypen (Inkrementalgeber, Absolutwertgeber, Kompass, Gyroskop, GPS, WLAN, LIDAR, Kamerasysteme, RADAR, Infrarot-Sensoren und Ultraschall-Sensoren) anhand von vordefinierten Bewertungskriterien. Die jeweiligen Vor- und Nachteile jedes Sensors werden detailliert beschrieben und bewertet, um ihre Eignung für den Einsatz im AICC zu analysieren. Dieser Vergleich ist essentiell für die spätere Auswahl der optimalen Sensorik für das Konzeptfahrzeug. Die Kapitel liefert eine fundierte Basis für die Entscheidungsfindung im nächsten Kapitel, welches sich mit dem Entwurf des Sensorkonzeptes auseinandersetzt.
Erstellen des Sensorkonzeptes: Basierend auf der Analyse im vorherigen Kapitel wird in diesem Abschnitt ein umfassendes Sensorkonzept für das AICC entwickelt. Dabei wird die Anordnung der Sensoren am Fahrzeug detailliert beschrieben und die jeweilige Funktion der Sensoren innerhalb des Gesamtkonzepts erläutert. Das Kapitel erklärt die Auswahlkriterien und rechtfertigt die gewählte Sensorik. Es wird aufgezeigt, wie die verschiedenen Sensorinformationen zusammengeführt und verarbeitet werden, um ein zuverlässiges Bild der Umgebung zu generieren. Die Beschreibung des Fahrzeugmodells dient dabei als Rahmen für die Platzierung und Ausrichtung der Sensoren.
Einbinden der Sensorik am Konzeptfahrzeug AICC: Dieses Kapitel beschreibt die praktische Implementierung der ausgewählten Sensoren im AICC. Für jeden Sensor (Inkrementalgeber, Kompass, LIDAR, Ultraschall-Sensoren und Infrarot-Sensoren) wird das jeweilige Konzept, die schaltungstechnische Umsetzung, die Programmierung und die gewonnenen Erkenntnisse detailliert dargestellt. Es wird geschildert, wie die Sensoren in das Gesamtsystem integriert wurden und welche Herausforderungen bei der Integration auftraten. Die Beschreibung der Erkenntnisse umfasst sowohl positive Aspekte der Implementierung als auch Herausforderungen und Verbesserungsvorschläge.
Schlüsselwörter
Autonomes Fahren, Sensorik, Umfelderkennung, Navigation, AICC, LIDAR, Kamerasysteme, RADAR, Infrarot-Sensoren, Ultraschall, Odometrie, Triangulierung, GPS, WLAN, Inkrementalgeber, Absolutwertgeber, Kompass, Gyroskop, Sensorkonzept, Implementierung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Bachelorarbeit: Sensorkonzept für autonomes Fahren am Beispiel des AICC
Was ist das Thema der Bachelorarbeit?
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Auswahl und Implementierung eines geeigneten Sensorkonzeptes für das autonome Fahren, speziell am Beispiel des Artificial Intelligence Concept Car (AICC). Die Arbeit analysiert verschiedene Sensortypen und deren Eignung für die Umfelderkennung und Navigation.
Welche Sensortypen werden in der Arbeit betrachtet?
Die Arbeit untersucht eine Vielzahl von Sensortypen, darunter Inkrementalgeber, Absolutwertgeber, Kompass, Gyroskop, GPS, WLAN, LIDAR, Kamerasysteme, RADAR, Infrarot-Sensoren und Ultraschall-Sensoren. Jeder Sensortyp wird hinsichtlich seiner Vor- und Nachteile detailliert analysiert.
Wie wird die Eignung der Sensoren bewertet?
Die Eignung der Sensoren wird anhand von vordefinierten Bewertungskriterien analysiert und verglichen. Die Ergebnisse dieses Vergleichs fließen in die Entwicklung des Sensorkonzeptes für das AICC ein.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in mehrere Kapitel: eine Einleitung, eine detaillierte Betrachtung verschiedener Sensortypen, einen Vergleich der Sensoren anhand von Vor- und Nachteilen, die Entwicklung eines Sensorkonzeptes für das AICC, die praktische Implementierung der Sensoren am AICC, die Darstellung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen, sowie ein Literaturverzeichnis und Anhang.
Wie wird das Sensorkonzept für das AICC entwickelt?
Das Sensorkonzept wird auf Basis der vorherigen Analyse der verschiedenen Sensortypen entwickelt. Dabei werden die Anordnung der Sensoren am Fahrzeug, deren jeweilige Funktion und die Integration der Sensorinformationen detailliert beschrieben.
Wie wird die Implementierung der Sensoren am AICC beschrieben?
Die Implementierung der ausgewählten Sensoren (Inkrementalgeber, Kompass, LIDAR, Ultraschall- und Infrarot-Sensoren) wird Schritt für Schritt erläutert, inklusive Konzept, schaltungstechnischer Umsetzung, Programmierung und gewonnenen Erkenntnissen. Herausforderungen und Verbesserungsvorschläge werden ebenfalls diskutiert.
Welche Ziele werden in der Arbeit verfolgt?
Die Hauptziele der Arbeit sind die Auswahl geeigneter Sensoren für autonome Fahrzeuge, die Entwicklung eines Sensorkonzeptes für das AICC, die Analyse der Herausforderungen der autonomen Umfelderkennung und die Implementierung und Integration der Sensoren im AICC.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Schlüsselwörter sind: Autonomes Fahren, Sensorik, Umfelderkennung, Navigation, AICC, LIDAR, Kamerasysteme, RADAR, Infrarot-Sensoren, Ultraschall, Odometrie, Triangulierung, GPS, WLAN, Inkrementalgeber, Absolutwertgeber, Kompass, Gyroskop, Sensorkonzept, Implementierung.
Wo finde ich das vollständige Inhaltsverzeichnis?
Das vollständige Inhaltsverzeichnis befindet sich im HTML-Dokument selbst und enthält detaillierte Unterkapitel zu jedem Themenbereich.
Für wen ist diese Arbeit bestimmt?
Diese Arbeit ist primär für akademische Zwecke bestimmt und dient der Analyse von Themen im Bereich autonomes Fahren und Sensorik.
- Quote paper
- Florian Prieler (Author), 2009, Sensor-Systeme und deren Anwendung in autonomen Fahrzeugen am Beispiel des Artificial Intelligence Concept Car, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/125325
