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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter (O) January 30, 2021

Potential der modellprädiktiven Regelung für Fahrsimulatoren

Potential of model predictive control for driving simulators
  • Alexander Lamprecht

    M. Sc. Alexander Lamprecht ist Mitarbeiter am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Hauptarbeitsgebiete: optimale und modellprädiktive Regelung, prädiktive Bewegungsplanung für Fahrsimulatoren.

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    , Dennis Steffen

    Dipl.-Ing. (FH) Dennis Steffen ist Entwicklungsingenieur am Fahrsimulationszentrum der Mercedes-Benz AG im Mercedes Technology Center (MTC) in Sindelfingen. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronische Systeme des dynamischen Fahrsimulators, Hardware und Software zur Bewegungssimulation, Echtzeit-/Fahrdynamiksimulation, SIL, virtuelle Versuchsfahrten zur Fahrwerksentwicklung und der Absicherung von Fahrerassistenzsystemen.

    , Jens Haecker

    Dr.-Ing. Jens Häcker ist Entwicklungsingenieur am Fahrsimulationszentrum der Mercedes-Benz AG im Mercedes Technology Center (MTC) in Sindelfingen. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronische Systeme des dynamischen Fahrsimulators, Hardware und Software zur Bewegungssimulation, Kabinentechnik und Lenkkraftsimulation, virtuelle Versuchsfahrten zur Fahrwerksentwicklung und der Absicherung von Fahrerassistenzsystemen. Mitglied im Wissenschaftskommittee der Driving Simulation Conference.

    and Knut Graichen

    Prof. Dr.-Ing. Knut Graichen ist Leiter des Lehrstuhls für Regelungs- technik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Hauptarbeitsgebiete: optimale und modellprädiktive Regelung, nichtlineare Steuerungs- und Regelungsverfahren, eingebettete Umsetzung von optimierungsbasierten Verfahren für mechatronische und vernetzte Systeme.

Zusammenfassung

Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Bewegungsplanung von dynamischen Fahrsimulatoren basierend auf der modellprädiktiven Regelung vor. Das Ziel dabei ist es, einen möglichst realitätsnahen Bewegungseindruck bei einer Testperson unter Berücksichtigung des beschränkten Arbeitsraums des Simulators zu erzeugen. Zusätzlich wird eine Methode zur Schätzung des zukünftigen Fahrerverhaltens auf Basis der optimalen Regelung vorgestellt, mit der die zukünftigen Referenzwerte für die modellprädiktive Regelung geschätzt werden, um so den prädiktiven Charakter des Verfahrens auch in der Online-Anwendung voll ausnutzen zu können.

Abstract

This article presents a motion planning algorithm for dynamic driving simulators based on model predictive control. The goal is to generate a motion impression for a test person which is as realistic as possible while keeping the simulator within its limited motion space. Furthermore, a method to predict the future driver behavior based on optimal control is presented in order to estimate the future reference values for the model predictive control and to take full advantage of the prediction behavior of the algorithm in the online application.

Über die Autoren

Alexander Lamprecht

M. Sc. Alexander Lamprecht ist Mitarbeiter am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Hauptarbeitsgebiete: optimale und modellprädiktive Regelung, prädiktive Bewegungsplanung für Fahrsimulatoren.

Dennis Steffen

Dipl.-Ing. (FH) Dennis Steffen ist Entwicklungsingenieur am Fahrsimulationszentrum der Mercedes-Benz AG im Mercedes Technology Center (MTC) in Sindelfingen. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronische Systeme des dynamischen Fahrsimulators, Hardware und Software zur Bewegungssimulation, Echtzeit-/Fahrdynamiksimulation, SIL, virtuelle Versuchsfahrten zur Fahrwerksentwicklung und der Absicherung von Fahrerassistenzsystemen.

Jens Haecker

Dr.-Ing. Jens Häcker ist Entwicklungsingenieur am Fahrsimulationszentrum der Mercedes-Benz AG im Mercedes Technology Center (MTC) in Sindelfingen. Hauptarbeitsgebiete: Mechatronische Systeme des dynamischen Fahrsimulators, Hardware und Software zur Bewegungssimulation, Kabinentechnik und Lenkkraftsimulation, virtuelle Versuchsfahrten zur Fahrwerksentwicklung und der Absicherung von Fahrerassistenzsystemen. Mitglied im Wissenschaftskommittee der Driving Simulation Conference.

Knut Graichen

Prof. Dr.-Ing. Knut Graichen ist Leiter des Lehrstuhls für Regelungs- technik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Hauptarbeitsgebiete: optimale und modellprädiktive Regelung, nichtlineare Steuerungs- und Regelungsverfahren, eingebettete Umsetzung von optimierungsbasierten Verfahren für mechatronische und vernetzte Systeme.

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Erhalten: 2020-05-28
Angenommen: 2020-10-01
Online erschienen: 2021-01-30
Erschienen im Druck: 2021-02-23

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

Downloaded on 25.11.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/auto-2020-0090/html
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