Wahrnehmungsgestützte Lokalisierung in fahrstreifengenauen Karten für Assistenzsysteme und automatisches Fahren in urbaner Umgebung

In dieser Arbeit wird der Einsatz von fahrstreifengenauen Karten für Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren untersucht. Mit dem Ziel einer funktionalen Einordnung von Kartendaten in das Gesamtsystem „autonomes Fahrzeug“ wird zunächst eine funktionale Systemarchitektur vorgestellt, die ausgehend von den funktionalen Anforderungen an ein autonomes Fahrzeug die Aspekte Bedienung, Missionsumsetzung, Umfeld- und Selbstwahrnehmung, Karten, Lokalisierung, Sicherheit und Kooperation berücksichtigt. Der Beitrag zum Stand der Forschung liegt in der Zusammenführung bisher konkurrierender Ansätze ortungsbasierten bzw. wahrnehmungsbasierten automatischen Fahrens in einer Systembeschreibung. Die nachfolgenden Teile widmen sich der Lokalisierung in fahrstreifengenauen Karten. Es wird ein konzeptionell neuer Ansatz vorgestellt und evaluiert, der lediglich die Fluchten zwischen Kartendaten und wahrgenommenen Umfeldmerkmalen abgleicht, und so geringe Anforderungen an die Interpretationsleistung des Wahrnehmungssystems stellt. Dieser Ansatz wird verglichen mit einem Verfahren, das einen Abgleich der Fahrstreifenmitten durchführt, deren Bestimmung mittels Sensordaten aufwendiger ist. Dafür wird zunächst die Extraktion der erforderlichen Umfeldmerkmale (Fluchten und Fahrstreifenmitten) mit Hilfe gitterbasierter Ansätze erläutert. Die Extraktion basiert über den Stand der Forschung hinausgehend auf einer simultanen Berücksichtigung von Randbebauung und Fahrbahnmarkierungen auf mehrstreifigen innerstädtischen Straßen. Eine Evaluation bestätigt eine für den Einsatzzweck ausreichende Verfügbarkeit und Genauigkeit. Nachfolgend wird experimentell bestätigt, dass eine Verbesserung der kartenrelativen Poseschätzung insbesondere bei Ausfällen des GPS-Signals durch beide Ansätze erreicht wird.