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Eigenlokalisierung mit Laserscannern und Landmarken

Das Funktionsprinzip des Ansatzes zur Fahrzeugeigenlokalisierung auf Basis von Laserscannern und Landmarken ist in folgender Abbildung schematisch dargestellt. Den Kern des Ansatzes bildet ein erweiterter Kalman-Filter mit bekannten Assoziationen.

Eigenlokalisierung - Funktionsprinzip der Fahrzeugeigenlokalisierung auf Basis von Laserscannern und Landmarken

Funktionsprinzip der Fahrzeugeigenlokalisierung auf Basis von Laserscannern und Landmarken


















Der Kalman-Filter wird mit einer vorhandenen GPS-Position (Genauigkeit ca. 5-15 m) initialisiert. Für das Kalman-Update werden sogenannte Landmarkenkandidaten, die aus den Laserscanner-Messdaten gewonnen werden, mit Punktlandmarken aus einer digitalen Karte (Genauigkeit mind. 0,5 m) assoziiert. Der Abstand und der Winkel der Landmarkenkandidaten in Bezug auf die assoziierten Punktlandmarken sind die Eingangsdaten für den Update-Schritt des Kalman-Filters. Die Prädiktion im Kalman-Filter wird unter Nutzung der Eigengeschwindigkeit und Gierrate des Fahrzeugs durchgeführt. Der aktuelle Zustand des Kalman-Filters beschreibt die Fahrzeugeigenposition sowie die Orientierung des Fahrzeuges.

Die zu erwartende Gesamtgenauigkeit dieses Lokalisationsansatzes liegt bei bestmöglichen Umgebungsbedingungen (ausreichende Anzahl korrekt assoziierter Landmarken) in der Größenordnung der Kartengenauigkeit. Wird die Genauigkeit des Algorithmus schlechter als die der initialen GPS-Position, wird diese auf die GPS-Positionsgenauigkeit begrenzt. Diese Genauigkeit ist bei den gegebenen Vorausetzungen sowohl an den Kreuzungen als auch im Überlandbereich zu erwarten.