Entwicklung und Implementierung einer Methodik zur Analyse der Stabilität eines autonomen Rennfahrzeugs in hochdynamischen Fahrsituationen

Institut
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik
Typ
Masterarbeit /
Inhalt
experimentell / theoretisch /  
Beschreibung

Im Rahmen des TUM Roborace-Projekts entwickeln der Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik und der Lehrstuhl für Regelungstechnik zusammen Software für ein autonomes Rennfahrzeug, welches an der weltweit ersten Rennserie für autonome Fahrzeuge teilnimmt. Im Fokus stehen das Zeitfahren gegen menschliche Rennfahrer und das direkte Antreten gegen die Software anderer Teams. Diese Abschlussarbeit soll zur Entwicklung einer leistungsfähigen Software beitragen.

Im Motorsport bewegt der Rennfahrer das Fahrzeug im Optimalfall kontinuierlich im fahrdynamischen Grenzbereich. Dabei überschreitet er das Limit und damit die maximal übertragbaren Reifenkräfte regelmäßig. Der Rennfahrer ist in der Lage, das Fahrzeug in solchen Situationen mit einer entsprechenden Reaktion zu stabilisieren und auf der Rennlinie zu halten. Diese Reaktionen bestehen aus gezielten Eingriffen in die Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs. Für den Einsatz eines autonomen Rennfahrzeugs im fahrdynamischen Grenzbereich muss diese Herangehensweise in Software überführt und implementiert werden.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Konzept zur Bewertung der Stabilität des aktuellen fahrdynamischen Zustandes entwickelt und umgesetzt werden. Besonderer Fokus liegt auf der Berechnung und Analyse des modelbasierten Phasenraums und der Visualisierung mittels Phasenportraits. Der Algorithmus soll aufgezeichnete Fahrzeugdaten verwenden, um Stabilitätsuntersuchungen durchzuführen. Die Umsetzung der Masterarbeit soll vorzugsweise in Python erfolgen. Zur Entwicklung und Validierung des Algorithmus steht ein umfangreicher Hardware-in-the-Loop-(HiL-)Prüfstand am Lehrstuhl zur Verfügung.

Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung und Implementierung eines Algorithmus zur Bewertung des Fahrzeugzustandes hinsichtlich Stabilität am fahrdynamischen Limit. Folgende Punkte sind zu bearbeiten:

  • Literaturrecherche und Einarbeitung in die Thematik
  • Einarbeitung in die vorhandene Fahrdynamiksimulation
  • Entwicklung und Ausarbeitung eines Konzepts zur Stabilitätsbewertung eines autonomen Rennfahrzeugs
  • Implementierung des entwickelten Ansatzes in Python
  • Test und Validierung des Algorithmus mittels aufgezeichneter Realfahrzeugdaten und am lehrstuhleigenen HiL-Simulator
  • Entwicklung eines Prozesses zur automatisierten Auswertung von Fahrzeugdaten
Voraussetzungen
  • Idealerweise Kenntnisse im Bereich Fahrdynamik
  • Programmiererfahrung in Python
  • Idealerweise Erfahrung mit Git
  • Eigenständige und strukturierte Arbeitsweise
Tags
FTM Fahrdynamik, FTM Hermansdorfer
Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Leonhard Hermansdorfer, M.Sc.
Raum: MW 3508
hermansdorferftm.mw.tum.de