Automatisierungstechnik und Prozessinformatik

Kreuzungssteuerung

• P. Hinsen:
  Ein Konzept zur verteilten Steuerung von Fahrzeugen an einer ampellosen Kreuzung
  Masterarbeit, Lehrstuhl ATP, Ruhr-Universität Bochum, 2021.
  
  Abstract:
  In dieser Arbeit wird eine verteilte Steuerung für eine autonome Kreuzung entworfen. Roboterfahrzeuge sollen vorgegebenen Fahrbahnen folgen und sich zu Fahrzeugkolonnen zusammenschließen. Diese Fahrzeuge und Fahrzeugkolonnen sollen anschließend in eine Fahrbahnkreuzung einfahren. Die Aufgabe der verteilten Steuerung ist es, die Kollisionsfreiheit unter den Agenten sicherzustellen und jedem Fahrzeug eine zügige Überfahrt zu ermöglichen.
  Die Besonderheit einer verteilten Steuerung ist, dass jeder Agent anhand lokal verfügbarer Informationen entscheiden muss, welches Verhalten zum gewünschten Verhalten des Gesamtsystems führt. Wenn darüber hinaus Informationen benötigt werden, müssen die Agenten miteinander in Kommunikation treten, um die Steuerungsaufgabe kooperativ zu bewältigen.
  Es wird ein Steuerungskonzept entwickelt, das dazu in der Lage ist, die gestellten Anforderungen zu erfüllen. Dabei bestimmen die Agenten kooperativ die Überfahrtenreihenfolge über die Kreuzung, indem jeder Agent Zeitabstandsmaße errechnet, die in dieser Arbeit entwickelt werden, und diese mit seinen Nachbarn vergleicht. Diese Maße können als Ankunftszeiten an den Schnittpunkten der sich kreuzenden Bahnen interpretiert werden. Der Vergleich bestimmt, welche Agenten weiter miteinander kommunizieren müssen, um ihre Bahngeschwindigkeit so anpassen zu können, dass sie Kollisionen untereinander verhindern.
  Anschließend wird das entwickelte Steuerungskonzept an einer Versuchsanlage mit realen Roboterfahrzeugen praktisch erprobt. Die Experimente zeigen, dass die vernetzten Agenten dazu in der Lage sind, kooperativ eine Überfahrtenreihenfolge festzulegen, Kollisionen untereinander zu vermeiden und die Kreuzung innerhalb kurzer Zeit zu überqueren.