Für die autonome Steuerung wurde die beiden MuCAR Versuchsträger mit zusätzlicher Aktorik ausgestattet, die eine elektronische Ansteuerung des Lenkrades, der Gas- und Bremspedale und des Gangswahlschalters ermöglichen. Durch diese Erweiterungen sind die beiden Fahrzeuge vollständig elektronisch steuerbar (sogenannte Drive-by-Wire Funktionalität).
Die Fahrzeugregelung für die Planung und Ausführung gewünschter Fahrmaneuver ist dabei in zwei Schichten aufgeteilt (siehe Abbildung). Die komplexere Pfad- und Trajektorienplanung (High-Level-Regelung) wird auf dem Bordrechner des jeweiligen Fahrzeugs ausgeführt und berechnet unter anderem eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit oder in bestimmten Fällen einen gewünschten Anhalteweg. Dieser High-Level-Regelung ist eine einfachere, aber sehr schnelle Regelung unterlagert, die aus den High-Level-Kommandos die Stellgrößen für die Aktorik des Fahrzeuges, wie z.B. Gas- und Bremspedalstellung erzeugt.
Regelarchitektur
Trajectorizer
In diesem Modul werden geplante Pfade in Trajektorien umgewandelt, oder geplante Trajektorien verbessert.
Beispiel für eine Geschwindigkeitsprofilberechnung:
Zuerst werden für alle Pfadpunkte die maximalen Geschwindigkeiten, gegeben eine maximalen Querbeschleunigung, berechnet (schwarze Kreuze). Dann werden möglichst ruckfreie Geschwindigkeitstransitionen zwischen Punktpaaren gesucht (gestrichelte Linien). Hierzu wird in einem ersten Schritt von der Ausgangsgeschwindigkeit und in den folgenden Schritten immer von der niedrigsten unüberprüften Geschwindigkeit ausgegangen. Im obigen Beispiel wird so der erste Punkt als unerreichbar (roter Marker) markiert, der zweite als erreichbar (grüner Marker). Nicht erreichbare Punkte werden von der weiteren Suche ausgeschlossen. Im Falle von sich überschneidenden möglichen Profilen werden Zwischenpunkte (blau) generiert. Schließlich ergibt sich ein möglichst glattes Geschwindigkeitsprofil (durchgezogenen Linie).
Localizer
In diesem Modul wird des Fahrzeug auf einer gegebenen Trajektorie lokalisiert.
Beispiel der Lokalisierung l des Hinterachsenzentrums r:
Bei jeder neu eintreffenden Eigenbewegungsschätzung wird der nächstgelegene Punkt auf der geplanten Trajektorie gesucht. Aus diesem und der relativen Lage des Fahrzeugsreferenzpunkts ergeben sich die aktuellen Regelabweichungen. Analog zur aktuellen Lokalisierung werden auch mit den vergangenen Regelerausgängen prädizierte Lokalisierungen gesucht um Totzeiten in der Längs- und Querregelung zu kompensieren.
Core
Die Hauptapplikation berechnet anhand der gegebenen Trajektorie und Lokalisierungen Stellkommandos im 100Hz Takt.
Die verwendeten Algorithmen sind modular austauschbar und werden problemspezifisch gewählt.
Des Weiteren werden hier die Gangwahl und das Notfallverhalten gehandhabt.