Synthetische Generierung eines dreidimensionalen Fahrbahnmodells für echtzeitfähige Untersuchungen der Fahrzeugdynamik

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Validierung eines Modells, welches am Ausgang eine synthetische Fahrbahn liefert. Die Generierung soll durch bestimmte Überlagerung von Ansatzfunktionen erfolgen. Dabei geschieht diese Überlagerung im Hinblick auf eine isotrope Gestalt in mehreren Schritten. Es wird eine bestimmte Anzahl an Ansatzfunktionen so zusammengefasst, dass gewisse Eigenschaften einer gewünschten Fahrbahn optimal erreicht werden. Am Eingang des Modells werden alle notwendigen Parameter so vorgegeben, dass die Art der Fahrbahn (Güterweg, Landstraße, Autobahn, usw.) optimal beschrieben wird. Die Anpassung erfolgt durch das Leistungsdichtespektrum, welches als Indikator der Fahrbahn dient. Zusätzlich müssen Parameter gewählt werden, welche die Anzahl der Freiheitsgrade des Modells beeinflussen und im Weiteren eine Rolle dabei spielen, wie genau eine Fahrbahn den Vorgaben entspricht. Da ein größeres Modell aber auch einen erhöhten Rechenaufwand mit sich bringt, steht diese Aussage dem Nutzen der Isotropie bei erhöhter Anzahl an Ansatzfunktionen gegen über. Am Eingang des Modells müssen sämtliche Parameter im Vorfeld definiert werden. So soll in dieser Arbeit eine Entscheidungshilfe geboten werden, damit diese in Bezug auf das gewünschte Ergebnis sinnvoll gewählt werden können. Es werden Methoden vorgestellt, die eine genaue Untersuchung der Auswirkung von unterschiedlichen Parameterkombinationen auf die generierte Fahrbahn ermöglichen. Damit gelingt es, eine synthetische Fahrbahn mit dem besten Kosten- Nutzen Faktor zu erzeugen. Da eine reale Straße auch anisotrope Anteile (Gehsteigkanten, Kanaldeckel, Spurrinnen, usw. ) enthält, werden auch diese Auswirkungen auf das Leistungsdichtespektrum genauer untersucht.<br />

The aim of this work is the development and validation of a model, which delivers a synthetic main track. The generation of a synthetic track would be done by certain superposition of basis functions. This superposition is done with respect to an isotropic form in several steps. A certain number of basis functions are summed up, so that the properties of a desired track will be optimally achieved. At the entrance of the model all the necessary parameters are set such that the type of road (private road, highway, freeway, etc.) is optimal. The adjustment is done by the power density spectrum, which serves as an indicator of the roadway. In addition, parameters must be chosen that influence the number of degrees of freedom of the model and play a role how a roadway meets the specifications. Since a larger model brings an increased computational burden, this statement contrasts with the benefit of the isotropy at higher number of basis functions. At the entrance of the model, all parameters must be defined in advance. Thus, in this work, a decision will be provided so that they can usefully be selected in relation to the desired result. It introduces methods that enable a detailed investigation of the effect of different parameter combinations on the generated track. Thus it is possible, to produce a synthetic track with the best cost-benefit factor. Since a real road contains also anisotropic components (curbs, manhole covers, ruts, etc.), there are also investigations for implications at the power density spectrum.<br />