Kollisionsvermeidung

Kollisionsvermeidung bezeichnet Strategien und Technologien, die darauf abzielen, Zusammenstöße zwischen bewegten Objekten zu verhindern. Sie kommt in Automobilen, Robotern, der Luftfahrt, dem Schiffsverkehr und in industriellen Automatisierungssystemen zum Einsatz und nutzt Sensoren, Modelle von Bewegung sowie Entscheidungslogik, um sichere Handlungen zu wählen.

Anwendungsbereiche erstrecken sich über verschiedene Domänen. Im autonomen Fahren dienen Kollisionswarnung, Brems- oder Ausweichsysteme sowie Planungsalgorithmen dazu, sichere Manöver zu ermöglichen. In der Luftfahrt kommen Kollisionsvermeidungssysteme wie TCAS/ACAS zum Einsatz, in der Schifffahrt Radar- und AIS-Daten zur Verhinderung von Zusammenstößen, und in der Robotik helfen Navigations- und Bewegungsplaner, Hindernisse zu erkennen und sicher zu umfahren.

Technische Grundlagen umfassen Sensorik, Kartenmaterial und Lokalisierung sowie Modelle der Umgebung. Typische Sensoren sind Radar, LiDAR, Kameras und Ultraschallsensoren. Eine zugrunde liegende Bewegungsplanung erzeugt in Echtzeit sichere Trajektorien, indem Hindernisse vorhergesagt und Mindestabstände eingehalten werden. Berücksichtigt werden auch Unsicherheiten in Messungen und Vorhersagen.

Wichtige Algorithmen unterstützen die Umsetzung. Dazu zählen Model Predictive Control, Dynamic Window Approach, Velocity Obstacles und andere Optimierungsverfahren zur Berechnung von sicheren Geschwindigkeiten und Richtungen. Ergänzend kommen Pfad- und Trajektorienplanung sowie robuste Schätzung bei unvollständigen Informationen zum Einsatz.

Sicherheit und Regulierung fordern Redundanz, Verifikation und nachvollziehbare Sicherheitsnachweise. Normen, Standards und Interoperabilität beeinflussen Design, Tests und den Einsatz, während technische Herausforderungen wie Sensoren, Rechenleistung und Reaktionszeiten fortlaufend adressiert werden.