Im Rahmen dieser Dissertation werden verschiedene Methoden zur Berechnung optimaler Rennlinien im dynamischen Grenzbereich untersucht. Dabei kommen verschiedene Fahrzeugmodelle und Optimierungsalgorithmen zum Einsatz. Zunächst berechnen wir mit den verschiedenen Modellen und Algorithmen offline optimierte Trajektorien. Daraufhin werden ausgewählte Trajektorien mit einem Versuchsfahrzeug getestet und in Zusammenarbeit mit Testfahrern bewertet. Die besten Trajektorien dienen anschließend als Vergleichsrennlinie für die Entwicklung eines vereinfachten Fahrzeugmodells, das sich zur online-Optimierung von Rennlinien auf Rennstrecken eignet. Für dieses vereinfachte Fahrzeugmodell entwickeln wir ein Optimalsteuerungsproblem, das als Onlinebahnplanung auf einem Versuchsfahrzeug berechnet wird. Zentraler Bestandteil des vereinfachten Fahrzeugmodells ist eine Bogenlängenparametrisierung und eine Entkopplung der Berechnung von Geschwindigkeitsprofil und Trajektorie. Nach den ersten erfolgreichen online-Testfahrten werden auch Rennlinien mit Fahrbahnhindernissen getestet. Die Vorausschau der online berechneten Trajektorien ist durch die Rechenzeiten des verwendeten Optimierers OCPID-DAE1 beschränkt. Zur Verbesserung der Rechenzeiten wird im Rahmen dieser Arbeit ein neuer Optimierer zur Lösung von Optimalsteuerungsproblemen namens OCPbasic entwickelt. Dieser Optimierer zeichnet sich durch eine geschickte Strukturausnutzung der linearen Gleichungssysteme aus, welche beim Lösen von Optimalsteuerungsproblemen entstehen. Im Vergleich zu namhaften Softwareroutinen zur Lösung von dünn besetzten linearen Gleichungssystemen, wie MA57, verbessern sich die Rechenzeiten durch die Strukturausnutzung der linearen Gleichungssysteme deutlich. Zuletzt wird der Optimierer OCPbasic auf das vereinfachte Fahrzeugmodell der Onlinebahnplanung angewandt. Durch die verbesserte Rechenzeit können wir mit OCPbasic für das vereinfachte Fahrzeugmodell auch Trajektorien mit einer höheren Vorausschau effizient berechnen.    «

Im Rahmen dieser Dissertation werden verschiedene Methoden zur Berechnung optimaler Rennlinien im dynamischen Grenzbereich untersucht. Dabei kommen verschiedene Fahrzeugmodelle und Optimierungsalgorithmen zum Einsatz. Zunächst berechnen wir mit den verschiedenen Modellen und Algorithmen offline optimierte Trajektorien. Daraufhin werden ausgewählte Trajektorien mit einem Versuchsfahrzeug getestet und in Zusammenarbeit mit Testfahrern bewertet. Die besten Trajektorien dienen anschließend als Vergl...    »