Sicheres automatisiertes Fahren bei allen Witterungsbedingungen

Forschungs- und Testzentrum CARISSMA der Technischen 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt stellt auf der IAA aktuelle Projekte und die Testanlagen der Zukunft vor

Wer bei pl?tzlich auftretendem Nebel und Regen schon einmal auf der Stra?e unterwegs war, der wei?, welch hohes Sicherheitsrisiko die eingeschr?nkte Sicht birgt. Sensoren versprechen insbesondere beim automatisierten Fahren einen besseren Schutz f¨¹r den Menschen. Wie automatisiertes Fahren in Zukunft unter kritischen Witterungsbedingungen noch sicherer werden kann, daran arbeitet das Forschungs- und Testzentrum CARISSMA der Technischen 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt (THI). Auf der IAA pr?sentiert es dazu einen ganzheitlichen Ansatz.

Testverfahren mit authentischem Nebel

Unter freiem Himmel ?ndern sich die Witterungsbedingungen kontinuierlich, was das Testen von sicherheitsrelevanten Systemen deutlich erschwert. Wissenschaftler des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA haben in ihrer Indoor-Versuchshalle f¨¹r automatisierte Fahrversuche (100 x 30 Meter) auf dem Campus der THI eine Wetteranlage entwickelt, die es erm?glicht, realit?tsgetreuen Nebel und Regen zu erzeugen und damit reproduzierbare Sensor- und Systemvalidierungen durchf¨¹hren zu k?nnen ¨C auch in Kombination mit unterschiedlichen Lichtverh?ltnissen. Dazu haben die Forscher in der Natur vorkommenden Nebel und Regen vermessen und mit den exakt gleichen Charakteristika (Tr?pfchengr??e, -dichte, -verteilung etc.) nachgebildet. So k?nnen bei Indoor-Fahrversuchen authentische Witterungsbedingungen beliebig oft nachgestellt werden.

Vorausschauende Gefahrenerkennung (Pre-Crash)

In autonomen Fahrzeugen k?nnen Insassen k¨¹nftig variable Sitzpositionen einnehmen, Elektro-Leichtfahrzeuge werden eine kleinere Knautschzone haben. Diese Rahmenbedingungen erfordern L?sungen f¨¹r Ausl?severhalten und Schnelligkeit von Schutzsystemen. Das vorausschauende Crasherkennungssystem SAFE, das Wissenschaftler des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA gemeinsam mit Continental entwickelt haben, kann Unf?lle vor dem Kontakt mit dem Unfallpartner erkennen und so wertvolle, oftmals entscheidende Milli-Sekunden f¨¹r die Aktivierung der Sicherheitssysteme vor dem Aufprall gewinnen. Dazu m¨¹ssen Sensordaten schneller abgetastet, neue Fahrdynamikmodelle (z.B. Schleudern vor einem Crash oder Rollover) integriert und eine hohe Robustheit gegen Umwelteinfl¨¹sse, wie z.B. Nebel, sichergestellt werden.

Vorausschauende Fahrzeugsicherheitssysteme wie SAFE sind zwingend notwendig f¨¹r die Einf¨¹hrung hochautomatisierter Fahrfunktionen oder autonomen Fahrens, da hier die Verantwortung f¨¹r den sicheren Fahrbetrieb vom Fahrer auf das Fahrzeug bzw. dessen Hersteller ¨¹bergeht. Hierf¨¹r ist die n?chste Stufe von SAFE Voraussetzung: Hier erkennt das System ohne zus?tzlichen Ber¨¹hrungssensor einen Crash bereits deutlich vor dem Aufprall.

Simulation von Regen und Nebel im Labor

Witterung ist nicht nur in realen Fahrversuchen darstellbar. Im HiL-Labor (HiL = Hardware in the Loop) von CARISSMA k?nnen Forscher Witterungsbedingungen unter reproduzierbaren Bedingungen simulativ nachbilden. Durch beliebig wiederholbare Abl?ufe l?sst sich so die Zuverl?ssigkeit von Sensoren bei verschiedensten Witterungseinfl¨¹ssen oder Verkehrsszenarien testen. Damit k?nnen in einem sicheren Umfeld insbesondere auch kritische Situationen sowie die Grenzen der jeweiligen Sensorsysteme getestet bzw. ermittelt werden.

Vertrauen in die Sicherheit automatisierter Fahrzeugfunktionen

Sensorik im Fahrzeug erkennt Objekte auch durch den Nebel hindurch, das menschliche Auge jedoch nicht. Daher f¨¹hlen sich Passagiere schnell unwohl, wenn f¨¹r sie nicht ersichtlich ist, wohin ihr automatisiertes Fahrzeug steuert bzw. warum es welche Entscheidungen trifft. Wissenschaftler des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA erforschen die Interaktion zwischen Mensch und Maschine und damit auch die Akzeptanz des Menschen in automatisierte Fahrzeuge. Als L?sung zur Erh?hung von Vertrauen in das Fahrzeug schl?gt das Team vor, mit Hilfe von Augmented Reality den Passagieren als ?berlagerung (Overlay) in der Windschutzscheibe anzuzeigen, welche Objekte das Fahrzeug durch Regen/Nebel hindurch erkennt und warum es beschleunigt, bremst oder die Spur wechselt. So soll die Forschung dabei helfen, dass sichere Technologien auch auf Akzeptanz treffen und verwendet werden.

Einsatz K¨¹nstlicher Intelligenz in sicherheitskritischen Anwendungen

Ebenso wie der Mensch lernen automatisierte Fahrzeuge und Testsysteme, mit Hilfe k¨¹nstlicher Intelligenz kritische Situationen zu erkennen und unfallvermeidende Ma?nahmen einzuleiten. CARISSMA forscht gemeinsam mit dem Kompetenzzentrum f¨¹r K¨¹nstliche Intelligenz AININ mit Sitz an der THI an neuartigen Algorithmen und Methoden f¨¹r die effiziente Implementierung und Nachvollziehbarkeit selbstlernender Systeme. Der Entwurf und die Validierung von sicheren maschinellen Lernverfahren sind eine Voraussetzung f¨¹r den Einsatz K¨¹nstlicher Intelligenz in sicherheitskritischen Anwendungen, wie dem autonomen Fahren.

?ber CARISSMA

Das Forschungs- und Testzentrum CARISSMA der Technischen 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt (THI) wird als wissenschaftliches Leitzentrum f¨¹r Fahrzeugsicherheit in Deutschland etabliert. CARISSMA steht f¨¹r Center of Automotive Research on Integrated Safety Systems and Measurement Area. Ziel der Einrichtung ist es, ¨¹ber angewandte Forschung einen Beitrag zur Erh?hung der Verkehrssicherheit im In- und Ausland zu leisten. Hierbei arbeitet CARISSMA mit Automobilherstellern, Wissenschaftlern und Forschungseinrichtungen aus aller Welt zusammen. Die interdisziplin?r arbeitenden Wissenschaftler stellen sich mit ihren Forschungsprojekten f?cher¨¹bergreifend der gesellschaftlichen Herausforderung ?Vision Zero¡° ¨C dem Fernziel von null Verkehrstoten.

CARISSMA hat 2016 seinen Betrieb aufgenommen und ist ein Novum in der deutschen Wissenschaftslandschaft: Es ist bundesweit der erste Forschungsbau an einer Fachhochschule. Er verf¨¹gt ¨¹ber zehn hochmoderne Versuchsanlagen: eine Indoor-Testanlage f¨¹r Crash- und ADAS-Versuche, ein Outdoor-Testgel?nde f¨¹r integrale Sicherheitssysteme, ein Batterielabor, ein Car2X-Labor, ein HiL-Labor, ein Simulationslabor, einen Fahrsimulator mit Bewegungsplattform, einen Fallturm sowie Anlagen f¨¹r Abuse-Versuche von Batterien und Mobile Roboter. Insgesamt umfasst CARISSMA 13 Professoren mit 80 Mitarbeitern und ein Projektvolumen von rund 6 M-€ p.a.

?ber die Technische 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt (THI)

Die Technische 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt (THI) ist eine der forschungsst?rksten Fachhochschulen in Deutschland. Mit einem Forschungsvolumen von j?hrlich 15 Mio. Euro investiert sie rund ein Drittel des Gesamtbudgets in die angewandte Forschung. In diesem Bereich sind rund 60 stark forschungsaktive Professoren und 150 wissenschaftliche Mitarbeiter angesiedelt. Die 5.850 Studierenden der THI werden in rund 60 Studieng?ngen in den Bereichen Technik und Wirtschaft praxisnah ausgebildet. Gem?? dem Selbstverst?ndnis der THI als Mobilit?tshochschule ist ein Drittel der Studieng?nge auf die Themen Automotive und Luftfahrt zugeschnitten. Ein besonderer Fokus der THI liegt auf den zentralen Querschnittsthemen Digitalisierung, Internationalisierung, Unternehmertum und Nachhaltigkeit.