Zum Schutz der schw?chsten Verkehrsteilnehmer ¨C Sicheres Automatisiertes Fahren mit K¨¹nstlicher Intelligenz

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

Von links: Prof. Dr. Thomas Brandmeier (Wissenschaftlicher Leiter des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA der THI), Bernd Sibler (Bayerischer Staatsminister f¨¹r Wissenschaft und Kunst) und Robert Lugner (Wissenschaftlich-Technische Leitung des Forschungs- und Testzentrums CARISSMA der THI). Quelle: THI

Wer schon einmal scharf bremsen musste, weil ein spielendes Kind pl?tzlich auf die Stra?e gelaufen ist, der wei?, welch hohes Risiko eine verz?gerte Reaktion bergen kann. Automatisierte Fahrzeuge erkennen gef?hrliche Situationen schneller und zuverl?ssiger als der Fahrer und reagieren rechtzeitig durch Bremsen oder Lenken. Das Forschungs- und Testzentrum CARISSMA der Technischen 2024Å·ÖÞ±­¿ª»§_Å·ÖÞ±­APPÏÂÔØ-Ͷע|¹ÙÍø Ingolstadt (THI) arbeitet daran, mithilfe K¨¹nstlicher Intelligenz kritische Verkehrssituationen zu erkennen und geeignete Ma?nahmen einzuleiten.

Schutz von Fu?g?ngern: Vorausschauende Gefahrenerkennung (Pre-Crash)

Eine besondere Ber¨¹cksichtigung erf?hrt in der Forschung von CARISSMA der Schutz der Schw?chsten, die sogenannten ungesch¨¹tzten Verkehrsteilnehmer (Vulnerable Road User, VRU). So ermitteln die Wissenschaftler mit Einsatz von K¨¹nstlicher Intelligenz die Bewegungsintentionen von Fu?g?ngern, damit automatisierte Fahrzeuge in kritischen Situationen schnell reagieren k?nnen. Damit sollen Unf?lle vermieden oder die Unfallfolgen f¨¹r die Beteiligten minimiert werden.

Mit eigens entwickelten Fu?g?nger-Dummys testen die Wissenschaftler kritische Verkehrssituationen unter reproduzierbaren Bedingungen. Dadurch kann K¨¹nstliche Intelligenz wiederum trainiert werden. Das realit?tsgetreue Verhalten eines Dummys hinsichtlich Bewegung und sensoriellen Reflexionsverhaltens ist f¨¹r die korrekte Interpretation kritischer Situationen und der Bewegungspr?diktion von elementarer Bedeutung. So entwickelten die Wissenschaftler in CARISSMA eine Dummy-Familie mit k¨¹nstlichen Muskeln, die vollst?ndig auf den Einsatz von metallischen Komponenten verzichtet und damit im Hinblick auf das Radar-Reflexionsverhalten dem eines echten Menschen entspricht.

Bei dem neu entwickelten Kinder-Dummy steht die Implementierung des realen kindlichen Bewegungsverhaltens im Vordergrund. F¨¹r den analog zum Erwachsenen-Dummy aufgebauten Kinder-Dummy analysierten und adaptierten sie das Bewegungsverhalten von Kindern: Mit speziellen Bewegungserfassungs-Sensoren (Engl.: Motion Capture Sensors), die w?hrend des Gehens an den K?rpern der Kinder angebracht wurden, untersuchten sie das Bewegungsverhalten und schufen so eine Referenz f¨¹r den Kinder-Dummy. So konnten sie ein kinder?hnliches Bewegungsverhalten auf den Dummy ¨¹bertragen. Der Kinder-Dummy erlaubt das Verhalten der Kinder in kritischen Situationen nachzustellen und f¨¹r die Sicherheitssysteme berechenbar zu machen. So tragen intelligente Fahrzeuge dazu bei, dass sich Kinder im zuk¨¹nftigen Stra?enverkehr sicher bewegen ¨C f¨¹r uns alle ein gutes Gef¨¹hl.

Testverfahren mit authentischen Witterungsbedingungen

Ein besonderes Anliegen von CARISSMA ist es, dass diese Schutzsysteme zuverl?ssig und m?glichst schnell in allen Fahrzeugen verf¨¹gbar sind und so viele Leben retten. Hierf¨¹r werden in der CARISSMA-Indoor-Versuchshalle f¨¹r automatisierte Fahrversuche (100 m x 30 m) auf dem Campus der THI einzigartige Versuchsbedingungen geschaffen, die kritischen Situationen in der Realit?t sehr nahekommen. So wurde von den Wissenschaftlern eine Wetteranlage entwickelt, die es erm?glicht, realit?tsgetreuen Nebel und Regen zu erzeugen und damit reproduzierbare Sensor- und Systemtests 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 den Indoor-Fahrversuchen mit Fu?g?ngern authentische Witterungsbedingungen beliebig oft nachgestellt 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 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 85 Mitarbeitern und ein Projektvolumen von ¨¹ber 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 6.000 Studierenden der THI werden in 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.