Kooperationsforum

Fahrerassistenzsysteme

Vorausschauende Systeme zur Unfallvermeidung
26. Mai 2011, Stadthalle Aschaffenburg

Nachbericht

  • ADAC empfiehlt Notbremsassistent für Neuwagen
  • Rahmen von Euro NCAP für aktive Fahrerassistenzsysteme
  • Objekterfassung: Innovationen vom Chip bis zum ganzen System
  • Kostenvorteil durch Volumen: bezahlbare Sicherheit für Jedermann

„Der beste Unfall ist der, der gar nicht erst passiert" - unter diesem Motto stellen die Automobilhersteller zahlreiche aktive Sicherheitssysteme zur Verfügung, die den Fahrer im Vorfeld einer kritischen Situation warnen oder sogar teilautonom in die Fahrsituation eingreifen. Für solche Systeme gibt es bislang von Seiten Euro NCAP noch keine Bewertungskriterien. Hier gültige und verbindliche Testabläufe und Kriterien einzuführen ist eine der nächsten Herausforderungen in diesem Sektor.
Beim 8. Kooperationsforum Fahrerassistenzsysteme am 26.05.2011 mit rund 130 Teilnehmern wurden neben möglichen Test-Methoden u.a. exemplarisch Konzepte wie Notbremsassistent sowie echtzeitfähige Kamerasysteme vorgestellt. Der ADAC hat sich diesbezüglich für die Einführung des Notbremsassistenten in Neuwagen ausgesprochen.
Mehrere Institute präsentierten ihre Forschungsprojekte aus diesem Bereich. Das jährliche Forum wurde von der Bayern Innovativ GmbH als Projektträger von BAIKA für Automotive und BAIKEM für Elektronik und Mikrotechnologie sowie des Clusters Automotive konzipiert und fand im Rahmen der Safety Week in Aschaffenburg statt

Die nachfolgenden Inhalte sind wie folgt gegliedert:



Aktive Sicherheit der Zukunft

Einen umfassenden Überblick aus Sicht eines Automobilherstellers bot Dr. Helmut Spannheimer, Projektleiter Fahrerassistenz & Perzeption, BMW Group Forschung und Technik. Nach einer allgemeinen Übersicht über die bei BMW eingesetzten Systeme wurde detailliert auf die Gefahrenbremsung und den Nothalte-Assistenten eingegangen. Herausforderungen bei der Systemauslegung sind hierbei die Erfassung aller möglicher Umfeld-Szenarien, die vorkommen können. Über Umfelderfassung und Bewertung von Kollisionsobjekten (Objektzustandsdaten und Objektklassifikation) wird dann (teil-) autonom in das Fahrverhalten eingegriffen; im Ersteren Beispiel durch eine Notbremsung, im letzteren Beispiel fährt im Falle eines Fahrerausfalls das Fahrzeug autonom mittels Umfelderkennung und GPS sicher an den Straßenrand und setzt einen Notruf ab. Für all diese Systeme müssen jedoch die rechtlichen Rahmenbedingungen noch diskutiert werden.


Euro NCAP Bewertungskriterien für aktive Sicherheit

Wie eine Bewertung von aktiver bzw. integrierter Sicherheit für Euro NCAP aussehen kann, darüber berichtete Prof. Andre Seeck, Leiter der Abteilung Fahrzeugtechnik bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und Direktor von Euro NCAP. Die Verbraucherschutzorganisation hat in Ihrem Rating-System drei „Boxes" für passive und eine „Box" für aktive Sicherheitssysteme, für die Testkriterien definiert sind und „Sterne" vergeben werden. Für Box 3 „Fußgänger-Schutz" soll zukünftig ein integraler Ansatz diskutiert werden, d.h. der OEM darf selbst entscheiden, ob er die Erfüllung der Kriterien mehr über aktive oder mehr über passive Systeme umsetzen will. Nächstes Ziel soll für aktive Sicherheitssysteme eine globale Vereinheitlichung und Harmonisierung der Testverfahren über „World NCAP" sein. Durch die dann mögliche Einführung von baugleichen Fahrerassistenzsystemen in allen Regionen kann der Preis für diese Systeme für Hersteller und Kunden gleichermaßen optimiert werden.

Christof Gauss vom ADAC erläuterte ein Test-Szenario für den Notbrems-Assistenten: neben dem Ziel, ein Testverfahren für unabhängige Testhäuser zu entwickeln lag der Fokus in der Bewertung auf bereits existierende Systeme bzgl. Warn- und Bremsstrategie. Als Resultat wird in einer aktuellen Pressemitteilung eine deutliche Empfehlung zur Ausstattung in Neuwagen für dieses System ausgesprochen.

Wechselwirkung Assistenzsystem - Fahrer

Die Interaktion des Fahrers mit Assistenzsystemen gewinnt mit der zunehmenden Zahl von Funktionen große Bedeutung. Verschiedene Aspekte hierbei wurden im Forum beleuchtet:

Ingo Totzke vom Würzburger Institut für Verkehrswissenschaften zeigte an Untersuchungen im Rahmen des EU-Projektes HAVEit, dass Assistenzsysteme die Fahrer schneller ermüden lassen und sich diese durch die Entlastung der Fahraufgabe verstärkt Nebentätigkeiten widmen. Die Ergebnisse wurden über eine Testreihe mit 23 Fahrern im Fahrsimulator ermittelt, die fünf Stunden abwechslungsarme Fahrt mit vollem Magen und einigen Nebenaufgaben bewältigen mußten. Über die direkte Beobachtung der Mimik sowie indirekt über das Lenkverhalten und kritischen Spurabweichungen wurden die Erkenntnisse zusammengefaßt: Auch durch kurzfristige Aufmerksamkeitserhöhung wie Warnungen, die den Fahrer wieder „aktivieren" ließ sich keine Änderung der Müdigkeit erzielen. Trotz der Entlastung durch Assistenzsysteme muß darauf geachtet werden, daß der Fahrerzustand immer „wach" ist. Bei der Einführung von Automation ist immer wichtig, daß der Fahrer „noch im Loop" ist und auf eine plötzliche Systemübernahme reagieren kann.

Eine Ebene tiefer setzte Prof. Steven Beauchemin von der University of Western Ontario in Kanada an, der über Kamerasysteme die Fahrer-Intention auswertet. Ausgangsbasis des gerade im Aufbau befindlichen Projektes ist die Arbeitshypothese, dass die Augenbewegungen mit der Fahrerintention korrelieren und sich eine nächste Fahr-Handlung vorhersagen lässt. Der Ansatz wird über ein vierstufiges Model realisiert: von der Instrumentierung (Sensorik) zur Datenerzeugung über Datenfusion und Integration bis zur Erstellung eines Modells, das ein Fahrverhalten vorhersagt.

Nach dem PRORETA 1 Projekt, das Notbremsen/-ausweichen bei stehendem Hindernis im Fokus hatte wurde im Herbst 2010 PRORETA 2, das sich auf Fahrerassistenz in Überholsituationen konzentrierte, abgeschlossen. Prof. Rolf Isermann, TU Darmstadt, der in dem Projekt federführend mitwirkte, erläuterte hochinteressante Aspekte zur Situationsanalyse und Eingriffsentscheidung. Ziel des Systems war die Unterlassung bzw. der Abbruch gefährlicher Überholmanöver. Ausgangspunkt der Datenerfassung ist die Umfelderfassung von Gegenverkehr und des freien Manövrierraums. Im nächsten Schritt werden die Video-Bilder verrechnet und zusammen mit den Radardaten über Sensorfusion eine Situationsanalyse erstellt. Mit der Manövererkennung und einer Gefahrenbewertung des geplanten Überholvorgangs wird im letzten Schritt ggfs. eine Warnung an den Fahrer gegeben bzw. der autonome Eingriff in den Vorgang eingeleitet. Vom Ergebnis her versteht sich PRORETA als Machbarkeitsstudie zur aktiven Unfallvermeidung.

Innovative Sensor- und Kamerasysteme state of the art

Die Zuliefer-Seite flankierte das Thema Unfallvermeidung von technischer Seite her: Christof Büttner von Autoliv erläuterte das automatisierte Notbremssystem basierend auf Stereokamera-Systemen, das neben der 3D-Information, der Reichweite und der Robustheit auch bei schlechten Sichtverhältnissen und auch Nachts noch optimal arbeitet. Nach Objekterfassung und Klassifizierung wird im Ernstfall eine Warnung an den Fahrer gegeben, im nächsten Schritt wird die Bremse kurz aktiviert, zuletzt die automatische Notbremsung eingeleitet.

Da Kamerasysteme im Fahrzeug generell in der Anzahl zunehmen, stellt sich die Frage, ob eine Auswertung der Bildinformation nicht über eine zentrale Bildverarbeitungseinheit realisiert werden soll. Hr. Thomas Rothhaupt von der Inova Semiconductors stellte dazu ein echtzeitfähiges System mit einer zentralen Steuerung vor. Über einen digitalen APIX Link können die Bilder mehrerer Kameras verarbeitet werden, was den Vorteil hat, dass man die Kamera „an sich" sehr einfach und kompakt halten kann; auch der Leistungsverbrauch wird damit niedriger; die Verbindung erfolgt über zwei verdrillte Adernpaare. Über den APIX Link kann die Bilddatenübertragung verlustfrei und mit sehr geringer Latenzzeit umgesetzt werden. Nächste Schritte werden die Optimierung des Chipdesigns bzgl. Packaging und Schnittstellen sein, damit eine Realisierung von Mehrfachkamerasystemen für den Massenmarkt angestrebt werden kann.

Ibeo und Valeo stellten in einem gemeinsamen Vortrag die Ziele einer jüngst geschlossenen Kooperationsvereinbarung vor. Die Kompetenzen des Laserscanner-Anbieters verbindet sich hier optimal mit dem Know-How des Systemlieferanten, wie man große Stückzahlen in Serie bringt. Dr. Ulrich Lages von Ibeo Automotive Systems zeigte in einem Rückblick die Entwicklung der Laserscanner-Technologie incl. Objekterkennung und -Klassifizierung. Zahlreiche Projekte wurden auf diesem Wege begleitet, herausragend die Teilnahmen bei der Darpa Urban Challenge sowie die Ausrüstung des James Bond Fahrzeugs Rinspeed sQuba. Harald Barth von Valeo Schalter und Sensoren gab einen Überblick über das Sensoren-Portfolio von Valeo, das in vielen Bereichen weltweit führend ist. So finden sich z.B. im neuen Ford Focus von 20 Sensoren 12 von Valeo wieder.

EMV bei Fahrerassistenzsystemen

Nach der Entwicklung jeder Komponente bzw. eines Systems erfolgt eine Validierung über EMV-Tests. Abhängig von der Anordnung der Komponenten im Fahrzeug, der Form des umgebenden Mediums sowie den Reflexionen, die vom Fahrzeug herrühren, ergeben sich beliebig viele Parameter, um die EMV-Störungen zu beeinflussen. Über eine EMV-Simulation sowohl der Komponenten als auch des Gesamtfahrzeugs lassen sich zeitraubende und kostenaufwändige Optimierungsversuche in der Praxis via Mausklick vorwegnehmen. Dr. Jean-Claude Kedzia, ESI Group, erläuterte den Ansatz über verschiedene zu analysierende Frequenzbereiche und verwies auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit mit MAZDA.


Die Relevanz des Themas und die Auswahl der Referenten zum Thema spiegelten sich im sehr gut besuchten Kooperationsforum wider. Die Thematik der Notbremssysteme und aktiver Fußgängerschutz wird auch zukünftig einen maßgeblichen Anteil in der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen einnehmen.


Ansprechpartner:
- Dr. Andreas Böhm
- Dr. Rupert Tkotz
- Prof. Dr. Josef Nassauer

 

 

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