Auf dem Weg zum automatisierten Fahren: Forschungsaktivitäten an der OTH Amberg-Weiden

Hintergrund für diese Arbeiten sind die steigende Belastung beim Fahren durch stark zunehmende Verkehrsdichten (der gesamte Verkehrsfluss muss erfasst und interpretiert werden), das Ziel, die Sicherheit auf den Straßen zu erhöhen (Unfallvermeidung bzw. Unfallfolgenreduktion) und eine im Zuge des demographischen Wandels älter werdende Bevölkerung – auch ältere Menschen wollen mobil bleiben.

Hier setzt die Idee des teil- und hochautomatisierten Fahrens an: Die erarbeitete Fahrassistenz und Automatisierung minimiert die Belastung beim Fahren, speziell dann, wenn der/die Fahrer(in) über einen längeren Zeitraum hinweg mit derselben Aufgabe befasst ist, z. B. bei dichtem Verkehr auf der Autobahn.

Psychologen sprechen hier von mentaler Unterbelastung. Aber auch in mentalen Überlastsituationen, etwa dem Ein- und Durchfahren einer engen Autobahnbaustelle, können Assistenzsysteme wertvolle Hilfe bieten.

Während die ersten Aktivitäten auf Fahrerassistenz in vergleichsweise einfachen Szenarien ausgerichtet waren (etwa adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung auf Autobahnen), so konnten Dank enormer Fortschritte bei Sensoren, Signalverarbeitungsalgorithmen sowie den Rechnerplattformen zunehmend komplexere Szenarien unterstützt werden.

Auch das Forscherteam an der OTH Amberg-Weiden verfolgt deswegen seit 2007 die Vision vom automatisierten Fahren. Die Reihe der an der Hochschule durchgeführten und laufenden Forschungsprojekte auf diesem Gebiet verdeutlicht diesen Weg:

• 2005 bis 2008: AUTOSAFE (BMBF-Projekt, www.autosafe-online.de): Übergeordnetes Ziel dieses Projekts war die Erforschung eines modularen Systems für die integrale Sicherheit im Straßenverkehr. AUTOSAFE wurde bearbeitet von Siemens VDO Automotive (heute Continental Automotive), Porsche Engineering Group, Infineon Technologies sowie von Siemens Restraint Systems (heute Continental Safety Engineering International). Die Fakultät Elektro- und Informationstechnik der OTH Amberg-Weiden unterstützte vor allem die Software-Entwicklung des Projekts in den Bereichen AutoSAR, Bildverarbeitung, Pre-Crash-Sensierung und Wireless-Connections.

• 2008 bis 2011: HAVEit (EU Projekt, www.haveit-eu.org): Im Rahmen des Projekts „Highly Automated Vehicles for Intelligent Transport – HAVEit“ konnte die OTH Amberg-Weiden Kompetenzen auf dem Gebiet des teil- und hochautomatisierten Fahrens gewinnen. Beteiligt waren 17 europäische Partner aus 6 Ländern, darunter zwei Fahrzeughersteller (Volkswagen und Volvo), Automobilzulieferer sowie Forschungseinrichtungen und weitere Hochschulen. Ziel war die Erhöhung der Verkehrssicherheit und die damit verbundene Optimierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Als Projektpartner war die OTH Amberg-Weiden primär für die Sensierung des seitlichen und rückwärtigen Fahrzeugbereichs (mittels Nah- und Mittelbereichsradaren), die Fusion dieser Sensorinformationen und die Generierung von darauf aufbauenden Warnungen zuständig. Die Ergebnisse wurden in das Versuchsfahrzeug des Projektpartners Continental Teves integriert und in diesem demonstriert.

• 2012 bis heute: URBAN-KA (BMWi-Projekt, www.urban-online.org): Dieses Forschungsprojekt ist ausgerichtet auf eine Erhöhung der Sicherheit im Stadtverkehr. Die OTH Amberg-Weiden ist als Unterauftragnehmer von Continental Teves eingebunden und beschäftigt sich mit Radar-Sensoren inklusive geeigneter Algorithmen für Stadt-Assistenzfunktionen. Besondere Anforderungen ergeben sich hier vor allem aus der hohen Komplexität von Stadtszenarien.

Was kommt als Nächstes?

Zur Vorbereitung der weiteren Schritte in Richtung des automatisierten Fahrens werden Fahrzeuge über einen Server im Hintergrund Daten austauschen. Am effektivsten ist dies über Mobilfunk (LTE/UMTS) möglich. Sensoren im Fahrzeug erfassen die nähere Umgebung und geben diese Umfelddaten an den Server weiter. Diese Daten dienen zur Erhöhung der Sicherheit der anderen Fahrzeuge und tragen dazu bei, automatisiertes Fahren auch bei höheren Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Telekommunikations-Infrastruktur ist bereits vorhanden, praktisch jeder Verkehrsteilnehmer ist heute schon „online“. Bei der Entwicklung der Software kann die Fakultät Elektro- und Informationstechnik in Amberg auf den Vorarbeiten im Projekt AUTOSAFE (Wireless Connections) aufbauen.