Simulation aktiver Fahrzeugsicherheitsfunktionen hochautomatisierter Fahrzeuge mit Handlungsgrundlage erweiterter Umfeldwahrnehmung mittels V2X-Kommunikation
- Die meist diskutierte und medienwirksamste Herausforderung im Automobilbereich ist aktuell das hochautomatisierte Handeln von Fahrzeugen. Fahrzeuge sollen sich durch eigenes Handeln in Teilen des Straßenverkehrs bewegen können, wie zum Beispiel bei der Fahrt auf der Autobahn oder dem Arbeitsweg mit den typischen Schwierigkeiten auf Stadt- und Landstraßen. Der Fahrer soll mit höheren Automationsgraden soweit von der Fahrverantwortung entbunden werden, dass er sich nicht mehr der Fahraufgabe widmen muss, sondern anderen Tätigkeiten nachgehen kann. Jedoch ist zu Anfang noch die Aufmerksamkeit des Fahrers gefordert, um in Situationen, die das hochautomatisierte System nicht bewältigen kann, nach einer gewissen Zeit die Fahrzeugführung zu übernehmen. Zusätzlich besteht aktuell die Problematik der begrenzten Sensorik im Automobilbereich. Lokale Sensorik hat auf Grund der aktuellen Messverfahren wie Radar, Lidar, Kamera und Ultraschall einen begrenzten Sichtbereich und je nach Messverfahren verschiedene Einschränkungen durch äußere Umstände wie starken Regen oder flach einfallendes Sonnenlicht. Um die Sicherheit bei der Nutzung hochautomatisierter Fahrzeuge zu erhöhen, sind ebenfalls aktive Sicherheitsfunktionen notwendig. Diese Systeme verhindern Unfälle beziehungsweise vermindern die Unfallfolgen bei unausweichlichen Notfallsituationen durch aktiven Eingriff in die Fahrzeugdynamik. Die Sicherheitsfunktionen sind jedoch stark von der Güte der Informationen über das Fahrzeugumfeld abhängig, welche aus den Eingangsdaten der Sensorik generiert werden. Mittels V2X-Technologie, einer standardisierten Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, ist ein Austausch diverser Informationen möglich. Dieser Austausch bietet neben zyklischen Daten über Position, Geschwindigkeit, Fahrzeugtyp sowie weiteren Informationen über interne Fahrzeugzustände ebenfalls die Möglichkeit, über eine detektierte Notsituation zu informieren. Diese Daten sind ebenfalls als Sensordaten zu interpretieren, deren Vorteil zum einen in einer bei weitem größeren Reichweite liegt und zum anderen Informationen zu Objekten verfügbar macht,die für lokale Sensorik durch Verdeckung oder Einschränkungen im Messbereich nicht erfassbar sind. Daher kann die V2X-Technologie als Erweiterung der Umfeldwahrnehmung betrachtet werden. Die Verwendung von V2X-Technologie ermöglicht es, die Qualität und Verfügbarkeit der Informationen zum Umfeld zu erhöhen und stellt somit mehr Eingangsdaten aus unabhängigen Quellen für aktive Sicherheitsfunktionen zur Verfügung. Zur Entwicklung von Fahrzeugfunktionen verfolgt IAV den Ansatz der szenenbasierten Funktionsentwicklung. Hierfür wird zunächst eine Idee formuliert, deren Funktionen im Folgenden in Szenen abgebildet werden. Diese Szenen stellen zum einen den Handlungsbereich der Funktion dar, zum anderen beschreiben sie die Situationen, die eine Funktion beherrschen muss. Diese Szenen dienen sowohl als Grundlage der Entwicklung des Anforderungskataloges als auch der Funktion. Mithilfe einer Abbildung der Szenen in Simulationstools lassen sich schon früh im Entwicklungsprozess die Anforderungen auf Umsetzbarkeit prüfen, die notwendige Performance der Sensorik zur Ausführung der Funktion festlegen sowie die umgesetzte Funktion im Rahmen von Software-in-the-Loop (SiL) Simulationen testen. Nach Integration der Funktion im Fahrzeug lassen sich auf Grundlage der Szenen Testszenarien für Fahrversuche beschreiben und gegen die Anforderungen des Szenenkatalogs testen. Das Paper soll die Vorteile von Simulation in der szenenbasierten Funktionsentwicklung anhand einer aktiven Fahrzeugsicherheitsfunktion für hochautomatisierte Fahrzeuge mittels erweiterter Umfeldwahrnehmung zeigen. Dabei werden alle Schritte von der Idee über die Anforderung und Umsetzung bis hin zu ersten Tests in der SiL-Simulation aufgezeigt. Es wird herausgestellt, welche Ergebnisse bereits im Zuge von Simulationen entstehen und wie diese verwertbar sind.
Author: | Benedikt Schonlau, Daniel Hermann, Klaus Krumbiegel, David Seidel |
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URN: | urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5526 |
DOI: | https://doi.org/10.15771/ASW_2016_4 |
Parent Title (German): | 1. Automobil Symposium Wildau: Tagungsband |
Editor: | Stefan Kubica, Hagen Ringshausen, Jörg Reiff-Stephan, Marius Schlingelhof |
Document Type: | Conference Proceeding |
Language: | German |
Year of Publication: | 2016 |
Year of first Publication: | 2016 |
Publishing Institution: | Technische Hochschule Wildau |
Release Date: | 2016/03/31 |
First Page: | 23 |
Last Page: | 29 |
Dewey Decimal Classification: | 3 Sozialwissenschaften / 38 Handel, Kommunikation, Verkehr / 388 Verkehr; Landverkehr |
proceedings: | Automobil Symposium Wildau / 1. Automobil Symposium Wildau |
Licence (German): | Creative Commons - CC BY-NC-ND 3.0 DE - Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland |