Eine Notbremsung des Fahrzeugs stellt die a priori naheliegendste Form der Unfallvermeidung und Unfallfolgeminderung dar. Sie wird bereits heute in vielen Fahrerassistenzsystemen z.B. mit Hilfe einer Radar-, Video- oder Lidar-Sensorik umgesetzt. Im Rahmen des Ko-KOMP-Projekts wird die Wirksamkeit der Sensorik aus dem Verbundprojekt Ko-TAG mit den vielfältigen Einflüssen aus Ortungs- und Kommunikations-wahrscheinlichkeit in der Simulation nachgebildet. Der Schwerpunkt liegt daher auch auf der Sensordaten-simulation, in der möglichst realitätsnahe Sensordaten des Ko-TAG-Systems simuliert werden sollen.
Diese Sensordatensimulation wurde situationsabhängig von der Sichtverbindung, einer möglichen Sensor-kommunikation sowie der Ortungsgenauigkeit des Ko-TAG-Systems durchgeführt. Aufgrund der Funkchara-kteristik des Ko-TAG-Systems ist dabei anzumerken, dass viele Objekte keine Verdeckung bewirken, die im sichtbaren Bereich durchaus kritisch sein können (z.B. Vegetation). Durch das Heinrich Herz Institut werden Übertragungswahrscheinlichkeiten zur Verfügung gestellt mit deren Hilfe im Einzelfall die Ortungs- und Kommunikationswahrscheinlichkeit „ausgewürfelt“ werden kann. Auf Basis dieser verrauschten Daten wurde eine Notbremsfunktion umgesetzt. Durch multiple Simulationsläufe können anschließend die entsprechenden Variationen der Bremszeitpunkte in der Simulation nachgebildet werden und erlauben damit, trotz der statistischen Einflüsse bei der Funkübertragung, den Rückschluss auf die Wirksamkeitsbetrachtung des Gesamtsystems.
Im Falle der Aktivierung einer Notbremsfunktion wurde ein möglichst marktübliches Bremsverhalten heutiger Fahrerassistenzsysteme durch Nachbildung einer Bremskaskade realisiert.

Notausweichen

Ausweichmanöver ermöglichen, je nach prädizierter Kollisionskonstellation und räumlichen Gegebenheiten, entweder eine komplette Vermeidung des Unfalls oder zumindest, auf Basis eine kombinierten Brems-Ausweichmanövers, eine Linderung der Unfallfolgen. Da bei einem Ausweichmanöver prinzipiell systembedingt kaum kinetische Energie abgebaut wird, ist einer der wesentlichen Aspekte beim Ausweichen, dass wenn ein Manöver ausgeführt wird, dieses unter keinen Umständen die Ausgangssituation verschärfen darf. Insbesondere im Zusammenhang mit den hier betrachteten Kreuzungsszenarien und den daraus bereist erläuterten resultierenden Zusammenhängen, stellt sich dabei die grundsätzliche Frage, in welche Richtung ein Manöver ausgeführt werden sollte bzw. überhaupt ausgeführt werden darf.

Handlungsalternativen

In Kreuzungsszenarien ist ein Ausweichen grundsätzlich in oder entgegen der Bewegungsrichtung des kreuzenden Fahrzeugs möglich. Unabhängig von der Richtung in welche das Manöver ausgeführt wird, verursacht ein Ausweichmanöver immer einer Verlagerung der potentiellen Kollisionskonstellation. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass bei einem Ausweichmanöver im Vergleich zum normalen Verlauf der Straße eine längere Wegstrecke zurücklegt wird. Da sich das Hindernisobjekt jedoch ebenfalls weiterbewegt, führt die Verlagerung dazu, dass sich bei einem Manöver in Bewegungsrichtung des Hindernisses der notwendige Versatz vergrößert, während er sich bei einem Manöver in entgegengesetzte Richtung verringert (siehe Abbildung unten links).

Ausgangssituation

Verlagerung des Kollisionspunktes durch den mit dem Manöver verbundenen Zusatzweg (links) sowie durch zu erwartende Handlungen des Fahrers des Hindernisobjektes in kritischen Situationen (rechts)

Bei der daraus folgenden naheliegenden Schlussfolgerung, dass ein Ausweichen entgegen der Bewegungs-richtung des Hindernisses die zu empfehlende Handlungsalternative darstellt, müssen in einer solchen kritischen Situation aber auch noch zusätzliche mögliche Aktivitäten des Fahrers des Hindernisobjektes Berücksichtigung finden.
Vor der Auslösung eines Notausweichmanövers können dessen Handlung bei der Planung desselben berücksichtigt werden. Findet diese jedoch nach einer Manöverinitiierung statt, besteht keine Möglichkeit mehr darauf zu reagieren.
Im Worst-Case finden Manöverinitiierung und Reaktion des Hindernisses auf eine kritische Situation zum identischen Zeitpunkt statt. Wenn man davon ausgeht, dass ein Fahrer in einer Schrecksituation weder beschleunigen noch auf das Hindernis zuhalten wird, dann führt eine solche Reaktion dazu, dass der Kollisionspunkt (wie in der oberen Grafik rechts dargestellt) wieder weiter nach rechts wandert. Somit wird ein Ausweichen entgegen der Bewegungsrichtung des Hindernisses ggf. fehlschlagen, d.h. weiterhin in einer Kollision enden. Für ein Ausweichen in Bewegungsrichtung hat weder ein Bremsen noch ein Ausweichen des Hindernisses negative Folgen. Da eine Situation unter keinen Umständen verschärft werden darf, stellt das Ausweichen in Bewegungsrichtung die einzig zulässige Handlungsalternative dar. Einer der wesentlichen Einflussfaktoren ist dabei das Annäherungsverhalten der beiden Fahrzeuge.

Kollisionsvermeidung

Zusätzlich zu den bereits diskutierten Einschränkungen hinsichtlich zulässiger Manöverrichtungen besteht beim kollisionsvermeidenden Ausweichen an Kreuzungen noch eine zweite Herausforderung: Während der in Längsverkehrsszenarien zum Ausweichen notwendige Versatz annähernd konstant ist, stellt sich die Situation bei Kreuzungsszenarien aufgrund des zeitlich variablen Versatzes deutlich komplexer dar. Zur Bestimmung des letztmöglichen Zeitpunkts zur Kollisionsvermeidung muss neben dem Zeitpunkt, zu welchem das Egofahrzeug den kritischen Kollisionsbereich erreicht, zusätzlich das komplette Passieren des Hindernisses betrachtet werden. Je nach räumlichen Gegebenheiten und dem grundsätzlichen Annäherungsverhalten der beiden beteiligten Fahrzeuge, können hierbei unterschiedliche Zeitpunkte während der Vorbeifahrt den kritischen Pfad darstellen.

Wesentlicher Forschungsfokus in diesem Bereich stellt die Entwicklung eines Ansatzes zur Situationsanalyse und Eingriffsentscheidung dar, welcher die genannten Herausforderungen für ein Ausweichen in Kreuzungsszenarien adressiert.

Kollisionsfolgenminderung

Aufgrund der komplexen Situationen an Kreuzungen – große Anzahl unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer, Sichtverdeckungen durch Häuser, Bäume, Sträucher etc. – wird es häufig nicht möglich sein, eine Kollision vollständig zu vermeiden. In diesen Fällen verbleibt lediglich eine Linderung der Kollisionsfolgen. Grundsätzlich ist dies über eine Minimierung der kinetischen Energie und/oder eine Optimierung der Kollisionskonstellation – Fahrzeuge treffen sich in einer Konstellation, so dass möglichst unkritische Bereiche davon betroffen sind – möglich. In Längsverkehrsszenarien haben sich Notbremsassistenten zur Minimierung der kinetischen Energie bei Kollisionen bereits durchgesetzt. Bei Kreuzungsszenarien treten hingegen sehr häufig Seitencrashs auf, bei deren Betrachtung es aber sehr wohl von Relevanz ist, ob sich die Fahrzeuge auf Höhe der Fahrgastzelle (die Insassen wären direkt von der Kollision betroffen), oder vielleicht doch auf Höhe der Motorhaube oder des Kofferraums treffen.

Auf Basis eines mit einem Bremsmanöver kombinierten Ausweichmanövers ist es grundsätzlich denkbar die Kollisionskonstellation so zu beeinflussen, dass kritische Bereiche ausgespart werden können. Da nur begrenzt Kräfte von den Reifen übertragen werden können, ist ein solches Manöver unweigerlich mit einer geringeren maximalen Verzögerung verbunden, wodurch die Kollision zwar in einer günstigeren Konstellation stattfindet, dafür aber mit einer höheren Geschwindigkeit, verglichen mit einem Notbremsmanöver.

Ein Ziel der Arbeiten ist aufzuzeigen, inwieweit eine solche Strategie prinzipiell realisierbar ist und darüber hinaus, ob Ausgangskonstellationen existieren, die einem solchen Ansatz entgegenstehen. Eine weitere Frage, die im Rahmen des Projekts beantwortet wird, ist welches Linderungspotential diese Strategie im Vergleich zu einem Notbremsmanöver besitzt,. Auch hier ist wieder davon auszugehen, dass es keinen grundsätzlich optimalen Ansatz gibt, sondern dies sehr von der jeweiligen Situation abhängen wird.