Unfallfolgenmilderung durch aktive Schutzsysteme unter Verwendung von car2x und Umfeldsensorik

Im Rahmen dieses Hauptarbeitspakets sollen Grundlagen für die Produkte entwickelt werden, die als nächste Generation von Fahrzeugsicherheitssystemen einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Anzahl von Unfalltoten und -verletzten leisten.
Im Einzelnen werden folgende Ziele verfolgt:

• Einbindung von car2x-Systemen und neuen Umfeldsensoren in die Signalgebung für Fahrzeugsicherheitssysteme.
• Identifikation kritischer Fahrszenen.
• Erforschung neuer Simulationswerkzeuge für die Bewertung von kritischen Fahrsituationen und die Effizienzanalyse neuartiger Schutzsysteme.
• Erforschung von neuartigen Schutzsystemen zur Reduzierung von Insassenbelastungswerten.
• Erarbeitung neuer Testmethoden zur Validierung der neuartigen Schutzsysteme.
  
  
  

Evaluierung der Schutzwirkung von kooperativen Sicherheitssystemen in Verbindung mit autonomen Fahrzeugeingriffen

In den Verbundprojekten Ko-TAG und Ko-PER werden verschiedene hochwertige Verfahren zur Einschätzung des Verkehrsumfelds und zur Ermittlung des Kollisionsrisikos mit anderen Verkehrsteilnehmern auf Basis von kooperativen Sensorsystemen und kooperativer Sensorfusion erforscht. Auf Basis dieser Informationen können verschiedene Schutzmechanismen am Fahrzeug aktiviert werden. Der autonome Bremseingriff stellt dabei eine sehr wirksame Maßnahme dar, die zumindest eine wesentliche Minderung der Kollisionsschwere, wenn nicht sogar Vermeidung der Kollision ermöglicht.

Es werden weiterhin Testmethoden erforscht, mit denen die genannten Sicherheitssysteme systematisch und reproduzierbar überprüft werden können. Dabei werden unterschiedliche autonome Vorrichtungen und Führungen als bevorzugte Lösungsmöglichkeit betrachtet.

Die geeignetsten Testverfahren und -vorrichtungen werden auf einem Testgelände aufgebaut. Anschließend werden die oben genannten Kollisionsermittlungsverfahren in mehreren Ausbaustufen und Testkampagnen getestet und analysiert.

Ergebnis der Testkampagnen ist die Information über die tatsächlich erzielte Verminderung der Kollisionsgeschwindigkeit oder gar vermiedenen Kollisionen. Die auf der Basis der empirischen Untersuchungen gewonnenen Informationen über die realistisch erzielbare Schutzwirkung soll über parametrische Betrachtungen erweitert werden, um eine umfassende Betrachtung der möglichen Schutzwirkung solcher Systeme zu ermitteln.

Abschließend wird ein Bewertungsverfahren aufgestellt, das eine Relation zwischen der Kollisionsschwere und dem Verletzungsgrad der Insassen beschreibt. Mit Hilfe dieser Verknüpfung lässt sich die Reduzierung der Personenschäden ermitteln. Auf dieser Basis kann abschließend der volkswirtschaftliche Nutzen aufgrund des Einsatzes der Sicherheitssysteme ermittelt werden.

Modellierung und Evaluierung einer skalierbaren Hardwareplattform für kooperative Schutzsysteme

Gegenstand dieses Hauptarbeitspakets ist die Untersuchung der notwendigen Grundlagen der Datenverarbeitung und -auswertung und das Modellieren und Evaluieren einer skalierbaren Hardwareplattform, die für kooperative Sicherheitssysteme im Automobil notwendig sind.

Der Forschungsschwerpunkt ist die Ausschöpfung des Potenzials zur Unfallfolgenmilderung, das aus der intelligenten Verknüpfung von verfügbaren Informationen aus on-board und off-board Sensoren entsteht und der Bereitstellung der Ergebnisse zur Einleitung geeigneter Maßnahmen. Besonders werden dabei car2x Technologien hinsichtlich ihres Einflusses auf die Sicherheit der Fahrzeuginsassen, des Fahrzeuges und der Umwelt in das Gesamtsystem integriert.

Im Einzelnen erwachsen folgende Forschungsschwerpunkte aus dem gemeinsamen Ziel:

• Integration von Sensor- und Signaleigenschaften: On-board und off-board Sensoren liefern die Daten unterschiedlicher Datenraten, Zykluszeiten, Fehlersicherheiten, Sicherheitsstufen sowie Störsignale. Dies stellt besondere Anforderungen an das Auswertesystem und benötigt noch zu erforschende Lösungsansätze.
• Reaktionsgeschwindigkeit des Systems: Ein besonderer Forschungsschwerpunkt ist die erkennbare Notwendigkeit des Systems, in Echtzeit die zu erwartenden Datenmenge zu verarbeiten, um autonome Sicherheitssysteme anzusteuern.
  
  
  

Funkkanaluntersuchung und Systemmodellierung für die Echtzeitsimulation der Funkübertragung

Die car2x Funk-Kommunikationstechnik ist eine Schlüsselkomponente für die Konzeption zukünftiger Fahrzeug-Sicherheitssysteme, da sie z.B. ein koordiniertes Erkennen von Gefahrensituationen und koordinierte Reaktionen zur Unfallvermeidung ermöglicht. Für derartige Anwendungen der Funktechnik ist die Zuverlässigkeit der Datenübertragung von entscheidender Bedeutung. Diese ist von den Gegebenheiten der Funkkanäle und den Eigenschaften des Funksystems abhängig. Mobilfunkkanäle für car2x Anwendungen stellen wegen der hohen auftretenden Geschwindigkeiten, der hohen Mobilität und der potenziell großen Anzahl der kommunizierenden Funkstationen vergleichsweise hohe Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit von Funk-Übertragungssystemen.

Die Zuverlässigkeit der Datenübertragung und die Reichweite des Funksystems unter realen Einsatzbedingungen sind wichtige Eigenschaften, die beim Entwurf von car2x-basierten Sicherheitssystemen berücksichtigt werden müssen. Aus Gründen der Systemkomplexität und aus Kostengründen sind realitätsnahe Simulationen ein entscheidendes Hilfsmittel beim Entwurf und bei der Evaluation solcher Systeme. Die realitätsnahe Simulation der car2x Kommunikationsverbindungen muss daher in die Gesamtsimulation integriert werden. Hierfür ist insbesondere eine genaue Modellierung der Funkkanäle erforderlich.

Zuverlässige Kenntnisse über die Eigenschaften von Funkkanälen gewinnt man durch Funkkanal-Messungen. Um realitätsnahe Funkkanalmodelle für eine große Vielfalt verschiedener Einsatzszenarien erstellen zu können, sind umfangreiche Messkampagnen in unterschiedlichen Umgebungen, Verkehrssituationen und Witterungsverhältnissen im Projekt vorgesehen. Für die Verwendung in Echtzeit-Simulationsapplikationen besteht auch für die Funkkanalmodelle die Anforderung der Echtzeit-Berechenbarkeit. Dies erfordert einen hohen Abstraktionsgrad bei gleichzeitig guter Realitätsnähe.

Für die Simulation der car2x Kommunikationsverbindungen müssen die Kanalmodelle mit den Eigenschaften des Funk-Übertragungssystems kombiniert werden, wodurch integrierte Simulationsmodelle entstehen. Diese können die Zuverlässigkeit und die Reichweite der Kommunikation in gegebenen Einsatzszenarien abbilden.

Entwicklung von Mehrantennentechniken für die Fahrzeugkommunikation

Ein hohes Potenzial für die Verbesserung der Zuverlässigkeit der car2x Datenübertragung haben Mehrantennentechniken. Mit diesen Techniken kann man z.B. die Reichweite der Funkübertragung erhöhen und gleichzeitig die Sendeleistung reduzieren. Dies wiederum reduziert die Interferenz zwischen den Funkstationen und damit die Häufigkeit von Übertragungsfehlern durch Paketkollisionen.

Aus der Literatur ist eine Vielzahl verschiedener Mehrantennentechniken bekannt. Zur Erweiterung der bestehenden IEEE802.11p Übertragungstechnik kommen solche Mehrantennentechniken in Frage, die kompatibel zu den standardisierten technischen Spezifikationen sind. Einen weiteren Schwerpunkt der Projektarbeit bildet die Untersuchung und Entwicklung von wirkungsvollen Mehrantennentechniken für die car2x Kommunikation auf der Basis der Ergebnisse der Kanalmessungen und Kanal- und Systemmodellierung.