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Fahrerassistenzsysteme - Einführung

Fahrerassistenzsysteme - Einführung. Inhalt: Wie der Mensch Auto fährt Definition aktive und passive Sicherheit Fahrerassistenz – warum? Fahrerassistenz Heute Fahrerassistenz Morgen. 1. Wie der Mensch Auto fährt. Aufgaben beim Führen eines Fahrzeuges.

verena
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Fahrerassistenzsysteme - Einführung

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Presentation Transcript

  1. Fahrerassistenzsysteme - Einführung

  2. Inhalt: • Wie der Mensch Auto fährt • Definition aktive und passive Sicherheit • Fahrerassistenz – warum? • Fahrerassistenz Heute • Fahrerassistenz Morgen

  3. 1. Wie der Mensch Auto fährt

  4. Aufgaben beim Führen eines Fahrzeuges Primäre Fahraufgabe: Bewegen des Fahrzeugs von A nach B • Navigation • Führung • Stabilisierung Sekundäre Aufgaben: Tätigkeiten in Abhängigkeit von der Fahranforderung • Aktion (Blinken, Hupen) • Reaktion (Auf- und Abblenden, Wischen) Tertiäre Aufgaben: Tätigkeiten, die nichts mit dem Fahren zu tun haben • Informationsbedürfnisse (z.B. Radio, Internet) • Komfortbedürfnisse (z.B. Sitzheizung, Klimaanlage) • Sozialbedürfnisse (z.B. Gespräch mit Fahrzeuginsassen, Telefon, SMS; E-Mail)

  5. Fahrer – Fahrzeug Regelkreis Umwelt Fahrer Fahrzeug Erfüllung der Fahraufgabe Fahraufgabe

  6. Zuordnung von Fahrerinformationen und Sinneskanälen Tomaske et al., 2001

  7. Handlungsmodell nach Rasmussen Ziele Aufgabe definieren Wissensbasiertes Verhalten Identifizieren Planung Zuordnung Fahrzustand/ Fahraufgabe Gespeicherte Regeln für Fahraufgabe Regelbasiertes Verhalten Erkennen Automatisierte sensomotorische Muster Fertigkeitsbasiertes Verhalten Merkmals- ausbildung Eingangsgrößen aus den Sinneskanälen Signale Aktion Rasmussen, 1993

  8. Zusammenhang zwischen den Stufen des Handlungsmodells und den Ebenen der Fahraufgabe

  9. 2. Definition aktive und passive Sicherheit

  10. Definition von aktiver und passiver Sicherheit • Maßnahmen zur passiven Sicherheit: • Also solche werden alle Maßnahmen bezeichnet, welche versuchen, • die „Unfallfolgen zu mildern.“ •  z.B.: Sicherheitsgurt, Airbags, stabile Fahrgastzelle, etc. • Maßnahmen zur aktiven Sicherheit: • Als solche werden alle Maßnahmen bezeichnet, welche versuchen, • das „Entstehen eines Unfalls zu verhindern.“ •  z.B.: ABS, ASR, ESP, etc.

  11. 3. Fahrerassistenz – Warum?

  12. Entwicklung der Unfallzahlen

  13. Unfallursachen im Straßenverkehr

  14. Unfallarten im Straßenverkehr

  15. Problem der Risikohomöostase

  16. Wie kommt es zu einem Unfall? nach Reason, 1994

  17. Schlussfolgerungen aus der Unfallstatistik • Potential der passiven Sicherheit bereits sehr stark ausgeschöpft •  „5 Airbags mehr, bringen auch nicht mehr viel“ • Sehr großes Potential auf Seiten der aktiven Sicherheit •  Fahrerassistenz •  Verkehrsinfrastruktur

  18. 4. Fahrerassistenz Heute

  19. ABS, ASR, ESP • ABS (Antiblockiersystem): verhindert bei einer Bremsung das Blockieren der Räder •  Fahrzeug bleibt lenkbar • ASR (Antriebsschlupfregelung): regelt den Schlupf der angetriebenen Räder und • verhindert deren Durchdrehen • ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm): Verhindert durch selektives Abbremsen • einzelner Räder ein Über- oder Unter- • steuern des Fahrzeuges

  20. Wankstabilisierung (Dynamic Drive) • Zeigeteilter Stabilisator, der durch Elektromotor oder Hydraulikaggregat verbunden ist • Die beiden Hälften können gegeneinder verdreht oder entkoppelt werden • Verdrehen: Verringern der Seitenneigung der Karosserie • Entkoppeln: Ergibt quasi Einzelradaufhängung

  21. Aktivlenkung (Active Front Steering) • Planetengetriebe in der Lenksäule (vor der Zahnstange) • Geschwindigkeitsabhängige Lenkübersetzung (Komforterhöhung) • Korrigierender Lenkeingriff möglich • μ-Split Bremsung  Fahrzeug wird entsprechend der Lenkvorgabe des Fahrers in der Spur gehalten) • Korrektur bei Seitenwind

  22. Navigationssysteme Man teilt dem System den gewünschten Zielort mit und wird dann über optische und akustische Ausgaben dorthin geführt

  23. Abstandsregeltempomat ACC • Tempomatfunktion: bei freier Strecke verhält sich das System wie ein Tempomat • Abstandshaltung: bei Folgefahrt regelt das System einen Abstand zwischen 0,9 • und 2 Sekunden ein

  24. Spurverlassenswarnung Idee: Der Fahrer soll bei einem drohenden Verlassen der Spur gewarnt werden • Citroen AFIL: • Sensorik in der Stoßstange erkennt Kontrastunterschiede • Fahrer wird über ein Vibrieren im Sitz gewarnt • Nissan Cima: • Kamera „versucht“ Spurverlauf zu erkennen • Fahrer wird über akustischen Ton gewarnt • Leichtes Lenkmoment führt den Fahrer in der Spur

  25. Park Distance Control PDC • Der Fahrer bekommt optisch und akustisch den Abstand zu anderen • Fahrzeugen angezeigt • Optisch: Bild auf zentralem Monitor • Akustisch: Pieptöne, deren Frequenz sich mit Annäherung an ein Objekt erhöht

  26. Night Vision • Erfassen des Bereiches vor dem Fahrzeug (NIR, FIR, Video) • Aufbereitetes Bild wird dem Fahrer auf einem Bildschirm dargestellt •  Erweitern des Sichtbereiches des Fahrers in der Nacht •  Zukünftig aktive Objekterkennung

  27. Abbiegeassistenz bei LKWs Ein hoher Prozentsatz der Unfälle mit getöteten im LKW Bereich sind Fußgänger-, Radfahrer- und Mopedfahrerunfälle bei Abbiegevorgängen  Erfassen des kritischen Bereichs  optische und akustische Warnausgaben

  28. Fazit zur Fahrerassistenz Heute • Viele separate Einzelsysteme • Keine Kommunikation der Systeme untereinander • Jedes System hat seinen eigenen Sensor • Jedes System hat seine eigene Schnittstelle zum Nutzer

  29. 5. Fahrerassistenz Morgen

  30. Wo geht die Reise hin? ADASE Roadmap aus dem Jahr 2002 Autonomes Fahren Platooning Kollisionsvermeidung Stadtverkehrassistent Assistent für außerstädtischen Verkehr Kollisionswarnung Spurwechselassistent Rollstabilitätskontrolle für LKWs Spurhalteassistent Stop & Go Erweitertes ACC Kurvengeschwindigkeits- und Geschwindigkeitslimit Assistenz Nahfeldkollisionswarnung Spurverlassenswarnung Night Vision

  31. ADASE Roadmap Beitrag Grad der Fahrerunterstützung Anforderungen an die Infrastruktur Anforderungen an das MMI Sicherheits- verbesserung Rechtliche Aspekte Politische und soziale Aspekte Systemaspekte Sensoraspekte Komplexität Autonomes Fahren Platooning Kollisionsvermeidung Stadtverkehrassistent Assistent für außerstädtischen Verkehr Kollisionswarnung Spurwechselassistent Rollstabilitätskontrolle für LKWs Spurhalteassistent Stop & Go Erweitertes ACC K.geschw. und Geschwindigkeitslimit Nahfeldkollisionswarnung Spurverlassenswarnung Night Vision

  32. Künftig verbaute Sensorik

  33. Vergleich heutiges gegen künftiges Sensorfeld Sensorfeld heutiger ACC Sensor Zukünftiges Sensorfeld

  34. Ansatz der Car to Car Kommunikation

  35. Arbeits- und Forschungsfelder Sensordatenverarbeitung und Datenfusion Sensorik MMI und Aktorik • Eigenposition in • der Fahrbahn • Fahrbahnkrümmung • Abstand zu Objekten • Relative Geschwindigkeit • von Objekten • Objektklassifikation • Verkehrszeichen • … • Interaktion mit • dem Fahrer: • Optisch • Akustisch • Haptisch Umweltmodell

  36. Fazit zur Fahrerassistenz von Morgen • Sehr großes Unfallvermeidungspotential vorhanden • Technik entwickelt sich sehr schnell weiter • Vernetzung der Einzelsysteme erforderlich  Umweltmodell • Mensch darf bei der Entwicklung nicht außer acht gelassen werden • (Out of the Loop Problematik, Begrenzte Verarbeitungskapazität, etc.) • Es gibt viel zu tun!!!

  37. Vielen Dank

  38. Aufnahme Verarbeitung Umsetzung

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