AFUSS - Aktiver Fußgängerschutz

  • Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
  • Laufzeit: 01.09.2013-30.11.2016
  • Fördersumme: 432.000 Euro
  • Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. K. Doll

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Das Projekt AFUSS ist dem vorausschauenden Fußgänger- und Radfahrerschutz  gewidmet. Hierbei werden die Kenntnisse der Arbeitsgruppen von Prof. Dr.-Ing. Konrad Doll und Prof. Dr.-Ing. Klaus Zindler auf den Gebieten der Intentionserkennung von ungeschützten Verkehrsteilnehmern (Vulnerable Road Users, VRUs) und der automatisierten Fahrzeugführung in Gefahrensituationen gezielt zusammengeführt.

Viele gefährliche Verkehrssituationen unter Beteiligung von VRUs, die aufgrund von Verdeckungen vom Fahrzeug aus nicht beobachtet werden können, entstehen an innerstädtischen Kreuzungen. Aus diesem Grund wird im Projekt stationäre Sensorik eingesetzt. Zum Vergleich wird ebenfalls eine im Fahrzeug montierte Sensorik eingesetzt, um Aussagen über die Qualität der unterschiedlichen Verfahren zu erhalten.

Ein weiteres Ziel des Projektes AFUSS betrifft die Realisierung aktiver Sicherheitsmaßnahmen, welche die oben beschriebene Erkennung gefährlicher Situationen innerhalb eines Zeitraums von wenigen hundert Millisekunden voraussetzen. Hierbei wird eine neuartige autonome fahrspurhaltende Ausweichbewegung zur Verhinderung der drohenden Kollision veranlasst, wenn das Fahrzeug durch eine alleinige Notbremsung nicht mehr rechtzeitig zum Stehen gebracht werden kann. Ein Projektziel ist die Berechnung einer Ausweichtrajektorie in Echtzeit, auf der das Fahrzeug innerhalb der eigenen Fahrspur mithilfe eines aktiven Lenkeingriffs um den VRU herumgeführt wird. Um eine möglichst genaue querdynamische Führung des Fahrzeugs auf der berechneten Sollbahn zu erreichen, werden innovative Regelalgorithmen entwickelt, die der nichtlinearen Reifencharakteristik im fahrphysikalischen Grenzbereich gezielt Rechnung tragen. Darüber hinaus erfordert die Erprobung ausweichender Fußgängerschutzsysteme die Entwicklung neuer Testmethoden. Hierfür stellen die von der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Zindler im Rahmen des FHprofUnt-Projektes CONSTANT erarbeiteten Ergebnisse eine wichtige Grundlage dar.

Unter Einbeziehung zweier kooperativen Promotionen und zweier Partner aus der Wirtschaft (GeneSys Elektronik GmbH und Continental Safety Engineering International GmbH) wird im Rahmen dieses Projekts zugleich ein nachhaltiges Konzept zur Ingenieurnachwuchsförderung im Bereich der angewandten Wissenschaften ermöglicht.


 

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Competent Control - Kompetenzzentrum Fahrzeugregel- und Fahrzeugsicherheitssysteme

  • Förderung durch das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft, Foschung und Kunst
  • Laufzeit Phase 1: 01.07.2011-31.12.2013
  • Fördersumme Phase 1: 350.000 Euro
  • Laufzeit Phase 2: 01.01.2014-30.06.2016
  • Fördersumme Phase 2: 295.000 Euro

        

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Das Kompetenzzentrum Fahrzeugregel- und Fahrzeugsicherheitssysteme (Competent Control) ist Teil des Arbeitsbereichs „Automotive“ des Zentrums für Wissenschaftliche Services und Transfer (ZeWiS).

Das Kernziel von Competent Control ist der Aufbau eines Kompetenzzentrums für angewandte Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet innovativer Fahrzeugregel- und Fahrzeugsicherheitssysteme. Es soll den regionalen und überregionalen Unternehmen aus der Automobilindustrie als Anlaufstelle für einschlägige Forschungsaufträge und Forschungskooperationen dienen und damit zu einer nachhaltigen Drittmitteleinwerbung des ZeWiS im Automobilsektor beitragen. Die Anschubfinanzierung des Kompetenzzentrums in der ersten Projektphase (01.07.2011–31.12.2013) beträgt 350.000 €.

Das Projekt Competent Control besitzt zwei Tätigkeitsschwerpunkte: Der erste Schwerpunkt ist die wissenschaftliche Unterstützung der Industrieunternehmen bei der Entwicklung vorausschauend agierender Fahrzeugsicherheitssysteme. Der zweite Schwerpunkt der geplanten Aktivitäten liegt auf der Entwicklung und Erprobung von Methoden, welche eine rechnergestützte, d. h. vollständig automatisierte Durchführung von Fahrversuchen und Fahrzeugsicherheitstests ermöglichen. Weitere Details finden Sie hier.

Im Rahmen der Schwerpunkte werden die im Folgenden vorgestellten Projekte, die zum Teil öffentlich gefördert sind, bearbeitet.


 

Beteiligung am Forschungsschwerpunkt „INVI – Intelligente Verkehrssicherheits- und Verkehrsinformationssysteme“

  • Förderung durch das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst
  • Laufzeit: 04/2010–03/2013
  • Gesamtfördersumme: 400.000 €

    

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An dem Forschungsschwerpunkt  „Intelligente Verkehrssicherheits- und Verkehrsinformationssysteme“ (INVI) der Hochschule Aschaffenburg sind insgesamt sechs Arbeitsgruppen der Fakultät Ingenieurwissenschaften beteiligt. Das Vorhaben wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst über eine Laufzeit von 3 Jahren (01.04.2010 bis 31.03.2013) mit einer Summe von 400.000 € gefördert.

Die Arbeitsgruppe Competent Control befasst sich mit der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Spurführung von Fahrzeugen. Auf Basis einer hochgenauen Positionserfassung durch satelliten- und funkbasierte Sensorsysteme werden Regelalgorithmen zur Fahrzeugführung in sicherheitskritischen Situationen entwickelt und erprobt. Die Validierung der Regelalgorithmen erfolgt hierbei sowohl in der Simulation anhand von mathematischen Fahrzeug- und Fahrzeugumfeldmodellen als auch in der Praxis auf dem eigenen Forschungsfahrzeug.


 

CONSTANT – Controlled Standardised Testscenarios

  • Förderung durch das Bundesministeriums für Bildung und Forschung
  • Laufzeit: 10/2011–09/2014
  • Fördersumme: 259.755 €

         

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Gruppenfoto bei der Auftaktbesprechung

Aufgrund der Expertise, die im Rahmen des Forschungsschwerpunktes INVI im Bereich der automatisierten Spurführung von Fahrzeugen erarbeitet wurde, konnten führende Industrieunternehmen und ein Forschungsinstitut zur gemeinsamen Durchführung des Projektes „Controlled Standardised Testscenarios“ (CONSTANT) gewonnen werden. Das Forschungsvorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 260.000 € im Zeitraum von 01.10.2011 bis 30.09.2014 gefördert. Neben der Hochschule Aschaffenburg beteiligen sich die GeneSys Elektronik GmbH (Offenburg), ein weltweit etablierter Hersteller von Messtechnik, die Continental Safety Engineering International GmbH (Alzenau), eines der größten unabhängigen Entwicklungshäuser für Fahrzeugsicherheitstechnik in Europa, und das Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme mit der Abteilung Fahrzeug- und Verkehrssystemtechnik (Dresden) an dem Projekt.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Testverfahren und Testvorrichtungen sowie deren Regelung zur reproduzierbaren und standardisierten Prüfung moderner Fahrzeugsicherheitssysteme. Die inhaltlichen Schwerpunkte sind wie folgt: Zum einen wird im Rahmen des Projektes ein rechnergestütztes Fahrzeugführungssystem entwickelt, das eine automatische längs- und querdynamische Führung von Testfahrzeugen im Fahrversuch ermöglicht (siehe Bildfolge des automatisierten Ausweichmanövers vor einem stehenden Hindernis). Zum anderen soll ein rechnergestütztes System zur gezielten Führung von Fahrzeug- und Fußgängerattrappen entstehen. Durch die Kombination beider Systeme sollen unterschiedlichste Use- und Misuse-Tests durchgeführt und damit die Fahrzeugsicherheitssysteme objektiv bewertet werden. Ein weiteres Ziel des Forschungsprojektes ist die Gewährleistung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugführungssystems unter eingeschränkten GPS-Bedingungen, z. B. auf bewaldeten Teststrecken.


 

Entwicklung eines querdynamischen Fahrzeugführungssystems

  • Forschungskooperation mit der Continental Safety Engineering International GmH
  • Laufzeit: 03/2010–12/2011


In diesem Projekt wurde in Kooperation mit der Continental Safety Engineering International GmbH ein querdynamisches Fahrzeugführungssystem für den Fahrversuch entwickelt. Die Erprobung von aktiven Fahrzeugsicherheitssystemen stellt extrem hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der zu absolvierenden Testmanöver, denen selbst ein geübter Testfahrer nicht gerecht wird. Dies legt den Ansatz nahe, den Fahrer zu entlasten, und die Fahrmanöver teilautomatisiert mit einem rechnergestützten Spurführungssystem durchzuführen. Dem Testfahrer kommt somit nur noch die Aufgabe der längsdynamischen Fahrzeugführung zu, d. h. ihm obliegt einzig die Aufgabe, die vorgegebenen Manöver mit einem definierten Geschwindigkeitsprofil abzufahren. In der Abbildung ist neben dem Testparcours das Ergebnis einer mit 50 km/h durchgeführten Testfahrt in Form einer Bildfolge festgehalten. Es ist zu erkennen, dass das rechnergestützte Lenksystem das Fahrzeug mit geringem Abstand an dem Hindernis vorbeiführt. Im Rahmen von Wiederholungsmessungen konnte gezeigt werden, dass mit diesem Fahrzeugführungssystem eine Reproduzierbarkeit erreicht wird, die weit über den Möglichkeiten eines menschlichen Testfahrers liegt. Das eingesetzte Versuchsfahrzeug wurde von der ZENTEC GmbH zur Verfügung gestellt. 

Quelle: K. Zindler, S. Hahn, S. Zecha, G. Jürgens: Querdynamische Fahrzeugführung zur reproduzierbaren Erprobung von Sicherheitssystemen. at-Automatisierungstechnik 60(2), Oldenbourg-Verlag, S. 61-73.

Seit dem erfolgreichen Projektabschluss wird das System vom Kooperationspartner CSEI bereits im Rahmen der Vor- und Serienentwicklung neuer Fahrzeugumfeldsensoren und Sicherheitssysteme eingesetzt.

Weitere Details zu diesem Projekt können in der Veröffentlichung „Querdynamische Fahrzeugführung zur reproduzierbaren Erprobung von Sicherheitssystemen“ in der Zeitschrift „at – Automatisierungstechnik“ im Oldenbourg Verlag in der Ausgabe 02/2012 nachgelesen werden.


 

Schätzung des querdynamischen Fahrzeugzustands als Grundlage für innovative Fahrzeugsicherheitssysteme

  •   Laufzeit: 05/2010–11/2011


Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprojekte befassen sich mit Fahrzeugsicherheitssystemen, die in der Lage sind, sicherheitskritische Verkehrssituationen durch Interpretation der zur Verfügung stehenden Umfeldsensoren zu erkennen. Ziel ist es, durch geeignete Maßnahmen Unfälle zu vermeiden. Diese reichen von optischen Warnungen bis hin zu autonomen Bremseingriffen. Zukünftige Fahrzeugsicherheitssysteme sollen darüber hinaus auch komplexe Ausweichmanöver autonom durchführen können. So soll z. B. bei einem drohenden Unfall eine Ausweichtrajektorie in Echtzeit generiert werden, auf der das Fahrzeug mithilfe einer integrierten Lenkregelung geführt wird.