INVENT „erfahren“ – mobil mit 8 Sinnen
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1. Die Pr diktive Fahrdynamikregelung PFDR nutzt deshalb videobasierte Umgebungs sensorik zur Erkennung des Fahrbahnverlaufs und damit der realen Gegebenheiten Durch aktive Lenkeingriffe kann das System die Fahrzeugbewegung innerhalb der Fahrspur stabilisieren Dabei ber cksichtigt es auch das kritische Fahrzeugverhalten am Limit der von den Reifen bertragbaren Querkr fte Die adaptive Regelung basiert auf einem nichtlinearen Modell mit einer integrierten Sch tzung der Fahrspurpara meter der an Vorder und Hinterachse wirksamen Reibwerte und des Schwimmwinkels Das integrierte Sch tzverfahren und das Regelungssystem PFDR wurden in der Simula tionsumgebung MATLAB SIMULINK implementiert und in Verbindung mit dem komplexen Fahrzeugsimulationsmodell CarSim getestet Bei der Modellierung des Fahrerverhaltens f r die Simulation wurden dabei die Beobachtungen aus Fahrversuchen ber cksichtigt In Simulationen wurde gezeigt dass sich durch dieses VAS System gegen ber einer konventionellen Fahrdynamikregelung mit Brems und Lenkeingriffen und ohne Ver wendung von Umgebungsinformationen ein echter Zusatznutzen erzielen l sst In kri tischen Situationen mit denen konventionelle Systeme berfordert waren konnte der neue Systemansatz das Fahrzeug sicher stabilisieren Abb 6 Funktionsprinzip der Pr diktiven Fahrdynamikregelung von Bosch Umfeld Pr diktive Fahrdynamikregelung Fahrspur erkennung Fahrer S v D _2. N ji Die einzelnen Komponenten Der Business Integration Server BIS ist das zentrale Element innerhalb der Architektur Seine Hauptfunktionen sind die Kontrolle und Steuerung des beim Ausliefer bzw Einsammelvorgangs anfallenden Workflows Dies kommt insbesondere durch seine direkten Verbindungen zu den Komponenten Transport Application Server TAS Mobilfunkspezifische Dienste und Portal zum Ausdruck Au erdem koppelt der BIS die VMTL Dom ne mit der externen Umgebung Auftraggeber Banken Unterauftrag nehmer des Logistikdienstleisters weitere IT Infrastruktur des Logistikdienstleisters Auftraggeber INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 148 VMTL bersicht und Ergebnisse Seite 149 VMTL bersicht und Ergebnisse Der Transport Application Server TAS integriert alle direkt mit der Transportplanung und Transportdurchf hrung befassten Anwendungen und Dienste Die beiden Haupt anwendungen im TAS sind die Tourenplanung und die Tourensteuerung mit Aktual Disposition Weiterhin erfolgt ber den TAS die Anbindung der Verkehrsmanagement zentrale Der Server f r mobilfunkspezifische Dienste umfasst aus architektureller Sicht phy sikalische Komponenten mit Diensten die nicht direkt beim Logistikdienstleister erbracht werden die aber wesentlich f r die Realisierung der in den Szenarien ber
3. Sensor datenauf bereitung Perzeption Objekt bildung Situations Objektattributierung und Objektklassifikation Die Objektattributierung erfolgt im Umfeldmodell Hier bietet die Multisensorik den Vorteil dass die einzelnen Attribute wie Gr e Entfernung Geschwindigkeit teilweise mehrfach von unterschiedlichen Sensoren gemessen werden und sich auch entspre chend erg nzen k nnen Diese Redundanz und Komplementarit t tr gt ma gebend zur Robustheit und Zuver l ssigkeit der multisensoriellen Umgebungserfassung bei Nat rlich m ssen Konflikt f lle bei der Eintragung entsprechend ber cksichtigt werden Die Objektklassifikation ist bereits der erste Schritt die attributierten Objekte mit Meta Information zu versehen Ob ein detektiertes Objekt ein Fu g nger ist oder nicht kann oft mit statistischen Klassifikatoren verifiziert werden die je nach verwendeter Sensorik eine Vielzahl von Merkmalen in der Entscheidung ber cksichtigen Auch die Erkennung von Verkehrsschildern beinhaltet gew hnlich eine Klassifikationsaufgabe Situationsanalyse Der dritte Block der Perzeption hier Situationsanalyse bzw Situation Refinement genannt definiert und beschreibt die Beziehungen zwischen den gefundenen Objekten wie zum Beispiel Einscherer oder Gassenfahrt bei der Funktion des Stauassistenten Abh ngig von der Komplexit t der Applikation Abstandsanzeige Abstandswarnung Abstandsregeltempomat Stauassistent Notbrem
4. Zeitsynchronisation Bestimmung der zeitlichen Relation und Sensormodellierung Ber cksichtigung von Sensoreigenschaften Ortskalibrierung Die Ortskalibrierung von Sensoren unter Ber cksichtigung eines gegebenen Koordinatensystems spielt schon beim einzelnen Sensor eine wichtige Rolle Man spricht z B von der Kamerakalibrierung wenn die Abbildung des 3SD Umfeldes auf den in der Kamera eingebauten 2D Chip externe Freiheitsgrade und interne Para meter ausgemessen und ber cksichtigt wird Als Bezugspunkt f r das Koordinatensystem wird meist das Eigenfahrzeug verwendet das nat rlich mit ortsgebundener Information z B von Navigationskarten entspre chend in Verbindung gebracht werden muss Im Rahmen von INVENT entstand ein Glossar f r alle verwendeten Begriffe W hrend die Ortskalibrierung von Sensoren zum Einbauzeitpunkt mit speziellen Ka liporierk rpern g ngige Praxis ist besteht im Bereich der Autokalibrierung z B dem automatischen Anpassen der Kalibrierparameter bei Alterung noch wenig Erfahrung Zumindestens sollte die Sensorfusion diesen Punkt in der Algorithmik berwachen wenn sich z B die geometrische Relation zwischen Kamera und Radar ver ndert Zeitliche Synchronisation Da sich die Objekte im Verkehrsumfeld oft mit hoher Geschwindigkeit bewegen ist eine gemeinsame Zeitbasis eine fast unverzichtbare Voraussetzung f r einen multisen soriellen Ansatz Stereokameras z B werden synchron betrieben um beide
5. Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 24 Seite 25 FUE Ergebnisse FUE Ergebnisse Objektbildung Objektzuordnung und Objektverfolgung Perzeption Sensor datenauf Objekt Situations bildung Der Baustein Objektbildung auch analog zu oben Objekt Refinement genannt ent h lt gewisserma en die drei klassischen Bestandteile einer Erkennungsaufgabe In der Masse der Sensordaten m ssen zun chst Objekte detektiert und gebildet werden Gefundene Objekte m ssen zugeordnet und ber die Zeit verfolgt werden Neben den direkt messbaren Objektattributen wie Gr e Entfernung und Geschwindigkeit k n nen aus den Objektmerkmalen auch Metadaten Objekt ist Fu g nger oder Auto Bedeutung eines Verkehrsschildes meist durch Klassifikation abgeleitet werden Man kann somit folgende drei Schritte identifizieren die teilweise nacheinander h ufig aber auch abwechselnd und r ckgekoppelt gel st werden Objektdetektion und Objektbildung Objektzuordnung und Objektverfolgung Objektattributierung und Objektklassifikation Die Vielfalt von Erkennungsverfahren f r unterschiedliche Sensoren Objekte und weitere Randbedingungen kann hier auch nicht ann hernd behandelt werden trotzdem sollen f r jeden Teilschritt typische Ansatzpunkte und L sungsprobleme kurz angesprochen werden Objektdetektion und Objektbildung Die Objektdetektion bzw Objektbildung ist meist der erste Schritt um aus den verteilten
6. Zusammengeh rige Lieferadressen Depot Freie Fahrt Behinderungen Stau INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 156 VMTL bersicht und Ergebnisse Nutzerakzeptanz und Wirkungsbetrachtung Die in VMTL erarbeiteten Logistikkonzepte und dienste f r die Szenarien 2005 und 2010 wurden mit Hilfe von Akzeptanzuntersuchungen und Betriebssimulationen auf die Nutzerakzeptanz und verkehrlichen Auswirkungen gepr ft Dabei wurden die Anforderungen von Endkunden und die verkehrlichen Rahmenbedingungen ber ck sichtigt Die abgeleiteten Handlungsempfehlungen flie en in die zuk nftigen Logistikkonzepte und dienste ein Prozess und Nutzerakzeptanzanalyse Die unterschiedlichen Angebotsstrukturen des VMTL Systems wurden zun chst f r Versandhauskunden bewertet und zwar mit Hilfe von Prozessmodellierung und Akzeptanzuntersuchungen Die Prozessmodellierung erm glicht eine einheitliche Dar stellung der Logistikprozesse aus Funktions Organisations Daten und Prozesssicht und erleichtert die Bewertung und Auswahl von Varianten Dadurch l sst sich das Zusammenwirken der einzelnen beteiligten Objekte Informationsfl sse Ressourcen auslastung und auch der damit verbundenen Kosten besser untersuchen Au erdem wurde eine umfangreiche Kundenbefragung durchgef hrt in der die Anforderungen der Endkunden und die Akzeptanz der VMTL K
7. Daten der Sensorerfassung konkrete Objekte zu bilden Beim Fernbereichsradar k nnen z B Reflexionspunkte die nahe genug beieinander liegen und die gleiche Relativge schwindigkeit besitzen zu einem Objekt zusammengefasst werden hnliches gilt f r Lidar Systeme auch hier werden z B Scanpunkte die die gleiche Entfernung besitzen und benachbart sind im ersten Schritt zu einer Objekthypothese zusammengefasst In 2D Bildern aus der Video Sensorik ist es oft komplex zu entscheiden welche be nachbarten Pixel zu einem Objekt geh ren Hier gibt es eine Vielzahl von Detektions methoden die Merkmale wie Form Farbe Kanten oder auch den optischen Fluss be nutzen Je genauer bekannt ist welche Objekte gesucht sind umso einfacher ist es im Prin zip diese aus dem Datenstrom der Sensorik zu extrahieren Bei der Fahrumgebungs erfassung aber handelt es sich im Vergleich zu anderen Erkennungsproblemen oft um besonders anspruchsvolle Aufgaben da weder das Umfeld mit Infrastruktur noch die anderen Verkehrsteilnehmer einfach zu modellieren sind Die Objektzuordnung betrifft sowohl die Identifikation desselben Objektes in unter schiedlichen Sensordaten als auch die Objektverfolgung ber die Zeit Sofern die Orts und Zeitkalibrierung der Multisensorik gen gend genau erfolgen kann ist auch die Zuordnung von Objektinstanzen in den unterschiedlichen Sensordaten str men l sbar Hier ist eventuell zu unterscheiden wie die unterschiedlichen Sens
8. Meile bei und somit zu einer nachhaltigen Verkehrsentwicklung in unseren St dten Seite 143 VMTL Zusammenfassung Schnell flexibel effizient und umweltschonend Das im INVENT Teilprojekt VMTL realisierte und demonstrierte Gesamtsystem besteht aus einer wohldefinierten Architektur mit einer Reihe spezialisierter Komponenten Durch intelligente Nutzung und Neugestaltung vorhandener Logistik und Informa tionsinfrastrukturen tragen diese zu einer effizienteren empf ngerfreundlicheren und bedarfsgerechteren Steuerung des Warenverkehrs und damit zu einer aktiven Reduzierung des Verkehrs und der Umweltemissionen in Ballungsgebieten bei Sie erm glichen es dem Logistikdienstleister seinen Kunden aus der Tourenplanung her aus genaue Lieferzeitfester mitzuteilen und dabei die Lieferpr ferenzen der Kunden voll zu ber cksichtigen Dabei beschr nkt sich die Kommunikation mit den Kunden auf ein sinnvolles kosteng nstiges Ma Weiterhin wird der Zusteller vor und w hrend der Auslieferungstour optimal unterst tzt indem auf unvorhersehbare Ereignisse wie Verkehrsstaus Stra ensperrungen aber auch zus tzliche Abholauftr ge flexibel und dynamisch in Form von Tour nderungen reagiert wird In Tests und Analysen zeigte sich bereits dass das implementierte VMTL System zwei gro e Vorteile hat Es verbessert den Service f r den Kunden und die Anzahl der gefahrenen Kilometer wird gleichzeitig auf das notwendige Ma beschr nkt das hei
9. Rechtsfragen und Akzeptanz von Anfang an mit den betriebs und volkswirtschaftlichen Auswirkungen m glicher Entwicklungen Dabei kamen zahlreiche Verkehrssimulationen Kundenbefragungen Marktunter suchungen Kosten Nutzen Analysen Akzeptanzprognosen Workshops und Fahr versuche zum Einsatz Von besonderer Bedeutung war in diesem Projekt auch die Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen sowie m glicher rechtlicher Konflikte Um eine m glichst schnelle Umsetzung aller Innovationen in die Praxis zu gew hr leisten musste etwa gekl rt werden wer die Verantwortung tr gt wenn ein aktives Sicherheitssystem in einer gef hrlichen Situation dem Fahrer die Entscheidung und Handlung abnimmt Zukunftsperspektiven Mit dem Ziel ihre Daten und Erkenntnisse auch zuk nftigen Forschungsarbeiten zu g nglich zu machen werden die INVENT Partner gemeinsame Empfehlungen f r die Entwicklung von Fahrerassistenz und Informationssystemen erstellen Denn die Arbeiten gehen bei den einzelnen Projektpartnern weiter und die neuen Technologien sollen schlie lich serienreif werden so dass jeder Verkehrsteilnehmer davon profitieren kann Seite 11 INVENT Innovationen INVENT Innovationen Die in INVENT entwickelten neuartigen Fahrzeuge sind dank hochentwickelter Sensorik Kommunikations und Informationstechnik in der Lage mitzusehen mitzudenken und mit anderen Fahrzeugen und Verkehrszentralen zu kommunizieren Die INVENT Innovationen sind in Prototyp
10. Wahr T nehmung e c 59 Brems dr cke Seite 39 VAS Ergebnisse Mit vergr ertem Blickfeld sicher ber die Kreuzung Kreuzungsassistenz Mit rund 60 Prozent ereignen sich die meisten Unf lle im Stadtverkehr an Kreuzungen Ein Grund ist sicherlich darin zu sehen dass die Komplexit t der Verkehrssituationen an Kreuzungen steigt und damit die Anforderungen an den Fahrer zunehmen Neben Fehlern in der Abstandshaltung also nicht angepasste Geschwindigkeit und unzureichender Sicherheitsabstand entstehen solche Unf lle durch Vorfahrtsmiss achtungen und Fehler beim Abbiegen also beim Ein Abbiegen Wenden und R ck w rtsfahren vgl Abb 2 Daher untersuchten die Partner der Kreuzungsassistenz insbesondere die Teilfunktionen Vorfahrt und Ampelassistent sowie Gegenver Kehrsassistent bei Linksabbiegeman vern und realisierten sie als Prototypen Abb 7 Ursachen von Stra enverkehrsunf llen mit Personensch den Januar Juli 2004 30 25 20 37 10 5 0 Stra en Geschwindig Abstand berholen Vorbeifahrt Spur Vorfahrt benutzung keit wechsel Ampel und Vorfahrtsassistenz Bereits zur Mitte der Projektlaufzeit wurde ein erster Prototyp der Ampel und Vor fahrtsassistenz dargestellt Weil das Nichtbeachten eines Vorfahrtsschilds oder einer Ampel rund 81 Prozent aller Vorfahrtsunf lle verursacht lag ein Schwerpunkt zun chst auf der au
11. r Verkehrs und Infrastruktursysteme IVI in Dresden in Koopera tion mit dem Institut f r Verkehrspsychologie der TU Dresden Prof Schlag Bei der Entwicklung gingen die Experten davon aus dass Fahrfehler eine relevante Gr e zur Beschreibung der Verkehrssicherheit darstellen und untersuchten wie sich Fahrerassistenz und Informationssysteme auf die Entstehung oder Vermeidung von Fehlern auswirken siehe Abb 6 Abb 6 Allgemeines Unfallentstehungsmodell Unfallentstehungsmodell Fahrfehlerentstehung pr vention hintergr nde Modell INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 80 Seite 81 FVM Ergebnisse FVM Ergebnisse Anhand konkreter Situationen analysierten die Verkehrsexperten wie Systemmerk Abb 8 Beispielhafter Ausschnitt aus einer Beobachtungsfahrt mit Fahrlehrern male situative Randbedingungen kognitive Belastung und verkehrspsychologische Hintergr nde bei der Entstehung von Fahrfehlern zusammenwirken Zur formalen Beschreibung dienten Fahrfehlero ume siehe Abb 7 Vy Messung l ngs aquer Bremsbet tigung Fehler 3 Das theoretische Modell wurde zun chst im Fahrsimulator und im realen Verkehr unter 4 Aufzeichnung relevanter Messdaten mit Fahrlehrern berpr ft Aus dem Vergleich der subjektiven Aussagen der Fahrlehrer mit objektiven Daten entstand eine Datenbasis 3 zur Defini
12. ssen fr hzeitig identifiziert werden insbesondere dann wenn es sich um Systeme handelt die bestimmte Fahr funktionen teilweise oder ganz vom Fahrer bernehmen Verkehrliche Wirkungen Um die verkehrlichen Wirkungen von Fahrerassistenzsystemen untersuchen zu k n nen m ssen die angedachten Assistenzsysteme als Modelle vorliegen Diese werden in Simulationen mit Verkehrsszenarien gekoppelt Bei den einzelnen Projektpartnern waren bereits unterschiedliche Modelle im Einsatz die im Rahmen von VRA zu einer integrierten Analyse Plattform weiterentwickelt wurden Diese Analyse Plattform bestehend aus einem Szenariengenerator einer Schnittstelle zu Assistenzsystemen und einem Verkehrsmonitor zur Beobachtung der verkehrlichen Wirkungen erlaubt eine umfassende Analyse der Wirkungen von Fahrerassistenzsystemen F r das Teilprojekt STA untersuchten die Projektpartner das Reglerverhalten des Stau assistenten beim Ann hern an ein Stauende w hrend der Fahrt im Stau und bei der Stauausfahrt In jeder dieser drei Situationen gibt es unterschiedliche Anforderungen Beim Ann hern an ein Stauende soll un blich starkes Bremsen vermieden werden Aus Akzeptanzgr nden ist aber auch ein zu z gerliches Heranschleichen zu ver meiden Der von STA vorgeschlagene Regler wurde nach ersten Simulationsl ufen entsprechend adaptiert Beim Fahren innerhalb eines Staus wurde ein f r den Fahrer angenehmer Ge schwindigkeitsverlauf gesucht der unn
13. t der Stra enverkehr wird entlastet Die praxisnahe und bedarfsgerechte Ausrichtung des Projektes wurde durch die Bildung eines zielorientierten Projektkonsortiums sichergestellt Die Projektpartner DaimlerChrysler AG Ericsson GmbH Hermes Logistik GmbH amp Co KG IBM Deutsch land GmbH und PTV Planung Transport Verkehr AG decken alle notwendigen Know how Bereiche Logistikdienstleistungen Planung von logistischen Prozessen Herstellung von Nutzfahrzeugen Informationsverarbeitung und Kommunikations technik mit entsprechender Sachkompetenz ab EER G VMTL Zielsetzung INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 144 Zielsetzung Ausgangslage Bis zu vierzig Prozent betrug der Anteil des Wirtschaftsverkehrs am Gesamtverkehr in Ballungsr umen bereits zu Beginn des Projekts Der Zuliefer und Abholverkehr auf der sogenannten letzten Meile hat hieran einen nicht unerheblichen Anteil Diese Situation hat sich in der Zwischenzeit sogar noch verst rkt Das liegt unter anderem am gestiegenen Interesse Waren beim Versandhaus oder ber das Internet zu bestel len Doch mit der Bestellung ist es nicht getan Die Ware muss zugestellt werden Wird der Kunde nicht zu Hause angetroffen so werden weitere Zustellversuche unternom men Nach erfolgreicher bergabe gef llt die Ware vielleicht nicht und geht wieder zur ck an ihren Ausgangsort Das alles f hr
14. tige Beschleunigungen und Verz gerungen sowie un blich gro e Abst nde vermeidet Dar ber hinaus wurde eine geeignete obere Geschwindigkeitsgrenze des Systems bestimmt um ein h ufiges Aus und Wiederanschalten zu vermeiden Dazu wurde der Verkehrsablauf hinter einer ge messenen realen Staufahrt simuliert Bei der Ausfahrt aus einem Stau soll das Reglerverhalten zu einem z gigen Abfluss f hren Hier wurden verschiedene Parametervarianten hinsichtlich der Abflussrate berpr ft Seite 89 VRA Ergebnisse F r das Teilprojekt VAS wurden Untersuchungen zum Querf hrungsassistenten durch gef hrt Hierbei lag der Fokus auf den Randbedingungen unter denen das Assis tenzsystem arbeiten muss Hier f hrten die Projektpartner Untersuchungen zu den Sichtweiten auf Autobahnen sowie zu Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Fahrstreifen durch Die H ufigkeitsverteilungen der Sichtweiten und Kurvenradien am Beispiel der A61 zwischen Gelsenkirchen und Ludwigshafen zeigten dass Radien klei ner als 600 Meter nur auf einem Prozent der Strecke auftreten meist in Autobahn berg ngen Die Sichtweiten gehen im Mittelgebirgsbereich Hunsr ck bis auf ca 200 Meter zur ck F r die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Fahrstreifen einer Autobahn ergab sich eine H ufung bei Werten von ca 40 km h die Maxi malwerte waren jedoch erheblich h her Aus den beobachteten Sichtweiten und Geschwindigkeitsdifferenzen lie en sich die Anforderunge
15. 1 Dezember 2004 bis 31 M rz 2005 haben sowohl auf technisch funktionaler als auch auf inhaltlicher Ebene den Nachweis erbracht dass die intelligente Kopplung von fahrzeug und infrastrukturgest tzten Systemen und die Integration von Verkehrs managementstrategien der Verkehrszentralen technisch m glich ist und so ein verbessertes dynamisches Routing erreicht werden kann Bei der Bewertung der technischen Funktions und Leistungsf higkeit wurde die gesamte Wertsch pfungskette von der Datenerfassung bis zum Routing einbezogen Hierbei wurde insbesondere die bermittlung Import und Export ber XML Schnitt stellen und Webservice und die Verwaltung und Bereitstellung der Rohdaten Detektion der berechneten Ergebnisse der Verkehrslage und prognose sowie der konsolidierten Daten Reisezeitganglinie der Datenfusion betrachtet Umfangreiche Befahrungen vervollst ndigen die Ermittlung der verkehrlichen Wirkungen die sich durch das Routing unter Aktivierung der verschiedenen dynami schen Netzebenen ergeben In M nchen wurden in 235 Befahrungsstunden ber 11 000 Streckenkilometer zur ckgelegt und die Fahrzeugbewegungen dabei sek nd lich aufgezeichnet Durch die Einbeziehung des Weihnachtsverkehrs und schlechter Witterungsbedingungen Nebel Schneefall konnten die Ver nderungen in den Reisezeiten auf Kanten Streckenabschnitten und Routen und der Auswirkungen auf das Routing gezeigt werden F r ausgew hlte Relationen wurden mi
16. Einbindung von zus tzlichen Daten kann dem Kunden ein noch breiteres Servicespektrum angeboten werden So sind zum einen inhaltliche Erweiterungen m glich indem bereits bestehende Serviceangebote verbessert werden zum anderen r umliche Erweiterungen auf weitere St dte und Regionen Abb 2 Wertsch pfungskette f r die Navigationen der dritten Generation a A LA M nchen g u ge I La j da mu en oa 1 i 4 i il re HORS FLE d k u ge LE T i f i Testlelder Oatenertassung Verkehremansgement Fo Rauling Zentrale Narren ayebi vel veau sirabenie TES Ei LS Ber cksichtigung der Mutrerwinsche Aoubenberechnung Negepunktwerlahren Teilnetzyverfahren Wehea Urime Welke wii Allertwillerowien bei Params langar FF Vebehrslage Prognose reella an INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 126 Seite 127 NIV Ergebnisse NIV Ergebnisse Ergebnisse Abb 4 Systemarchitektur zur Datenintegration und Datenhaltung in den Testfeldern Systemarchitektur zur Datenintegration und Datenhaltung in den Testfeldern Mobile XFCD Daten Umfeldrohdaten Station re Verkehrsrohdaten Die Hauptaufgabe des Testfeldes M nchen ist es m glichst umfassend reale Ver kehrsmesswerte offline und auch online in einer Datenbank bzw ber die bereits defi nierten Schnittstellen bereitzustellen Die zweite wesentliche Aufgabe ist
17. Ergebnisse Kosten Nutzen Analyse Neben Verkehrsflussverbesserungen sollen Fahrerassistenzsysteme auch Unf lle ver meiden helfen Wie gut sie dies k nnen h ngt von ihrer genauen Funktionsweise ab Im Fall des Stauassistenten sind prinzipiell nur Unf lle im niedrigen Geschwindigkeitsbereich oder im Stau vermeidbar In der Praxis kann zudem keine vollst ndige Verhinderung aller theoretisch vermeidbaren Unf lle erwartet werden Unf lle innerhalb von Staus machen jedoch nur einen geringen Anteil aller Autobahn unf lle aus und sind meist deutlich weniger schwer als im frei flie enden Verkehr oder am Stauende siehe Abb 6 Das bedeutet f r den Stauassistenten Angesichts der relativ geringen Zahl vermeid barer Unf lle und der geringen Unfallschwere ist der m gliche gesellschaftliche Nutzen durch Unfallvermeidung im Vergleich zu den m glichen Zeitkosteneinsparungen nie drig Er bel uft sich bei einer Ausstattungsquote von f nf Prozent aller Fahrzeuge im Jahr 2010 auf rund 15 Millionen Euro Preisstand 2005 Die Nutzenanalyse zeigt also dass ein Stauassistent vor allem durch Zeitgewinne f r wesentliche Ressourcenein sparungen sorgen kann Vergleicht man schlie lich den monet ren Wert aller Ressourceneinsparungen mit den Kosten der Ausstattung der Fahrzeuge Systemkosten von 1 500 Euro bei 5 Aus stattungsquote im Jahr 2010 durchschnittliche Lebensdauer zw lf Jahre dann sind die Nutzen ca 3 2 bis 4 7 mal so hoc
18. Messungen zum gleichen Zeitpunkt zu erhalten Radar und Lidarsysteme die zur Abstandsrege lung eingesetzt werden haben hingegen oft noch keine Synchronisationseing nge Alternativ k nnen auch asynchrone Systeme verwendet werden wenn die Messun gen mit einem Zeitstempel versehen werden Ereignissteuerung der von einer gemeinsamen Systemuhr Master Clock geliefert wird Im Rahmen des Projektes wur den ferner die M glichkeiten und technische Aspekte der zeitgesteuerten Netzwerkarchitektur FlexRay siehe auch www FlexRay Com hinsichtlich einer Eignung f r die Sensorvernetzung detailliert untersucht und positiv beurteilt Sensormodellierung W hrend bei heute blichen Ein Sensor Systemen die speziellen Eigenschaften eines Sensors oft nur in der Verarbeitungskette der Perzeption implizit ber cksichtigt wer den ist es f r Multisensorsysteme fast unabdingbar alle bekannten und ben tigten Sensoreigenschaften in Sensormodellen zu hinterlegen und dann bei der Fusion explizit zu verwenden Nur dann ist es m glich Eigenschaften der einzelnen Sensoren wie Reichweite ffnungswinkel auch bei nderungen z B anderes Kameraobjektiv effizient zu ber cksichtigen Zu der Sensormodellierung geh rt auch die formale Beschreibung wie die einzelnen Bestandteile der Fahrumgebung durch den entsprechenden Sensor abgebildet werden und wie exakt diese Messungen sind Sensorrauschen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht
19. Umgebungsdaten die Verkehrslage zu rekonstruieren Die pri m ren Eingangsdaten f r den so genannten Onboard Traffic Monitor sind wie in Abb 3 dargestellt die Eigengeschwindigkeit die eigene Position und Fahrspur sowie die Geschwindigkeit und der Abstand des unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs Die beiden letzten Gr en werden durch das Radar der Abstandsregelsysteme bestimmt Informationen ber Geschwindigkeiten Positionen Spurbelegungen und Abst nde vorausfahrender Fahrzeuge erg nzen die prim ren Eingangsdaten sie wer den per Funkkommunikation ber freie Frequenzb nder bermittelt Die Verkehrslageberechnung unterst tzt durch empirisches Wissen und eine Heuristik liefert dann ein Geschwindigkeits und Abstands bzw Dichteprofil der vor aus liegenden Fahrstrecke Sie bietet gegen ber der Wahrnehmung des Fahrers einen elektronisch erweiterten Verkehrshorizont und kann zum Beispiel vorhersehen wenn sich der Fahrer einem Stau n hert Details ber den Geschwindigkeitsabfall und den Ort an dem die Fahrzeuge zum Stillstand kommen werden auf einem Monitor f r den Fahrer bersichtlich dargestellt Steht das Fahrzeug bereits im Stau dann enth lt die Darstellung Informationen ber die Entfernung zum Staukopf also zu der Stelle an der sich die Kolonne wieder in Bewegung setzt sowie Informationen ber die erwartete Zeit die das Fahrzeug noch im Stau stehen wird Das Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz untersuchte
20. analysiert Die Ergebnisse bildeten unter anderem eine wichtige Grundlage f r die Gestaltung der Schnittstellen im Projekt STA Abb 5 Beispiel zur Entwicklung der Fehler beim Umgang mit einer STA Variante durchschnittliche Fehlerzahl im Verlauf Einstellungen falsche Alarme Fahrfehler aufgrund Bedienung Funktionen kritische bernahme situationen Minimierung des Lernaufwands Das Erlernen von Fahrerassistenzsystemen findet in drei Phasen statt In der ersten Lernphase besch ftigen sich die Fahrer mit der allgemeinen Bedienung des Systems Diese Phase ist besonders kritisch Neben vielen Bedien fehlern treten auch Fahrfehler auf weil das Fahren selbst vernachl ssigt wird Insgesamt werden die Fahrten dieser Phase als anstrengender beurteilt als das Fahren ohne ein System In der zweiten Phase geht es darum Vertrauen zu gewinnen und die kin stheti schen Eigenschaften des Systems kennen zu lernen In dieser Phase geht bei eini gen Fahrern die Anzahl der falschen Alarme zur ck Sie k nnen besser absch t zen welche Differenzgeschwindigkeiten das System bernehmen kann Dies trifft aber nicht auf alle Fahrer zu Typabh ngig gibt es Fahrer die solchen Technologien grunds tzlich nicht vertrauen und bei den geringsten Anzeichen einer neuen Situation selbst bernehmen System Merkmale Situativer Kontext Verhaltens Seite 79 FVM Ergebnisse Schlie lich l
21. der VMTL Konzepte ist eine effizientere Abwicklung des Waren verkehrs m glich Bezogen auf die Gesamtflotte eines Logistikdienstleisters bedeutet die Umsetzung der VMTL Ma nahmen eine nennenswerte Einsparung der Fahr leistung Dadurch kommt es gleichzeitig zu einem geringeren Fahrzeugbedarf Die zu erwartende Zunahme des Wirtschaftsverkehrs insgesamt aufgrund der Erh hung des Sendungsaufkommens kann durch die VMTL Ma nahmen nicht komplett aufgefangen werden Die in VMTL entwickelten intelligenten Technologien und neuartigen Kommunikationskonzepte k nnen dieser Entwicklung jedoch entgegensteuern und die unerw nschten Effekte in deutlichem Umfange abschw chen Die M glichkeiten innovative Technologien f r optimierte Transportdienstleistungen und einen besseren Kundenservice einzusetzen sind vielf ltig Vorraussetzung f r die Nutzung dieser M glichkeiten ist die zunehmende informationstechnische Vernetzung der an einem Transportauftrag beteiligten Akteure und Komponenten Kunde Ver sanddienstleister Bestellportal Logistikdienstleister Zusteller Fahrzeug Sendung Stichwort RFID Verkehrsmanagementzentrale usw Wenn sich diese konsequente informationstechnische Vernetzung auch in der Transportkette bis zum Kunden wider spiegelt dann er ffnen sich auch neue Potentiale f r mehr Service effizientere Abl ufe bei den Logistikdienstleister und ein nachhaltiges Verkehrsmanagement in den St dten
22. ihre Fahrtrichtung und Geschwindigkeit enth lt Diese Nachricht erhalten alle Fahrzeuge in einem definierten geographischen Zielgebiet Um Verbindungsl cken zu berspringen wird die Nachricht von Fahrzeugen in der Gegenrichtung zwischengespeichert mittransportiert und an die nachfolgenden Fahrzeuge weitergegeben Zum verbesserten positionsba sierten Weiterreichen und Zwischenspeichern von Nachrichten dienen Stra entrajek torien aus digitalen Karten wenn sie in den Fahrzeugen vorhanden sind Die Nutzung INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 110 Seite 111 VLA Ergebnisse dieser Trajektorien erlaubt eine effizientere Bestimmung des Zielgebiets und reduziert die Belastung des Funkkanals In dichtem Verkehr wird eine weitere Reduktion von Nachrichtentransmissionen dadurch erreicht dass nur jeweils das Fahrzeug das am weitesten entfernt vom vorhergehenden Sender in Ausbreitungsrichtung liegt die Nachricht wiederholt Abb 8 Konzept des Geocast bei Verkehrsleistungsassistenz Systemen Kommunikationsreich weite eines Fahrzeugs kommunizierende Geographisches Zielgebiet D Fahrzeuge f r Nachrichten Um einen Missbrauch des Fahrzeug Fahrzeug Kommunikationssystems zu verhindern und die Integrit t der bertragenen Daten zu gew hrleisten implementierten die Projektpartner ein Signaturverfahren und untersuchten wie sich die bermittlung redundanter
23. in der L ngsf hrung mit realisiert um hier im Fahrbetrieb Vergleichsm glichkeiten zu haben In Bezug auf die Spurf hrung wurden die meisten Varianten noch mit automatischer Querf hrung dargestellt Abb 4 zeigt die realisierten und auf der Abschlusspr sentation vorgestellten Varianten Abb 4 Funktionsauspr gungen Realisierte und in der Abschlusspr sentation demonstrierte Varianten ss bewegtes DB DB OR Fahrzeug OE DIR 120 140 160 DE Folgefahrt OB UB OR OB lt uIB VS stehendes HB gt IE a I Fahrzeug OU CO ss bewegtes CO CE OR Fahrzeug OB CB CB Freifahrt OB HIB OR OB B se stehendes dB OB TI Fahrzeug OC CO STA Ergebnisse INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistenz STA Seite 60 Spezifikation der Umfeldsensorik Auf Basis der ersten groben Funktionsspezifikation konnten die Projektpartner eine Spezifikation der Umfeldsensorik erarbeiten und dem INVENT Teilprojekt FUE zur Verf gung stellen Diese Spezifikation ist gleichzeitig ein Anforderungskatalog f r die Umfelderfassung Er bildet den umfassenden Rahmen der f r die einzelnen Aus pr gungen entsprechend angepasst und weiter detailliert wurde Zus tzlich zur Spezifikation wurde ein Set von Szenarien zusammengestellt und an FUE weitergeleitet Diese Szenarien sind f r den
24. nur mit den H nden am Lenkrad Variante Hands Off Betrieb auch ohne H nde am Lenkrad INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistenz STA Seite 58 STA Ergebnisse Mit der Definition der Varianten wurde die Erstellung des Gesamtkonzepts abge schlossen Die genaue Spezifikation dieser Varianten ist in einem ausf hrlichen Dokument zusammengestellt das vom formalen Aufbau angelehnt ist an die Funktionsbeschreibungen des Projektes Response Abb 3 Prinzipbild Stauassistent Komponenten Modifizierte Motorsteuerung Rapid Prototyping Steuerger te und Messtechnik Elektrohydraulische Bremse Nahbereichssensorik Gesamtkonzept als Basis Alle sp teren Umsetzungen in die Versuchstr ger basieren auf diesem Gesamt Konzept Das gilt auch f r alle individuell erstellten Spezifikationen mit den jeweiligen fir menspezifischen Auspr gungen des Stauassistenten Die Partner haben die Varianten nach bevorzugter Sensorik und Funktionsvorstellungen umgesetzt Dazu arbeiteten die Partner die entsprechende Variante in Bezug auf Funktionsspezifikation Sensorkonzept und Zustandskonzept weiter aus und setzten diese Ergebnisse in den jeweiligen Versuchstr gern um In diesem Zusammenhang wurde auch das dazuge h rige Sicherheitskonzept erarbeitet Seite 59 STA Ergebnisse In der prototypischen Darstellung wurden zus tzlich zu den zun chst favorisierten Varianten alle Kombinationen
25. ob bei der Verkehrslage sch tzung auch auf die Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation verzichtet werden kann Dann werden nur Messungen und Daten aus den fahrzeugeigenen Sensoren verwendet Abb 3 Ermittlung der Verkehrslagen im Versuchsfahrzeug mit Kommunikation Fahrzeuge voraus via Funk Geschwindigkeit Position Spur re Eigenes Fahrzeug Verkehr auf der Spur Display Empirik Lokale makro Makroskopisches Verkehrsmodell skopische Werte R Querschnitt v x t F p v p x t G p v mikro gt makro Empirik v gt p O gt t a O O Geschwindigkeit Verkehrsdichte o lt E z x A lt D D z ka O a D Kontinuierliche Verkehrssch tzung Querschnittsgeschwindigkeit Querschnitt gt Spur Abb 4 Versuchsfahrzeug mit Sensoren Seite 107 VLA Ergebnisse Das Ergebnis Schon durch intelligente Auswertung der Signale aus den in Abb 4 sichtbaren zwei 24GHz Seitenradarsensoren die den Verkehr auf den Nachbarspuren links und rechts beobachten und den Abstands und Geschwindigkeitsmessungen des ACC Radars lassen sich wichtige Kenngr en wie mittlere Zeitl cken und Relativ geschwindigkeiten ermitteln und die lokale Verkehrslage gut beurteilen Abb 5 zur lokalen Verkehrslageermittlung im Versuchsfahrzeug Fahrzeugkommunikation ber Radar Zur lokalen Organisation des Verkehrsablaufes und zur Realisierung kooperativer Fahrman ver
26. ren auf dem Zusammenspiel zwischen dem Bordnavigationssystem des Fahrzeugs und einem zentralen Informationsdienst inklusive der ffentlichen Verkehrsienkungs strategie Mit diesen Zielf hrungssystemen lassen sich mehrere Kriterien simultan ver arbeiten und Vorgaben eines strategischen Verkehrsmanagements mit einbeziehen Feldversuche in den Testfeldern M nchen und Magdeburg ber jeweils zwei Monate von 1 Dezember 2004 bis 31 M rz 2005 zeigten Der Aufbau der technischen Systemarchitektur zur Datenintegration und Datenhaltung unter Einbeziehung bestehender und neuer Infrastruktur war erfolg reich ein kontinuierlicher Datenstrom konnte gew hrleistet werden Die Berechnung der Routing Zentrale von Routenempfehlungen und deren ber mittlung in die Navigationssysteme durch die beiden unterschiedlichen bertra gungsans tze des Wegepunktverfahrens GSM und des Teilnetzverfahrens DAB waren erfolgreich Der Einsatz des Wegepunktverfahrens im Fahrzeug steht in den n chsten 2 3 Jahren in Aussicht Die Einbindung von Verkehrsmanagementstrategien der Verkehrszentralen und von kurz mittel und langfristigen nderungen der Verkehrssituation im dynamischen Routing ist erfolgt Verkehrsteilnehmer werden gezielt ber die zur Verf gung ste henden freien Strecken gef hrt und so die individuelle Reisezeit verk rzt und der Verkehrsfluss verbessert Die Datenfusion ermittelte eine Geschwindigkeitsganglinie ber die Zeit pro St
27. sst Erstellung eines Konflikt und Aufmerksamkeitsmodells Aufgabe des Projektteils der vom WIVW W rzburger Institut f r Verkehrswissenschaften bearbeitet wurde war die Entwicklung von Modellen f r potenzielle Verkehrskonflikte an Kreuzungen objektive Komponente f r die Aufmerksamkeitsverteilung von Fahrern in Kreuzungssituationen subjektive Komponente sowie deren Integration in ein Warnkonzept eines Assistenzsystems Die erarbeitete Literaturdatenbank erg nzt mit weiteren Literaturrecherchen diente dabei als Basis f r eine bersicht ber zeitbasierte Faktoren die Geschwindigkeits wahl und Entscheidungsverhalten in Kreuzungssituationen bestimmen Das WIVW unter suchte im Simulator unter verschiedenen Bedingungen wie gut Autofahrer die Zeit absch tzen k nnen die andere Fahrzeuge bis zum Eintreffen an der Kreuzung oder einer etwaigen Kollision ben tigen Dabei durchleuchteten die Forscher insbesondere so genannte Maskierungseffekte zwischen direkt beobachteten und im Ged chtnis gespeicherten Fremdfahrzeugen und formulierten Hypothesen f r kritische Wahrneh mungsprobleme In einem weiteren Arbeitsschritt wurde das Blickverhalten des Fahrers beim berqueren von Kreuzungen ber ein Blickregistrierger t untersucht per Videodetektion des Cor neareflexes und der Pupille mit einer Infrarotkamera verbunden mit einer Szenen kamera Ein Aufmerksamkeitsmodell sollte eine Prognose der vom Fahrer voraus sichtlich wahr
28. theoretischen Fahraufgabenklassifikation und halfen die Fahrabschnitte mit der h chsten Aufgabendichte f r den Fahrer zu definieren Es zeigte sich Die in FVM erarbeitete Methode ist ein universell einsetzbares aber sehr sensibles Verfahren zur Fahraufgabenklassifikation das plausible Ergebnisse liefert INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 74 FVM Ergebnisse Abb 2 Struktur der Fahraufgabenklassifikation Grundfahraufgaben ARAN an Weitere Fahraufgaben im L ngsverkehr im Kreuzungsbereich In Fz Bedie nung Fahr verhalten Entschei dung Planen Erwar tungs bildung Ged cht nisproze Wahr nehmung Aufgabenkomplexit t Experimentalstudien zum Fahrerverhalten an Kreuzungen Ein Forschungsgebiet das die FVM Partner vertieft untersuchten war das Fahrerver halten an Kreuzungen Grund war dass die INVENT Projekte erstmals praktische Applikationen zur Unterst tzung des Fahrers an Kreuzungen entwickelten und die gegenw rtige Literatur dazu zahlreiche Fragen offen lie Drei sich inhaltlich erg nzen de Vorhaben gaben die Projektpartner gemeinsam in Auftrag DLR Institut f r Verkehrsf hrung und Fahrzeugsteuerung Braunschweig Prof Lemmer Untersuchung des Fahrerverhaltens bei Kreuzungsfahrten gest tzt durch mobile und station re Verkehrserfassung W rzburger Ins
29. und Versuchsperson deren Dateneingabe im FIS sowie der Tachometeranzeige Keine Geschw anpass an Kurvenverlauf Q 0 001 Tempomat ausgeschaltet C K3 Tempomat zu Kein Eingriff am hoch eingestellt Tempomaten En E RS SL EN tm _ A Soon En DD DD ME ME ME MM 7 m E E Hmm MM ME ME ME MN ME ME ME MN N ME MN ME EN ME ME ME ME ME ME ME ME D INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 82 FVM Ergebnisse Abb 10 Beispielhafter Ausschnitt aus einer Versuchsfahrt im Stra enversuch Die beiden Versuche wurden ausgewertet und das Bewertungsverfahren anhand der dabei gewonnenen Erkenntnisse berarbeitet und weiterentwickelt Die Ergebnisse beider Auftr ge Fraunhofer IVI TU Dresden und Universit t T bingen MTO wurden von den Projektpartnern in Gestaltungsempfehlungen f r verkehrssichere Fahrerinformationssysteme und Fahrerassistenzsysteme berf hrt In diese Empfeh lungen flossen au erdem die Ergebnisse des Teilprojekts VRA mit ein Gestaltungsunterst tzung f r die Applikationsprojekte Ziel dieses eigenen Arbeitspakets innerhalb FVM war es die INVENT Applikations projekte gezielt bei der Entwicklung ihrer Fahrerassistenz und Informationssysteme zu unterst tzen so dass diese verst ndlich sind und sicher vom Autofahrer bedient wer den k nnen Die Arbeit orientierte sic
30. und Kooperation zwischen Fahrzeugen untereinander der Infra struktur und dem ffentlichen Verkehrsmanagement muss ein Schwerpunkt der k nf tigen Arbeiten sein Insbesondere gilt es die k nftigen Systeme so zu gestalten dass Organisation und Ablauf des Verkehrs durch Kooperation entscheidend verbessert wird und dass der Grundgedanke des 1 der StVO Die Teilnahme am Stra enverkehr erfordert st ndige Vorsicht und gegenseitige R cksicht Jeder Verkehrsteilnehmer hat sich so zu verhalten dass kein Anderer gesch digt gef hrdet oder mehr als nach den Umst nden unvermeidbar behin dert oder bel stigt wird der kooperatives Verhalten von den Verkehrsteilnehmern fordert bereits in den Systemen implementiert ist INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 120 ETIeI 2 ss ES 9 a 5 Netzausgleich Individualverkehr NIV Projektpartner BMW Group DaimlerChrysler AG DLR Deutsches Zentrum f r Luft und Raumfahrt e V Ford Forschungszentrum Aachen GmbH Institut f r Automation und Kommunikation e V Magdeburg NAVTEQ GmbH PTV Planung Transport Verkehr AG Robert Bosch GmbH Siemens AG Siemens VDO Automotive AG TRANSVER GmbH INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 122 Seite 123 NIV Einleitung Einleitung Teilprojekt Netzausgleich Indi
31. 004 14 12 2004 14 12 2004 16 12 2004 Fa i z Normalroute f i F f t j Alternativ route 2 J O ND BB OO OD N Normalroute Alternativroute 1 Alternativroute 2 sl Reisezeitvergleich mit Wegepunktverfahren 4 000 3 500 Pa s T LA l I 7 06 14 15 24 21 18 59 07 9 15 41 Nez F 1 af 08 12 2004 08 12 2004 09 12 2004 14 12 2004 14 12 2004 16 12 2004 d Pa m E il Ziel Normalroute mit n Reisezeit Alternativroute 2 Wegepunktverfahre Geschwindigkeitsprofil am 14 12 2004 eei 40 8 km gt 130 km h 80 50 ss 130 100 50 30 _ 100 80 lt 30 km h 08 15 21 46 18 59 06 9 15 42 18 33 05 12 51 49 08 12 2004 08 12 2004 09 12 2004 14 12 2004 14 12 2004 16 12 2004 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 138 NIV Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung und Ausblick Die individuellen Bed rfnisse des Fahrers werden in Zukunft im Vordergrund stehen Auf seine speziellen W nsche und Bed rfnisse l sst sich die Routenf hrung genau abstimmen Der Fahrer muss sich lediglich entscheiden welche Priorit t Kriterien wie Reisezeit Sicherheit oder Umwelt f r ihn haben Im Rahmen von INVENT hat das Teilprojekt NIV neue Zielf hrungssysteme entwickelt die auch als dritte Generation von Navigationssystemen bezeichnet werden Sie basie
32. A Ergebnisse Neue Regelungsans tze Meistens ber cksichtigen die konventionellen L ngsregelungsans tze unterschiedliche Fahrsituationen nur sehr einfach und unzureichend Allerdings ist das gerade im unteren Geschwindigkeitsbereich besonders erforderlich Aus diesem Grund einigten sich die Projektpartner auf Basis der neu erstellten Situationsklassifikation darauf auch hierf r einen neuen Ansatz zu finden Ziel war es den Ansatz auf mehreren Versuchstr gern der Projektpartner zu implementieren und damit auch einen direkten Vergleich zu indi viduellen Regelungsans tzen der Partner zu erm glichen Dazu wurde eine einheitliche Schnittstellendefinition entwickelt und zwar einerseits zwischen Regelung und Umfelderfassung und zwischen Regelung und Fahrzeug Antriebsstrang Bremse und Lenkung andererseits L ngsregelung Der Ansatz f r die L ngsregelung war mit pr diktiven Reglern den Vorteil zu nutzen der sich aus der Vorausschau der Umfeldsensorik und der Situationsklassifizierung ergibt Aus dem typischen Fahrerverhalten in diesen Situationen lassen sich dann vor aussichtliche Verl ufe generieren und als Trajektorien vorgeben Die Regelung wurde nach diesen Vorgaben realisiert und auf mehreren Versuchstr gern in Betrieb genommen Allerdings ist nach aktuellem Stand kein signifikanter Vorteil gegen ber konventionellen Regelungsans tzen zu erkennen Querregelung F r die Querregelung wurde ein konventioneller Regelungsansatz
33. Abb 3 Querf hrungs Versuchstr ger von AUDI Situationsinterpretation Aus den Daten der Umgebungserfassung wird die Situation a analysiert Dabei erfolgt eine Bewertung der Fahrsituation und Ermittlung des Gef hr SUNSNONSINISTDIEIAUEN dungspotenzials unter Ber cksichtigung der Kollisionswahrscheinlichkeit in Kombination mit einer Risikoabsch tzung f r die aktuelle Situation und deren zeitlicher Entwicklung Handlungsableitung und Aktionsplanung Unter Ber cksichtigung der jeweils tech nischen M glichkeiten wurde am Entwurf einer geeigneten und gestuften Assistenz Handlungsableitung ae TS a strategie gearbeitet im Sinne von informieren warnen aktiv eingreifen Aktivierung von Schutzsystemen und an der Definition von Warnzeitpunkten Aktionsausf hrung Umfasst das Interface zum Fahrer mit optischer akustischer und haptischer Warnung und Informationen sowie die Schnittstellen zur Fahrzeugregelung mit aktiven Eingriffen in die Bremse das Motormanagement die Lenkung und die klassi schen Fahrdynamikfunktionen zur Fahrzeugstabilisierung ESP DSC sowie die aktive An steuerung reversibler Sto f ngersysteme und flexibler Elemente im Motorhaubenbereich INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 36 VAS Ergebnisse Zus tzliche Sensoren wie Radar oder Lidar liefern Informationen aus der Fahrzeug umgebung Dazu z hlen auch Informationen ber andere Verkeh
34. FCD Im Unterschied zu Fahrerassistenzsystemen bei der die im Fahrzeug durch Sensoren gewonnenen Informationen zur Unterst tzung der autonomen Assistenzfunktionen dienen setzt NIV die mobile Datenerfassung f r die Gewinnung von Verkehrs informationen ein um das Routing zu unterst tzen Der Schwerpunkt lag dabei auf der Verdichtung der vorliegenden XFCD Rohdaten im Fahrzeug durch einen geeigneten Datenverarbeitungsprozess und der Entwicklung der erforderlichen Algorithmik Diese ist als Software im Fahrzeug integriert filtert aus den fahrzeuggenerierten Daten die aktuellen Verkehrs und Umfeldsituationen des laufenden Verkehrsgeschehens heraus meldet relevante Informationen direkt aus dem Fahrzeug und erm glicht so eine bessere Versorgung der dynamischen Netzebenen Die ben tigten Daten k nnen ber GSM Kommunikation an eine XFCD Empfangs zentrale Datenserver gesendet werden die die enthaltenen Informationen testfeld spezifisch weiterleiten Die entwickelten Algorithmen sind fahrzeughersteller bergrei fend einsetz und austauschbar Im Demonstrationsbetrieb zeigten die Projektpartner die XFCD Verarbeitungskette XFCD Fahrzeuge erfassen in beiden Testfeldern verkehrsrelevante Daten und melden Informationen zur Verkehrslage Die Ergebnisse sind im Internet auf einer Karte aktuell dargestellt Neben Staus erkennen die Fahrzeuge dabei auch Warteschlangen an Lichtsignalanlagen siehe Abb 5 Abb 5 Erfassung und Interpretation von X
35. FCD Ereignissen XFCD Extended Floating Car Data Mobile Datenerfassung J PEU RER ARR N Es RE cr b i Je ME Pa 7 Einfahrt ir Marteschienne 1 2107 15 18 47 16 10 10300 18 55 32 Seite 129 NIV Ergebnisse Ermittlung der Verkehrslage Verkehrsprognose der Umweltlage und deren Fusionierung F r das dynamische Routing ist die Kenntnis der aktuellen Verkehrslage der Verkehrs prognose sowie der Umweltbedingungen etwa Luftschadstoffe wichtig Im Teilprojekt NIV werden jeweils auf der Basis von punktuellen Verkehrsmessungen der Zustand auch auf den nicht st ndig beobachteten Strecken des Netzes ermittelt und die kurz fristige Weiterentwicklung prognostiziert Im Mittelpunkt von Routenberechnungen steht als Aussagegr e die Reisege schwindigkeit weil sie f r die nachgeschaltete Anwendung Dynamisches Routing ent scheidend ist Hierf r ber cksichtigte NIV das Zusammenspiel von Verkehrsnachfrage und Verkehrsangebot also der Infrastruktur indem sie die Verkehrsmengen in allen Teilen des Netzes berechnet Insgesamt setzen die Projektpartner f nf Verfahren ein die sich aufgrund ihrer Eigenschaften sehr gut erg nzen siehe Abb 6 Abb 6 Verfahren f r die Berechnung der Verkehrslage und prognose sowie deren Prognosehorizonte Schnellstra en ASDA FOTO NETRAN ASDA FOTO Stadtstra en UTA 3 8 15 45 60 5 Minuten 30 Minuten 120 Minuten Prognosehorizont VISSIMonl
36. INVENT B ro H lenbergstr 10 D 73230 Kirchheim unter Teck Tel 49 0 70 21 97 81 81 Fax 49 0 70 21 97 81 82 www invent online de dd invent intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik Ergebnisbericht INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen C ENLA Ao a SBS gY Projektlaufzeit 2001 2005 gef rdert vom AR Bundesministerium f r Bildung und Forschung INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Inhalts bersicht Warum INVENT Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Zusammenfassung Sensoren Radar Lidar Kamera Umfeldmodell und Spezifikation Perzeption Sensordatenaufbereitung Objektbildung Situationsanalyse Validierung Ausblick Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Zusammenfassung und Zielsetzung VAS Assistenzsysteme Querf hrungsassistenz Pr diktive Fahrdynamikregelung Kreuzungsassistenz Kreuzungsann herungsassistenz Fu g nger und Radfahrerschutz Roadmap der VAS Systeme Bewertung und Ausblick Stauassistent STA Zusammenfassung Gemeinsame Basis und Realisierung Grundfunktionen des Stauassistenten Situationsanalyse und Funktionsspezifikation Erstellung eines Gesamtkonzepts Spezifikation der Umfeldsensorik Fahrzeugregelung Fahrer System Schnittstelle Zulassungs und Einf hrungsfragen Darstellung des Systems im Fahrzeug Funktionserprobung Ausblick Fahrerver
37. Kameras Kameras bieten im Gegensatz zu den entfernungsmessenden Prinzipien von Radar und Lidar ein hochaufgel stes Bild der Fahrumgebung Da die Kontrastverh ltnisse im Stra enverkehr Verkehrsschild vor tiefstehender Sonne Tunnelausfahrt oft sehr gro sind werden fast nur noch hochdynamische Kameras 12 Bit Dynamikbereich eingesetzt W hrend f r die Spurerkennung Grauwertkameras ausreichen sind f r eine zuver lassige Ampeldetektion Farbkameras notwendig wie detaillierte Untersuchungen in INVENT FUE gezeigt haben Bei der Herstellung der Kamerachips unterscheidet man CCD und CMOS Technolo gien deren spezifische Unterschiede Empfindlichkeit Herstellungskosten usw von Fall zu Fall abgewogen werden m ssen Um die 2D Information einer Monokamera mit Entfernungsinformation zu verkn pfen verwendet man Stereokameras mit einer hori zontalen Basis wie das Augenpaar beim Menschen und bestimmt die Disparit ten zwischen den beiden Bildern haupts chlich an vertikalen Kanten zur Entfernungs bestimmung Bewegliche Kameras erlauben wie scannende Ans tze bei Lidar oder Radar eine deutliche Vergr erung des Blickwinkels ben tigen aber eine Steuerung der Blick richtung z B basierend auf der Aufmerksamkeit W rmebildkameras FIR far infra red werden obwohl sie verh ltnism ig hohe Herstellungskosten haben verst rkt f r die Fu g ngererkennung benutzt da die Temperatur des menschlichen K rpers ein zuverl ssiges Det
38. Nachrichten zur Detektion falscher Informationen eignet Die Kombination all dieser Konzepte ist in mehreren Prototypen in Versuchsfahrzeugen implementiert In Tests konnten die Partner erfolgreich den rechtzeitigen und zielge richteten Austausch von Verkehrsleistungsassistenz Daten ber das Fahrzeug Fahrzeug Kommunikationssystem nachweisen und demonstrieren Die Kommuni kation der Fahrzeuge ber das mobile Ad hoc Netzwerk wurde insbesondere in einem Versuch mit acht Fahrzeugen gezeigt Neben der vorausschauenden Verkehrs information wurde auch eine adaptive Geschwindigkeitsregelung implementiert Im Versuchsszenario bernahm wie in Abb 8 dargestellt ein Lkw die Rolle eines Knotens der die erzeugte Verkehrsinformation aufnimmt in Gegenrichtung transpor tiert und an betroffene Fahrzeuge bergibt Diese wiederum bauen eine Meldekette auf die die Information weiter stromaufw rts an nachfolgende Fahrzeuge leitet VLA Ergebnisse Demonstratoren zeigen die Wirksamkeit Aufgabe Funktionsprinzip und Wirkung von Verkehrsleistungsassistenz Systemen veranschaulichen die Projektpartner anhand von Demonstratoren Die Fokussierung auf Technik Mensch und Verkehr also technische Machbarkeit Bedienbarkeit und Akzeptanz und die tats chlichen verkehrlichen Auswirkungen erfordern unterschiedliche Typen von Demonstratoren um die vielschichtigen Aspekte der Assistenzsysteme aufzeigen zu k nnen Abb 9 In den F llen in denen nur wenige D
39. Sicher in der Spur zwischen Fahrzeug und Fu g nger 12 aller Menschen die im Stra enverkehr Querf hrungsassistenz ihr Leben verloren starben bei Zusammenst en zwischen Fahrzeug und Fu g nger Unf lle mit Abkommen von der Fahrbahn bilden zusammen mehr als 16 der Die Querf hrungsassistenzsysteme unterst tzen den Fahrer bei der Spurhaltung und Unf lle mit Personenschaden Auf diese Unfallart entfallen 12 leicht verletzte ca bei Spurwechseln Mehrere Teilfunktionen dieser Assistenzsysteme wurden im Teil 23 schwer verletzte und 37 get tete Personen projekt VAS prototypisch umgesetzt Die vier adressierten Applikationsschwerpunkte des Teilprojektes VAS tragen Unterst tzung bei der Spurf hrung diesen Beobachtungen Rechnung Warnung bei ungewolltem Verlassen der Fahrspur Unterst tzung bei Spurwechsel Querf hrungsassistenz Schutz vor Seitenkollisionen und Abkommen von der Fahr Kompensation von St rgr en aus der Umgebung bahn Absicherung von Ausweich und Spurwechselman vern sowie Kompensation Ausweichassistenz von St rgr en aus der Fahrumgebung Der Querf hrungsassistent unterst tzt den Fahrer beim Halten und beim Wechseln der Pr diktive Fahrdynamikregelung Spurhaltung w hrend eines Stabilisierungseingriffs Fahrspur ohne ihn aber aus dem Regelkreis herauszunehmen Dieses System sichert durch zus tzliche Lenk und oder Bremseingriffe Spurerkennung ber Videosensorik hierzu die vom Fa
40. Software Steuerung der Ger teverwaltung ber Web Service Schnittstellen Tourenplanung und steuerung Wie eine Ausliefertour geplant und durchgef hrt wird das entscheidet im VMTL System der Transport Application Server TAS Er wird bei folgenden Kernfunktionen aktiv Tourenplanung am Vorabend der Auslieferung Tourenplanung am Morgen der Auslieferung Tour berwachung und Tourensteuerung w hrend der Ausliefertour Diese Kernfunktionen erm glichen es aus der Planung heraus ein genaues Liefer zeitfester zu ermitteln und dar ber hinaus auch im Falle einer nicht vorhersehbaren St rung oder eines unerwarteten Ereignisses auf die laufende Tour Einfluss zu nehmen Am Vorabend eines Ausliefertages werden die Touren geplant Dabei werden alle Kundenpr ferenzen die in Form von Lieferprofilen der Kunden abgelegt sind ber ck sichtigt sowie auch die zu erwartende Verkehrslage am n chsten Tag Das Ergebnis sind Lieferzeitfenster die den Kunden bereits am Vorabend mitgeteilt werden Die Tourenplanung am Morgen ber cksichtigt m glicherweise aufgetretene nderungen seitens der Kunden wie z B die nderung des Lieferprofils sowie den tats chlichen Wareneingang am Depot Auch die Morgenplanung liefert Lieferzeitfenster aber nur bei Bedarf also wenn sich f r den Kunden etwas ndert wird dieser nochmals informiert Die wesentliche Unterst tzungsfunktion w hrend der eigentlichen Auslieferung bildet die Tourensteuer
41. Stauassistent von Bedeutung und k nnen zur Evaluierung der Umfelderfassung dienen Der Schwerpunkt der Zusammenarbeit der INVENT Teilprojekte FUE und STA fand bei den meisten Partnern firmenintern statt So konnte im intensiven Austausch der Teilprojektmitarbeiter die Sensorik und Algorithmik der Umfelderfassung f r die jeweilig zu realisierenden Systemauspr gungen entwickelt werden Abb 5 Konsistente Umfeldbeschreibung f r den Stauassistenten Fahrzeugregelung Ein Hauptziel der neu entwickelten STA Systeme sollte eine Verbesserung des Ver kehrsablaufs sein Um zu berpr fen welche Auswirkungen die Stauassistenzsysteme nun tats chlich auf den Verkehrsablauf haben gab es eine enge Zusammenarbeit mit dem INVENT Teilprojekt VRA Die Analysen beschr nkten sich dabei auf die L ngs f hrung Seitens STA wurde ein einfacher konventioneller L ngsregler dokumentiert und zur Verf gung gestellt sowie die Systemgrenzen und die Interaktion zwischen Fahrer und System spezifiziert Verschiedene Variationen der Reglerauslegung und Untersuchungsschwerpunkte wurden VRA vorgeschlagen und diskutiert Seite 61 STA Ergebnisse Weniger Kraftstoff und flie ender Verkehr In Simulationen untersuchte VRA V die Wirkung auf den Verkehr bei den unterschied lichen Reglerparametrierungen Die Ergebnisse zeigen dass mit geeigneter Auslegung der Regelung und einem ausreichenden Ausr stungsgrad sowohl der Verkehrsablauf als auch der Kraftstoffverb
42. Verkehrs sicherheit Fahrkomfort und Ressourceneinsatz Eine Grundvoraussetzung f r alle intelligenten Assistenzsysteme ist eine sichere und genaue Erfassung und Interpretation der Fahrumgebung Im Gegensatz zu den heutigen Einzelans tzen mit jeweils eigener Sensorik und ei genem Steuerger t wird es in Zukunft vernetzte Systeme geben die durch den ge meinsamen Zugriff auf alle verf gbaren Sensoren ein umfassendes Umfeldmodell erzeugen k nnen Dieses Umfeldmodell erm glicht zusammen mit den entsprechen den Anwendungen die den Fahrer informieren warnen und bei Gefahr auch eingrei fen gewisserma en eine elektronische Schutzh lle um das Fahrzeug Damit stellt die Fahrumgebungserfassung einen wichtigen Schritt von der passiven Sicherheit hin zu der aktiven Sicherheit dar Seite 29 FUE Ausblick t Sinnen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 32 VAS Zusammenfassung und Zielsetzung Zusammenfassung Fahrerassistenzsysteme und spezielle Sicherheitsfahrfunktionen k nnen gerade im Stadtverkehr und auf der Landstra e helfen die Zahl der Verkehrsunf lle insbesondere solcher mit schwer und t dlich verletzten Unfallopfern zu reduzieren schw chere Verkehrsteilnehmer zu sch tzen und Unfallfolgen zu verringern Das INVENT Teilprojekt Vorausschauende Aktive Sicherheit untersuchte die M glichkeiten solcher Systeme Basierend auf einer Ana
43. ag unbewusst kontrollierte Gr en wie Abstand St rke des Bremseingriffes etc zu u ern So war ein wichtiges Ergebnis der Befra gung dass die geplante Akzeptanzstudie in der letzten Projektphase auf jeden Fall mit unterschiedlichen Funktionstypen stattfinden muss Die Ergebnisse der Kundenbefragungen machten au erdem Tendenzen f r die Spezi fikation und Auslegung des Stauassistenten offensichtlich und wurden entsprechend bei der Weiterarbeit ber cksichtigt So wurden beispielsweise Pr ferenzen deutlich dass die Kunden den Stauassistenten am liebsten so ausgelegt h tten dass gro e Abst nde zum Vorderfahrzeug eingehalten werden Und das Anfahren nach dem Still stand sollte m glichst vollautomatisch stattfinden und unmittelbar beginnen wenn das Vorderfahrzeug losf hrt STA Ergebnisse INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistenz STA Seite 56 Analyse der Verkehrssituation Stau Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so aussieht Ein Stau ist eine komplexe Verkehrssituation Daher war es im Rahmen des Projekts wichtig eine genaue Analyse und auch Abgrenzung einer solchen Situation aus Fahrer und Systemsicht zu erstellen Diese Aufgabe bernahm im Auftrag der Partner die Forschungsgesellschaft Kraftfahr wesen Aachen fka Ziel war es innerhalb des Staus verschiedene Situationsklassen zu identifizieren in denen sich der Fahrer in einer typischen f r die jeweilige Situation charakteristisc
44. and Go Verkehr einer unfallbedingten Spursperrung oder einem durch eine Ausfahrt bedingten R ckstau Auch hier stie en die entwickelten Konzepte auf eine sehr hohe Akzeptanz Positive Einfl sse auf das Fahrverhalten weisen die Projektpartner zum Beispiel bei der Ann herung an einen Stau beim Verhalten im Stau und bei der Ausfahrt aus dem Stau nach So zeigen sie dass die Fahrer auf den Hinweis dass sie sich einem Stau n hern langsamer an dessen Ende heranfahren Innerhalb des Staus sorgt schon die Bereitstellung zuverl ssiger Informationen zur Staudauer und Staul nge f r eine Beruhigung der Fahrweise indem Fahrer nicht mehr auf jede Geschwindigkeits nderung des umgebenden Verkehrs unmittelbar reagieren Abb 14 Erlebbarkeit und Akzeptanzuntersuchungen im Fahrsimulator INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 116 Seite 117 VLA Ergebnisse VLA Ergebnisse Darstellung und Erprobung in Fahrzeugen Abb 16 Fahrzeug Komponenten und Versuchsszenario der adaptiven Geschwindigkeitsanpassung Die detaillierte Beurteilung der lokalen Verkehrslage erlaubt die Bestimmung der richtigen Fahrstrategie Diese kann in Empfehlungen f r den Fahrer umgesetzt und in visueller haptischer oder akustischer Form ausgegeben werden Ein Beispiel f r die Kommunikations grafische Darstellung des stromabw rtigen Geschwindigkeits und Dichteprofils im m EINEN Fahrzeug ist in Abb 15 zu
45. angen zu nehmend nach empf ngerfreundlicher Zustellung Der Kundenwunsch nach gr erer Flexibilit t was die Lieferorte Zuhause B ro PKW Kofferraum PaketShop etc sowie die Lieferzeitfenster f r diese Orte anbelangt ist daher ein weiterer Schwerpunkt der Entwicklungen f r das VMTL Szenario 2010 Es wurden vier Verfahren f r den Transport Application Server TAS entwickelt So k nnen aus der vom Kunden angegebenen Auswahl an alternativen Lieferoptionen diejenigen Lieferpunkte mit entsprechenden Zeitfenstern ausgew hlt werden die im Zuge einer Gesamtoptimierung der Tour am g nstigsten liegen H ufungen von Liefer punkten die auch ein hnliches zeitliches Muster haben lassen sich mit Planungsver fahren erkennen und werden bei der Zustellfahrt zeitnah bedient Dass die Verfahren funktionieren zeigen die Testergebnisse F r die betrachteten Sze narien mit alternativen Lieferorten konnte die Tourl nge um bis zu 13 reduziert werden Gleichzeitig wird eine Verbesserung des Kundenservices und damit eine Erh hung der Kundenzufriedenheit erreicht Au erdem lassen sich Kilometer einsparen So kommt es zu einer weiteren Entspannung der verkehrlichen Situation und einer Verringerung von Emissionen im st dtischen Bereich Abb 6 Tourenplanung mit alternativen Lieferorten Lieferadresse heute alleinig verf gbar Zus tzliche also alternative Liefer adresse B ro Firmenparkplatz Tank stelle PaketShop etc
46. au erorts ohne Autobahn mit ca 29 aller Personenunf lle aber mit 63 der Get teten Auch die Unfallstatistik 2004 weist hnliche Zahlenverh ltnisse aus Abb 1 Stra enverkehrsunf lle 2004 Januar bis Juli inner und au erhalb von Ortschaften nach Unfallart M Unf lle mit Personenschaden M Get tete und Schwerverletzte 30 25 20 15 10 5 0 Zusammenstoss seitlich in entgegen einbiegt Unfall zwischen Auffahrunfall mit einem anderen gleicher kommt oder kreuzt Fahrzeug Fahrzeug das Richtung und Fu g nger f hrt Die Zahlen des Statistischen Bundesamtes f r Januar bis Juli 2004 Abb 1 zeigen Kollisionen mit einbiegenden und kreuzenden Fahrzeugen machen mit 28 5 der Unf lle mit Personenschaden einen erheblichen Anteil aus Auf diese Unfallart ent fallen insgesamt 27 5 aller leicht verletzten 18 4 aller schwer verletzten und 13 4 aller get teten Personen Ca 23 der Unf lle mit Personenschaden sind Auffahrunf lle die durch Zusammen st e mit einem Hindernis auf der Fahrbahn oder mit einem Fahrzeug das vor ausf hrt anf hrt anh lt oder im ruhenden Verkehr steht entstehen Abkommen von der Fahrbahn Unfall anderer Art INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 34 Seite 35 VAS Ergebnisse VAS Ergebnisse 9 3 der Unf lle mit Personenschaden entfallen auf die Unfallart Zusammensto
47. ben die VMTL Partner im Rahmen der Arbeiten f r das Szenario 2010 weitere wesentliche Tourbildungsver fahren entwickelt und in den Transport Application Server eingebunden Sie stellen eine erhebliche Verbesserung der bisherigen Planungsverfahren dar und erm glichen die geforderten Verbesserungen der Zustellprozesse Diese werden nachfolgend erl utert INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 154 VMTL bersicht und Ergebnisse Tourenplanung auf der Basis von Ganglinien Bislang konnten die bekannten Tourenplanungsalgorithmen nur auf unbelasteten Netzen planen Die Reihenfolge und erwartete Anfahrtszeit der anzufahrenden Tour punkte hing einzig ab von den Distanzen und den zugeh rigen statischen Reisezeiten In dem neu entwickelten Verfahren kann nun die zu erwartende dynamische Verkehrs situation im Verlauf des jeweiligen Ausliefertags ber cksichtigt werden So gibt es f r ein und dieselbe Distanz im Netz im Tagesverlauf variierende zeitabh ngige Reise zeiten Der Vorteil ist dass der Kunde ein zuverl ssigeres und genaueres Lieferzeit fenster erh lt Die Entwicklung dieser vertieften und komplexeren Verfahren f r die Tourenplanung auf der Basis von Ganglinien war daher ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeiten f r das VMTL Szenario 2010 Hierzu wurden drei sequenzielle Einsetzverfahren f r den modular aufgebauten Irans port Application Ser
48. bilfunknetzen vorliegen Au erdem bedienen sie sich mobiler Kommu nikation um Informationsfl sse zwischen den verschiedenen Parteien Zusteller Logistikzentrale und Endkunde zu realisieren So wurden ein Profil Nutzerbenachrichtigungs und Ortsinformationsdienst als Dienst Knoten eines Mobilfunkdienstnetzes entwickelt Diese Dienste wurden in einem Internet Diensteverzeichnis UDDI registriert mit standardisierten Dienstbeschreibungen WSDL versehen und stellen mittels SOAP XML Web Services speziell gew nschte Daten wie alternative Lieferorte eines Kunden zur Verf gung Zus tzlich erm glichen sie die Benachrichtigung des Endkunden ber verschiedene Kommunikationswege Abb 3 Mobilfunkspezifische Dienstinfrastruktur Anwendungen mit Web Service Clients Kundenbenach richtigung Network VMTL BIS TAS Kofferraumzustellungf Zielf hrung Zustellerendger t Die VMTL Systeminfrastruktur beim Logistikdienstleister greift via Internet ber die genannten Schnittstellen auf die mobilfunkspezifische Dienstinfrastruktur zu wann immer Kunden benachrichtigt oder auf kundenspezifische Informationen wie Zustellungspr ferenzen zugegriffen werden soll Zur Unterst tzung des Betreibers einer derartigen mobilfunkspezifischen Dienst infrastruktur entwickelten die VMTL Partner serverseitige Mechanismen f r Opera tion amp Maintenance sowie zur Geb hrenerfassung Dazu z hlen Performance Monitoring und die Prot
49. chulen und Forschungsinstituten in Auftrag Die Inhalte wurden eng mit den anderen INVENT Projekten abgestimmt und die untersuchten Beispielsysteme beruhten auf den Spezifikationen und Prototypen aus diesen Applikationsprojekten So unterst tzte FVM zum einen direkt die Gestaltung der Fahrer System Schnittstellen in INVENT zum anderen k nnen die erarbeiteten allgemeinen Methoden auch f r k nf tige Systeme eingesetzt werden Dar ber hinaus erarbeiteten die Projektpartner eigene Gestaltungsbeispiele f r selbst erkl rende und verkehrssichere Mensch Maschine Schnittstellen Dies schloss auch Ans tze zur Verbesserung heutiger Fahrer System Schnittstellen mit ein INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 72 FVM Ergebnisse Ergebnisse Literaturrecherche Strukturierung und Bewertung Ziel der Literaturrecherche Strukturierung und Bewertung war es relevante Literatur stellen zum Fahrerverhalten und zu Fahrerleistungsdaten systematisch aufzubereiten und den Stand der aktuellen Forschung zu dokumentieren In einer Datenbank stehen die Ergebnisse der Literaturanalyse und die darauf aufbauende Bewertung jetzt zur Verf gung Das gegenw rtige Wissen zu Fahrerleistungsdaten ist auch in einem Hand buch zusammengestellt F r den Unterauftrag verantwortlich war Prof Landau am Institut f r Arbeitswissenschaft IAD der TU Darmstadt Abb 1 Suchmaske der Literat
50. ck sichtigten Use Cases sind Dies sind der Benachrichtigungsdienst der Profildienst und der Ortsinformationsdienst Das Portal bildet die zentrale Schnittstelle zum Kunden ber diese Schnittstelle wird dem Besteller Empf nger die M glichkeit geboten nderungen der Kundendaten vor zunehmen Retouren beim Logistikdienstleister anzumelden private Transportauftr ge zu initiieren Trackinginformation zu einer an ihn gerichteten Sendung abzufragen und auf ihn bezogene Nutzerprofildaten zu erstellen bzw zu ndern Die mobilen Endger te bilden entweder einzeln oder in enger Kooperation miteinan der die Schnittstelle zwischen Zusteller und Logistikdienstleister Das hei t Zielf hrung und Auftragsabarbeitung Zustellerunterst tzung fallen in den Verantwortungsbereich dieser Komponenten Es k nnen verschiedene Klassen von mobilen Endger ten unterschieden werden Pers nliche digitale Assistenten PDAs Bordcomputer OBUs und zunehmend leistungsf hige Mobiltelefone sogenannte SmartPhones Die Web Services erm glichen die Kommunikation zwischen den oben genannten Architekturkomponenten Sie bieten einen standardisierten Ansatz um die Schnitt stellen ber die auf die jeweiligen Dienste zugegriffen wird von den Implementie rungsdetails in einer Web basierten verteilten IT Umgebung zu trennen Durch die Entkopplung von Schnittstelle und Implementierung ist es m glich Systeme zu ent wickeln die w hrend des Betriebs dynamisch aufges
51. d der Gestaltung des bergangs zwischen ACC und STA Die Arbeiten zu diesen Themen unterst tzte auch das INVENT Teilprojekt FVM Damit ein System wie der Stauassistent erfolgreich sein kann ist es wichtig dass er vom Nutzer verstanden und akzeptiert wird Das hei t vor allem dass die Technik und die Bedienung des Stauassistenzsystems relativ leicht zu erlernen sein muss Diese Punkte m ssen bei der Entwicklung der Assistenzstragien ber cksichtigt werden Gleichzeitig zeigen sie auch die Systemgrenzen auf Das INVENT Teilprojekt FVM hatte zu den Grunds tzen der Erlernbarkeit von Assistenzsystemen bereits ein Projekt in Zusammenarbeit mit dem Interdisziplin ren Zentrum f r Verkehrswissenschaften IZVW der Universit t W rzburg laufen Dieses Projekt wurde von den STA Partnern mit der vorl ufigen Spezifikation zweier verschie dener Varianten des Stauassistenzsystems sowie eines automatischen Querf hrungs regleransatzes f r die Simulatorimplementierung unterst tzt Seite 57 STA Ergebnisse Die Untersuchungen zeigten u a dass der Fahrer die technische Aufgliederung in eine Fahrzeug L ngs und Querf hrung nur schwer nachvollzieht Da sich ihm die Aufgabe der Fahrzeugf hrung ganzheitlich darstellt hat er Schwierigkeiten mit dem Verst ndnis des Systems wenn unterschiedliche Wirkbereiche zum Beispiel unterschiedliche Geschwindigkeitsgrenzen bei Unterst tzungen in der L ngs und der Querf hrung auftreten Die Konsequ
52. den bei spielsweise Erkenntnisse aus Verkehrssimulationen f r einen Stauassistenten Eingang in die Nutzenberechnungen siehe Abb 7 Nachstehende Abbildung 5 verdeutlicht den Ablauf der NKA f r einen Stauassistenten Abb 5 Analytischer Rahmen einer gesamtwirtschaftlichen NKA f r einen Stauassistenten Seite 95 VRA Ergebnisse Um abzusch tzen welche Zeiteinsparungen Stauassistenten im Stra enverkehr be wirken k nnen betrachteten die Projektpartner die Zeitverluste durch Staus in Deutsch land Verschiedene Studien kommen dabei aufgrund unterschiedlicher Vorgehens weisen zu sehr unterschiedlichen Aussagen Die ver ffentlichten Zahlen variieren zwi schen rund einer Milliarde Wuppertal Institut 1995 und 4 7 Milliarden Stunden Zeit verlust pro Jahr BMW Studie 1994 Die Kosten f r die Gesellschaft werden mit bis zu 100 Milliarden Euro BMW Studie 1994 beziffert Darin enthalten sind aber auch Zeitverluste im Stadtverkehr wo durch den Stauassistenten keine Verbesserungen im Verkehrsablauf zu erwarten sind Andererseits muss eine weitere Erh hung des Stauaufkommens in der Zukunft ber cksichtigt werden Unter der Annahme dass im Jahr 2010 5 aller Fahrzeuge mit einem Stauassistenten ausgestattet sind und daraus resultierenden Reisezeiteinsparungen von 10 im Stau verkehr berechneten die Projektpartner eine j hrliche Zeiteinsparung von etwa 85 bis 130 Millionen Stunden mit einem Wert in H he von 1 1 bis 1 6 Milliarden Eur
53. die dynamische Netzebene Strategie der Navigation m glich ist Weiterhin werden die erfassten Daten in einer Baustellenkarte im Internet und ber die erweiterten Verkehrsmeldungen XTM eXtended Traffic Message des Routings in geeigneten Fahrzeugendger ten dargestellt Die bertragung kann hierbei optional ber den Digitalen Rundfunk oder ber Mobilfunknetze GSM GPRS erfolgen Zur zuk nftigen Unterst tzung des Verkehrsmanagements der ffentlichen Hand wur den neuartige theoretische Ans tze f r die Strategiekonzeption entwickelt und modell haft simuliert Dieses Konzept sieht vor Fahrzeugstr me an Kreuzungen mit kollektiv wirksamen Instrumenten entsprechend den vorab berechneten abgestuften Ma nahmen zu lenken Durch die zeitnahe Berechnung neuer Fahrtrouten f r mit Navigationsger ten ausgestatteten Fahrzeugen denen die Information ber Zeitpunkt und Ort der Ma nahmen vorliegen k nnen diese die kritischen Kreuzungen fr hzeitig entlasten Durch Ber cksichtigung derartiger Reaktionen bei der Berechnung kann die ffentlichen Hand die kollektiven Instrumente in Zukunft feiner abstimmen und die Ma nahmen moderater ausf hren E 5 MEL gt eg GR ee A Tee a INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 134 NIV Ergebnisse Routing Zentrale und Kommunikation Die Routing Zentrale konsolidiert und veredelt alle f r ein Routing relevanten Informat
54. die daraus berechneten Ergebnisse zur Verkehrslage und prognose auch anderen INVENT Partnern verf gbar zu machen Dabei wird im Testfeld eine Datenkonsolidierung und eine Datenfusion durchgef hrt Zur rtlichen Referenzierung dient ebenso wie im Testfeld Magdeburg eine digitale Karte Testfeldspezifische Informationen die ber den Versorgungsumfang der vorhandenen digitalen Karte hinausgingen wurden als zus tzliche Netzebenen aufgesetzt und werden in einer Datenbank bereitgestellt Konvertierung und Georeferenzierung von Rohdaten Datenserver Testfeld Verkehrssituation Prim rdaten Konsolidierung von Rohdaten zur Bestimmung der Verkehrssituation Bei der sukzessiven Entwicklung des Testfeldes schufen die Projektpartner zun chst die Grundfunktionen zur Kommunikation und Datenverwaltung Die Verfahren zu Bestimmung von Verkehrslage und Verkehrsprognose und f r das Strategiemanage ment und Routing wurden anschlie end integriert siehe Abb 4 Im Testfeld Magdeburg liegt der Schwerpunkt auf dem Aufbau und der Bereitstel lung einer IT Infrastruktur zur Erfassung Verarbeitung und Aufbereitung von verkehr lichen und infrastrukturellen Daten in Datenbanken Wissensbasis Dazu wurden ver schiedene Datenquellen zur Ermittlung der Verkehrs und Umweltlage erschlossen und die rechentechnische Grundlage f r die Verwaltung dieser Daten geschaffen Die ver schiedenen Ebenen der Wissensbasis enthalten netzbezogene Daten zur Inf
55. e wie sich mittels moderner Mobilfunksysteme unter Ber cksichtigung aktueller Verkehrsda ten Routen f r Lieferwagen bis in den Hausnummernbereich dynamisch planen und steuern lassen Dabei sollten die Pr ferenzen der Endkunden m glichst weitgehend ber cksichtigt und die Zusteller w hrend ihrer Tour effizient unterst tzt werden Nutzerfreundlichkeit Ziel der INVENT Partner war es jedoch nicht nur Assistenzsysteme zu entwickeln die sich durch ein maximales Ma an Intelligenz auszeichnen Gleichzeitig sollten sie auch m glichst einfach und intuitiv zu benutzen sein Das Querschnittsprojekt Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion besch ftigte sich daher inten siv mit der nutzergerechten Gestaltung der Fahrzeugbedienung Dabei untersuchten die Partner systematisch wie ein Fahrer auf die vielf ltigen Anforderungen gerade in riskanten Verkehrssituationen reagiert wie er den Umgang mit neuen Systemen lernt und welche Formen der Warnung er am schnellsten aufnimmt und umsetzt Untersucht wurde auch was den Fahrer eher irritiert als unterst tzt und damit vielleicht zu Fahrfehlern f hren k nnte Zus tzlich entstand ein Verfahren zur Verkehrs sicherheitsbewertung von Assistenzsystemen Wirtschaftlichkeit und rechtliche Rahmenbedingungen Nicht alles was technisch machbar ist bringt wirklich Nutzen Um kostspielige Fehlentwicklungen zu vermeiden besch ftigten sich daher Forscher in dem Quer schnittsprojekt Verkehrliche Wirkung
56. e Radar FMCW frequency modulated continuous wave und FSK frequency shift keying Modulation sowie Kombinationen davon F r den Abstandsregeltempomaten ACC adaptive cruise contol wird ein Fernbereichs radar eingesetzt bei dem Entfernungen bis zu 150 Metern gemessen werden k nnen und die Objekte als punktf rmig angesehen werden Nachteilig beim Fernbereichs radar ist das meist sehr schmale Sichtfeld maximal 5 und die bliche Unter dr ckung von stehenden Objekten Beim Nahbereichsradar werden gleichzeitig mehrere Sensoren Sender und Empf nger verwendet die jeweils einen deutlich gr eren ffnungswinkel bis 60 besitzen Durch verkoppelte Auswertung der Empfangssignale k nnen auch mehrere Objekte bis zu einer Entfernung von 30 Metern lokalisiert werden W hrend das Fernbereichsradar bei einer Frequenz von 77 GHZ arbeitet benutzt das Nahbereichsradar momentan den Frequenzbereich um 24 GHz in Zukunft aus Frequenzallokationsgr nden jedoch 79 GHz Ein wichtiger Vorteil von Radar ist die Unempfindlichkeit der Radarwellenausbreitung gegen ber Witterungseinfl ssen wie Regen Schneefall oder Nebel Abb 4 Sensorikeinbau in verschiedenen Prototypen m i Nahbereichsradar f r den Seitenbereich Kamera f r Bildverarbeitung Fernbereichsradar f r den Frontbereich Nahbereichsradar f r den Frontbereich INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumg
57. ebungserfassung und Interpretation FUE Seite 18 FUE Ergebnisse Seite 19 FUE Ergebnisse Lidar Lidar Light Detection And Ranging oder auch Laserentfernungsmessung funktioniert im Prinzip hnlich wie Radar nur dass anstatt der elektromagnetischen Wellen Laser strahlen verwendet werden Im Gegensatz zu Radar wird die Objektgeschwindigkeit gew hnlich ber mehrere Entfernungsmessungen bestimmt und nicht direkt durch Auswertung des Dopplereffektes Nichtscannende Systeme mit mehreren Laserstrahlen und Photodioden Multi Beam Lidar werden wie das Fernbereichsradar meist f r Abstandsregelung ACC einge setzt wobei durch die gr ere Anzahl an Strahlen eine bessere laterale Aufl sung im Vergleich zum Fernbereichsradar erzielt wird Im Nahbereich wird berwiegend scannendes Lidar verwendet das im Prinzip eine komplette Rundumsicht 360 ffnungswinkel erm glicht Um Nickbewegungen des Fahrzeuges zu kompensieren werden mehrere Abtastebenen benutzt Ein Nachteil der Lidar Systeme ist die Empfindlichkeit gegen ber Witterung Nebel Schnee und Regen aber auch Gischtfahnen von vorausfahrenden Fahrzeugen und die m gliche Verschmutzung der Empfangsoptik Abb 5 Gegen berstellung der unterschiedlichen Sensortechnologien Radar Lidar Kamera F Fernbereichsradar 77 GHz Auspr gungen Nahbereichsradar 24 79 GHz Multi Beam Lidar Grauwert Farbe Mono Stereo scannendes Lidar W rmebild beweg
58. eitgerechte Informationsweitergabe ist das NIV Navigationsger t in der Lage auch diese kurzfristige nderung der Verkehrssituation zu ber cksichtigen Der Fahrer wird gezielt ber die zur Verf gung stehenden freien Strecken gef hrt und meidet dadurch gest rte Abschnitte Zur Veranschaulichung sind die aufgrund der Blade Night gesperrten Stra en in Abb 8 magentafarben dargestellt Die Route im linken Bild blau wurde von einem her k mmlichen Navigationsger t berechnet Bereits nach dem zweiten Abiegevorgang w rde dieser Fahrer vor einer Streckensperrung zum Stehen kommen Die Route im rechten Bild blau wurde unter Ber cksichtigung der Informationen aus der Verkehrsmanagementzentrale berechnet Sie f hrt in Tunnellage unter den gesperrten Streckenz gen hindurch Zielf hrung im Fahrzeug k Routenberechnung Seite 133 NIV Ergebnisse Abb 8 Blade Night im Testfeld M nchen L el am J L E u Bl u p A ie PE h MP pi ee Baustellen und Umleitungen haben einen gro en Einfluss auf die Verkehrssituation Im Testfeld Magdeburg wurde ein web basiertes Werkzeug entworfen und implementiert das die komfortable kartengest tzte Verwaltung von tagesaktuellen Baustellen und St rungen direkt durch die zust ndigen Mitarbeiter im Tiefbau und Stadtplanungsamt der LH Magdeburg erm glicht Die Referenzierungsgrundlage bildet die gemeinsame digitale Karte so dass eine direkte bernahme der eingepflegten Baustellen in
59. ektionsmerkmal darstellt Sichtweitesensor W hrend der Projektschwerpunkt bei den oben aufgef hrten Sensortechnologien auf der Auswahl Anpassung und Optimierung lag wurde im Rahmen des Projektes ein Sichtweitesensor neu entwickelt Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau mit einem Lasersystem sowie den Zusammenhang zwischen gemessener R ckstreuung und vom Menschen empfundener Sichtweite Abb 6 Sichtweitesensor der Hella KG mit Kalibriermesskurven 2 T fan x Q O Z E T C 2 gt D 4 x O de aa 15 20 Entfernung Messvolumen m Fahrersichtweite 45m 75m 95m 150m 250m kein Nebel INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 20 FUE Ergebnisse Seite 21 FUE Ergebnisse Umfeldmodell und Spezifikation Im Umfeldmodell werden alle Ergebnisse der multisensoriellen Fahrumgebungser fassung zusammengetragen Gleichzeitig ist es Schnittstelle zu allen Applikationen Das Umfeldmodell umfasst alle m glichen Objekte der Fahrumgebung die in dem sogenannten Objektkatalog gegliedert werden Der Objektkatalog wurde von allen Projektpartnern gemeinsam aufgestellt und abgeglichen und ist in Abbildung 7 noch mals schematisch dargestellt Zu jedem Objekt gibt es eine Anzahl von Attributen die entweder mit der Sensorik gemessen und bestimmt werden zum Beispiel Breite H he Entfernung Geschwin digkeit oder aber i
60. ellen Bei der Simulation zeigte sich dass die Funktion der Regler dem jeweiligen lokalen Verkehrszustand angepasst sein muss Im freien Verkehr normales Fahrverhalten Bei Stauann herung fr hzeitiges sanftes Bremsen f r Sicherheit und Komfort Im Stau normales Fahrverhalten An St rstellen Verringerung des Folgeabstandes zur Steigerung der Kapazit t Bei Ausfahrt aus dem Stau z giges und rechtzeitiges Beschleunigen zur Stauaufl sung Seite 112 Abb 11 Optimierung der Verkehrsleistungsassistenz Diese unterschiedlichen Fahrstrategien wurden in der Simulation und in einem Versuchsfahrzeug durch eine entsprechende Anpassung des Reglerverhaltens reali siert Dabei zeigte sich auch eine ganz besondere Gefahr die die nderung des Reglerverhaltens birgt Mitunter trat eine rasche rtliche Ausbreitung des Staus auf wenn mit der Informationsausbreitung auch das Reglerverhalten ge ndert wurde Solche Effekte konnten die Projektpartner entdecken untersuchen und bei der Reglerauslegung ber cksichtigen so dass sie schlie lich ein sicheres und gleichzeitig verkehrlich sehr wirksames Reglerverhalten erreichten Die Ergebnisse dieser Voruntersuchungen wurden im Simulator und in Versuchs fahrzeugen realisiert Die nderung der drei zentralen Parameter des Geschwin digkeits und Abstandsreglers der Folgezeitl cke der Wunschbeschleunigung und der akzeptierten komfortablen Bremsverz gerung wurden zusammen mit f
61. emonstratoren zur Verf gung stehen oder wichti ge Basistechnologien noch nicht verf gbar sind zeigt die Simulation die Funktions und Wirkungsweise eines auf den Verkehr fokussierten Systems Untersuchungen ber nderungen von Parametern oder Ausstattungsraten geben Hinweise ber Potenziale der zuk nftigen Systeme zur Verkehrsleistungsassistenz Abb 9 Fahrzeuge Simulatoren und Verkehrssimulationstools zur Entwicklung Untersuchung und Demonstration Demonstratoren ER Uoo euge Technische Bedienbarkeit Machbarkeit und Akzeptanz Sensorik Fahrerverhalten Kommunikation Interaktion Fahrer System Fahrzeugsysteme Verkehrssimulationen Verkehrliche Auswirkungen Ausstattungsgrade Anwendungs szenarien INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen VLA Ergebnisse Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Verkehrszust nde wie Stop and Go Verkehr und Staus lassen sich im Demonstrator Verkehrssimulation reproduzierbar darstellen Fahrzeugfeine mikroskopische Simu lationsmodelle liefern die Fahrstrategien zur Stauvermeidung und schnellen Stauaufl sung Um verschiedene Aspekte der Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation zu untersuchen wurden die Verkehrssimulatoren noch erweitert Die intelligenten Fahrzeuge k nnen auf Rechnern abgebildet untersucht und optimiert werden Abb 10 Untersuchung Auslegung und Beurteilung der Fahrzeugregler mit mikroskopischen Mod
62. en INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 146 VMTL bersicht und Ergebnisse bersicht und Ergebnisse Basis Flexibel und innovativ das war das Ziel des neuen Systems Aufgrund der vielen ver schiedenen Komponenten und der Komplexit t der Zustellsituation haben sich die VMTL Partner f r eine modulare Architektur entschieden So ist zum einen die verteilte und unabh ngige Implementierung der funktionalen Komponenten m glich Zum anderen aber auch eine leichte Integration der verschie denen Komponenten zur Gesamtl sung Au erdem kann eine solche Architektur jederzeit erweitert werden Dieses Konzept der modularen Systemarchitektur ist f r die Entwicklung der L sungen unter Betrachtung von zwei verschiedenen Zeithorizonten Szenario 2005 und einem darauf aufbauenden Szenario 2010 genutzt erfolgreich getestet und demonstriert worden Das VMTL Projekt hatte dabei folgende Schwerpunkte Systemarchitektur Beschreibung der einzelnen Komponenten der VMTL L sung und ihrer Interaktionen Mobile Kommunikation und Device Management Verbesserung der Informations fl sse und Einsatz moderner Kommunikationsm glichkeiten bei der Zustellerunter st tzung sowie bei der Einbindung der Kunden in den Planungs und Zustellablauf Tourenplanung und steuerung Planungs und Steuerungswerkzeuge erm glichen die Ber cksichtigung von V
63. en Ihr spezifisches HMI auch im Kontext der sonstigen Bedienung in den verwendeten Versuchstr gern Abb 8 Mensch Maschine Schnittstelle Funktionsanzeigen und bedienung Alle Anzeigen im Kombi instrument integriert Pfeilsymbol wechselt Farbe Gr n Fahrbetrieb Rot Fahrzeug steht Release erforderlich Fahrzeugsymbol Objekt erkannt Vertikale Balken Fahrspur erkannt Horizontale Balken Sollabstand Zulassungs und Einf hrungsfragen Mit dem INVENT Teilprojekt VRA konnten einige rechtliche Fragen diskutiert werden Diese Fragen bezogen sich auf den allgemeinen Kontext der Fahrerassistenz und zwar auf die Themen Zulassung Haftung Schadensausgleich bei Unf llen und Pro dukthaftung Sie alle wurden in Bezug auf ihre Relevanz f r Fahrerassistenzsysteme FAS diskutiert Dabei muss man unterscheiden zwischen FAS die stets aktiviert oder vom Fahrer un bersteuerbar aktivierbar sind und bersteuerbaren FAS Der Fahrer muss ber die Grenzen und Leistungsf higkeit des Systems mit klaren gut verst nd lichen Informationen Bescheid wissen Zur Verdeutlichung der Systemfunktionalit t und der Interaktion des Systems mit dem Fahrer muss eine Beschreibung des Sys tems und der Systemgrenzen in der Betriebsanleitung erfolgen die auch einem Laien verst ndlich sein muss Um die Zulassungsfragen f r die verschiedenen STA Varianten genauer zu beleuchten wurde der TUV S ddeutschland beauftragt Die Konformit t de
64. en diese im Schritt 3 an die Tourenplanung TAS bergeben Nach erfolgreicher Erstellung der Tour infor miert die Tourenplanung den BIS dar ber dass die Tourinformationen zum Abruf bereitstehen Der Abruf der Tourenpl ne erfolgt in Schritt 4 Der BIS entnimmt den Tourenpl nen die ermittelte erwartete Ankunftszeit ETA und initiiert im Schritt 5 ber den Benachrichtigungsdienst die Benachrichtigung der Warenempf nger ber den geplanten Auslieferzeitpunkt in Form eines Lieferzeitfensters Abb 2 Workflow Vorabenddisposition Musterstrasse 123 12345 Musterstadt Nachrichten zum Ver senden an Benach richtigungsdienst Profildaten Tourenpl ne vom Profildienst IILI BO I 1 Go III GA LA EELLLLLLELLLD aa u u u u 2 2 2 0 2 zu ALLIE i y Tummnmmnmummmm b Toureninformationen Statusinformationen Device Management an mobiles Endger t vom mobilen Endger t der mobilen Endger te INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 150 VMTL bersicht und Ergebnisse Mobile Kommunikation und Device Management Effektiv kundennah und g nstig das funktioniert nur mit einer guten Kommunikation Deshalb spielen kommunikationsunterst tzende Dienste bei den VMTL Szenarien 2005 und 2010 eine wesentliche Rolle Diese Dienste nutzen Informationen die in modernen Mo
65. en erfolgen Denn was nach rein verkehrlichen Kriterien sinn voll ist ist nicht immer auch die bevorzugte Fahrweise des Autofahrers Die hohen Investitionskosten bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen amortisieren sich nur dann wenn diese Systeme sp ter auf eine breite Akzeptanz und Nachfrage am Markt sto en und rasch eine hohe Marktdurchdringung erreichen Der Endverbraucher der Fahrer sollte daher schon so fr h wie m glich in den Entwicklungsprozess ein gebunden werden nutzerzentrierte Innovation Dies beginnt bei der Konzeptent wicklung und erstreckt sich bis hin zur Dokumentation von Verbrauchererfahrungen in der Vermarktungsphase Methoden Fr he und effiziente Einbindung potenzieller Kunden Im Rahmen von VRA wurden zun chst g ngige Methoden der qualitativen und quan titativen Marktforschung sowie der Ergonomie gesichtet und auf ihre Anwendbarkeit f r den Bereich Fahrerassistenz hin bewertet Auf dieser Basis wurden geeignete Methoden und Ans tze weiter entwickelt und entsprechend der besonderen Anforde rungen von Fahrerassistenzsystemen modifiziert Das Methodenspektrum umfasste schlie lich Gruppendiskussionen Fokusgruppen Multimediabefragungen Fahrversuche Car Clinics und Onlinebefragungen Ziel war es mit Hilfe dieser Methoden die Kundenbed rfnisse und Nutzerakzeptanz innovativer Fahrerassistenzsysteme zu untersuchen und Handlungsempfehlungen f r die Systemauslegung und die Ausgestaltung der Me
66. en und Simulationen realisiert und wurden bei der Ab schlussveranstaltung am 27 28 April 2005 in M nchen pr sentiert Kreuzungsassistenten die querenden Verkehr an Rechts vor Links Kreuzungen oder Gegenverkehr beim Linksabbiegen aber auch Stoppschilder oder Radfahrer automatisch erkennen und den Fahrer entsprechend vorwarnen Querf hrungsassistenten die den Fahrer beim Halten der Fahrspur und beim Spurwechsel unterst tzen und bei Gefahr warnen Stauassistenten die den Autofahrer bei der Stop and Go Fahrt im stockenden Verkehr entlasten Techniken zum aktiven Fu g ngerschutz bei einer drohenden Kollision hebt sich zum Beispiel automatisch die Motorhaube um Verletzungen zu minimieren L sungen zur Blickerfassung des Fahrers und verbesserte Mensch Maschine Schnittstellen Fahrzeugsysteme mit denen Verkehrszust nde durch Sensoren im Fahrzeug erfasst und ber Funk an nachfolgende Fahrzeuge und Zentralen bermittelt werden Darauf aufbauende Informationssysteme die den Fahrer beim verkehrsoptimalen Fahren unterst tzen und automatische Geschwindigkeitsregler die das Folgever halten optimal der augenblicklichen lokalen Verkehrslage anpassen Fahrsimulator mit dem Wirkung und Akzeptanz von Funktionen zur Fahrerinfor mation und Fahrerunterst tzung untersucht werden Systeme zur Simulation und Animation die moderne verkehrsadaptive Assistenz systeme im Verkehr erlebbar darstellen Verkehrs
67. enwarnung erfolgt die Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation mit Hilfe eines mobilen Ad hoc Netzwerkes das im nicht lizensierten Frequenzbereich betrieben wird Bei der weitr umigeren bermittlung von lokalen Verkehrslagen oder von Information die unmittelbar an Infrastruktureinrichtungen etwa Verkehrszentralen gekn pft ist kommt der klassische Mobilfunk mit GSM zum Einsatz Und schlie lich erfolgt der direkte Datenaustausch zwischen Fahrzeugen ber kommunizierendes Radar wenn es um die Abstimmung von Fahrman vern zum Beispiel beim Spurwechsel geht Die richtige Fahrstrategie Der erste Schritt zur Vermeidung von Stop and Go Verkehr und zur schnelleren Auf l sung von Staus ist vorausschauendes Fahren Dem Fahrer wird vom Fahrerassis tenzsystem eine erweiterte Verkehrslage bereitgestellt mit Informationen ber Stra enzustand Verkehrslage und Wetter Damit wei er mehr ber den Verkehr in seiner Umgebung als er selbst mit eigenen Augen wahrnimmt oder ihm die her k mmlichen Sensoren im Fahrzeug liefern Der zweite Schritt sind verkehrsangepasste Fahrstrategien die St rungen vermeiden und den Verkehrsfluss harmonisieren Die aktuelle Verkehrslage wird sofern die loka le Infrastruktur mit einer Anlage zur Verkehrsdatenerfassung ausger stet ist ins Fahr zeug bertragen Sie kann aber auch vom Fahrzeug selbst ermittelt werden Hier unterscheidet man Methoden bei denen das Fahrzeug mit seinen eigenen Sensoren auf der Basis
68. enz daraus f r die Systemauslegung eines Stauassistenten war dass die Teilfunktionen der L ngs und Querf hrung von ihren Systemgrenzen wie beispiels weise dem Geschwindigkeitsbereich in dem sie wirken gekoppelt wurden Erstellung eines Gesamtkonzepts Diese ersten Ergebnisse der Voruntersuchungen und der Zusammenarbeit mit den anderen INVENT Teilprojekten lieferten die entsprechende Basis um die angedachte Funktionsidee eines Stauassistenzsystems genauer zu spezifizieren Aus der Vielzahl m glicher Auspr gungen des STA Systems wurden vier Varianten ausgew hlt die f r eine weitere Umsetzung zielf hrend erschienen Diese k nnen in folgende Kategorien unterschieden werden Kategorie Zielobjektpr senz Variante Follow Es muss immer ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden sein Das System deaktiviert sich nach dem Verlust des F hrungsfahrzeugs Variante Cruise Auch ohne ein direktes Zielobjekt innerhalb des definierten Voraus schaubereichs f hrt der Stauassistent automatisch Bei freier Fahrt beschleunigt das System bis zur aktuell g ltigen Geschwindigkeitsobergrenze Kategorie Objekterkennung Variante Moving Stopping Reaktion auf sich bewegende und stehende Objekte die anf nglich als bewegt detektiert wurden Variante Stationary Reaktion auf bewegte und stehende Objekte auch wenn diese zun chst nicht als bewegt detektiert wurden Kategorie Lenkunterst tzung Variante Hands On Betrieb
69. enzfunktionen Ins RIRES on Assistenzkonzept erfassung aktuatorik e eio e ejeelo je D Spurwechsel Warnung Um den gew nschten Bezug zur ADASE Roadmap herzustellen besteht die erstellte Roadmap Abb 18 aus zwei Teilen In der linken H lfte sind die ADASE Funktionen auszugsweise und entsprechend ihrer Komplexit t auf einem Strahl angeordnet dar gestellt Der rechte Teil repr sentiert die VAS Assistenzfunktionen Die Zeilen auf der rechten Seite stellen die unterschiedlichen Funktionsauspr gungen der VAS Assistenzfunktionen dar In den Spalten werden neben den unterschiedlichen Assistenzstrategien auch die Anforderungen an die Umgebungserfassung und die Aktuatorik ber cksichtigt Ausgef llte Markierungen in der Matrix repr sentieren die im Rahmen der Projektlaufzeit von VAS prototypisch dargestellten Einzelfunktionen aktuell Erweiterungsm glichkeiten und Optionen werden von einem nicht ausgef ll ten Kreis optional symbolisiert Seite 49 VAS Bewertung und Ausblick Bewertung und Ausblick Fahrerassistenzsysteme und spezielle Sicherheitsmechanismen k nnen gerade im Stadtverkehr und auf der Landstra e helfen Unf lle zu vermeiden und andere Ver kehrsteilnehmer zu sch tzen Das INVENT Teilprojekt Vorausschauende Aktive Sicherheit hat die Machbarkeit solcher Systeme analysiert und basierend auf einer Analyse von Unfallursachen und abl ufen Teilfunktionen spezifiziert und dargestellt Nach der ersten Sicht
70. ergerechte Technik INVENT Seite 50 de INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Teilprojekt Stauassistenz STA STA Zusammenfassung Zusammenfassung Staus behindern nicht nur den Verkehrsfluss sie sind anstrengend f r den Fahrer und gleichzeitig bedeuten sie ein hohes Sicherheitsrisiko So passieren beispielsweise im Gro raum K ln ein Viertel aller Unf lle am Stauende oder im Stau Die meisten davon sind Auffahrunf lle Das zeigt wie sinnvoll die Erweiterung heutiger Adaptiver Ab stands und Geschwindigkeitsregelung ACC durch Stauassistenten ist In dem INVENT Teilprojekt STA lag der Schwerpunkt auf einem System das in be grenzt komplexen Umgebungen einsetzbar ist Es kann die Fahrzeugf hrung in Stau situationen bernehmen das hei t in Situationen mit geringen Geschwindigkeiten bis hin zum Stillstand bei gleichzeitig hohen Fahrzeugdichten Der Fahrer wird sowohl in Bezug auf die L ngs als auch auf die Querf hrung unterst tzt Weiteres Augenmerk lag bei STA auf einer entsprechenden Fahrzeugregelung und dem Einfluss auf den Verkehrsablauf Dazu geh rt ein geringerer Kraftstoffverbrauch sowie ein verbesserter Seite 53 STA Zusammenfassung Gemeinsame Basis und Realisierung Im Rahmen des Teilprojekts war es besonders wichtig dass sich alle Partner auf ein einheitliches Grundkonzept einigten Unterst tzend wirkte dabei eine konstruktive und enge Zusammenarbeit mit den anderen Querschnit
71. erkehrsinformationen oder Lieferort und Lieferzeitpr feren zen der Kunden bereits in der Planungsphase der Zustelltouren sorgen somit f r eine Verringerung von Fehlfahrten und verbessern die Planungssicherheit Auch ber ck sichtigen sie unvorhergesehene Ereignisse w hrend der Auslieferungstouren Nutzerakzeptanz und Wirkungsbetrachtung Auswirkungen der VMTL L sungen bei einem breiten Einsatz in Zustell und Abholdienstleistungen in Ballungszentren Letzte Meile Au erdem erfolgte eine Wirkungsbetrachtung der VMTL L sungs ans tze f r den Logistik Dienstleister und hier insbesondere die Darstellung der Fahrleistungen des Fahrzeugbedarfs und der zuk nftigen Fahrzeuganforderungen Systemarchitektur Um die vielen gew nschten Einzelfunktionen und komponenten logisch und funktional zu verkn pfen wurde eine bergreifende Architektur entwickelt Die Hauptanforderung an die Systemarchitektur lag dabei in der Integration zahlreicher Dienste die in Zu sammenarbeit die Logistikdienstleistung erbringen sollten Hinzu kam die Notwendig keit die f r die Erbringung der Dienstleistung erforderlichen Daten rechtzeitig zur Ver f gung zu stellen Die nachfolgende Abbildung vermittelt einen schematischen ber blick ber das Gesamtsystem Seite 147 VMTL bersicht und Ergebnisse Abb 1 berblick ber das VMTL Gesamtsystem h EDENNEEN EENE FR Rene I N TEE unanamum E A h F k
72. eten Autobahnnetzes NEUROMONET ist ein statisches bzw dynamisches Routenwahl und Verkehrs umlegungsmodell auf Basis von rekurrenten neuronalen Netzen Diese beiden neuro nalen Netzwerke kooperieren wobei das erste Netzwerk das Simulationsnetz die Aufgabe hat das reale Verkehrsgeschehen nachzubilden w hrend das zweite Netz werk das Fehlerpropagierungsnetz freie Steuerungsparameter wie Verkehrsfluss aufteilungen an Knoten entsprechend einer vorgegebenen Zielfunktion einstellt NEUROMONET wurde zur Sch tzung des aktuellen und zuk nftigen Verkehrszustands im Testfeld Magdeburg installiert und erfolgreich getestet UTA Urban Traffic Analysis und UTA ermitteln im Testfeld Magdeburg dynamisch eine Verkehrsprognose unter Einbeziehung von Ganglinienprognosen Zu dieser schnellen und effizienten parameterarmen Verkehrsprognose bestimmt UTA kontinu ierliche makroskopische Gr en des Verkehrsnetzes also effektive Kenngr en eines Ballungsraumnetzes wie Warteschlangenl ngen und Verkehrsfl sse die oberhalb der Zykluszeiten der einzelnen Lichtsignalanlagen exakt sind und f r Verkehrsmanage mentma nahmen verwendet werden k nnen VISSIMonline prognostiziert den Verkehrszustand in beiden Testfeldern mit einem mikroskopischen also fahrzeugfeinen Ansatz Als Eingangsgr en dienen bei diesem Modell die Messdaten die aus dem Testfeld geliefert werden und die aktuelle Verkehrsbelastung an den Messquerschnitten beschreiben Neben der Ken
73. etwa abgestimmter Spurwechsel Rei verschlussverfahren oder Verflechtungen wird eine sehr schnelle und zuverl ssige bertragung von Datenpaketen ber kurze Reichweiten ben tigt Die Verz gerungszeiten bei der ber tragung der Daten d rfen dabei 100 Millisekunden nicht berschreiten Deshalb sind Verbindungen per GSM Zellularfunk ber Basisstationen nicht geeignet UMTS ist f r diese Art der Kommunikation ebenfalls nur bedingt geeignet Andererseits sind die Entfernungen ber die kommuniziert werden muss kleiner als 100 Meter Die L sung Damit keine laufenden Kosten f r einen Funkdienst entstehen und keine zus tzlichen Antennen am Fahrzeug n tig sind modifizierten die Projektpartner das Nahbereichsradar so dass es Daten zwischen den Fahrzeugen bertragen kann Geb hren f r die Kommunikation entstehen nicht da das lizenzfreie 24 GHz Frequenzband genutzt wird Andere lizenzfreie Frequenzb nder zum Beispiel 2 4 GHz sind f r die vorgesehene Anwendung weniger geeignet weil die Vielzahl der Nutzer zu st renden Wechselwirkungen f hren kann Abb 5 Lokale Verkehrslageermittlung und Verkehrslagedarstellung VLA Ergebnisse INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 108 Weil die Radarsignale und die Kommunikationssignale denselben physikalischen Kanal benutzen mussten geeignete Multiplexverfahren identifiziert werden Die L sung f r INVENT basiert au
74. etzt und rekonfiguriert werden k nnen Die Schnittstellen von Komponenten m ssen den wichtigen Industriestan dards entsprechen damit Hersteller Komponenten erstellen k nnen die in jeder Infrastruktur einsetzbar sind Zur Beschreibung der Eigenschaften der Web Service Schnittstelle wurde die Web Service Description Language WSDL eingesetzt Der Grund ist die Gew hrleistung von Interoperabilit t zwischen Diensten die auf ver schiedenen Plattform Architekturen implementiert und betrieben werden Durch die Designentscheidung die Zugriffe auf die Dienste ber Web Service Schnittstellen zu realisieren wurde eine grundlegende Voraussetzung f r eine Service Orientierte Architektur SOA geschaffen So kann die Wiederverwendbarkeit von ITI Komponenten erh ht und damit letztendlich die IT Kosten gesenkt werden Beispiel f r eine Vorabenddisposition Zur Veranschaulichung der Funktionsabl ufe innerhalb der VMTL Architektur gibt die nachfolgende Abbildung als Beispiel den f r die Vorabenddisposition charakteristi schen Workflow wieder In Schritt 1 werden die Avisdaten in den BIS bernommen und in einer f r die weitere Verarbeitung geeigneten Form in einer Datenbank abgelegt Schritt 2 wird ausgef hrt falls Informationen in den Avisdaten fehlen bzw fehlerhaft sind eine entsprechende Informationsanforderung wird an den Profildienst abgesetzt Sobald alle Informationen in der f r die Tourenplanung erforderlichen Form vorliegen werd
75. euzungen und zw lf Fahraufgaben beim Spurwechsel bei einer Autobahnfahrt mit Kolonnenverkehr durchgef hrt siehe Abb 2 In den Verkehrswissenschaften gibt es bislang keine Standardverfahren die eine An forderungsanalyse f r Fahraufgaben erlauben Das hier entwickelte Verfahren beruht auf einer arbeitspsychologischen Modellvorstellung zur Informationsverarbeitung w h rend des Autofahrens Im ersten Analyseschritt wird eine ausgew hlte Fahraufgabe etwa Linksabbiegen an einer ampelgeregelten Kreuzung in einzelne zeitlich struktu rierte Teilaufgaben zerlegt F r jede Teilaufgabe erfolgt die eigentliche Anforderungs analyse die nach Wahrnehmung Erwartungsbildung Beurteilung Ged chtnisprozessen Entscheidung Planung sowie Fahrzeugbedienung in jeweils bis zu acht Unterkatego rien gegliedert ist Daneben werden die f r jede Teilaufgabe typischen Fehler aufgelis tet Die Bewertung hinsichtlich Komplexit t der Aufgabe Beanspruchung des Fahrers und Risiken erm glicht anschlie end eine Beurteilung dazu welches Entlastungs potenzial Fahrerassistenzsysteme haben k nnen In Erg nzung zu der theoretischen Klassifikation f hrten die Projektpartner zusammen mit Fahrschullehrerausbildern Fahrversuche zur Ermittlung des Normverhaltens durch Das Versuchsfahrzeug war mit Messtechnik und einer Videoerfassungsanlage ausge stattet so dass fahrdynamische Gr en und Videodaten zeitsynchron vorlagen Die Versuche erh rteten die Ergebnisse der
76. f speziellen Modulationsverfahren Dem Signal des Pseudo Noise Code Radars wird das bandgespreizte Kommunikationssignal berlagert Aufgrund der unterschiedlichen Codes k nnen die Signale im Empf nger getrennt werden Diese Kommunikation ber Radar wurde im Labor Abb 6 erfolgreich erprobt Bei einer Datenrate von 11 MBit s konnte sie eine Entfernung von 35 m berbr cken Abb 6 Aufbau zum Test des Radars im Versuchsfahrzeug Die Organisation des Local Area Networks LAN erfolgt als Ad hoc Netzwerk dyna misch und dezentral wobei das Protokoll des etablierten Standards IEEE 802 11 b verwendet wurde F r die vorgesehene Anwendung ist die Sicherheit der Daten bertragung von gro er Bedeutung Durch verf gbare Verschl sselungsverfahren wird diese Sicherheit gew hrleistet und der Datendurchsatz nur unwesentlich reduziert Neben dem Pseudo Noise Code Radar wurde auch ein Puls Radar untersucht Hier konnten die VLA Partner durch Simulation nachweisen dass der Einsatz eines spe ziellen bertragungsprotokolls Automatic Request for Repeat ARQ die Kommuni Kation auch unter diesen Randbedingungen erm glicht Fahrzeugkommunikation ber Mobilfunk Zur weitr umigeren bermittlung von lokalen Verkehrslagen oder von Informationen aus Verkehrszentralen k nnen Mobilfunk Technologien dienen Das Teilprojekt Verkehrs leistungsassistenz untersuchte und bewertete m gliche Kommunikationssysteme und verfahren und de
77. gement Die Entwicklungen in den Projekten Verkehrsmanagement 2010 und Verkehrs management in Transport und Logistik machen deutlich dass der Verkehr der Zukunft nicht nur sicherer werden kann sondern sich auch deutlich fl ssiger und effi zienter gestalten l sst Der Schl ssel dazu liegt ein weiteres Mal im Einsatz intelligen ter Sensor und Kommunikationstechniken So entwickelten und erprobten die INVENT Partner prototypisch eine Verkehrsleistungsassistenz die bei der Vermeidung und Bew ltigung von Stausituationen hilft Die Fahrzeuge tauschen untereinander Daten ber die Verkehrsdichte und den Stra enzustand aus und passen Tempo und Fahrweise an die Verkehrslage an Auf diese Weise minimieren sie St rungen aus denen sich Stop and Go Wellen oder Staus entwickeln k nnten Ebenso sollen modernste Kommunikationstechniken in Zukunft zur Optimierung der Routenplanung zum Einsatz kommen sowohl im Individualverkehr als auch f r einen effizienteren Lieferverkehr Dazu wurde im Teilprojekt Netzausgleich Individualverkehr intensiv an dynamischen Navigationssystemen der n chsten Generation geforscht die bei der Routenberechnung auch aktuelle Stauprognosen oder Umleitungsempfehlungen ber cksichtigen Seite 9 Die Projekte INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 10 Die Projekte Die Forschergruppe Verkehrsmanagement in Transport und Logistik untersucht
78. genommenen und nicht wahrgenommenen Gefahren erm glichen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 76 FVM Ergebnisse Denn mit einer solchen Prognose k nnte ein Assistenzsystem selektiv nur vor den nicht wahrgenommenen Gefahren warnen und die Zahl unn tiger Warnungen reduzieren Die Untersuchungen zeigten jedoch dass dies noch schwierig ist Dieselben Fahrer zeigen in den gleichen oder vergleichbaren Situationen oft ein unterschiedliches Blick verhalten Ferner kann aus einer messtechnisch erfassten Blickposition nicht ohne weiteres gefolgert werden dass das dortige Objekt tats chlich wahrgenommen wurde das Looked but failed to see Ph nomen Abgleich des Ist Fahrerverhaltens mit dem Soll Fahrerverhalten Das mvu f hrte einen Abgleich des beobachteten Ist Fahrerverhaltens an Kreuzungen mit dem Soll Verhalten durch Dabei kam ebenfalls das mit Kameras best ckte Versuchsfahrzeug zum Einsatz Bei den Untersuchungen im Stadtgebiet M nchen mit 60 Personen in zwei Altersgruppen stimmten die beobachteten Fahrfehler gut mit den in der Fahraufgabenanalyse identifizierten kritischen Belastungen berein Meist han delte es sich bei den Fehlern um mangelhaftes Absichern gegen ber anderen Fahrzeugen Die Gruppe der lteren Fahrer machte dabei deutlich mehr Siche rungsfehler als die anderen Versuchspersonen Das entspricht dem aus der allgemei
79. h Verkehrsmanagement 2010 lag der Forschungsschwerpunkt auf der Stau vermeidung und der besseren Nutzung des Stra ennetzes Der Bereich Verkehrs management in Transport und Logistik besch ftigte sich mit der Optimierung des Lieferverkehrs Ziel war es unter Ber cksichtigung von Kundenpr ferenzen und aktuellen Verkehrszust nden optimale Touren f r den Lieferverkehr planen und ber wachen zu k nnen Fahrerassistenz Aktive Sicherheit Methoden und Verfahrensentwicklung Informationsbereitstellung Mobile Kommunikation Verkehrs management 2010 Nutzerakzeptanz und Einf hrungsstrategie Verkehrsmanagement in Transport und Logistik Diese drei Schwerpunktbereiche untergliederten sich in 8 Teilprojekte Fahrumgebungserfassung VRA Een Verkehrliche Wirkung und Interpretation Rechtsfragen und Akzeptanz A Vorausschauende EA 4 Aktive Sicherheit VLA Verkehrsleistungsassistenz vas sta PSY Stauassistent niv Ref Netzausgteich AS Verkehrsmanagement in Maschine Interaktion Transport und Logistik FVM X Fahrerverhalten und Mensch vmTL SA i n Projekt bergreifende Zusammenarbeit Kennzeichnend f r die Arbeit in den Teilprojekten war ein hohes Ma an Vernetzung und Interaktion zwischen den einzelnen Themengebieten So dienten verschiedene Querschnittsprojekte der Untersuchung von grundlegenden Forschungsfragen die gewonnenen Erkenntnisse standen den Anwendungsprojekten da
80. h an den Bed rfnissen der Applikationsprojekte der Wissenstransfer fand in gemeinsamen Workshops statt Besonders intensive Kontakte gab es zu den Applikationsprojekten STA und VAS Kreuzungsassistenz mit speziellen Fahrversuchen Fragelisten zur Mensch Maschine Interaktion und Gestal tungsempfehlungen Parallel erhielten alle INVENT Partner Zugang zu einer recherchierbaren und ausbau f higen Literaturdatenbank ein Benutzerhandbuch Anleitung zur Nutzung der Litera turdatenbank und ein Handbuch zu Fahrerleistungsdaten Diese Informationsquellen konnten nicht nur in den einzelnen INVENT Teilprojekten genutzt werden sondern stehen auch f r zuk nftige Projekte und anwendungsspezifische Recherchen zur Verf gung Seite 83 FVM Ausblick Ausblick Ein urspr nglich geplantes Unterarbeitspaket Langzeitbewertung der Verkehrssicher heit konnten die Projektpartner nicht durchf hren Zum einen standen aus den Applikationsprojekten noch keine Versuchstr ger mit einem ausreichend stabilen Ent wicklungsstand zur Verf gung Zum anderen erfordert eine aussagekr ftige Lang zeitbewertung eine Kontrolle der Lernprozesse sowie der Verhaltensadaption im Mensch Maschine System Die notwendigen Verfahren dazu entstanden jedoch erst im Projekt FVM Und eine Langzeitbewertung neuer als Entwicklungsprototypen reali sierter Fahrerassistenzsysteme erfordert einen erheblichen Zeitaufwand Dieses Aufwandsproblem ist auch in k nftigen Forschungsp
81. h war es nicht m glich alternative Lieferorte neben der Wohnungsanschrift des Kunden in der Zustellplanung zu ber cksichtigen Dies f hrte zwangsl ufig zu h ufigen Fehlver suchen den Kunden anzutreffen Bereich Prozessgestaltung Die bestehenden Logistikprozesse wiesen nur eine ein geschr nkte Flexibilit t f r die Einf hrung neuer Logistikdienstleistungen auf d h eine sehr flexible Reaktion auf neue W nsche seitens der Kunden oder auch auf nderungen der Struktur seitens des Logistikdienstleisters war nicht m glich Seite 145 VMTL Zielsetzung Vision Um diese rein technische Sicht auch anhand einer m glichen Zukunftspraxis zu berpr fen wurde ein Anwendungsszenario entworfen Bei der Warenbestellung gibt der Kunde zun chst an zu welcher Zeit er an welchem Ort erreichbar sein wird etwa vormittags im B ro oder abends bei Freunden M glicherweise gibt es aber auch Alternativen zu diesen konventionellen Lieferorten und das bestellte P ckchen soll direkt in den Kofferraum des eigenen PKW oder bei einem g nstig gelegenen PaketShop also an einem sogenannten alternativen Liefer ort zugestellt werden Am Vorabend der Auslieferung plant das VMTL System die Touren unter Ber cksichtigung dieser Kundenangaben sowie der f r den Zustelltag prognostizierten Verkehrslage im Zustellgebiet Das VMTL System informiert nun den Kunden wann und wo am n chsten Tag sein P ckchen ausgeliefert werden wird Am Tag der Ausl
82. h wie die Kosten Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht ist der Einsatz von Stauassistenten demnach zu bef rworten Gesamtwirtschaftliche und private Nutzen von Fahrerassistenz systemen Kosten Nutzen Analysen KNA werden vor allem eingesetzt um die Zweckm igkeit staatlicher Vorhaben z B im Bereich der Verkehrswege aus gesamtwirtschaftlicher Sicht zu beurteilen Eine gesamtwirtschaftliiche KNA von Fahrerassistenzsystemen wurde im Rahmen von VRA deshalb durchgef hrt weil die vom privaten Sektor also den beteiligten Unternehmen entwickelten Fahrerassistenzsysteme nicht nur f r den Nutzer sondern auch f r die Allgemeinheit nutzenstiftend sein k nnen z B durch Zeiteinsparungen Reduzierung von Schadstoffemissionen oder Unfallh ufigkeit Im Einzelnen kann der Einsatz von Fahrerassistenzsystemen folgende Vorteile bieten 1 Nutzen f r die Allgemeinheit bzw andere Verkehrsteilnehmer durch verkehrliche Wirkungen Zeiteinsparungen Einsparungen an Schadstoff und CO2 Emissionen sowie beim Kraftstoffverbrauch Vermeidung von Unf llen 2 Nutzen f r den K ufer durch verkehrliche Wirkungen Einsparungen beim eigenen Kraftstoffverbrauch Vermeidung von Unf llen 3 Nutzen f r den K ufer durch nicht verkehrliche Wirkungen z B Komfort Prestige gewinn Seite 97 VRA Ergebnisse Daraus lassen sich verschiedene Aussagen ableiten Eine KNA vergleicht die gesamten Systemkosten nur mit einem Teil der Nutzen n mlich den verkeh
83. halten und Mensch Maschine Interaktion FVM Zusammenfassung Literaturrecherche Strukturierung und Bewertung Fahraufgabenklassifikation Experimentalstudien zum Fahrerverhalten an Kreuzungen Selbsterkl rende Fahrerassistenzsysteme Minimierung des Lernaufwands Gestaltungsbeispiele f r lernf rdernde Ma nahmen Die verkehrssichere Mensch Maschine Interaktion bewerten Gestaltungsunterst tzung f r die Applikationsprojekte Ausblick 13 15 16 20 22 22 24 26 2 2 31 32 33 39 38 39 43 45 48 49 51 52 53 54 55 5 60 60 63 63 64 66 67 69 Zi 72 13 74 76 78 ES 7 82 83 Seite 4 Seite 5 Inhalts bersicht Verkehrliche Wirkung Rechtsfragen und Akzeptanz VRA 85 Zusammenfassung 87 Verkehrliche Wirkungen 88 Akzeptanz und Mensch Maschine Interaktion 90 Methoden Fr he und effiziente Einbindung potenzieller Kunden 90 Ergebnisse Was die Kunden denken 92 Gebrauchssicherheit 93 Rechtsfragen und Antworten 93 konomische Bewertung 94 Gesamtwirtschaftliche und private Nutzen von Fahrerassistenzsystemen 96 Ausblick 98 Verkehrsleistungsassistenz VLA 101 Einleitung 103 Die richtige Strategie 104 Konzepte zur Verkehrsleistungssteigerung 105 Verkehrslagesch tzung im Fahrzeug 106 Fahrzeugkommunikation ber Radar 107 Fahrzeugkommunikation ber Mobilfunk 108 Demonstratoren zeigen die Wirksamkeit all Nutzerperspektive ins Darstellung und Erprobung in Fahrzeugen 116 Zusammenfassung und Au
84. hen und reproduzierbaren Weise verh lt Dazu wurden Fahrversuche mit Probanden und speziell ausger steten Messfahrzeugen im Stau durchgef hrt Anschlie end konnte eine Situationsklassifikation aus der Sicht des Fahrers erstellt werden Daf r wurde der Fahrer mehrere Male befragt um f r ver schiedene Situationen eine Einsch tzung zu bekommen Aus subjektiver Sicht w h rend der Fahrt und in einer Nachbesprechung W hrend der Fahrt zeichneten Messger te au erdem Daten vom eigenen Fahrzeug auf und des ber Sensorik erfassten umgebenden Verkehrs So lie en sich Parameter identifizieren anhand derer eine objektive Unterscheidung der vom Fahrer subjektiv wahrgenommenen Situationsklassen m glich ist Zus tzlich beinhalteten die Messdaten Informationen ber das Fahrerverhalten Be schleunigung Geschwindigkeit Abstand in den einzelnen Situationen unter Ber ck sichtigung des Fahrzeugtyps Pkw Lkw und der Fahrumgebung Autobahn Stadt So liegen nun charakteristische Verhaltensdaten der einzelnen Situationen vor Ergebnis dieser Arbeiten Es liegt jetzt ein Algorithmus vor der auf Basis im Fahrzeug verf gbarer Sensorinformationen online eine Situationserkennung im Stau durchf hrt Au erdem wurde eine Datenbank erstellt mit Mittelwerten und Streub ndern typischer Fahrerreaktionen in diesen Situationen Erlernbarkeit und Systemgrenzen Eng mit dem Systemkonzept verbunden sind Fragen der Assistenzstrategien der Systemgrenzen un
85. hen Weiterentwicklungen gesehen Die potentielle Erweiterung der integrierten Analyseplattform ist eine detaillierte Modellierung der Sensorik um die funktionsbestimmenden Einfl sse der Sensoren in der Simulation zu ber cksichtigen Die wesentlichen Einfl sse w ren die Sensor reichweite inkl Winkelabweichungen Genauigkeit und Aufnahmefrequenz der sen sierten Daten systematische und zuf llige Systemausf lle Die Simulationsmodelle enthalten zwar Parameter zur Nachbildung von Fahrfehlern z B Spurwechselfehler jedoch ist die Validierung dieser Parameter am Verhalten rea ler Fahrer v llig offen Um die im Bereich der Fahrerassistenzsysteme zunehmend ent wickelten Sicherheitssysteme in der Verkehrssimulation genauer untersuchen zu k nnen m ssten die Modelle um eine validierte Abbildung von Fahrfehlern erweitert werden Die Ergebnisse zeigen dass die in die Untersuchung einbezogenen Fahrerassistenz systeme bei potenziellen Kunden auf positive Resonanz sto en Zur Sicherung des Markterfolges erscheint eine aktive Vermarktung in Richtung Erleben notwendig Die Bedienung der Systeme ist innerhalb kurzer Zeit erlernbar w hrend die System grenzen erst mit zunehmender Erfahrung vollst ndig erkannt werden Neben gesamtwirtschaftliichen Nutzen Kosten Betrachtungen muss in konomischen Analysen von Fahrerassistenzsystemen in der Zukunft verst rkt ber cksichtigt werden wie Komfortverbesserungen durch Fahrerassistenzsysteme Ei
86. hlter Funktionen Unter Ber cksichtigung der derzeitigen Machbarkeit der einzelnen Assistenzsysteme wurde eine Roadmap erstellt Dabei wurden insbesondere die pro totypischen Realisierungen die im Rahmen der Projektlaufzeit dargestellt werden konnten in Bezug auf Sensorverf gbarkeit und realisierbare Assistenzstrategien ber cksichtigt Dar ber hinaus besteht jedoch erhebliches Potenzial zur Erweiterung und Verbesserung der realisierten Funktionen die ebenfalls in der Roadmap aufgezeigt werden Die ausgew hlten L sungsvarianten wurden im Laufe des Projektes in Simu lationsstudien im Fahrsimulator und in prototypisch ausger steten Versuchsfahr zeugen realisiert Zur Optimierung der Gesamtfunktionalit t und zur Bewertung der Systeme wurden mit Hilfe dieser Demonstratoren diverse Tests im Fahrsimulator auf Teststrecken und im realen Verkehr durchgef hrt Zusammenfassend konnten im Rahmen dieses Teilprojektes tragf hige Ans tze f r Assistenzsysteme und spezielle Sicherheitsfunktionen erarbeitet werden die gerade im Stadtverkehr und auf der Landstra e helfen k nnen Unf lle zu vermeiden und an dere Verkehrsteilnehmer zu sch tzen Im Hinblick auf die Realisierung im realen Stra Benverkehr und die Serientauglichkeit m ssen diese Ans tze weiter untersucht wer den um die Zahl der get teten und schwer verletzten Personen belegbar und nach haltig zu reduzieren nobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutz
87. hmen kann 81 nach einem Stillstand sollte automatisch wieder anf hrt er ohne Freigabe auto matisch anfahren Bei dem Querf hrungsassistenten wurde die Leuchtanzeige am Au enspiegel ausge sprochen positiv bewertet Neben der Warnung beim geplanten Spurwechsel eine rote Anzeige am Spiegel empfanden die Testfahrer auch die Information ber belegte Nachbarfahrspuren eine gelbe Anzeige als hilfreich selbst wenn sie gerade keinen Spurwechsel vornehmen wollten Als Warnung beim Spurverlassen wurden im Fahrversuch ein Vibrieren des Lenkrads sowie ein kurzes Gegenlenken angeboten F r beides fand sich jeweils die gleiche Zahl an F rsprechern obwohl die Vibration insgesamt als besser wahrnehmbar beurteilt wurde Was die Aktivierung des Systems anbelangt zeigte sich wie in vielen anderen Studien auch dass die Fahrerinnen und Fahrer die Unterst tzung eines Systems durchaus sch tzten unter der Voraussetzung dass sie sich auch dagegen entschei den k nnen Das System sollte sich zwar automatisch einschalten aber jederzeit manuell deaktivierbar sein Seite 93 VRA Ergebnisse Gebrauchssicherheit F r den Querf hrungsassistenten f hrten die Projektpartner sowohl nach der Multi mediabefragung als auch nach dem Fahrversuch einen Verst ndlichkeitscheck im Multiple Choice Verfahren durch Es stellte sich heraus dass die Testpersonen die Funktionalit t was das System leisten kann besser verstanden als die System g
88. hrer gewollten Spurwechselman ver ab Zus tzlich verhindert es ein ungewolltes Abkommen des Fahrzeuges von der Fahrbahn das seine Ursache in einer Kreuzungsassistenz Schutz vor Vorfahrtmissachtung Ampel und Stoppschilder Ablenkung oder in Erm dungserscheinungen des Fahrers haben kann Abbiegeassistenz Gegenverkehrsassistenz beim Linksabbiegen Unterst tzung beim Finden und Erreichen der Abbiegespur Das System berwacht mittels Bildverarbeitung kontinuierlich den Stra enverlauf und die Bewegung des Fahrzeugs innerhalb der Spurbegrenzungen Droht das Fahrzeug von der Spur abzukommen informiert das System sofort den Fahrer etwa ber hap tisches Feedback am Lenkrad Dieses haptische Feedback am Lenkrad wurde sowohl in einer Vibration als Warnung als auch einer leichten Gegenkraft als F hrung ausgelegt Fu g ngerschutz Schutz der schwachen Verkehrsteilnehmer Trotz der Vielfalt der VAS Systeme und Funktionsauspr gungen konnte eine ein Abb 2 heitliche Struktur identifiziert werden Die adressierten Assistenzsysteme beste Architektur der VAS hen jeweils aus vier wesentlichen Systemkomponenten Assistenzfunktionen Situationserfassung Sensoren Radar Lidar Video Fahrzeugsensorik Karten Navi gation dienen zur Erfassung der Umgebung und des eigenen Fahrzeugzustands und Situationserfassung damit zur Erfassung der f r die spezielle Fahrsituation wesentlichen Objekte und Merkmale und zur ersten Datenauswertung
89. hrssicherheit erh hend den Fahrkomfort erh hend verl sslich angenehm einfach zu bedienen entspannend kontrollierbar bevormundend unterst tzend verbesserungsw rdig ausgereift nicht anschaffenswert anschaffenswert den Verkehrsfluss verschlechternd sehr eher weder eher sehr negativ noch positiv den Verkehrsfluss verbessernd INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistent STA Seite 54 STA Ergebnisse Ergebnisse Grundfunktionen des Stauassistenten Grunds tzlich sollen dem Fahrer bei der teilautomatisierten Fahrzeugl ngs und quer f hrung nach der Systemaktivierung folgende Fahraufgaben abgenommen werden Abstand zum Vorderfahrzeug einhalten Automatisches Beschleunigen und Verz gern bis zum Stillstand hinter einem vor ausfahrenden Fahrzeug selbst ndiges Anfahren innerhalb einer frei applizierbaren Zeitspanne nach dem Anhalten Anfahraufforderung an den Fahrer nach Ablauf dieser Zeitspanne und Anfahren nach Fahreraktivit t z B Best tigung ber Taste oder Gaspedal Unterst tzung bei der Querf hrung des Fahrzeugs im eigenen Fahrstreifen Der Grad der Unterst tzung bei der Querf hrung kann dabei von einer Unterst tzung mit Lenkeingriff der Fahrer wird durch sp rbare Momente der Lenkung auf der Spur gef hrt bis hin zur autonomen Querf hrung ohne H nde am Lenkrad reichen Bis jetzt gibt es jedoch immer noch Einschr nkungen bei der U
90. i der Erkennung von Fahrradfahrern oder Fu g ngern oder aber es erfolgen Versuchsfahrten auf vorher vermessenen Teststrecken z B um die Erkennung von Spurmarkierung zu testen Alternativ werden aber auch m glichst viele Fahrten im normalen Stra enverkehr mit abgeschalteter oder modifizierter Funktion falls zum Beispiel bei einer Notbremsung Fehlalarme noch nicht ausge schlossen werden k nnen aufgenommen und in Datenbanken abgelegt Der Vorteil bei umfangreichen Datenbanken ist dass diese nicht nur zur Validierung der Erkennungsalgorithmik gen tzt werden sondern f r den kompletten Prozess der Adaption Evaluierung und Optimierung von Erkennungsverfahren n tzlich sind F r die Erkennung von Verkehrszeichen hier insbesondere von Vorfahrtszeichen und Ampeln existieren inzwischen umfangreiche Datenbanken auch mit GPS Daten global positioning system die die gleichen Zeichen zu unterschiedlichen Aufnahme bedingungen wie Kameraposition Uhrzeit und Witterung umfassen F r das Arbeiten mit Datenbanken ist es weiterhin effizient alle erfassten und wichtigen Objekte einma lig von Hand zu kennzeichnen Ground Truth oft mit aktiver Unterst tzung des untersuchten Erkennungssystems und dann bei nderungen von Systemparametern oder beim Vergleich von verschiedenen Systemen automatisch solche Szenen her auszufiltern bei denen es Unterschiede gibt Ausblick Fahrerassistenzsysteme haben ein hohes Potenzial zur Verbesserung von
91. ieferung wird st ndig verfolgt wo sich die Lieferfahrzeuge befinden und unter Ber cksichtigung aktueller Verkehrsinformationen wird der Verlauf der Touren berechnet Kurzfristige nderungen wie eingehende Neuauftr ge oder Lieferort bzw Lieferzeit nderungen seitens der Kunden werden genauso wie Stausituationen ber cksichtigt Falls sich gravierende nderungen an der geplanten Tour ergeben werden die betroffenen Kunden rechtzeitig informiert und der Zusteller bekommt die entsprechende Tour nderung direkt bermittelt Die nun m gliche Unterst tzung der Zusteller geht jedoch noch wesentlich weiter Um nicht beim Logistikdienstleister angestellte Zusteller unter Ber cksichtigung ihrer indi viduellen Hardwarevoraussetzungen flexibel in die verbesserten Informationsfl sse integrieren zu k nnen wird die f r die jeweilige Endger tehardware ben tigte Software nun vom Device Management zentral verwaltet Somit stehen immer die aktuellsten Anwendungen zur Verf gung Um die notwendigen Sicherheitsanforderungen einzuhalten sind zudem personalisierte Zugriffsrechte Bestandteil der Entwicklungen Eine weitere Neuerung ist die M glichkeit der Nahbereichszielf hrung und Kofferraumzustellung die nun als Funktion der mobilen Endger te vorliegt Hierbei wird zun chst das Fahr zeug geortet dann wird der Zusteller hin zum Fahrzeug navigiert und schlie lich kann der Zusteller den Kofferraum mit seinem Endger t ffnen und das Paket zustell
92. ies verdeutlicht den Realzeit Charakter des Ad hoc Kommunikationssystems Eine vergleichbar schnelle und genaue Information ber Positionen und Geschwindig keiten vorausfahrender Fahrzeuge ist mit anderen Funksystemen mit dem heutigen Stand der Technik nicht m glich Seite 119 VLA Zusammenfassung und Ausblick Abb 19 Demonstration von Realzeit Verkehrsinformation und Gefahrenmeldungen ber Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation Eintarbung der voraweliegenden Stralenabschnitte gem aktueller Verkehrslage aus VLA Fzg Fzg Kommunikation ovi Zusammenfassung und Ausblick Im Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz werden L sungen demonstriert mit denen der Verkehr auf Fernstra en verbessert wird Ausgehend von theoretischen berle gungen wurden die Grundlagen der Verkehrszustandserkennung f r das Fahren mit einem Telematischen Horizont und die dazugeh rigen Algorithmen f r ein verkehrs optimales Fahren mit Hilfe von Fahrerassistenzsystemen erarbeitet Ein wichtiger Schritt war die Nutzung der Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation zur Realisierung die ser Funktionen Der Einsatz von Simulatoren zum Nachweis der verkehrlichen Wirksamkeit und zur Untersuchungen der Fahrer Akzeptanz zeigt das beachtliche Potenzial das diese Systeme aufweisen Weiterer Forschungsbedarf wird bei der Anwendung derartiger L sungen auf Stra ennetzen und im gesamten Verkehrskontext gesehen Auch die engere Vernetz ung Kommunikation
93. ine 180 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 130 NIV Ergebnisse ASDA Automatische Staudynamikanalyse und FOTO forecasting of traffic objects f hrt eine Verfolgung zeitlich r umlicher Verkehrsmuster durch Unter Verwendung von historischen Informationen werden in ASDA FOTO Prognosen mit einem Zeithorizont von bis zu 2 Stunden gerechnet Die Testfelder Magdeburg und M nchen bewiesen dass alle Staumuster mit vergleichbarer Qualit t in den verschiedenen Schnell stra ennetzen verfolgt und vorhergesagt werden konnten Zu den Anwendungs strecken in den Testfeldern geh rt der gesamte Autobahnring um M nchen und die Magdeburg umgebenden Autobahnen A2 A14 sowie die Schnellstra e durch die Stadt hindurch NETRAN dient zur Verkehrslagerekonstruktion und prognose im Autobahnnetz des Testfelds M nchen Als Eingangsdaten dienen Verkehrsdaten von station ren Detektoren und archivierte Nachfrageganglinien Das Programm berechnet min tlich die makroskopischen Verkehrsgr en Verkehrsdichte Verkehrsst rke und mittlere Geschwindigkeit in virtuellen Stra ensegmenten von 200 Metern f r den aktuellen Zeitpunkt und f r die n chsten Stunden Die Unsch rfe der Prognose wird in Form einer Verteilung mitgeliefert Zus tzlich enth lt NETRAN einen Algorithmus zur Berechnung von Reisezeiten und deren Wahrscheinlichkeitsverteilungen f r Routen innerhalb des betracht
94. ionen Es werden dynamische Netzebenen generiert siehe Abb 1 die als Grundlage f r eine nach verkehrlichen und strategischen Gesichtspunkten optimierte Routenberechnung dienen Im Projekt NIV wurden hierzu zwei sich erg nzende Verfahren entwickelt das Teilnetzverfahren und das Wegepunktverfahren welche in den beiden Testfeldern Magdeburg und M nchen umgesetzt und validiert wurden In beiden Verfahren wird die fahrzeugeigene Navigation onboard mit zus tzlichen Informationen aus der Routing Zentrale versorgt Das Teilnetzverfahren nutzt dabei die Einwegdaten bertragung durch digitalen H rfunk DAB das Wegepunktverfahren eine Zweiwegverbindung per Mobilfunk GSM siehe Abb 9 Abb 9 Routing Zentrale und Kommunikation Teilnetzverfahren l snnanenammm N WEBEuESamuammm N Routing Zentrale Has Pain birioi dd lu ral ad Mie ang ni Seite 135 NIV Ergebnisse Bei den individuellen Routenempfehlungen ist zu beachten dass alle Informationen lediglich eine unverbindliche Empfehlung gegen ber dem Nutzer darstellen und die sem keine Verpflichtung zur Befolgung obliegt Daher haben die Projektpartner ber die technische Realisierung der Routenberechnung und Daten bertragung hinaus Verfahren entwickelt die dem Nutzer die empfohlene Route begr nden und ihn damit vom Vorteil im Vergleich zur erwarteten Route berzeugen Beim Teilnetzverfahren vernetzt ein zentraler Server die I
95. ist ein n tzliches und effizientes Werkzeug Nutzer bereits in einer fr hen Phase der Produktentwicklung mit einzubeziehen In vielen Aspekten stimmen die Ergebnisse beider Methoden ber ein Die deutlichsten Unterschiede bestehen wie erwartet in der Kauf und Preisbereit schaft die bei den Fahrversuchen mehr als doppelt so hoch ausf llt Der Nutzen eines solchen Systems will im wahrsten Sinne des Wortes erfahren werden Wird man den potenziellen Kunden am Markt sp ter erm glichen die Systeme in einer Probefahrt kennen zu lernen wird sich dies positiv auf den Absatz auswirken Abb 3 Systembewertung f r Querf hrungsassistent und Stauassistent jeweils nach dem Fahrversuch EEE Ze Das System empfinde ich generell als STA QFA schlecht gut die Verkehrssicherheit vermindernd den Fahrkomfort vermindernd unangenehm angenehm belastend entspannend unkontrollierbar kontrollierbar bevormundend unterst tzend verbesserungsw rdig ausgereift nicht anschaffenswert anschaffenswert sehr eher weder eher sehr negativ noch positiv die Verkehrssicherheit erh hend den Fahrkomfort erh hend INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA SEC E P VRA Ergebnisse Ergebnisse Was die Kunden denken Generell bewerteten die Teilnehmer der Fahrversuche beide Systeme aus den Teil projekten STA Stauassistent und VAS Querf hrungsassistent po
96. k nnen um die bestimmungsgerechte Verwendung der Software zu garantieren und Missbrauch auszuschlie en Der Zusteller hingegen hat ein Interesse daran dass sein Ger t auch mit der Software verschiedener Logistikdienstleister arbeiten kann So muss sichergestellt werden dass die Software komplett entfernt wird und die urspr ngliche Konfiguration zuver l ssig wiederhergestellt werden kann INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 152 VMTL bersicht und Ergebnisse Ein automatisiertes zentrales Device Management unterst tzt die beteiligten Interes sengruppen bei der Umsetzung dieser Konzepte Es verwaltet eine Vielzahl an Ger ten zentral mit einem geringen Personalaufwand Da es momentan Bestrebungen gibt die f r das Management verwendeten Protokolle zu standardisieren ist zu erwarten dass in naher Zukunft s mtliche neuen mobilen Endger te ohne weitere Anpassung oder zus tzliche Software f r das automatisierte Device Management ausgelegt sein werden Die Realisierung eines Device Managements zur Erf llung der oben angef hrten Anforderungen wurde auf der Basis eines IBM WEDM WebSphere Everyplace Device Management Servers vorgenommen Folgende Funktionen werden unterst tzt zentrale Wartung mobiler Ger te Softwareverteilung und l schung Konfigurierung der Ger te bzw ihrer Software Inventarisierung der Ger te und ihrer
97. klung der entsprechenden Assistenz funktionen f r querenden Verkehr steht die Erkennung der Eigenbewegung des potentiellen Kollisionsgegners im Vordergrund Dabei ist es zun chst nicht relevant ob es sich um ein Auto einen Radfahrer oder Fu g nger handelt Die Prototypen sind sowohl mit einem aktiven Stereokamerasystem Versuchstr ger FUE als auch mit einer monokularen Kamera Versuchstr ger VAS und den jeweiligen erforderlichen Erkennungsalgorithmen ausger stet Die Erkennungsalgorithmen dienen der Beweg ungsanalyse und basieren auf dem optischen Flu Wenn das System einen Verkehrsteilnehmer bzw ein bewegtes Objekt detektiert wel ches droht die Fahrbahn zu berqueren wird der Fahrer zun chst optisch und aku stisch gewarnt Reagiert der Fahrer nicht erfolgt eine haptische Warnbremsung Abb 12 Versuchstr ger Kreuzungsassistenz Bewegungsanalyse mit monokularer Kamera auf der Basis des optischen Flusses im Querverkehrsassistenz Versuchstr ger von DaimlerChrysler Mit Informationen vorbeugen Kreuzungsann herungsassistenz Parallel zu den aktiven Warn und Eingriffsfunktionen der Kreuzungsassistenz in erkannten Gefahrensituationen sollen weitere Auspr gungen mit informierendem und je nach Dringlichkeit warnendem Charakter dem Fahrer schon die Phase der Kreuzungsann herung erleichtern Zum Beispiel kann das System in Verbindung mit einem Navigationssystem den Fahrer ber die Kreuzungstopologie oder die Vo
98. l folgen mindern k nnen Dabei handelt es sich um Sicherheitssysteme im PKW die bei Unaufmerksamkeit des Fahrers und in gef hrlichen Situationen den schw cheren Verkehrsteilnehmer warnen k nnen und am Fahrzeug bei drohender Kollision reversi ble Schutzmechanismen ausl sen Die Warnung der Fu g nger ist besonders n tz lich weil diese schneller reagieren also stehen bleiben oder ausweichen k nnen Durch Precrash Sensorik 24GHz Radar und Kontaktsensorik k nnen vor drohenden Kollisionen Schutzmechanismen wie reversible Sto f ngersysteme oder flexible Elemente im Motorhaubenbereich aktiviert werden die sich bei einem tats chlichen Aufprall deformieren und so eine Knautschzone f r den schw cheren Verkehrsteil nehmer bilden Abb 15 Verkehrsteilnehmer ohne eigene Knautschzone sollen durch aktivierbare Schutzmechanismen von Siemens VDO und Siemens Restraint Systems am Kraftfahrzeug besser gesch zt werden In einem Versuchstr ger ist eine 24 GHz Radarsensorik und Aktuatorik zur reversiblen Motorhaubenanhebung verbaut Aufgrund der vorherrschenden Verkehrssituation die von der Sensorik jedoch kaum vollst ndig erfasst werden kann wird die Aktivierung von Schutzmechanismen im Fahrzeugfrontbereich zur Verletzungsminderung der meist v llig ungesch tzten Verkehrsteilnehmer ausgel st INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 46 VAS Ergebnisse Die geforde
99. l gewarnt Zus tzlich erkennt das Fahrerassistenzsystem wenn ein langsameres Fahrzeug voranf hrt und schl gt einen Spurwechsel vor Die direkte und automatische Kompensation von St rungen vermindert u a den Ein fluss von Seitenwind Stra enneigung und Spurrillen Dies geschieht in einem weiteren Prototypen durch ein Steer by Wire System ohne durchgehende mechanische Ver bindung von Lenkrad zu Lenkgetriebe Der Fahrer muss nicht selbst handeln und wird so deutlich entlastet Diese St rgr enkompensation bew hrte sich bereits auf einer Seitenwindanlage in Aschheim Die Kompensation dieser fahrdynamischen St rungen bei Nutzfahrzeugen ist ein wich tiger Beitrag zur Reduzierung der notwendigen fahrerischen Lenkarbeit da der Fahrer selbst nicht t tig werden muss und f hrt damit zu einer deutlichen Entlastung des Fahrers Abb 5 Querf hrungs Versuchstr ger von MAN INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 38 VAS Ergebnisse Sicher auf der Strasse Pr diktive Fahrdynamikregelung Heutige Fahrdynamikregelsysteme die keine Sensoren zur Umgebungserfassung haben gehen davon aus dass der vom Fahrer vorgegebene Lenkwinkel seinem Richtungswunsch entspricht Fahrversuche im Projekt VAS zeigten jedoch dass diese Annahme besonders in instabilen und unerwarteten Fahrsituationen oft falsch ist wenn der Fahrer zum Beispiel verz gert oder bertrieben reagiert
100. lagene umfassende Umfeldmodell ist die M glichkeit dort alle Ergebnisse auch Zwischenergebnisse der multisensoriellen Umgebungserfassung systematisch validieren zu k nnen und zwar unabh ngig von hierauf aufbauenden Funktionen und Applikationen F r die Validierung kann zun chst davon ausgegangen werden dass die Leistungs merkmale der einzelnen Sensoren entsprechend den Spezifikationen getestet werden und diesen Anforderungen gen gen Das Zusammenspiel der Multisensorik hingegen ist deutlich komplexer zu validieren auch wenn hier die klare Abtrennung der Umgebungserfassung von den Funktionen bzw Applikationen hilft Im Projekt haben sich zwei L sungsm glichkeiten herauskri stallisiert die sowohl die direkte Interaktion mit dem Entwickler im Fahrzeug erlauben als auch die detaillierte nachtr gliche Auswertung im Labor Online Visualisierung f r qualitative Bewertung im Versuchstr ger Offline Validierung f r quantitative Analyse und Optimierung im Labor Abb 10 Beispiele der Online Visualisierung in den Prototypen der Projektpartner Longitudinale Distanz in Meter 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Laterale Distanz in Meter INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 28 FUE Ergebnisse Online Visualisierung des Umfeldmodells Die Online Visualisierung entweder direkt im Videobild oder auch durch virtuelle Bilde
101. le wichtigen Details der Fahrumgebung erfasst und dann auch aus gewertet werden P E E EEE TE TEE ME ME ME HE ME ME ME ME ME ME ME ME ME Ki lt ME EEE E a a EEE RE HE DRE TE D ME DRE DE mu m m gt Die Systemarchitektur in Abbildung 1 zeigt das Grundverst ndnis einer multisensoriel len Umgebungserfassung mit vernetzter Perzeption und gemeinsamem Umfeldmodell Dieses Konzept unterscheidet sich deutlich von der heute blichen Vorgehensweise dass ein einzelner Sensor mit einem lokalen Steuerger t eine bestimmte Funktion wie Einparkhilfe oder Abstandsregeltempomat erm glicht Abbildung 2 zeigt nochmals schematisch das durchg ngige Konzept zur Fahrumge bungserfassung mit Multisensorik Hervorzuheben ist die detaillierte Gliederung der Perzeption in die drei Schritte Sensordatenaufbereitung Objektbildung und Situations analyse Das Umfeldmodell bietet eine klare Schnittstelle zu den Applikationen und erlaubt gleichzeitig eine Validierung der Umgebungserfassung unabh ngig von dem realisierten Assistenzsystem Die weiteren Ergebnisse sind in den folgenden Abschnitten im Detail beschrieben Applikationen Infrarot Dieses Konzept wurde in enger Zusammenarbeit mit den beiden Applikationsprojekten Stauassistenz und Vorauschauende Aktive Sicherheit entworfen erprobt und in Prototypen erfolgreich umgesetzt Kamera Kreuzungsassistenz Lidar Querf hrungsassistenz Radar Stauassistent Abb 2 Sys
102. liche Kameras Laufzeit Phasenverschiebung Laufzeit indirekt ber Stereo Entfernungsmessung Geschwindigkeitsmessung Dopplereffekt indirekt ber Entfernung doppelt indirekt ber Entfernung Multi Beam sehr gro gro scannendes Lidar mittel abh ngig vom Objektiv nen Fernbereich sehr gro D D A O 3 z O o O D D O Z v y o 3 O D an a eb Q w on mittel abh ngig vom Objektiv Fernbereich sehr klein Nahbereich gro Multi Beam klein Offnungswinkel scannendes Lidar sehr gro wenig mittel sehr hoch Laterale Objektaufl sung hoch bei scannendem Lidar Vertikale Objektaufl sung nein bedingt bei mehreren Scanebenen ja Puls Trigger Sampling Puls Radar FMCW FSK Messung Phasen Messung Technologien CMOS CCD FIR offen verdeckt IR durchl ssiges Material hinter der Windschutzscheibe FIR durchl ssiges Material offen verdeckt Einbauposition EM durchl ssiges Material Aaea tae ET nl Liao LGE wenig Nebel Schnee Regen wenig Nebel Schnee Regen wenig Verschmutzungs bedingt empfindlichkeit eaing wenig ja aber oft im wischbaren Bereich anhand r umlicher Ausdehnung bedingt anhand Entfernung bedingt sehr verschiedene Ans tze Objektbildung C Ss Q O 09 O D 5 ei Q N Objektklassifikation bedingt ja Spur Verkehrszeichen Personen Randbedingungen Frequenzallokation Laserklasse 1
103. lyse von typischen Unfallursachen und abl ufen identifizierten die Projektpartner vier Entwicklungsschwerpunkte definierten Teilfunktionen f r die entsprechenden Assistenzsysteme und setzen sie in ersten Prototypen um Eines der Ziele war es die wichtigsten Fragestellungen f r Gefahren an Kreuzungen und auf Landstra en zu erforschen Mit der Definition dieser Zielsetzung war allen Projekt partnern bewusst dass damit ein bisher noch wenig forschungsm ig bearbeitetes Terrain betreten wurde Daher und aufgrund der Komplexit t der adressierten Verkehrssituationen konnte dieser Themenkomplex w hrend der Projektlaufzeit nur teilweise untersucht werden Deshalb konzentrierten sich die Arbeiten darauf die Machbarkeit einzelner Assistenzfunktionen zu zeigen Dennoch zeigt die erarbeitete Roadmap der VAS Funktionen das erhebliche Potenzial der Fahrerassistenzsysteme f r den Kreuzungsbereich zur Unfallminderung und Unfallverhinderung auf Gleiches gilt f r die Systeme zur Querf hrungsassistenz zum Fu g nger und Radfahrerschutz und zur Pr diktiven Fahrdynamikregelung Die ausgew hlten L sungsvarianten wurden in Simulationsstudien im Fahrsimulator und in prototypisch ausger steten Versuchsfahrzeugen realisiert Zur Optimierung der Gesamtfunktionalit t und zur Bewertung der L sungen dienten Tests im Fahrsimulator auf Teststrecken und im realen Verkehr Im Hinblick auf die Serientauglichkeit m ssen diese L sungsans tze in Zukunft noch wei
104. m technisch in der situationsbezogen erforderlichen Effizienz etwas leistet was der Mensch nicht mehr leisten kann Unterschieden werden muss ein Fahrerassistenzsystem von einem telematischen Sys tem einem System das unter Zuhilfenahme bordinterner Systeme von au en in die Fahrdynamik eingreift unabh ngig vom Willen des Fahrers Solche telematischen Sys teme werfen andere Fragen zur rechtlichen Zul ssigkeit und Haftung auf Ein m gliches Szenario bei dem einem Fahrer strafrechtlich und haftungsrechtlich schuldhaftes Fehlverhalten vorgeworfen werden k nnte kann sich ergeben wenn er erkennbar ein Assistenzsystem nicht aktiviert oder deaktiviert hat oder es zu unrecht bersteuert hat und es dadurch zur T tung oder Verletzung von Personen oder zu Sachbesch digungen kommt F hrt eine Fehlfunktion des Assistenzsystems zu einem Unfall ist ein Schuldvorwurf h chstens dann begr ndbar wenn dem Fahrer die Fehlfunktion bekannt war er sie aber nicht beseitigen lie und bei einwandfreiem Funktionieren der Unfall vermieden worden w re Ohne solch m glichen Schuld vorwurf haftet der Fahrzeughalter gem 7 StVG stets f r die Folgen eines Unfalls die sich aus einer Fehlfunktion ergeben S Rechtsfragen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 94 VRA Ergebnisse Arbeitsrechtlich interessant ist Ein Arbeitnehmer w rde bei einer betrieblichen Fahrt
105. managementzentralen welche ihre Verkehrsinformationen aus den ver schiedenen Datenquellen z B station re Erfassungseinrichtungen FCD mittels Modellen und Prognose erzeugen wobei auch die Interessen der ffentlichen Hand und deren Leitstrategien ber cksichtigt werden Navigationssysteme die die aktuellen Verkehrsdaten mit in die Routenberechnung einbeziehen Dynamische Logistikprozesse dank intelligenter Planungssysteme Optimierte Lieferdienste welche die individuellen Zustellungsw nsche und die gesteigerte Mobilit t ihrer Kunden ber cksichtigen z B Lieferung direkt in den Kofferraum des Kunden INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 14 Seite 15 FUE Zusammenfassung FUE Zusammenfassung Abb 1 Systemarchitektur f r die multisensorielle Umgebungserfassung Zusammenfassung Mehr Sicherheit im Verkehr und gleichzeitig Erh hung des Fahrkomforts dabei k nnen intelligente Assistenzsysteme helfen Um aber mit dem Fahrer situationsabh ngig interagieren zu k nnen ben tigen die Assistenzsysteme eine sichere und genaue Erfassung und Interpretation der Fahrumgebung Das INVENT Teilprojekt FUE hat den Nutzen von verschiedenen Sensoren zur Um gebungserfassung untersucht Dabei zeigte sich schnell die Notwendigkeit unter schiedliche Sensoren gleichzeitig zu verwenden Nur durch eine Verkn pfung dieser Daten k nnen al
106. ment Service Das Device Management ist ein integrierendes Element zwi schen den station ren Diensten und Servern innerhalb der Systemarchitektur und den mobilen Endger ten Denn um die Logistik in Zukunft effektiver zu machen werden Logistikdienstleister mit mehr und mehr unterschiedlichsten mobilen Ger ten auch als Devices bezeichnet zu tun haben Diese m ssen alle mit m glichst geringem organi satorischem und technischem Aufwand in das System des Logistikdienstleisters und in die Kommunikationsfl sse integriert werden Ein Problem dabei ist dass verschiedene Personen diese Ger te benutzen die nicht nur unterschiedliche gesch ftliche Interessen haben k nnen sondern auch unter schiedliches technisches Wissen Eine manuelle dezentrale Verwaltung und Wartung dieser Ger te ist nur mit hohem Aufwand m glich Das f hrt zu Ausfallzeiten der Ger te sowie zu einem zus tzlichen Personalaufwand beim Zustelldienst Ein weiteres Problem ist der Einsatz freier Mitarbeiter beim Logistikdienstleister sowie die Zusammenarbeit mit externen Unterauftragnehmern Der jeweilige Zusteller muss auf seinem eigenen Ger t w hrend der T tigkeit f r den Zustelldienst spezifische Software mit speziellen Funktionen zur Verf gung haben damit die Kommunikation mit dem Depot reibungslos funktioniert Doch nur der jeweils beauftragte Zusteller soll ber den Auftrag informiert sein Nach Zustellung m ssen alle Informationen unwider ruflich gel scht werden
107. mfeldsensorik in Bezug auf Erfassungsbereich Sicherheit der Objekterkennung und Situationsinterpretation Aus diesem Grund hat der Stauassistent eine Begrenzung der Maximalwerte und nderungsgeschwindigkeiten der Stellgr en Diese Randbedingungen f hren zu den Grenzen des Systems Werden diese berschritten dann muss der Fahrer die Fahr aufgabe wieder vollst ndig vom System bernehmen Dar ber hinaus hat der Fahrer auch jederzeit die M glichkeit das Assistenzsystem zu bersteuern oder zu deakti vieren Das hei t der Stauassistent wird zun chst vor allem den Komfort des Fahrers verbessern und nur indirekt ber die Entlastung des Fahrers und eine kontinuierliche Fahrzeugf hrung einen Sicherheitsgewinn erzielen Unf lle die heute durch Unacht samkeit der Fahrer entstehen k nnen so vermieden werden Sondersituationen wie pl tzlich einscherende und stark verz gernde Fahrzeuge werden jedoch noch nicht vollst ndig beherrscht Stauassistent f r Autobahn und Landstra e Da mit der heutigen Umfeldsensorik und interpretation nicht alle komplexen Situationen im innerst dtischen Bereich Kreuzungsbereich und Verzweigungen unterschiedlichste Randbebauungen und Verdeckungen Fu g nger zu erfassen sind ist das System vor erst nur f r einfach strukturierte Umgebungen konzipiert Auf Autobahnen und gut aus gebauten Landstra en ist der Komplexit tsgrad der Situationen und der Streckenf h rungen geringer und damit die Beher
108. monstrierte die Machbarkeit durch eine prototypische Realisierung in Versuchsfahrzeugen Untersucht wurden dabei Nahbereichskommunikationssysteme z B drahtlose LAN Systeme wie IEEE 802 1la und b infrastrukturbasierte Kommunikationssysteme z B GSM GPRS und Broadcast Medien z B DAB NPAD Seite 109 VLA Ergebnisse Die Projektpartner entwarfen eine Systemarchitektur die die Nutzung der verschiede nen drahtlosen bertragungstechnologien f r Verkehrsleistungsassistenz Applikationen einfach ber eine abstrakte netzwerkunabh ngige Schnittstelle mit Hilfe von Adaptoren erm glicht siehe Abb 7 Abb 7 Systemarchitektur f r die einfache Nutzung heterogener Funknetze Applikationen Netzwerkunabh ngiges API Adaptoren Handlung netzwerkabh ngiger Komponenten C E E Netzwerkunahb ngige Komponenten Lokalisierung Sicherheit Netzwerkmanagement Vertieft betrachtet wurde anschlie end der direkte Datenaustausch ber ein mobiles Ad hoc Netz mit Geocast Funktionalit t das sich f r eine unmittelbare lokale und situ ationsbezogene Daten bertragung bei einer ausreichenden Menge teilnehmender Fahrzeuge als geeignet erwies siehe Abb 8 die Funkkommunikation erfolgt mit WLAN bei 5 x GHZ IEEE 802 11a Alle Fahrzeuge versenden im Verkehrsleistungsassistenz System zyklisch abh ngig vom Verkehrsaufkommen einmal pro Sekunde oder jeweils nach wenigen Sekunden eine Nachricht die Informationen zum Beispiel ber
109. n Definition von Lernstufen Charakteristika des beobachtbaren Verhaltens in jeder Lernstufe Abfragbare oder anderweitig ermittelbare innere Vorg nge beim Nutzer Definition von Systemverst ndnis vor dem Hintergrund des Lernmodells Experimentelle Validierbarkeit Bereits in einer fr hen Projektphase zeigte sich dass ein systemunabh ngiges Modell nicht zum Ziel f hrt Deshalb erarbeiteten die Forscher zun chst theoretische Grundlagen zum Lernen und konkretisierten sie an Hand experimenteller Untersuchungen mit Beispielsystemen Dabei ber cksichtigten sie sowohl handlungs ersetzende Systeme wie der Stauassistent der L ngs und Querf hrung zumindest zeitweise vom Fahrer bernimmt als auch handlungsbegleitende Systeme wie der Spurwechselassistent der den Fahrer im Falle eines drohenden Konflikts mit dem nachfolgenden Verkehr informiert oder warnt Abb 4 Fahrsimulator des WIVW zur Durchf hrung der Experimente und Bedienelemente des Stauassistenten INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 78 FVM Ergebnisse Beide Systeme wurden im Simulator des WIVW implementiert und experimentell mit Testfahrern untersucht W hrend der Versuche auftretende Fehler wurden klassifiziert nach Bedienfehlern Fehlern durch Systemverst ndnis Fahrfehlern und anderen Fehlern und hinsichtlich des Lernfortschritts bei mehrfacher Versuchswiederholung
110. n Datenbanken bereits erfasst sind wie Anzahl der Fahrspuren Zuordnung von Ampeln und Geschwindigkeitsbeschr nkungen Abb 7 Bestandteile des Objektkatalogs zur Szenarienbeschreibung Fahrbahn Verkehrszeichen Randbebauung stehende Objekte bewegte Objekte Ve I Witterung Lens ___t A ______ m _V pe Statische und dynamische Objekte Bei den Objekten unterscheidet man bewusst zwischen statischen Objekten d h Objekte die zur Infrastruktur geh ren wie Fahrspuren Verkehrszeichen oder Randbe bauung und dynamischen Objekten Die Beschreibung der Bewegung dynamischer Objekte erfolgt durch unterlagerte Dynamikmodelle die relativ zu objektspezifischen Koordinatensystemen formuliert werden Fu g nger oder ungesch tzte Verkehrsteilnehmer im Allgemeinen werden geson dert behandelt da sowohl deren Erkennung als auch die daf r notwendigen Form und Dynamikmodelle ver nderliche Gestalt durch Arm und Beinbewegungen abrupte Richtungswechsel m glich wesentlich komplexer sind als z B bei Fahrzeugen Szenarienspezifikation Der genannte Objektkatalog dient au er als Basis des Umfeldmodells gleichzeitig auch zur Spezifikation von Szenarien die von den Applikationen zu erf llen sind Auch hier hilft die Aufteilung in unterschiedliche Objektkategorien deutlich So sind f r stehende Objekte die geometrischen Verh ltnisse bekannt oder leicht zu verifizieren was den Test der Sensorik und der Erkennungsalgo
111. n an die Sensorik einer Spurwechselabsicherung ableiten Zus tzlich wurden Simulationen zur Auswirkung von Einf delvorg ngen durchgef hrt Wegen der in der Regel unterschiedlichen Geschwindigkeiten kommt es zu verschie denen Auswirkungen je nachdem ob ein Pkw oder Lkw einf delt Die folgenden Abbildungen zeigen die Geschwindigkeiten aus den Simulationen dar gestellt ber Weg und Zeit Die erste Abbildung f r einen Pkw Einf delvorgang zeigt dass dieser ohne verkehrliche St rungen abl uft Die zweite Abbildung l sst die durch vermehrte Lkw Einf delvorg nge hervorgerufenen Verkehrsst rungen unschwer erkennen Weiterhin wurden wichtige Fragestellungen aus dem TP VAS beantwortet beispiels weise die St rungsfortpflanzung bei Spurwechselvorg ngen bei Variierung der zuge muteten Zeitl cken bzw Verz gerungen Abb 1 Geschwindigkeitsverlauf bei Pkw Zufluss links und Lkw Zufluss rechts Geschwindigkeit Geschwindigkeit J 100 200 300 400 500 600 700 800 900 E Zeit s Einf delbereich a 100 200 300 400 500 600 700 800 900 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 90 VRA Ergebnisse Marktpotenzial Akzeptanz und Mensch Maschine Interaktion Verkehrssimulationen werden dazu genutzt Assistenzsysteme optimal auszulegen Diese Auslegung darf aber ihrerseits nicht ohne die R ckkopplung entsprechender Akzeptanzuntersuchung
112. n der Realisierung des Stauassistenten haben sich zwei Aspekte herauskristallisiert die Jedoch noch Entwicklungsfelder f r die Zukunft darstellen Der eine Aspekt betrifft die Unfallvermeidung Obwohl der Sicherheitsaspekt nicht im alleinigen Fokus der Entwicklung stand wird dem Stauassistenten ein klarer Einfluss auf die Fahrsicherheit zugesprochen Der Effekt k nnte noch weiter erh ht werden indem die heutigen Begrenzungen der maximalen Verz gerung und auch des Verz gerungsaufbaus aufgehoben w rden Diese Beschr nkungen resultieren aus der noch unvollst ndigen bzw teilweise auch fehlerbehafteten Erfassung und Inter pretation des Umfeldes Obwohl in INVENT bereits ein weiterer Schritt bez glich der Verbesserung der Umfelderkennung gegangen wurde besteht bzgl der sicheren und genauen Umfelderfassung und Situationserkennung z B als Basis einer automatischen Vollbremsung in komplexen Verkehrssituationen noch deutlicher Entwicklungsbedarf Zum anderen zeigte sich die kontinuierliche Querregelung insbesondere in der Unterst tzungsfunktion mit Hands On als sinnvolle Erg nzung im Hinblick auf eine Fahrerentlastung und damit indirekte Sicherheitssteigerung Durch eine Ausweitung der Spurf hrung auf den gesamten Geschwindigkeitsbereich und eine situationsab h ngige Trajektorienplanung k nnten weitere Fahrfehler als potenzielle Unfallursachen bereits im Ansatz vermieden werden ac invent intelligen
113. nd Querverkehr Fahr zeuge Radfahrer und Fu g nger erweitert Gegenverkehrsassistent beim Linksabbiegen Untersuchungen im Teilprojekt FVM best tigen die Unfallstatistik dass Linksabbiegen ber die Gegenfahrbahn zu den schwierigsten Fahrman vern an Kreuzungen z hlt Deshalb wurde hierf r eine weitere Funktion prototypisch realisiert Bei akuter Kollisionsgefahr mit einem entgegenkom menden Fahrzeug erh lt der Fahrer eine optische und oder akustische Fahrer warnung oder das Assistenzsystem greift zum Zweck einer Anfahrverhinderung aktiv per Bremseingriff ein Der Prototyp f r den Gegenverkehrsassistenten wurde mit der erforderlichen Messtechnik zur Umfelderfassung Long Range RADAR den Rechner systemen f r die Funktionssteuerung und den Komponenten f r die MMI Realisierung ausger stet Abb 11 Versuchstr ger Kreuzungsassistenz Gegenverkehrsassistent beim Li im Versuchstr ger von Bosch Fernbereichsradar nksabbiegen MMI Display amp Akustik Unterst tzung bei Rechts vor Links Situationen Fehlverhalten von Verkehrsteil nehmern wie die Verletzung der Rechts vor Links Regel ist eine weitere Unfall ursache Bei den Unf llen mit Vorfahrtsverletzungen betr gt der Anteil der Verletzung der Rechts vor Links Regel ca 15 Immerhin sind 6 aller Ursachen von Sta en verkehrsunf llen mit Personenschaden innerorts auf Fehlverhalten von Fu g ngern und Radfahrern zur ckzuf hren Bei der Entwic
114. nen Unfallstatistik bekannten h heren Anteil lterer Autofahrer an Kreuzungsunf llen Selbsterkl rende Fahrerassistenzsysteme Der Umgang mit einem neuen Fahrerassistenzsystem stellt eine Reihe von Anforderungen an den Fahrer Er muss eine Vorstellung vom Verhalten des Systems entwickeln und wissen wie es aktiviert wird Er muss lernen mit dem System zusammenzuarbeiten sowie bei bernahmeaufforderungen oder Systemausf llen rich tig und prompt zu reagieren Abb 3 Individuelle Nutzung bei mehreren Bedienm glichkeiten Tasten oder Sprache Proband Sitzung 1 Sitzung 2 Gesamt Bedientyp Tasten Tasten Tasten gemischt 06 0 04 0 03 0 03 Tasten gemischt Zeitanteile mit Sprachbedienung Tasten Sprache 10 0 65 0 84 0 74 Sprache Tasten Mittelwert 0 24 Seite 77 FVM Ergebnisse Die FVM Projektpartner suchten daher einen Weg zur Entwicklung von Fahrerassis tenzsystemen deren Funktionsweise Bedienung und Systemgrenzen f r den Nutzer intuitiv sind und die m glichst ohne Bedienungsanleitung auskommen Dazu wurden in zwei gemeinsamen Auftr gen der Projektpartner an das W rzburger Institut f r Verkehrswissenschaften WIVW methodische Grundlagen dazu erarbeitet wie Nutzer das System erlernen und wie sich der Lernfortschritt messen l sst Modell des Lernverhaltens Das Modell des Lernverhaltens bei der Nutzung von Assistenzsystemen sollte urspr nglich folgende Aspekte ber cksichtige
115. neration Navigationsger te 1 Generation INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 124 Seite 125 NIV Einleitung NIV Einleitung Die Systemarchitektur der in NIV entwickelten L sung beruht auf f nf Prozessschritten Testfelder M nchen und Magdeburg siehe Abb 2 In zwei Testfeldern in M nchen und Magdeburg siehe Abb 3 wurde die gesamte Aufbau der technischen Systemarchitektur zur Datenhaltung in den Testfeldern Infrastruktur f r die neu entwickelte Zielf hrung aufgebaut und in Betrieb genommen Datenerfassung und verarbeitung zur Ermittlung der Verkehrslage und prognose Die NIV Systeme bewiesen bei den Versuchen eindrucksvoll ihre Funktionsf higkeit der Umweltlage und Durchf hrung einer Datenfusion und Wirksamkeit Au erdem konnte die bertragbarkeit der Systemarchitektur und Einbindung von Verkehrsmanagementstrategien der Verkehrszentralen der Schnittstellen innerhalb des Projekts dargestellt werden Dynamisches Routing und Kommunikation mittels Wegepunkt und Teilnetzver fahren Ber cksichtigung der Nutzerw nsche im Navigationssystem Abb 3 Testfelder M nchen und Magdeburg Die Informationsfl sse und technischen Schnittstellen sind so angelegt dass sie ohne weiteres auch f r zuk nftige Anforderungen erweitert werden k nnen Das gilt vor allem f r die Datenbanken Detektion Verkehrslage und prognose sowie Umweltlage Durch die
116. nf Verkehrszust nden in einer Matrix festgelegt siehe Abb 11 Systeme mit Hilfe der Verkehrssimulation Wirkungspotenzial 30 Anteil VLA Fahrzeuge 40 50 60 Seite 113 VLA Ergebnisse 70 80 Abb 12 Stabilisierende Wirkung von Verkehrs leistungsassistenz VLA INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 114 VLA Ergebnisse Um die Realit tsn he der Simulationen zu berpr fen reproduzierten die Projekt partner gemessene Verkehrszust nde etwa aus Detektordaten mit einem speziellen Verfahren rekonstruierte Staus auf der Autobahn A8 Ost bei M nchen Anschlie end untersuchten sie die Wirksamkeit der Ma nahmen in Abh ngigkeit vom Ausstattungs grad in computersimulierten Verkehrs Szenarien Dabei ber cksichtigten sie alle Kom ponenten wie ACC Verkehrsdynamik Kommunikation Verkehrszustandserkennung und Strategie der Verkehrsleistungsassistenz Fahrzeuge im Zusammenspiel Durch eine geeignete Visualisierung der Simulationsergebnisse lassen sich die ver kehrlichen Wirkungen anschaulich darstellen Beispielsweise zeigen die Simulationen dass die Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation bereits dann funktionsf hig ist wenn nur 5 Prozent aller Fahrzeuge mit der Technologie ausger stet sind und auch die Gegen fahrbahn zur bertragung von Nachrichten genutzt wird Mit geeigneten Strategien Kann ein Stau bereits mit 10 Prozent Ausstattungsg
117. nformationen f r die Routen empfehlung und setzt sie in eine erweiterte Verkehrsinformation um die auch Fahrtzeiten und spezifische Alternativrouten einschlie t eine so genannte eXtended Traffic Message XTM siehe Abb 10 Diese erweiterten auf ein bestimmtes Gebiet beschr nkten Informationen ber die Verkehrslage werden an das Navigationssystem des Fahrzeugs per DAB bertragen Die Berechnung der gesamten Route erfolgt unter Ber cksichtigung der XTMs direkt im Fahrzeug Beim Wegepunktverfahren bermittelt der Verkehrsteilnehmer seinen Standort und sein Ziel mittels Mobilfunkverbindung GSM an einen zentralen Rechner Dieser be rechnet unter Ber cksichtigung aller vorliegenden Verkehrsnetzinformationen eine indi viduelle Routenempfehlung in Form einer Wegepunktliste siehe Abb 10 Diese Liste sendet er an das Navigationsger t zur ck Zwischen den definierten Wegepunkten ermittelt das Fahrzeug dann selbst die beste Route Beide Verfahren arbeiten sowohl unabh ngig voneinander als auch im Zusammen spiel F r beide Verfahren entwickelten die Partner individuelle Navigationsger te und integrierten sie in Fahrzeuge unterschiedlicher Hersteller Dar ber hinaus wurde ein erg nzendes Verfahren zur bertragung von digitalen Kartensegmenten in das Fahrzeug entwickelt Die Inbetriebnahme und Tests in den beiden Testfeldern verliefen bei beiden Verfahren erfolgreich Neben den in die Demonstratoren integrierten Navigationsger ten
118. ngang in die Analysen finden k nnen Zudem ist auch der einzelwirtschaftlichen Rentabilit t von Fahrer assistenzsystemen aus Nutzersicht gro e Beachtung zu schenken da Kauf und Nut zung der Systeme davon abh ngig sind Schlie lich sind weitere gesamtwirtschaftliche Effekte wie z B Besch ftigungswirkungen durch Herstellung und Nutzung von inno vativen Fahrerassistenzsystemen zu beachten INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 100 Verkehrsleistungsassistenz VLA Projektpartner BMW Group DaimlerChrysler AG MAN Nutzfahrzeuge AG Robert Bosch GmbH Volkswagen AG INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 102 Seite 103 VLA Einleitung Einleitung Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz VLA Das INVENT Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz entwickelte Technologien und Anwendungen die den Verkehrsfluss bei hohem Verkehrsaufkommen und dichtem Verkehr verbessern sollen Im Vordergrund standen Assistenzsysteme die Informa tionen aus dem Fahrzeugumfeld sammeln dem Fahrer bereitstellen und ihn damit unterst tzen Der erweiterte Erfassungshorizont des Fahrers motiviert ein Fahrver halten bei dem sich St rungen im Verkehr nicht aufschaukeln Oft lassen sich Verkehrsst rungen sogar schon im Ansatz vermeiden Weniger St rungen bedeuten f r den Einzelnen k rzere Reisezeiten ge
119. ngserfassung mit Sensoren ber die algorithmische Objektbildung bis hin zur beschreibenden Situationsanalyse Es hat sich fr hzeitig im Projekt gezeigt dass eine klare Begriffsbildung sehr hilfreich ist um die unterschiedlichen Schritte des Wahrnehmungsprozesses in ein durchg ngiges Konzept abzubilden Nat rlich ist der menschliche Wahrnehmungsprozess nicht ohne R ckwirkungen und R ckkopplung der einzelnen Verarbeitungsschritte auf vorherge hende im Modell sind diese aber noch nicht eingezeichnet um die Struktur nicht zu berfrachten Unter dieser Voraussetzung wurden f r eine multisensorielle applikations bergrei fende Fahrumgebungserfassung und Interpretation die drei Stufen Sensordatenaufbereitung mit besonderer Ber cksichtigung der Multisensorik Objektbildung mit dem dynamischen Umfeldmodell als Ergebnis und Situationsanalyse auch als Bindeglied zu den Applikationen identifiziert die im weiteren detailliert beschrieben sind Sensordatenaufbereitung Der Block Sensordatenaufbereitung auch als Sensor Refinement bezeichnet ber ck sichtigt in besonderer Weise die zus tzlichen Anforderungen eines multisensoriellen Ansatzes Sobald Sensordaten in Beziehung gesetzt werden m ssen sind sowohl die gegenseitige Lage der Sensoren als auch eine gemeinsame Zeitbasis sowie alle Eigenschaften der einzelnen Sensoren von gro er Bedeutung Man spricht auch von Ortskalibrierung Bestimmung der geometrischen Relation
120. nicht f r den Schaden aus einem Unfall mit dem Fahrzeug des Arbeitgebers haften wenn der Arbeitgeber das Fahrzeug nicht mit einem Assistenzsystem ausgestattet hat das den Unfall vermieden h tte Wichtig ist das zum Beispiel bei LKW oder Omnibussen die das Risiko eines hohen Schadens am Fahrzeug der Ladung oder durch entgangenen Gewinn mit sich bringen Im Bereich Produkthaftung oder Produzentenhaftung k nnen sich Probleme aus der Art und Weise ergeben wie der Fahrer ber Wirkungsweise und vor allem Grenzen des Assistenzsystems informiert wird Das beginnt schon bei der Anzeige im Fahrzeug ob ein System aktiviert ist oder nicht Besondere Bedeutung h tte dieses Thema zum Beispiel f r Fahrzeuge in einem Fuhrpark die von h ufig wechselnden Personen gefahren werden wie Mietwagenflotten konomische Bewertung Bei der konomischen Bewertung im Rahmen von VRA wurde untersucht ob der erwartete Nutzen der in INVENT entwickelten Fahrerassistenzsysteme wie zum Beispiel verringerte Unfallzahlen und Zeiteinsparungen gr er sein wird als der Auf wand f r Herstellung und Betrieb Dabei nahmen die Projektpartner verschiedene Perspektiven ein eine gesamtwirtschaftliche Sichtweise und eine privatwirtschaftliche Nutzersicht Die gesamtwirtschaftliche Beurteilung wurde mit Hilfe einer Nutzen Kosten Analyse NKA durchgef hrt Zur Quantifizierung des entstehenden Nutzens verwendeten die Partner Ergebnisse aus anderen Arbeitspaketen So fan
121. nn als Basisdaten f r die Entwicklung ihrer Technologien zur Verf gung Umgekehrt fand die Grund lagenforschung gerade anhand von Prototypen statt die innerhalb der Anwendungs projekte entstanden waren Fahrerassistenz In dem Projekt Fahrumgebungserfassung und Interpretation etwa wurde wertvolle alle Assistenzsysteme bergreifende Forschung im Bereich der Anwendung von Sensorik und Kommunikationstechnologien in Fahrzeugen geleistet Die Ergebnisse wurden in einigen Teilprojekten direkt ein und umgesetzt Etwa bei der Entwicklung von Kreuzungs Querf hrungs und Stauassistenten die mit Sensorsystemen wie Laser Ultraschall oder Radar sowie mittels Videobildverarbeitung Daten sammeln um den Fahrer in schwierigen Fahrsituationen zu unterst tzen Sie erkennen beispielsweise auerenden Verkehr oder Stoppschilder und k nnen den Fahrer darauf hinweisen Sie warnen beim Spurverlassen auf der Autobahn oder erleichtern in Stausituationen die erm dende Stop and Go Fahrt Auch der Prototyp eines neuartigen Radfahrer und Fu g ngerschutzsystems beruht auf der innovativen Sensortechnik und Informations verarbeitung Mittels Radar erkennt das Fahrzeug eine bevorstehende Kollision und aktiviert unter anderem einen Schutzmechanismus bei dem sich die Motorhaube auto matisch um einige Zentimeter anhebt Dies vergr ert die Knautschzone und reduziert das Verletzungsrisiko f r den schw cheren Verkehrsteilnehmer um mehr als die H lfte Verkehrsmana
122. ns VDO und Siemens Restraint Systems Aktuatorik zur Anhebung der Motorhaube am Fahrzeug Scharnier mit pneumatischem Muskel und Magnet ventil Pralld mpfer und Spoilermechanik Die zus tzliche Spoilerverschiebung nach vorne und unten sorgt zusammen mit einer in der Steifigkeit ver nderbaren Frontstruktur adaptive Pralld mpfer auch f r ein geringeres Verletzungsrisiko im Beinbereich des Fu g ngers oder Radfahrers INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 48 VAS Ergebnisse Optionen f r die Zukunft Roadmap der VAS Systeme Die VAS Partner haben eine gemeinsame Roadmap f r die Funktionen der Voraus schauende Aktive Sicherheit erarbeitet Die Zielsetzung war einerseits einen Bezug zur im EU gef rderten Projekt ADASEZ2 erstellen Roadmap herzustellen andererseits aber auch der Vielfalt der VAS Assistenzsysteme und deren Funktionsauspr gungen gerecht zu werden Abb 18 Roadmap der VAS Assistenzfunktionen Komplexit t aktuell optional PE Ein und Abbiegeassistenz Querverkehrsassistenz Intersection Support Gegenverkehrsassistenz Ampelassistenz Vorfahrtsassistenz Rural Drive Assistant Vrehsassistenz Navigationsunterst tzung Fu g ngerschutz Lane Change Assistant Ausweichassistent Pr diktive Fahrdynamikregelung Lane Keeping Assistant Spurwechsel Assistent rind e i iel III Warn Fah ADASE EUFP 5 Projekt VAS Assist
123. nsch Maschine Schnittstelle abzuleiten Daf r wurden neben der Nutzerakzeptanz auch Aspekte der Gebrauchs sicherheit er rtert Die so gewonnenen Ergebnisse tragen zu einer kundennahen und damit marktf higen Entwicklung der untersuchten Systeme bei Abb 2 Akzeptanzuntersuchungen FAS Konzept Entwicklung FAS Spezifikation FAS Prototyp Seite 91 VRA Ergebnisse Im Projektverlauf wurden verschiedene dem jeweiligen Entwicklungsstatus der Systeme entsprechende Methoden angewandt Um die potenziellen Kunden bereits w hrend der Konzeptentwicklung einzubinden wurde eine Multimediabefragung ent wickelt und erprobt Funktionsweise und Grenzen des jeweiligen Systems werden dabei verbal und visuell ber Trickfilmanimationen und Videosequenzen vermittelt Mit Hilfe eines integrierten Fragebogens geben die Probanden ihre Wertungen zu be stimmten Warnstrategien Funktionen und Auspr gungen ab Dar ber hinaus k nnen ber Pr ferenzurteile und Priorisierungen bestimmter Funktionen oder Warnungen jene Systemkombinationen ermittelt werden die den Kundenw nschen am besten ent sprechen Entscheidender Gewinn der Multimediabefragung ist dass mit ihrer Hilfe innovative Systeme bereits fr hzeitig anschaulich dargestellt und evaluiert werden k n nen d h noch bevor ein teurer Prototyp aufgebaut wird Ein Vergleich der Ergebnisse aus der Multimediabefragung mit den sp teren Ergebnissen aus den Fahrversuchen zeigt Die Multimediabefragung
124. ntnis der aktuellen Belastung also der aktuellen rtlichen Verteilung des Verkehrs im Netz ist zumindest f r die Prognose zus tzlich die Kenntnis der Routen erforderlich auf denen sich der Verkehr bewegt Hierzu wird parallel eine Sch tzung der aktuellen Routenwahl aus den zur Verf gung stehenden Messwerten und eine Berechnung der Verkehrs belastung und den daraus entstehenden Reisezeiten R ckstaus etc durchgef hrt Seite 131 NIV Ergebnisse Eine neu entwickelte Datenfusion f r die aktuelle Verkehrslage und die Verkehrs prognose erzeugt den f r die Zielf hrung notwendigen Input eine Ganglinie der Geschwindigkeit ber die Zeit pro Streckenabschnitt TRANSFUSION ist eine Anwendung die mittels Zeitreihenanalyse die Ergebnisse der unterschiedlichen Verfahren zur Verkehrslage und prognoseermittlung im Testfeld M nchen fusioniert Bei dieser Fusion bleiben die Eigenschaften der einzelnen Verfahren erhalten Damit bleiben auch die einzelnen softwaretechnischen Module in ihrem Einsatzbereich berschaubar und k nnen wie bisher gewartet und weiter ent wickelt werden Investitionen in Entwicklung Tests und Anpassung sowie die daraus gewonnen Erfahrungen gehen nicht verloren die funktionale Arbeitsteilung der Module bleibt strukturell bestehen Neben der dynamischen Verkehrs und Umweltsituation erfasst und verarbeitet das NIV System auch die Verkehrssicherheit Diese Daten werden jeweils in einer dyna mischen Netzebene abgeleg
125. o Preisstand 2005 Diese Zahlen beruhen auf Stauabsch tzungen auf Basis makro skopischer Verkehrsmodelle und auf Auswertungen von Staumeldungen die im Rahmen von VRA durchgef hrt wurden Mit einer Verbesserung des Verkehrsflusses im Stau gehen au erdem Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch sowie bei Schadstoffemissionen und CO Emissionen einher Im Vergleich ist der monet re Wert dieser m glichen Einsparungen aber gering mit nur etwa 15 der ermittelten Zeitkostenersparnisse Abb 6 Unf lle differenziert nach Unfallfolgen und Verkehrszustand im Jahr 2002 auf Autobahnen im Ballungsraum K ln Unf lle im frei Unf lle Unf lle flie enden Verkehr am Stauende in Staus Unf lle mit Personensch den 98 13 0 181 17 9 93 5 8 35 1 5 Verkehrliche Wirkungen Nutzkomponenten Zeitkosten 5 Schadstoffemissionskosten Dabei Schwerverletzte Kosten f r Herstellung und Betrieb eines Stauassistenten Gesamt wirtschaftliches Nutzen Kosten Verh ltnis Schwerwiegende Unf lle mit Sachsch den 2 002 26 5 82 8 1 87 5 5 Sonstige Sachschadensunf lle 4 582 60 5 749 74 0 1 418 88 7 Unf lle insgesamt 7 569 1 012 DEE Quelle Autobahnpolizei K ln Kapazit tswirkungen Kfz Betriebskosten CO Emissionskosten Unfallkosten Unfallvermeidung INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 96 VRA
126. o ren fusioniert werden entweder gewisserma en gleichberechtigt oder aber mit einem Master Sensor oft die Bildverarbeitung der notwendige und hilfreiche Zusatzinformation von anderen Sensoren mitverwendet z B Vorauswahl von interessierenden Regionen im Bild durch Radar Lidar Sensorik oder auch nur Bestimmung von zus tzlichen Attri buten wie Entfernung und Geschwindigkeit Die Objektverfolgung oft auch Tracking genannt ber cksichtigt die zeitliche Abfolge der Sensordaten und umfasst h ufig auch die Pr diktion des Bewegungsverhaltens von Objekten Bei der modellbasierten Spurerkennung zum Beispiel spielt das Tracking eine ausgezeichnete aktive Rolle im Erkennungsprozess Auswahl der Messpunkte werte Update des Modells und erneute Pr diktion und wird h ufig mit Kalmanfiltern umgesetzt Bei der Ampelerkennung die gew hnlich datengetrieben erfolgt ist die Aufgabe des Trackings die Bildung von Korrespondenzen in aufeinander folgenden Bildern Hier dient der Tracker auch dazu fehlende Objektdetektionen in Einzelbildern zu ber springen oder fehlerhafte Objekthypothesen die sporadisch auftauchen zu unter dr cken Abb 9 Die drei Stufen der Objektbildung am Beispiel der Verkehrszeichenerkennung Objektdetektion Objektverfolgung Objektklassifikation INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 26 FUE Ergebnisse Seite 27 FUE Ergebnisse
127. och frequentiert Dies f hrt zu erheblichen Problemen beim Verkehrsfluss Laut einer Studie des ADAC verursachen Staus t glich rund 13 Millionen Stunden verlorene Zeit und 33 Millionen Liter nutzlos verbrauchten Kraftstoff Das belastet nicht nur die Wirtschaft sondern schadet auch der Umwelt Die Ziele Mehr Sicherheit und Effizienz trotz steigenden Verkehrsaufkommens lauteten deshalb die zentralen Ziele von INVENT Dabei sollten sich die neuen L sungen durch ein hohes Ma an Nutzerfreundlichkeit und Komfort auszeichnen Es sollten Technologien auf den Weg gebracht werden die ein sicheres nachhaltiges und umweltschonendes Verkehrsmanagement erm glichen die Verkehrsteilnehmer entlasten und unterst t zen Die Forschungsergebnisse sollten schlie lich in ersten Demonstrationsfahrzeugen prototypischen Leitzentralen und Computersimulationen realisiert werden um eine plastische Idee davon zu vermitteln wie Fahrzeuge und Verkehr der Zukunft aussehen k nnen Die Projekte INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 8 Die Projekte Geforscht wurde in drei verschiedenen Schwerpunktbereichen Im Bereich Fahrer assistenz Aktive Sicherheit befassten sich die Forscher mit der Entwicklung von intelligenten Fahrerassistenzsystemen Diese sollen den Fahrer in schwierigen und ge f hrlichen Verkehrssituationen warnen und bei seiner Reaktion unterst tzen Im Bereic
128. okollierung von Dienstaufrufen Alle Web Service Aufrufe lassen sich abfangen und analysieren und der Servicebetreiber kann weitere Aktionen bei bestimmten Dienstaufrufen bestimmen Mobilfunkspezifische Dienstkomponenten Seite 151 VMTL bersicht und Ergebnisse Dar ber hinaus werden mobile Tr gerdienste wie GPRS WLAN und sp ter auch UMTS effektiv und kosteng nstig eingesetzt Funkdienste f r den Nahbereich wie z B Bluetooth kommen bei der Kommunikation von Auslieferfahrzeug und mobilem Endger t PDA des Kundenbetreuers oder auch bei der Kofferraum ffnung ins Spiel Sicherheit von Informationen Die Sicherheit von Informationen und Daten spielt in allen Szenarien eine wichtige Rolle die das Internet als Kommunikationsmedium nutzen So auch bei den VMTL Szenarien 2005 und 2010 Sehr h ufig werden sensitive Daten zwischen verschiede nen Dienstkomponenten ausgetauscht z B bei Anfragen des Logistikdienstleisters an den Nutzerprofildienst Um die Sicherheit und einen vertraulichen Austausch von Informationen zu erm glichen werden Verschl sselungsmechanismen und digitale Signaturen verwendet Die Sicherheits und Verschl sselungs L sungen im VMTL Demonstrationssystem basieren auf Web Services Standards Als Grundlage dienten Standards wie Web Services Security XML Encryption und XML Digital Signature Device Management Eine weitere funktionale Komponente die auf dem BIS angesiedelt ist ist der Device Manage
129. onzepte ermittelt und ausgewertet wurden Dabei stellte sich heraus dass Versandhauskunden eine sehr positive Grundhaltung zu den von VMTL entwickelten neuen Logistikkonzepten haben Weiter konnte festgestellt werden dass teilweise eine h here Zahlungsbereitschaft f r die Konzepte vorhanden ist wenn die Versandhauskunden die ihnen gebotenen Vorteile erkennen k nnen Abb 7 Standardprozess unter Anwendung des Nutzerprofils und der Akzeptanz 72 der Befragten sind f r ber 70 der Befragten sind 85 der Befragten sind f r Zustellung an alternative f r einen genaueren Liefertermin autom Benachrichtigung Lieferorte u a Nachbar mit einem Zeitfenster lt 2h Datum wichtiger als Uhrzeit Logistikbox 24h Tankstelle und wollen es selbst bestimmen Grund f r Versp tung unwichtig Transport zum Versand Depot Benach richtigung Ausliefe rungstour Kommis sionierung Bestellung Tourenplanung Der Zugriff auf das Nutzer Bei 2h Zeitfenster w rden 37 der Befragten w rden f r N profil das bei unabh ngigen bereits 50 und bei 1h Zeit Benachrichtigungen bezahlen Providern hinterlegt wird fenster mehr als 60 der davon 65 lieber Aufpreis je p wird von 67 akzeptiert Befragten Aufpreis bezahlen Bestellung als Jahrespauschale Seite 157 VMTL bersicht und Ergebnisse Wirkungsabsch tzung Die Wirkungsabsch tzung der durch VMTL Ma nahmen erzielbaren Effekte erfolgt f
130. plikationsprojekte Stau assistent STA und Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Ziel war die Bewertung der Fahrerassistenzsysteme die in den beiden Applikationsprojekten ent standen Die Projektpartner untersuchten zum Beispiel die Auswirkungen die Fahrerassistenz systeme auf den Fahrer und den Verkehr haben sowie die Kundenakzeptanz und Ge brauchssicherheit Dabei hinterfragten sie auch die Sicherheitsaspekte im Zusammenhang mit den rechtlichen Rahmenbedingungen ber Kosten Nutzen Analysen wurden die Systeme konomisch bewertet Dazu mussten auch neue Methoden und Bewertungsverfahren entwickelt werden I Verkehrssimulation 6 S Rechtsfragen Marktpotenzial Kosten Nutzen Analyse INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 88 VRA Ergebnisse Verkehrssimulation Ergebnisse Durch die Assistenzsysteme entsteht eine neue Dimension des Autofahrens Wird diese Assistenz berhaupt gew nscht und wie ndert sich durch sie m glicherweise die Fahrweise Um kostspielige Fehlentwicklungen zu vermeiden ist es erforderlich bei der Entwicklung von neuen Fahrerassistenzsystemen m glichst fr h deren ver Kehrliche Wirkung ihre Akzeptanz beim Kunden und gegebenenfalls sogar ihre betriebs und volkswirtschaftlichen Auswirkungen zu untersuchen Auch potenzielle verkehrs zulassungs und haftungsrechtliche Probleme m
131. r oft aus der Vogelperspektive hat sich als u erst hilfreich herausgestellt um den Entwicklern einen schnellen qualitativen berblick ber die Ergebnisse der Umfeld erfassung zu geben Wie in der Abbildung 10 an einigen Beispielen zu sehen ist werden die Erkennungs ergebnisse wie Fahrzeuge oder Spurmarkierungen direkt ins Bild eingezeichnet Falls keine Videoaufnahmen zur Verf gung stehen oder der Erfassungsbereich anderer Sensorik gr er als das Kamerablickfeld ist bietet es sich an die erkannten Objekte in ein virtuelles Bild einzuzeichnen wobei meist die Vogelperspektive gew hlt wird Diese Vorgehensweise hat sich nicht nur direkt im Fahrzeug z B auch bei den Vor f hrungen anl sslich der Abschlusspr sentation sondern auch bei der Betrachtung von Referenzdaten im Labor eindrucksvoll best tigt Abb 11 Beispiel einer Verkehrszeichendatenbank Offline Validierung der Umgebungserfassung Neben der Online Visualisierung hat sich die komplette Aufzeichnung aller Sensor messwerte w hrend Versuchsfahrten und eine Archivierung in Datenbanken als wich tige Hilfe bei der Validierung bew hrt Wie bereits erw hnt kann das Umfeldmodell mit Objektkatalog auch als Pr fvorschrift f r die Funktionsspezifikationen dienen Der Pr f katalog enth lt dann eine Auswahl repr sentativer Referenzszenarien Je nach Anwen dung k nnen diese Versuchsanordnungen auf einem Testgel nde nachgestellt und aufgenommen werden z B be
132. r die Zeithorizonte 2005 und 2010 Prognostiziert wird f r den Zeitraum eine deutliche Zunahme des Sendungsaufkommens bei der Hermes Logistik GmbH u a auch durch die Zunahme der E Commerce Nutzung Die im Jahre 2002 durchgef hrten Progno sen f r das Jahr 2005 k nnen heute verifiziert werden so dass auch von einer realis tischen Einsch tzung der Rahmenbedingungen f r das Jahr 2010 ausgegangen wird Auf Grundlage dieser Situation erfolgte die Simulation der Betriebsabl ufe der Touren planung f r die Hermes Flotte im Berliner Stadtgebiet und die Darstellung der einzelnen Touren Die Effekte der VMTL Ma nahmen auf den Fahrzeugeinsatz die Flotten struktur die Fahrleistung und die Stoppquote d h die Anzahl Stopps und Sendungen je Tour wurden unabh ngig voneinander betrachtet sowie das Zusammenspiel der Rahmenbedingungen und Ma nahmen Abb 8 bersicht der betrachteten Szenarien 2005 2010 mit VMTL Ma nahmen Externe Sendungsaufkommen 19 2 52 1 Rahmenbedingungen Verkehrsdichte Fahrzeiterh hung 2 Fahrzeiterh hung 5 VMTL Ma nahmen Einf hrung Tourenplanung Tourenplanung Dynamische Tourenplanung Einf hrung Lieferprofil Lieferprofil Lieferprofil Verbesserung Zustellsicherheit Reduzierung Fehlanfahrten Reduzierung Fehlfahrten von 8 auf 6 von 8 auf 4 Einf hrung Lieferprofil Lieferprofil Lieferprofil Verringerung Nachbarschafts Verringerung Nachbarschafts Verringerung Nachbarschafts quote quote von 24 auf 20 q
133. r verschiedenen STA Varianten zu den geltenden gesetzlichen Anforderungen der StVZO der EG Richtlinien und ECE Regelungen sowie der geltenden Normen wurde berpr ft und diskutiert Bei der genauen Betrachtung der untersuchten Varianten zeigte sich dass die Varianten mit Lenkunterst tzung nach dem heutigen Stand zulassungsf hig sind Bei der Variante mit Hands Off scheint eine Zulassungsf higkeit dagegen aufgrund der autonomen Querf hrung fraglich Bedienelemente am Lenkstockhebel und im Lenkrad Taster f r Funktion Ein und Go Release im Lenkrad bietet maximale Ergonomie Tasterwippe am Lenk stockhebel variiert Sollabstand Seite 65 STA Ergebnisse INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistenz STA Seite 64 STA Ergebnisse Darstellung des Systems im Fahrzeug Abb 9 Versuchstr ger der STA Partner F r die Untersuchung der Realisierbarkeit eines STA Systems wurden Erprobungs fahrzeuge gebaut Sie sollten die M glichkeit der Funktionsoptimierung im Erfahren der Funktion und die Beurteilung der Systemperformance und akzeptanz bieten Die zu realisierenden technischen Konzepte und die verwendeten Hardwarekomponenten wurden dabei zwischen den Partnern diskutiert So gab es unterschiedliche System auspr gungen und verschiedene integrierte Sensorsysteme Au erdem ber cksichtigte jede Firma anders die Randbedingungen der Fahrzeuginfrastruktur f r die Integ
134. rad reduziert und mit 20 Prozent Ausstattungsgrad nahezu verhindert werden vgl Abb 11 und 12 In einer Online Simulation Abb 13 ist der Eingriff aufgrund der zus tzlichen Informa tion durch die Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation sowohl aus Fahrersicht als auch aus der Vogelperspektive erlebbar Abb 13 Erleben der Wirkung von Inter Vehicle Communication IVC aus Fahrersicht Seite 115 VLA Ergebnisse Nutzerperspektive Die Projektpartner f hrten eine Akzeptanzbefragung ber das Internet mit rund 500 Teilnehmern durch Das Ergebnis Die Befragten waren grunds tzlich der Idee der Verkehrsleistungsassistenz gegen ber positiv eingestellt setzen gro e Hoffnungen in Assistenzsysteme zur Verkehrsoptimierung und sahen als vordringliche Themen die Verhinderung von Staus und die Bereitstellung von Informationen zur Staudauer und Staul nge Fahrsimulatoren bieten die M glichkeit die entwickelten Verfahren in realit tsnahen und reproduzierbaren Verkehrsszenarien zu demonstrieren Dadurch l sst sich mit ihnen die Funktionalit t einer Verkehrsleistungsassistenz erleben auch wenn sie auf der Stra e noch nicht gezeigt werden kann Der Simulator bietet dar ber hinaus die M glichkeit nderungen des Fahrverhaltens die durch die Verkehrsleistungs assistenzkonzepte entstehen in der Laborumgebung zu messen Dazu erprobten 30 Teilnehmer die Verkehrsleistungsassistenz L sungsans tze in spe zifischen Verkehrssituationen wie Stop
135. rastruktur zur aktuellen Verkehrslage zur Verkehrsprognose zur aktivierten Verkehrsleitstrategie und zur Umweltlage Parallel zur Entwicklung und Implementierung der verschiedenen Verfahren Modelle und Strategien wurden im Testfeld Magdeburg verschiedene Basiskomponenten f r die Datenhaltung verarbeitung und Kommunikation eingerichtet und erweitert Die informationstechnische Grundlage f r die dynamischen Netzebenen bildet im Wesentlichen ein relationales Datenbankmanagementsystem mit zwei verteilten Datenbankservern In den Datenbanken werden neben den im Testfeld erfassten Verkehrs und Umfelddaten die veredelten Daten der Verkehrslage und prognose der Umwelterfassung sowie die Strategien gespeichert Zusammenf hrung der Ergebnisse der Verkehrslage und prognose zur Erh hung der Datenqualit t Evaluierung und Codierung von Strategien Strategieauswahl Strategiedatenbank Verkehrslage und Verkehrsprognose Harmonisierte individuelle und ffentliche Verkehrsleitstrategien Routing Service Ermittlung der aktuellen und zuk nftigen Verkehrslage in den Teilnetzen durch die Applikationen zur Ermittlung der Verkehrslage und prognose ASDA FOTO BALANCE NETRAN VISSIM online NEUROMONET UTA Dynamisierte individuelle INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 128 NIV Ergebnisse Verkehrsdatenerfassung mit eXtended Floating Car Data X
136. ration bereits bestehender Funktionen ACC AUDI AG Abb 9 Versuchstr ger der STA Partner MAN Nutzfahrzeuge AG Adam Opel AG Robert Bosch GmbH Siemens VDO Automotive AG INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistent STA Seite 66 STA Ergebnisse Funktionserprobung Optimierung der Systemfunktion im Fahrbetrieb Entwicklung von Systemtests sowie die Akzeptanzuntersuchung der prototypischen Systemdarstellungen all das teste ten die Projektpartner am Ende des STA Projekts Um das Grundkonzept eines Stauassistenten in seiner Wirkung zu beschreiben und im System abpr fbar zu machen wurde f r Systemtests in Anlehnung an die ISO Norm aktivit ten ein entsprechender Testkatalog definiert Die Endkundenakzeptanz schlie lich wurde in Zusammenarbeit mit dem INVENT Teilprojekt VRA TUV Rheinland in der Endphase des Projektes untersucht Hier best tigte sich das Konzept durch die bereits eingangs erw hnte positive Wahrnehmbarkeit bez glich Unterst tzung und Entlastung sowie einen subjektiven Sicherheitsgewinn Seite 67 STA Ausblick Ausblick Wie nicht zuletzt die Akzeptanztests gezeigt haben hat sich der Stauassistent mit sei ner kontinuierlichen Unterst tzung des Fahrers bei der L ngs und Querf hrung als sinnvolles Assistenzsystem erwiesen Damit stellt er einen wichtigen Schritt hin zu einer umfassenden und intelligenten Fahrerassistenz dar Im Laufe der Arbeiten a
137. rauch verbessert werden kann Au erdem zeigte sich bei den Simulationen dass der Verkehrsfluss unterschiedlich empfindlich auf die Variation einzelner Parameter reagiert Das hei t bei der Reglerentwicklung kann auf Basis dieser Erkenntnisse sp ter ein geeigneter Kompromiss zwischen individueller Akzeptanz und Verkehrsablaufverbesserung angestrebt werden Abb 6 Beispiel zur Auswirkung des Stauassistenten auf den Verkehrsablauf i Fahrer i STA 1 85 100 Abklingg der Slop amp do Wellen Erl uterung Simulation eines 12km langen zweispurigen Autobahnabschnitts auf dem durch zwei voraus fahrende Fahrzeuge die nach einem realen Stau Geschwindigkeitsverlauf fahren ein Stau reproduziert wird Farben markieren Geschwindigkeiten ber Zeit und Weg Der Einsatz eines Stauassistenten f hrt durch die Harmonisierung des individuellen Fahrerverhaltens zu einer Homogenisierung des Geschwindigkeitsniveaus Stillstandsphasen werden in diesem Beispiel mit zunehmendem Anteil von STA Systemen g nzlich eliminiert Abb 7 Kraftstoffeinsparungen als Resultat des besseren Verkehrsablaufs Die Homogenisierung des Verkehrsablaufes f hrt gleichzeitig zu einer Abnahme des Kraftstoffverbrauches des einzelnen Fahr 100 zeuges 80 60 Relativer Kraft stoffverbrauch 40 pro Fahrzeug 20 0 5 20 Ausr stungsgrad 3s Zeitl cke INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Stauassistenz STA Seite 62 ST
138. reckenabschnitt aus den Berechnungsergebnissen der Verkehrslage und pro gnose kontinuierlich f r alle Bereiche der Untersuchungsnetze Die weiter entwickelten Verfahren zur Ermittlung der Verkehrslage und prognose sowie der Umweltlage mit unterschiedlichen r umlichen Bez gen und unterschied lichen Prognosehorizonten lieferten kontinuierlich gute Ergebnisse und dies sowohl f r den innerst dtischen als auch den Au erorts Bereich der Untersuchungsnetze XFCD Daten erm glichen eine bessere Darstellung der Verkehrslage und werden ber GSM Kommunikation an eine XFCD Empfangszentrale gesendet die die ent haltenen Informationen testfeldspezifisch weiterleiten Daneben wurde ein herstel ler bergreifender Datenaustausch eingerichtet Seite 139 NIV Zusammenfassung und Ausblick Die im Teilprojekt NIV erarbeiteten Ans tze zu den hybriden Navigationsverfahren wer den von den beteiligten Partnern im Hinblick auf einen sp teren Serieneinsatz im Fahrzeug weiter entwickelt und optimiert Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden direkten Einfluss auf die Entwicklung und Integration von zuk nftigen Fahrzeugnavigationssystemen haben Infolge der hohen technischen Innovationsdynamik in der Fahrzeugelektronik und Fahrzeuginformationstechnik werden in Zukunft gr ere Mengen von Daten im Fahrzeug erfasst vorgehalten und insbesondere situativ verarbeitet werden k nnen Das Fahrzeug wird sich von einer reinen Datensenke Empf nger
139. rektes Eingreifen in die Fahrman ver also in Antrieb und Bremse Ge schwindigkeiten im Zulauf einer Engstelle anpassen ausreichende L cken zum Einf deln erzeugen oder k rzere Fahrzeugabst nde sicher einhalten lassen kommen in Prototypen zum Einsatz Bei der Koordination des Verkehrs an Kreuzungen wo durch eine Kommunikation zwi schen Fahrzeugen und Infrastruktur eine bessere Auslastung der Gr nzeiten sowie eine deutliche Steigerung des Verkehrsdurchsatzes zu erwarten w re waren die tech nischen H rden noch zu hoch Obwohl bei der Nahbereichskommunikation zum schnellen Austausch von Positionen und Fahrerabsichten bedeutende Fortschritte erzielt wurden hat sie noch nicht das Stadium erreicht in naher Zukunft in Serienfahrzeugen zum Einsatz zu kommen Insbesondere fehlen f r diese Anwendung noch die Standardisierung und eine europaweite exklusive Funkfrequenz Deshalb wurden die erforderlichen Verkehrsleistungsassistenz Systeme zun chst nur in Simulatoren dargestellt und so ihr Potenzial abgesch tzt INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 106 VLA Ergebnisse Verkehrslagesch tzung im Fahrzeug Eine besondere Herausforderung f r das Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz war es die anstehenden Aufgaben weitestgehend mit bordeigenen Systemen zu l sen Hierzu entwickelten die Projektpartner modellgest tzte Verfahren um im Fahrzeug aus lokalen Verkehrs und
140. renzen Nach der Testfahrt war das Verst ndnis zwar besser als nach der Multimedia befragung aber auch hier erwarteten die Testfahrer vom System mehr als es tats ch lich leisten konnte etwa das Funktionieren auch bei fehlender Fahrbahnmarkierung das Erkennen von Hindernissen auf der Fahrbahn oder den Vorschlag einen Spur wechsel vorzunehmen Dieses Testergebnis die Schwierigkeit die Systemgrenzen zu verstehen deckte sich mit der Selbsteinsch tzung der Probanden nach den Fahr versuchen Sie waren sich sicherer die Systemfunktionalit t verstanden zu haben als die Systemgrenzen Rechtsfragen und die Antworten Fahrerassistenzsysteme sollen dem Fahrer helfen seine Fahraufgabe so zu erf llen dass weder er noch ein Anderer gesch digt gef hrdet oder mehr als nach den Um st nden unvermeidbar behindert oder bel stigt wird 1 Abs 2 StVO Im Mittelpunkt der technischen Systeme steht immer der Fahrer Informationen die das System erfasst und sammelt aus dem Kfz dem Verkehrsumfeld k nnen entweder einfach an den Fahrer weitergegeben werden Er entscheidet was zu tun ist Fahrer assistenzsysteme k nnen dem Fahrer aber auch einzelne Handlungen abnehmen und in das Fahrverhalten eingreifen Dieser Eingriff des Systems muss grunds tzlich aber vom Willen des Fahrers getragen sein Er muss die M glichkeit haben es zu aktivie ren deaktivieren oder bersteuern Das gilt nicht wenn in kritischen Fahrsituationen das Syste
141. rfahrtsregelung informieren und das Ein ordnen in die richtige Fahrspur erleichtern Die ben tigten Informationen zur Unter st tzung bei Kreuzungsann herung k nnen beispielsweise mit Hilfe erweiterter digita ler Karten und einer genauen Satellitenortung generiert werden Damit kann bspw das Einordnen auf den richtigen Fahrstreifen erleichtert werden Eine Unterst tzung vor und w hrend des Spurwechsels mit berwachung des Raums hinter und neben dem Fahrzeug wurde ebenfalls entwickelt und prototypisch in einem Versuchsfahrzeug rea lisiert ber haptische optische und akustische R ckmeldungen werden die Fahrer vor gef hrlichen Situationen gewarnt Abb 13 Versuchstr ger Kreuzungsassistenz Unterst tzung beim Einordnen in die Navigationsspur im Versuchstr ger von BMW A99 Nurnberg Eine Erweiterung der Navigationsunterst tzung ist denkbar indem der Fahrer zus tz lich zu Routeninformationen und Abbiegehinweisen ber die auf seiner gew hlten Route geltenden Vorfahrtsregelungen vorrausschauend informiert wird INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Vorausschauende Aktive Sicherheit VAS Seite 44 VAS Ergebnisse Abb 14 Versuchstr ger Kreuzungsassistenz Unterst tzung durch Navigation mit erweiterter Funktion im Versuchstr ger von DaimlerChrysler Langfristig Mittelfristig Zusatzinfo Kurzfristig m Rechts vor links Ta Langfristig Mittelfristig Zu
142. ringeren Kraftstoffverbrauch sowie stress freies und sicheres Fahren Ein handfester volkswirtschaftlicher Nutzen ergibt sich durch weniger Staus eine bessere Nutzung des vorhandenen Stra enraums und nie drigere Schadstoffemissionen Fahrzeuge tauschen Informationen aus Die Grundlage f r Verkehrsleistungsassistenz L sungen sind Fahrzeuge die mit modernen Systemen zur Umgebungserfassung ausreichender Rechnerleistung und elektronischen Eingriffsm glichkeiten in Antrieb Bremse und Lenkung ausgestattet sind Fahrzeuge der Oberklasse verf gen heute ber solche Techniken und in den Forschungs und Entwicklungsabteilungen der INVENT Partner wird schon an den Nachfolgegenerationen gearbeitet Das Teilprojekt konnte deshalb auf bereits vorhan dene Komponenten und ausger stete Prototypen zur ckgreifen Abb 1 Komponenten von Verkehrsleistungsassistenzsystemen Fahrzeug Fahrzeug Kommunikation Satelliten und Funkt rme Fahrzeug Endger te Fahrer Assistenz Systeme Zentralen VLA Einleitung INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 104 Eine weitere Voraussetzung zur Realisierung der Verkehrsleistungsassistenz Ziele war die F higkeit der Fahrzeuge Informationen auszutauschen Abh ngig von der Anwen dung und der Art der Fahrman ver die unterst tzt werden m ssen die Fahrzeuge direkt und schnell oder weitr umig kommunizieren k nnen Bei einer Stau oder Ge fahr
143. rithmen wesentlich erleichtert Dynamische Szenarien hingegen sind deutlich schwerer nachzustellen was einen deutlichen Einfluss auf den Bereich der Validierung bedingt wie im bern chsten Abschnitt noch n her erl utert wird Insgesamt gesehen ist ein umfassendes Umfeldmodell der wichtigste Schritt f r eine applikations bergreifende multisensorielle Fahrumgebungserfassung und muss ent sprechend detailliert im Gesamtkonzept ber cksichtigt werden Wie aber das Umfeld modell mit Objekten und Attributen angef llt wird ist Bestandteil des n chsten Ab schnittes Perzeption Abb 8 Beispiel einer Umfeldmodellierung als UML Diagramm cUmfeldmodell aktuelle Zeit double praediziere double T void verwerfe void fusioniere trcSensor sensor void Le 1 0 1 cFahrbahn cFusionsObjekt 1 cFahrspur cDynamikmodell Breite double x_act tVektor hKruemmung double P_akt tMatrix praediziere double T trcEgo ego v praediziere void fusioniere void fusioniere void cKonstante Geschwindigkeit psi double vx double x double vy double cEgoObjekt a double dpsi double y double INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 22 FUE Ergebnisse Seite 23 FUE Ergebnisse Sensor datenauf bereitung Perzeption Objekt bildung Situations GEIE Perzeption Die Perzeption umfasst drei Schritte von der Umgebu
144. rlich relevanten Nutzen 1 und 2 Deshalb l sst sich der Nutzen Kosten Koeffizient NKK f r ein Fahrerassistenzsystem nicht direkt mit den NKK z B f r Verkehrswegeinvestitionen vergleichen bei denen ausschlie lich verkehrliche Nutzen entstehen Andererseits kommt dem Nutzen Kosten Koeffizienten f r Fahrerassistenzsysteme eine andere Bedeutung zu als bei staat lichen Infrastrukturprojekten Er dient nicht als Grundlage f r die Entscheidung ber die Umsetzung eines Projektes sondern dient als Indikator f r die F rderungsw rdigkeit der Systeme Der K ufer wird nur eine Zahlungsbereitschaft f r die bei ihm anfallenden Nutzen Nutzen 2 und 3 des Systems aufbringen Aus konomischer Sicht ist eine F rderung der Systeme in H he der bei Dritten anfallenden Nutzen Nutzen 1 zu rechtfertigen Abb 7 Kraftstoffverbrauch bei unterschiedlicher Stauassistent Parametrierung 20 0 15 0 10 0 5 0 0 0 078 rel Verbrauch pro Fzg 1 100 km bezogen auf Simulation ohne STA 10 0 STA Basis Zeitl cke Zeitl cke Fahrer Anfahren konfig von 1s von 3s f hrt an 1s Totzeit STA Parametrierung Quelle VRA AP Verkehrliche Wirkungen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 98 Seite 99 VRA Ausblick VRA Ausblick Ausblick F r die unterschiedlichen Themenbl cke innerhalb des Projekts VRA werden die folgenden m glic
145. rojekten nicht einfach zu l sen Es wird deshalb schwierig sein eine belastbare quantitative Prognose ber die Netto Auswirkungen einer spezifischen Systemauslegung auf die Verkehrssicherheit zu stellen Die FVM Verfahren zur systematischen Bestimmung des Lernfortschritts und zur Identifikation von Lernhindernissen zur Kontrolle des Systemverst ndnisses sowie zur Messung von Systemauswirkungen auf die Verkehrssicherheit werden jedoch entscheidend zu einer qualitativen Optimierung des Verkehrssicher heitspotentials von Fahrerassistenzsystemen beitragen Schlie lich hat sich in allen Untersuchungen dieses Teilprojekts gezeigt dass die Aufmerksamkeit des Fahrers eine herausragende Rolle f r nutzergerechte Assistenzsysteme spielt Aufmerksame Fahrer machen nur sehr wenig gravierende Fahrfehler Die weitere Untersuchung Kontrolle und Optimierung der Fahrer aufmerksamkeit sollte deshalb ein wesentlicher Gegenstand k nftiger Forschungs projekte zum Thema Fahrerverhalten sein invent intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrliche Wirkungen Rechtsfragen und Akzeptanz VRA Seite 86 Seite 87 VRA Zusammenfassung Zusammenfassung Das Teilprojekt Verkehrliche Wirkung Rechtsfragen und Akzeptanz VRA sah sich im Rahmen von INVENT in erster Linie als Dienstleister f r die Ap
146. rschbarkeit durch die Umgebungserfassung m glich Seite 55 STA Ergebnisse Situationsanalyse und Funktionsspezifikation Was wird von einem Stauassistenten erwartet Um diese Frage zu beantworten und damit eine fundierte Ausgangslage zu schaffen einigten sich die Projektpartner zun chst darauf die Funktionsgrenzen und Einsatzszenarien genau zu definieren Diese Punkte wurden im weiteren Verlauf teilweise in Zusammenarbeit mit anderen INVENT Teilprojekten oder mit Unterauftragnehmern angegangen Marktanalyse Entscheidend f r ein erfolgreiches Stauassistenzsystem ist die Akzeptanz durch den Nutzer Doch was will der Nutzer Um das herauszufinden fand zun chst in Zu sammenarbeit mit dem INVENT Teilprojekt VRA TUV Rheinland eine erste Kunden befragung in Form von Gruppeninterviews statt Anschlie end f hrte der TUV Rhein land noch eine vertiefende Multimediabefragung durch In beiden F llen unterst tzte das INVENT Teilprojekt STA die Befragungen in Form von Funktionsbeschreibungen Fragestellungen und Diskussion Reflexion der Vorgehensweise Komplexe Informationen Bei den Befragungen stellte sich heraus dass es schwierig ist den zuk nftigen Nutzern die komplexen Informationen ber Funktionsweise und Grenzen des Systems zu vermitteln F r viele war es eine gro e Herausforderung sich abstrakt mit dem System auseinanderzusetzen ohne es je gefahren zu sein Besonders schwierig war es f r die Probanden sich ber im Allt
147. rsteilnehmer im Front Seiten und R ckraum So lassen sich Spurwechselman ver absichern und m gliche Unachtsamkeiten des Fahrers k nnen durch gezielte Warnungen ausgeglichen oder vermieden werden Zur Spurwechselabsicherung entwickelten die Projektpartner Algorithmen zur Erkennung gef hrlicher Situationen erarbeiteten und testeten mehr stufige Konzepte f r die Mensch Maschine Schnittstelle Beispiele f r solche Gefahr enwarnungen sind optische Signale im Au enspiegel Vibrationen im Blinkerhebel oder Lenkrad oder auch ein geringes gerichtetes Lenkradmoment Analog zum Querf hrungsassistent f r PKW wurde eine L sung f r schwere Nutzfahr zeuge untersucht Der Prototyp dieses Systems wurde ebenfalls auf der Abschluss pr sentation vorgestellt Dieser beobachtet den umgebenden Verkehr und gibt Empfehlungen zum Fahrspurwechsel Bei Bedarf wird die Geschwindigkeit dem umgebenden Verkehr angepasst Abb 4 Querf hrungs Versuchstr ger von BMW Seite 37 VAS Ergebnisse Sogar automatisches Ausweichen nach Best tigung durch den Fahrer ist m glich Sobald der Blinker gesetzt wird pr ft der Assistent ob die Spur gefahrlos gewechselt werden kann Falls ja sieht der Fahrer ein gr n blinkendes Symbol im Au enspiegel und ein entsprechendes Symbol auf dem Display Wenn der Fahrer die Aktion best tigt wechselt der LKW die Spur automatisch Ist ein Spurwechsel nicht m glich wird der Fahrer durch ein rotes Signal im Au enspiege
148. rte Sensorspezifikation f r die Fu g nger und Radfahrerdetektion wurde zuerst mit einer 24 GHz Nahfeld Radarsensor Konfiguration bestehend aus 5 Einzel sensoren getestet Da die f nf Radarmodule als Einzelstrahler ausgef hrt waren war f r eine laterale Positionsbestimmung eine Datenfusion der einzelnen Sensoren mittels Triangulation Multilateration notwendig Prinzipbedingt nahm dadurch die Positions genauigkeit mit der Entfernung ab Um dieser physikalischen Unzul nglichkeit entge genzuwirken wurde innerhalb FUE die Entwicklung von winkelaufl senden 24 GHz Radarsensoren vorangetrieben In einem letzten Optimierungsschritt wurden in der Fahrzeugfront 3 winkelaufl senden Radarsensoren im Versuchstr ger verbaut Erste Benchmark Ergebnisse zwischen der alten Konfiguration aus 5 Einzelstrahlern und der jetzigen Konfiguration mit 3 winkelaufl sende Radarsensoren zeigen eine deutlich bes sere Positionsbestimmung besonders in komplexeren Verkehrszenarien In Kombina tion mit einer pr diktiven Fahrspurvorhersage konnte mit letzterer Sensorkonfiguration auch die Fu g ngerwarnung Mittels Fahrzeughupe erfolgreich demonstriert werden Abb 16 Versuchstr ger Fu g ngerschutz von Siemens VDO und Siemens Restraint Systems Fahrzeug front mit den auf dem Quertr ger montierten 3 winkel aufl senden Radarsensoren Die Erkennung von Fu g ngern und Radfahrern mittels Radarwellen ist prinzipbedingt nicht m glich da keine personentypische Kla
149. rtschritt und Wettbewerbsf higkeit In die Zukunft der deutschen Wettbewerbs f higkeit zu investieren den technologischen Fortschritt zu f rdern und unseren gesell schaftlichen Wohlstand zu sichern war dann auch die grundlegende Motivation der Verkehrsforschungsinitiative INVENT Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik zu der sich 24 Unternehmen aus der Automobil Zuliefer Elektronik Telekommuni Kations und IT Industrie Logistikdienstleister Softwareh user sowie verschiedene Forschungsinstitute Anfang 2001 zusammenfanden Als Unterauftragnehmer waren zahlreiche Universit ts Institute sowie kleine und mittel st ndische Unternehmen beteiligt Der Initiative standen insgesamt 76 Millionen Euro Forschungsgelder zur Verf gung das Bundesministerium f r Bildung und Forschung f rderte die Kooperation zu 45 Prozent Denn trotz st ndiger Entwicklung und Innovationen bergen die Bereiche Verkehr und Transport noch ein erhebliches Ent wicklungspotenzial Stichwort Verkehrssicherheit Obwohl die Zahl der Unfallopfer st ndig sinkt sind nach vorl ufigen Ergebnissen des Statistischen Bundesamtes im vergangenen Jahr 5 844 Personen auf Deutschlands Stra en ums Leben gekommen Das bedeutet dass nahezu alle 90 Minuten ein Stra enverkehrsteilnehmer starb Im Jahr 2004 registrierte die Polizei 2 25 Millionen Verkehrsunf lle darunter 338 800 mit Personenschaden Stichwort Verkehrsmanagement und Umwelt Deutschlands Stra en werden h
150. satzinfo Kurzfristig In 300m rechts abbiegen In 100m rechts abbiegen Vorfahrt gew hren Jetzt rechts In Verbindung mit einem situationsangepa ten Warn und Informationsmanagement WIM soll der Fahrer nicht nur auf die anstehenden Fahraufgaben vorbereitet sondern seine Aufmerksamkeit gezielt auf die Bew ltigung der Fahraufgabe gelenkt werden Das Warn und Informationsmanagement priorisiert gleichzeitig vorliegende Meld ungen und gibt diese entsprechend aus Dabei wird die aktuelle Fahrsituation die aus digitalen Stra enkarten und Fahrzeugdaten abgeleitet werden kann ber cksichtigt und zus tzlich die geltende Vorfahrtsregelung in das Ausgabekonzept integriert Die Fahrsituation wird dabei prinzipiell bin r in anspruchsvoll nicht anspruchsvoll klassifi ziert und setzt sich aus der Klassifikation des Streckenabschnitts z B Ortseinfahrten Kreuzungen und der Klassifikation des durchzuf hrenden Fahrman vers z B Beschleunigung Lenkbewegungen zusammen ber optische und akustische R ckmeldungen werden die Fahrer so vor potenziell gef hrlichen Situationen gewarnt Seite 45 VAS Ergebnisse R cksichtnehmen auf schwache Verkehrsteilnehmer Fu g nger und Radfahrerschutz Fu g nger und Radfahrer sind die am wenigsten gesch tzten Verkehrsteilnehmer und sind somit die schw chsten Verkehrsteilnehmer Speziell f r ihren Schutz wurden L sungsans tze entwickelt die m glicherweise Leben retten zumindest aber Unfal
151. sblick 119 Netzausgleich Individualverkehr NIV 121 Einleitung 23 Testfelder M nchen und Magdeburg 25 Systemarchitektur zur Datenintegration und Datenhaltung 1206 Verkehrsdatenerfassung mit eXtended Floating Car Data XFCD 12 Ermittlung der Verkehrslage Verkehrsprognose der Umweltlage und deren Fusionierung 129 Routing Zentrale und Kommunikation 134 Feldversuche in den Testfeldern M nchen und Magdeburg SG Zusammenfassung und Ausblick 138 Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL 141 Zusammenfassung 142 Ausgangslage 144 Vision 145 Basis 146 Systemarchitektur 146 Mobile Kommunikation und Device Management 150 Tourenplanung und steuerung 192 Nutzerakzeptanz und Wirkungsbetrachtung 156 Fazit und Ausblick 159 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Die Projektpartner CIID Aucd DLR IFY K ln r hk mii ily Enr TRANSWER I HERMES we ISTIK J GRUPPE Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 6 DAIMLERCHRYSLER gef rdert vom N AR Bundesministerium f r Bildung und Forschung L NAVTEQ amp SIEMENS gt SIEMENS VDO Siemens Restraint Systems o A Vogt amp Kollegen TUV Rechtsanw lte VOLKSWAGEN AG Seite 7 Warum INVENT Warum INVENT Verkehr und Transport sind nach wie vor zwei der wichtigsten Wirtschaftsfaktoren Sie stehen f r uneingeschr nkte Mobilit t und bilden eine zentrale Grundlage f r Wohl stand Fo
152. sehen Das Display das symbolisch die Fahrzeuge zeigt zu denen Funkkontakt besteht enth lt auch Hinweise und Fahrempfehlungen damit der Verkehr optimal ablaufen kann Bei einer anderen Anwendung wurde auch der mn Eingriff in die Regelelektronik realisiert Die Parameter der Abstandsregelung werden p a ja aT d Kutitunkti nsiankrad dann so eingestellt dass das Folgeverhalten des Fahrerzeugs optimal der p ko SIE A E et Ps mit Schalttafel Verkehrslage angepasst ist Dabei werden die Daten durch vorausfahrende Fahrzeuge a erzeugt und bertragen Bei der praktischen Umsetzung der adaptiven Geschwindigkeitsregelanlage in einem VW Phaeton Abb 16 wurde der serienm ige Regler durch einen neu entwickelten Mn verkehrsadaptiven Regler ersetzt Bei der Erprobung untersuchten die Projektpartner on z L d Instrumententafel das Fahrverhalten in Verkehrsleistungsassistenz relevanten Situationen Die Ergeb mit Display nisse zeigen Der verkehrsadaptive Geschwindigkeitsregler ist praxistauglich es wur den keine negativen Ver nderungen in Bezug auf Fahrkomfort und Verkehrssicherheit festgestellt aber eine verkehrsoptimale Fahrweise erreicht Sensor und Regler f r Distanzregelung Als Vertreter der Nutzfahrzeuge des G terfernverkehrs wurde als Demonstrator ein MAN Sattelzug aufgebaut Abb 17 Abb 15 Darstellung der verkehrlichen Vorausschau im Fahrzeug Abb 17 Nutzfahrzeug Demonstrator mit Fahrzeug Fahrzeug Komm
153. sitiv Wie die nach folgende Abbildung zeigt erh hen diese Systeme aus Sicht der Fahrer die Verkehrs sicherheit und den Fahrkomfort Das Fahren mit diesen Systemen wird als angenehm und entspannend empfunden Die Einstufung auf der Skala verbesserungsw rdig ausgereift entspricht dem Tatbestand dass sich beide Systeme noch in der Entwick lung befinden Der Hauptkaufgrund sowohl f r den Stauassistenten als auch f r den Querf hrungs assistenten w re die Verringerung der Unfallwahrscheinlichkeit gefolgt von einem Gewinn an Fahrkomfort durch die Fahrerentlastung Eine wichtige Erkenntnis zur Auslegung des Stauassistenten war dass die Fahrer ein fr hzeitiges Abbremsen und ausreichenden Abstand zum Vorderfahrzeug erwarteten damit wird das subjektive Kontrollbed rfnis befriedigt Der Fahrer kann zur Not noch eingreifen Au erdem bevorzugten die Testfahrer die Wiederanfahrt ohne vorherige Freigabe und sprachen sich dagegen aus dass der Fahrer die H nde zwingend am Lenkrad behalten muss damit der Stauassistent aktiv ist siehe Abb 4 Abb 4 Ergebnisse der Fahrversuche W rden Sie bevorzugen dass der Stauassistent W rden Sie bevorzugen dass nach Stillstand der Fahrer die H nde am Steuer behalten muss 0 25 erst durch 2 3 sek 19 Fahrfreigabe 5 10 sek 19 wieder anf hrt 19 15 30 sek 37 75 2 min 6 Bis zu wie vielen Sekunden der Fahrer die H nde vom Lenkrad ne
154. ssifizierung m glich ist Vielmehr werden die Radarsignale auf typische Merkmale und Signaturen untersucht wie sie von Personen reflektiert werden Andere Objekte wie z B ein Baum oder eine M lltonne die hnliche Signalcharakteristiken haben k nnen daher nicht unterschieden werden Seite 47 VAS Ergebnisse F r den angedachten Fu g ngerschutz spielt diese Fehlklassifizierung jedoch nur eine untergeordnete Rolle da im Falle eines Zusammensto es die Ausl sung des Schutz systemes K hlerhauben Anhebung und Spoiler Verschiebung konzeptbedingt auf jeden Fall erfolgt um das Risiko einer Nicht Ausl sung bei einem Fu g nger zu elimi nieren Aufgrund der reversiblen Aktuatorik ist eine zus tzliche Ausl sung auch f r andere Objekte tolerierbar Die Fahrer System Schnittstelle beschr nkt sich bei dieser Applikation auf geeignete Fahrerwarnstrategien indirekte Fahrerinformation durch Warnhupe f r Fu g nger Zur Datenanalyse und Funktionsvalidierung der Sensordetektion wird ein TFT Monitor im Fahrgastraum verwendet Ein Hupensignal zur Warnung des Fu g ngers wurde ein gehend in Bezug auf Einsetzbarkeit und Effizienz hin untersucht Die Motorhauben aktuatorik und die Spoiler Verstellung werden selbstst ndig und ohne jede Fahreraktion von der im Fahrzeug befindlichen Steuereinheit PC zum richtigen Zeitpunkt aktiviert und reversibel in den Ausgangszustand zur ckgefahren Abb 17 Versuchstr ger Fu g ngerschutz von Sieme
155. sst in der dritten Lernphase die aktive Besch ftigung mit dem System nach Der Fahrer baut die M glichkeiten die das System bietet in den eigenen Fahrstil mit ein Fehler im Umgang mit der Technik werden nicht mehr so kritisch hinterfragt oder dem System als Fehlfunktion zugeschrieben Die Beurteilung des Systems wird positiver Um bereits bei der Auslegung eines neuen Fahrerassistenzsystems den sp teren Lernaufwand f r alle Lernphasen zu minimieren wurde ein neues Verfahren erarbeitet welches Lernhindernisse durch eine formale berpr fung technischer Zustands diagramme schon w hrend der technischen Systementwicklung aufsp ren kann Gestaltungsbeispiele f r lernf rdernde Ma nahmen Die Ergebnisse und Erkenntnisse aller Arbeiten zum Themenschwerpunkt selbster Kl rendes Fahrerassistenzsystem werden derzeit zusammengef hrt und in Form der angestrebten bergreifenden Gestaltungsrichtlinie strukturiert Die verkehrssichere Mensch Maschine Interaktion bewerten Neben Gestaltungsempfehlungen wurde im Teilprojekt FVM auch ein objektives Be wertungsverfahren f r die Verkehrssicherheit von Fahrerassistenz und Fahrerinfor mationssystemen entwickelt Die standardisierte Bewertungsmethode l sst sich im Fahrsimulator genauso wie im Feldversuch anwenden und erfasst Verhaltens n derungen w hrend der gesamten Nutzungsphase Das Bewertungsverfahren entstand im gemeinsamen Auftrag der Projektpartner beim Fraunhofer Institut f
156. stellen die Projektpartner den gesamten Navigationsdienst auch ber Internet zur Verf gung Abb 10 Teilnetz und Wegepunktverfahren eXtended Traffic Routenanfrage Download von Messages XTM bei Zentrale Wegepunkten Teilnetzverfahren N Pa T Wegepunktverfahren Betroffenes Stra ensegment Betroffenes Stra ensegment Bevorzugte Stra ensegmente Zentral berechnete Route Zu und ableitende Segmente INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 136 NIV Ergebnisse Feldversuche in den Testfeldern M nchen und Magdeburg Wesentliches Ziel der Feldversuche war die berpr fung und Beurteilung der Einsatz f higkeit der neuen Systeme f r den Echtzeitbetrieb Dabei wurde die gesamte Verarbeitungskette betrachtet Zun chst wurde die Funktions und Leistungsf higkeit der datentechnischen Systeme gepr ft Darauf aufbauend wurde die Verbesserung der Kenntnis ber die Verkehrslage die aus der Einbeziehung dynamischer Daten und der Verarbeitung mit neuen Verkehrsmodellen entsteht analysiert Das verkehrliche Potenzial in den Testnetzen das sich aufgrund der laufenden Ver nderungen von Verkehrsbelastung und Reisezeiten ergibt wurde untersucht Schlie lich wurde die Qualit t der resultierenden Navigationsempfehlung beurteilt Die Feldversuche in M nchen und Magdeburg ber jeweils zwei Monate vom
157. sung usw sind unterschiedliche Abstraktionsstufen bei der Situationsanalyse Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug Ber cksichtigung der eigenen Geschwindigkeit Einscherer Situation m g liche Ausweichman ver usw denkbar bzw erforderlich Neben den Daten aus der Umgebungserfassung kann auch Vorwissen z B aus digitalen Karten einflie en und Kommunikation mit anderen Fahrzeugen und oder der Infrastruktur verwendet werden Die gesamte verf gbare Information ber die aktuelle Situation wird wie bei der Objektebene im nun erweiterten Umfeldmodell abgespeichert und steht allen Applika tionen gemeinsam zur Verf gung F r ein Fahrerassistenzsystem ist die Situations analyse auch im engen Zusammenhang mit der Aktionsplanung und der Risiko bewertung risk assessment also den Stufen die nach der Perzeption folgen zu betrachten Denn nur die abw gende Betrachtung der aktuellen Verkehrssituation mit der eigenen Aktionsplanung erlaubt eine Risikobewertung und somit eine entspre chende Handlungsableitung Im Gegensatz zum gemeinsam im Projekt erarbeiteten und definierten Umfeldmodell gibt es bei der Situationsanalyse noch deutlich unterschiedliche Ans tze Zum heuti gen Zeitpunkt ist noch nicht klar trennbar welche Teile der Situationsanalyse applika tionsunabh ngig umgesetzt werden k nnen und welche Teile der Situationsbewertung gemeinsam mit der Funktionsauslegung erfolgen m ssen Validierung Ein wichtiger Grund f r das vorgesch
158. t Dynamische Umweltinformationen im Testfeld Magdeburg liefern ein aktuelles und m glichst umfassendes Bild der Umweltsituation im Stra ennetz Dazu werden ver schiedene Datenquellen ber cksichtigt etwa Wetter Luftqualit ts und Emissions daten aus Online Messungen im flie enden Verkehr und durch station re Messungen und Simulationen erg nzt Zur Optimierung der individuellen Routenf hrung unter Ber cksichtigung von Verkehrssicherheitsaspekten wird eine Quantifizierung der Grenzkostendichte der Verkehrssicherheit Risikoerh hung pro zus tzliches Fahrzeug pro km einer Kante unter Verwendung von Unfallraten je Kantentyp und weiterer dynamischer Attribute durchgef hrt Die effektive Reisezeit einer Kante ergibt sich dann aus der gesch tzten Reisezeit der Verfahren und dem Zeitwert der Grenzkostendichte Einbindung von Verkehrsmanagementstrategien der Verkehrs zentralen F r wiederkehrende Gro veranstaltungen und St rungen formulieren ffentliche Verwal tungen Umleitungsempfehlungen Basis dieser Umleitungsempfehlungen sind verkehrs technische Untersuchungen bzw Simulationen mit geeigneten Verkehrsmodellen Dadurch wird gew hrleistet dass Streckenz ge empfohlen werden die in Sonderver Kehrssituationen leistungsf hig genug sind um zus tzliche Verkehrsstr me aufzunehmen Im Testfeld M nchen wurde untersucht wie sich von einem Routingalgorithmus be rechnete Routen von Umleitungsempfehlungen der ffentlichen Hand un
159. t mehreren Fahrzeugen Befahrungen auf unter schiedlichen Routen durchgef hrt und detailliert aufgezeichnet Diese Messfahrten lie ferten Hinweise auf die tats chlich auftretenden dynamischen nderungen der Reisezeiten in den einzelnen Bereichen des Verkehrsnetzes und damit auf die nde rung der Rangfolge der schnellsten Routen In Abb 11 sind beispielhaft die Reise zeiten auf verschiedenen Routen zu unterschiedlichen Zeitpunkten zwischen der Messe und dem Flughafen in M nchen dargestellt Die erheblichen Reiszeitvarianzen auf der Normal und den Alternativrouten konnten so nachgewiesen werden und das neue INVENT Wegepunktverfahren seine St rke und seinen Nutzen unter Beweis stellen Seite 137 NIV Ergebnisse Aus den Befahrungsdaten konnten aber nicht nur R ckschl sse auf die Relevanz einer dynamisch angepassten Reisezeitsch tzung f r die Navigation abgeleitet werden sondern auch Aussagen zur H ufigkeit ungleicher Netzauslastungen und damit Aussagen ber verkehrlicher Potenziale in den Testfeldern getroffen werden Abb 11 Befahrung im Testfeld M nchen Flughafen Messe tm 1 752 S F Vn 85 5 km h 42 2 km T S Reisezeit Normalroute N Is H ufigkeit der Rangfolge der schnellsten Route E schnellste Route E mittlere Route H langsamste Route i BEE BEE Fi 06 15 21 58 19 00 03 14 16 13 18 32 55 12 53 03 Pr 08 12 2004 08 12 2004 09 12 2
160. t zu mehr Verkehr auf der Stra e Und so wird die Kapazit t der Infrastruktur zunehmend beansprucht Die Fahrleistung erh ht sich und somit auch der Fahrzeugbedarrf Daraus ergibt sich auch f r die Logistikdienstleister die Notwendigkeit die Warenaus lieferung zu optimieren indem z B erfolglose Zustellfahrten reduziert werden Um den genannten Herausforderungen begegnen zu k nnen m ssen M glichkeiten f r die Optimierung des gesamten Tourenplanungs und Zustellprozesses gesucht und technische L sungen f r verschiedenste Bereiche innerhalb dieses Prozesses ent wickelt werden Probleme die die Ausgangslage charakterisieren sind Bereich Verkehr Verkehrssituationen wie Rush Hour Baustellen Stau etc konn ten weder in der Tourenplanung ber cksichtigt werden noch konnte der Zusteller zeitnah und dynamisch w hrend seiner laufenden Tour hierbei unterst tzt werden Bereich Zustellerunterst tzung Die Zusteller konnten nach Verlassen des Depots nur schwer aktiv unterst tzt werden wenn z B zus tzliche Abholauftr ge durch zuf hren oder kundenspezifische W nsche zu ber cksichtigen waren Auch eine Hilfestellung zur Durchf hrung einer m glichst effizienten Tour konnte nicht gege ben werden Bereich Kundeninformation und pr ferenz Die Kommunikationsm glichkeiten die einem Logistikdienstleister zur Verf gung standen um einen Kunden ber eine bevorstehende Zustellung zu unterrichten waren sehr limitiert Auc
161. temkonzept f r die multisensorielle Umgebungserfassung Sichtweite Spurverlassenswarnung Ultraschall Abstandsregeltempomat Fahrzeugdaten Einparkhilfe C Perzeption Sensor datenauf bereitung Objekt Situations bildung analyse Umfeldmodell INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrumgebungserfassung und Interpretation FUE Seite 16 FUE Ergebnisse Seite 17 FUE Ergebnisse Ergebnisse Sensoren Radar Lidar Kamera Zu Beginn des Teilprojektes wurde eine Bestandsaufnahme aller im Projekt INVENT FAS verwendeten Sensoren erstellt Diese umfasst sowohl eine funktionelle Beschreibung als auch alle wichtigen Leistungsmerkmale der Sensoren Trotz der Vielzahl der verf gbaren Sensoren k nnen die verwendeten Sensoren nach Technologie in folgende drei Kategorien eingeteilt werden Radar mit Auspr gungen f r Fernbereichsradar und Nahbereichsradar Lidar basierend auf scannenden oder feststehenden Laserstrahlen und Kameras sowohl f r den sichtbaren Bereich als auch f r W rmestrahlung Abb 3 Schematische Darstellung der Erfassungsbereiche von Sensoren Radar Lidar Radar Mit elektromagnetischen Wellen misst ein Radarsystem Acronym f r RAdio Detection And Ranging die Entfernung zu und gleichzeitig die Geschwindigkeit von Objekten indem die Objekt R ckstreuung ausgewertet wird F r die Generierung der Radarwellen gibt es verschiedene M glichkeiten wie Puls
162. ter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion FVM Seite 70 Seite 71 FVM Zusammenfassung Zusammenfassung Aus den technologischen L sungen der INVENT Partner sollen nutzerfreundliche und verkehrssichere Assistenzsysteme werden Das erfordert ein m glichst gutes Zusam menwirken zwischen Fahrer und System Das Querschnittsprojekt Fahrerverhalten und Mensch Maschine Interaktion schaffte dazu die methodischen Grundlagen und erar beitete zu drei verschiedenen Themenschwerpunkten Wissen und Methoden Der Schwerpunkt Fahrerverhaltensdaten beinhaltete die systematische Aufberei tung des verf gbaren Wissens zum Thema Fahrerverhalten Wo Wissensl cken waren f hrten die Projektpartner Studien durch um die offenen Fragen zu beant worten Innerhalb des Schwerpunkts selbsterkl rendes Assistenzsystem untersuchten die Partner wie Mensch Maschine Schnittstellen gestaltet werden m ssen um ein intuitives Systemverst ndnis und leichte Erlernbarkeit zu gew hrleisten Der Schwerpunkt verkehrssichere Mensch Maschine Interaktion befasste sich mit der Frage wie sich die Interaktion des Fahrers mit Assistenzsystemen und Informationssystemen auf die Verkehrssicherheit auswirkt und wie sich diese Auswirkungen objektiv bewerten lassen Zur Beantwortung dieser Fragen gaben die Projektpartner gemeinsam eine Reihe von Studien an Hochs
163. ter untersucht und verfeinert werden Zielsetzung Ziel des Projektes Vorausschauende Aktive Sicherheit bestand in der Konzeption und protoypischen Realisierung von Sicherheits Assistenzsystemen die den Fahrer in komplexen Verkehrssituationen unterst tzen und so dazu beitragen Unf lle zu verhin dern bzw die Unfallschwere zu mindern Die Auswahl und Spezifikation dieser Assistenzsysteme basiert einerseits auf der Analyse von Unfallursachen und abl ufen und andererseits auf der Analyse von Fahrfehlern sowie der Ermittlung des Unter st tzungsbedarfs der Fahrer Seite 33 VAS Ergebnisse Ergebnisse Von der Statistik lernen VAS Assistenzsysteme Bei rund 85 aller Unf lle mit Personenschaden ist die Unfallursache auf den Fahr zeugf hrer zur ckzuf hren Etwa 65 dieser Unf lle beruhen auf Fahrfehlern die auf Fehleinsch tzungen Ablenkung und berm dung der Autofahrer zur ckzuf hren sind Ein Gro teil dieser Unf lle k nnte mit aktiven Sicherheitssystemen die den Fahrer situationsangepa t informieren warnen oder gestuft eingreifen vermieden bzw zumindest die Schwere der Unfallfolgen vermindert werden Die Unfallstatistiken des Jahres 2003 zeigten dass sich nach wie vor die meisten Unf lle mit Personenschaden innerorts ereignen dabei sind 25 aller Unfalltoten zu beklagen Auf Autobahnen wurden dagegen nur 6 4 aller Personenunf lle mit 12 Get teten registriert Die folgenreichsten Unf lle ereignen sich
164. terscheiden Dabei wurde gezeigt dass sich die Ergebnisse der Routingsoftware weitgehend mit den ffentlichen Umleitungsempfehlungen decken In NIV wurde ein Verfahren und die technischen Voraussetzungen entwickelt um ffentliche Umleitungsempfehlungen f r die Fahrzeugnavigation nutzbar zu machen Somit haben private Dienstanbieter in Zukunft die M glichkeit kollektive Verkehrslenkungsstrategien bei der Erstellung ihrer Routenempfehlungen mit einzubeziehen siehe Abb 7 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Netzausgleich Individualverkehr NIV Seite 132 NIV Ergebnisse Abb 7 Zusammenspiel ffentliche Hand und private Dienstleister ffentliche Hand St rung des Verkehrsablaufs Strategielayer arg here Brei herpe WET m EEE ier hihip er Bil A TE me E i eek p AST A CEELI rE EE TECT EML LET Private Dienstanbieter St rfallerkennung Reaktion auf St rfall _ oa er MET N EC AEREN A Die M nchner Blade Night demonstriert die Wirkung von Informationen aus dem Verkehrsmanagement eindrucksvoll 20 000 Inline Skater blockieren f r zwei Stunden wichtige Verbindungen des M nchner Hauptstra ennetzes In dieser Zeit sind ganze Stadtbezirke nur schwer erreichbar die zahlreichen Streckensperrungen k nnen von heute g ngigen Navigationsger ten nicht ber cksichtigt werden Durch die technische Aufbereitung der verkehrlichen Auswirkungen dieser Veranstaltung und die z
165. tion von Fahrfehlern siehe Abb 8 a Abb 7 Beispiel eines Fahrfehlerbaums f r einen Spurhaltekonflikt in einer Kurve bedingt durch den 1 Fahrfehler zu hohe Geschwindigkeit welcher durch die nicht angepasste Einstellung eines ACC Tempomaten verursacht sein kann l 3 4 5 13 41 89713 41 57 13 42 14 13 42 31 13 42 49 13 43 06 13 43 23 13 48 40 13 43 58 13 44 15 13 44 32 18 44 49 Unzul ngliche Geschw zu hoch f r Geschw zu hoch f r Geschw zu hoch f r i s 4 z 2 z 2 Fahrspurkontrolle Kurvenverlauf bei Sichtverh ltnisse Kraftschlussverh en en ns nn Ein zweiter gemeinsamer Auftrag der Projektpartner an eine unabh ngige Forscher gruppe der Universit t T bingen Psychologisches Institut Prof Glaser und der Firma MTO galt der Validierung und Weiterentwicklung des Bewertungsverfahrens Zum einen f hrten die Forscher mit insgesamt 60 Versuchspersonen einen Versuch im Ib an E EE Zap mp er Sn Zen al SE nn EE Ba An E 4 US an E ae u ar DaimlerChrysler Fahrsimulator in Berlin durch siehe Abb 9 In einem zweiten Fahr versuch mit Fahrerinformationssystemen und Fahrerassistenzsystemen fuhren eben falls 60 Probanden in einem ausger steten Testfahrzeug mit ACC System und Blick Geschw kontrolle Geschw kontrolle erfassungskamera siehe Abb 10 durch den Fahrer durch Tempomat Gate 10 Gate 11 Abb 9 Beispielhafter Ausschnitt aus dem Simulatorversuch Live Beobachtung von Versuchsstrecke
166. titut f r Verkehrswissenschaften WIVW Prof Kr ger Erstellung eines Konflikt und Aufmerksamkeitsmodells f r Kreuzungsfahrten mvu M nchen Dr Fastenmeier Abgleich des Ist Fahrerverhaltens an Kreuzungen mit dem Soll Fahrerverhalten Seite 75 FVM Ergebnisse Untersuchung des Fahrerverhaltens gest tzt durch mobile station re Verkehrserfassung Ziel der Arbeiten des DLR war es das Verhalten von Fahrern an Kreuzungen unter drei Aspekten zu beschreiben Wie wird die Aufgabe Durchfahren einer Kreuzung typischerweise bew ltigt Unter welchen Umst nden entstehen f r den Fahrer Belastungen Wie entstehen kritische Situationen W hrend umfangreicher Kreuzungsfahrten im Realverkehr in Berlin und Braunschweig wurde eine Reihe von Messgr en in einem ausger steten Versuchsfahrzeug erfasst Fahrerverhalten einschlie lich Blickrichtung Verkehrsfluss an der Kreuzung Fahrzeugbewegungen beteiligter Verkehrsteilnehmer Bauliche und verkehrliche Merkmale der Kreuzung Mit Hilfe dieser Daten lie sich bestimmen von welchen Faktoren statischen und dynamischen Kreuzungsmerkmalen die Schwierigkeit einer Kreuzungs berfahrt ab h ngt Die Erkenntnis Einflussfaktoren wie die Beschilderung oder Sichtbehinde rungen berlagern sich praktisch linear und die Ergebnisse der statistischen Faktoren analyse sind weitgehend stabil so dass sich die Schwierigkeit einer Kreuzungs ber fahrt gut vorhersagen l
167. tomatischen Stoppschild und Ampel Erkennung Dazu wurden Kameras und Bildbearbeitungsverfahren sowie Satellitenortungsverfahren eingesetzt Neben bewegten Kameras wurden zur verl sslichen Erkennung des Signalisierungszustands von Ampeln auch Farbkameras eingesetzt Diese Assistenzsysteme sind mit akusti scher und optischer Warnung sowie einer Warnbremsung ausgestattet Zus tzlich wurde die Funktion um eine automatische Gefahrenbremsung erweitert um die Qualit t der Sensorinformation zu zeigen Abbiegen Verhalten ggf Fu g nger Abb 8 Versuchstr ger zur Kreuzungsassistenz Stoppschild und Ampelassistenz mit Stereo Kameras und monokularer Farbkamera im Versuchstr ger DaimlerChrysler Abb 9 Versuchstr ger zur Kreuzungsassistenz Stoppschild Erkennung mit DGPS im Versuchstr ger und im Fahrsimulator von BMW ze Abb 10 Versuchstr ger zur Kreuzungsassistenz Stoppschild Erkennung mit DGPS und monokularer Kamera im Versuchstr ger von Bosch DGPS Ortung MMI Display amp Akustik Videosensorik Ein und Abbiege Assistenz Zur Vermeidung von Ein und Abbiegeunf llen Fehler beim Abbiegen Wenden R ck w rtsfahren Einordnung in den flie enden Verkehr die immerhin ca 26 der Unfall ursachen betragen wurden diese ersten Prototypen der Kreuzungsassistenz in der zweiten Projektlaufzeit noch um den zus tzlichen Blick zur Seite und auch auf andere eigenbewegte Verkehrsteilnehmer bzw Objekte im Gegen u
168. tsprojekten von INVENT Diese hat die Basis f r das gemeinsame Grundkonzept gelegt nur so konnte gew hrleistet wer den dass alle Projektpartner beim Erstellen und Testen der einzelnen Komponenten von denselben Bedingungen ausgingen Anschlie end realisierten die Projektpartner einzelne Ergebnisse und optimierten sie sogleich auch noch im Fahrbetrieb In einem abschlie enden Schritt wurde bei Probandentests die Nutzbarkeit und Akzeptanz der im Projekt entstandenen Stauassistenten Prototypen untersucht Diese Tests zeigten dass die Fahrer den Stauassistenten bereits in diesem prototypi schen Status mit seinen Eigenschaften bzgl Unterst tzung Entlastung und Komfort Verkehrsablauf Abb 1 Mehr als ein Viertel aller Unf lle im Gro raum K ln sind am Stauende oder im Stau Davon sind mehr als die H lfte Auffahrunf lle Quelle VRA Autobahnpolizei K ln 10 am Stauende 62 Kollision a 16 im Stau i mit Vorderfahrzeug J 74 im flie enden Verkehr 1 Spurverlassen 37 Andere positiv wahrnahmen Gleichzeitig wurde subjektiv ein Sicherheitsgewinn empfunden Abb 2 Wahrnehmungen des Stauassistenten aus Fahrersicht Ergebnis des Akzeptanztests mit VRA E Den Stauassistent bewerte ich insgesamt mit schlecht die Verkehrssicherheit vermindernd den Fahrkomfort vermindernd unberechenbar unangenehm kompliziert zu bedienen belastend unkontrollierbar gut die Verke
169. ung die beginnt sobald die Lieferfahrzeuge das Depot verlassen haben Sie berwacht den Tourverlauf und unterst tzt eine Ver nderung der laufenden Tour falls dies spontane Ereignisse fordern Seite 153 VMTL bersicht und Ergebnisse Abb 4 Transport Application Server Anwendungen Tourenplanung Transport berwachung Aktual Disposition Transport Application Server Logistics Funktionen Platform Transportmanagement Tourbildungsverfahren Szenario 2010 Ereignissteuerung Tourenplanung mit alternativen Lieferorten Estimated Time of Arrival Tourenplanung auf der Basis von Ganglinien Verkehrsinformationen Business Integration Server Externe Systeme Die im Transport Application Server eingesetzte Technik basiert auf der Java 2 Enter prise Edition Fremdsysteme werden ber die Java Connector Technologie integriert Die Integration von Verkehrsinformationen wird ber eine Schnittstelle zur T Info Factory der PTV AG realisiert Die T Info Factory agiert als Verkehrsinformations zentrale F r VMTL wurde die Schnittstelle zwischen T Info Factory und Transport Application Server technisch realisiert Der Disponent kann sich die Verkehrs informationsmeldungen in seinem Gebiet auf der Karte zusammen mit seiner Aus lieferflotte ansehen Au erdem werden die Reisezeiten zu den Kunden laufend auf der Basis aktueller Verkehrsinformationen neu berechnet Neben dem Aufbau und Testen dieser Arbeitsumgebung ha
170. ung der Unfalldaten wurden die vier VAS Applikationsschwer punkte identifiziert Anschlie end wurde eine verfeinerte Unfalldatenanalyse f r die jeweils von den Applikationen adressierten Unfallarten durchgef hrt und mit den vor handenen Ergebnissen aus der Fahrerverhaltensanalyse aus dem Teilprojekt FVM abgeglichen und dabei neue applikationsspezifische Fragestellungen identifiziert Bereits zu Projektbeginn lag der Schwerpunkt auf der prototypischen Realisierung im Sinne einer Machbarkeitsanalyse Weitergehende Arbeiten waren auf Grund der Appli Kationsvielfalt nicht geplant Damit war dieses Teilprojekt von Anfang an auf weiter in die Zukunft gerichtete Fragestellungen ausgerichtet und besitzt daher einen betont vorwettbewerblichen Charakter Die damit verbundene weitere Zielsetzung die wich tigsten Fragestellungen f r Assistenzsysteme im Kreuzungsbereich zu identifizieren wurde intensiv bearbeitet Aufgrund der Komplexit t der adressierten Verkehrs situationen ergaben sich komplexe und vielf ltige Fragestellungen die w hrend der Projektlaufzeit jedoch nur ansatzweise beantwortet werden konnten Gleiches gilt f r die Aufgaben im Bereich der Querf hrung des Fu g nger und Radfahrerschutzes sowie der Pr diktiven Fahrdynamikregelung Dennoch konnte das Projekt die Mach barkeit einzelner f r bestimmte Situationen spezifizierte Funktionen aufzeigen und zwar im Sinne einer Machbarkeitsanalyse und der prototypischen Realisierung ausge w
171. unikation INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsleistungsassistenz VLA Seite 118 VLA Ergebnisse Die Partner untersuchten im Nutzfahrzeug Demonstrator vor allem Aspekte der Daten bermittlung in mobilen Ad hoc Netzwerken Wegen der im Verh ltnis zum Pkw gro en Fahrzeugma e L nge 16 5 Meter Breite 2 55 Meter H he 4 Meter k nnen andere ausgestattete Verkehrsteilnehmer durch den Fahrzeugaufbau funktechnisch verdeckt und damit die Daten bertragung beeintr chtigt sein obwohl sie sich inner halb der erzielbaren Reichweite befinden Abb 18 Antennen Befestigung am Nutzfahrzeug Demonstrator Die Wahl der Befestigung der WLAN Antenne f r die Kommunikation war deshalb besonders wichtig Der Einbauort Halter f r die linken Au enspiegel au en am Fahrzeug siehe Abb 18 bietet im Verkehrsgeschehen die h chste Wahrschein lichkeit f r das Zustandekommen einer Daten bertragung zu anderen ausgestatteten Verkehrsteilnehmern sowohl in gleicher Fahrtrichtung als auch in Gegenrichtung Eine Integration und Darstellung der bermittelten Verkehrsleistungsassistenz Nach richten im Navigationssystem zur Evaluierung und Demonstration der Fahrzeug Fahr zeug Kommunikation ist in einem BMW 7er realisiert siehe Abb 19 Neben einer Darstellung empfangener Stau und Gefahrenmeldungen kann die digitale Karte auch die Positionen der anderen Verkehrsleistungsassistenz Fahrzeuge in Echtzeit anzei gen D
172. uote von 24 auf 15 Akzeptanz enger 10 der Kunden 20 der Kunden Lieferzeitfenster Festlegung aufgrund von Vergangenheitswerten Gesamtbetrachtung Pr Alle Ma nahmen 2005 Alle Ma nahmen 2010 INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 158 VMTL bersicht und Ergebnisse Ein hierf r entwickeltes Tool erm glicht die differenzierte Absch tzung der Effekte f r die einzelnen Fahrzeugtypen der Hermes Flotte und die Gesamtflotte Auf dieser Grundlage wird die Effektivit t der Einzel Ma nahmen dargestellt und Reduktions potenziale f r Fahrzeuge und Fahrleistungen identifiziert Die gr ten Effekte werden durch die Einf hrung des Lieferprofils erzielt Der Anteil der direkten Zustellung beim Kunden erh ht sich Weniger Fehlanfahrten zum Kunden bedeuten gleichzeitig auch weniger Fahrleistung Zus tzlich werden auch die Stand zeiten aufgrund der niedrigeren Nachbarschaftsquote verk rzt Durch die Verringerung von Fahr und Standzeiten k nnen insgesamt wiederum mehr Sendungen je Tour zugestellt werden Abb 9 Oberfl che des Tools zur Wirkungsabsch tzung der VMTL Ma nahmen rem Er amag Sons 2010 al nn TE xi irig cet ne letter 200S F e re M Let deg Smr 2018 C kumma uber Fahrsmugpe Ardeny pr Fahremer Argob Eiopps Kvr List chi r a 3 EIN E a DE Seite 159 Fazit und Ausblick Fazit und Ausblick Durch die Einf hrung
173. urdatenbank nyert liii aiid abih chine T a Erdticeshracrenbch een ann Verkehr ren lassen ach grob sechatzeni Seite 73 FVM Ergebnisse Die in FVM erstellte Literaturdatenbank basiert auf Microsoft Access und umfasst ber 1000 Literaturstellen mit einem Schwerpunkt auf der Zeit nach 1990 Aufbauend auf einem Deskriptorenbaum zur Strukturierung wurde die Literatur hinsichtlich verschie dener Kriterien etwa fachliche Tiefe Breite der Bearbeitung oder bertragbarkeit bewertet Die Datenbank beinhaltet au erdem jeweils eine kurze Zusammenfassung der Literaturstelle Suchfunktionen ber Autoren Deskriptoren und andere Kriterien er m glichen das Erstellen von Literaturverzeichnissen zu ausgew hlten Themengebieten Fahraufgabenklassifikation Um den Bedarf und die Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme aus Fahrersicht zu verstehen sind genaue Kenntnisse sowohl ber das Fahrerverhalten in unterschied lichen Verkehrssituationen als auch ber die Interaktion von Fahrer Fahrzeug Umfeld und Assistenzsystemen an den Schnittstellen notwendig Zur Ermittlung des Soll verhaltens eines idealen Fahrers beauftragten die Partner deshalb beim Institut Mensch Verkehr Umwelt mvu in M nchen eine gezielte Analyse und Klassifikation unterschiedlicher Fahraufgaben Die Analysen konzentrierten sich dabei auf f r die INVENT Applikationen relevante Fahrsituationen mit offenem Wissensbedarf Sie wur den an drei Fahrszenarien an Kr
174. ver TAS implementiert Die entwickelten Verfahren ber cksichti gen bei der Tourenbildung empirische Verkehrsinformationen und darauf basierende Prognosezust nde in Form von im Tagesverlauf variierenden also dynamischen Distanzmatrizen Weg bzw Zeit Die durchgef hrten Tests und Szenarienbetrachtungen zeigen dass die Planungsver fahren Tourenpl ne hervorbringen die zum einen besser die tats chliche Verkehrs situation im Tagesverlauf reflektieren zum anderen ergeben sich aber auch Vermeidungseffekte Die Touren verlaufen zu Spitzenzeiten nicht oder nur vermindert in den besonders belasteten Bereichen einer Stadt Die Tests zeigen aber auch ganz klar dass die entwickelten Verfahren nur dann ihre volle Wirkung entfalten k nnen wenn auch genaue und differenzierte Verkehrsinformationen bereitgestellt werden Der gro e Nutzen der so verfeinerten Tourenplanungsalgorithmen liegt also nicht mehr nur in einem zuverl ssigeren und genaueren Lieferzeitfenster f r den Kunden Zus tzlich ist es gelungen dass der Wirtschaftsverkehr die belasteten Bereiche im Stra ennetz in der Rush Hour meidet Somit kommt es zu einer Entzerrung der verkehrlichen Situation im st dtischen Bereich und zur Reduzierung von Emissionen zu Sto zeiten Abb 5 Tourenplanung auf der Basis von Ganglinien Seite 155 VMTL bersicht und Ergebnisse Tourenplanung mit alternativen Lieferorten Das Wachstum und der Wandel bei E Commerce und Heimbelieferung verl
175. vidualverkehr NIV Die Leistungsf higkeit des Stra enverkehrsnetzes zu erh hen das war die Aufgabe des INVENT Teilprojekts Netzausgleich Individualverkehr NIV Hauptziel war es die individuelle Information des Autofahrers sowie die strategische Lenkung der Verkehrsstr me zu verbessern um die zur Verf gung stehende Verkehrsinfrastruktur in Zukunft effizienter zu nutzen Daf r entwickelte das INVENT Teilprojekt neue Zielf hrungssysteme die auch als dritte Generation von Navigationssystemen bezeichnet werden Hierbei werden zus tzlich zur digitalen Stra enkarte zahlreiche dynamische Informationen sogenannte Netzebenen ber cksichtigt siehe Abb 1 Durch den Einsatz dieser innovativen Navigationsger te zusammen mit neuartigen Verkehrsleistungsassistenzsystemen konnten die INVENT Partner einen gesamtverkehrlichen Nutzen erzielen Versuche in den St dten M nchen und Magdeburg zeigen dass sich der Verkehr besser auf den einzelnen Strecken organisiert und auch besser auf das zur Verf gung stehende Hauptstra ennetz verteilt Die Streckenleistungsf higkeit und die Netzleistungsf higkeit k nnen so gesteigert und berlastungsfolgen wie Staus vermindert werden Abb 1 Dynamische Netzebenen f r eine verbesserte Navigation Dynamisches Stra ennetz f r ein multikriterielles Routing Strategie und Prognose Verkehrslage und Prognose Umwelt Digitale Stra enkarte Navigationsger te 3 Generation Navigationsger te 2 Ge
176. von Radar oder Video den Abstand zum Vordermann misst und die Fahrzeuge auf den Nachbarspuren beobachtet von Methoden bei denen der Verkehrszustand von vorausfahrenden Fahrzeugen kommuniziert wird Fahrempfehlungen kann der Fahrer visuell und oder akustisch erhalten oder das System regelt Geschwindigkeiten und Abst nde entsprechend der besten Fahrstrate gie selbst Seite 105 VLA Ergebnisse Ergebnisse Konzepte zur Verkehrsleistungssteigerung Wie bei jedem Forschungsprojekt wurde im Teilprojekt Verkehrsleistungsassistenz zuerst die urspr ngliche Idee in einer Konzeptphase berpr ft Ausgangspunkt der berlegungen waren Erkenntnisse ber die Entstehung und Eigenschaften von Staus Die zentrale Frage war ob sich die Fahrzeugausr stung der Zukunft zur besseren Organisation und Steuerung des Verkehrsablaufs nutzen l sst und die Antwort war positiv Die in Abb 2 dargestellten Funktionen Erhaltung hoher Verkehrsfl sse D mpfung von Stop and go Wellen und Aufl sung von Staus sind in Versuchsfahr zeugen realisiert Abb 2 Verkehrszust nde ihre typischen Eigenschaften und Ans tze zur Optimierung des Verkehrs Fe bri Er yan ee EE STAEN H rdelaren fenpricher vor Erici mpeg i l stress pia E dhin a weh i bk Fa pre uiaj rn ed Fur Konzepte zur Verbesserung von Spurwechseln und zum besseren Verkehrsfluss an Knotenpunkten wurden in Machbarkeitsstudien untersucht Technologien mit denen sich durch di
177. weiter zunehmend zu einer Datenquelle Sender bzw Aktuator entwickeln und damit aktiver Partner des Verkehrsmanagements werden Die zunehmende Vernetzung der Verkehrsinfrastruktur sowie der Aufbau von integrierten zentralseitigen Rechner und Managementzentralen bietet zudem auch auf der Seite der Infrastrukturbetreiber die M glichkeit einen aktiven Part im Rahmen der angestrebten Kooperation einzunehmen INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Intelligenter Verkehr und nutzergerechte Technik INVENT Seite 140 Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Projektpartner DaimlerChrysler AG Ericsson GmbH Hermes Logistik GmbH amp Co KG IBM Deutschland GmbH PTV Planung Transport Verkehr AG INVENT erfahren mobil mit 8 Sinnen Ergebnisbericht Verkehrsmanagement in Transport und Logistik VMTL Seite 142 VMTL Zusammenfassung Zusammenfassung Der zunehmende Warenwirtschaftsverkehr in unseren Innenst dten bereitet mehr und mehr Probleme Grund hierf r sind insbesondere die wachsenden e Commerce Aktivit ten welche Transport und Logistikdienstleister vor st ndig gr ere Heraus forderungen stellen Abhilfe schaffen neuartige Informations und Kommunikations technologien wie sie von VMTL zur Entwicklung und Realisierung innovativer Konzepte eingesetzt werden Diese tragen zu einer effizienteren Warenzustellung und abholung auf der Letzten
178. zur Spurhaltung umgesetzt Dabei wird zun chst ber Bildverarbeitung die aktuelle Fahrzeugposition ermittelt Aus dieser Position relativ zur Spur sowie der Fahrbahnkr mmung und nder ung wird ein Soll Lenkwinkel generiert der dann ber einen Lenkaktor umgesetzt wird Neben der gemeinsamen Beauftragung f r ein neuartiges Reglerkonzept fanden bei den STA Partnern weitere Arbeiten zur Fahrzeugregelung statt Die Schwerpunkte der STA Partner bei L ngs und Querf hrung waren dabei unterschiedlich F r die L ngsregelung wurden zum einen vorhandene ACC Regelungen adaptiert bzw erweitert um sie f r den niedrigen Geschwindigkeitsbereich bis zum Stillstand und das Wiederanfahren nutzbar zu machen Au erdem wurden aber auch neue rege lungstechnische Ans tze f r den niedrigen Geschwindigkeitsbereich mit untersucht F r die Querregelung evaluierten einige Partner ebenfalls verschiedene Ans tze im Versuchstr ger um im Zusammenspiel zwischen Sensorik Regelung und Versuchs tr geraktorik die entsprechende optimale Auslegung zu finden Seite 63 STA Ergebnisse Fahrer System Schnittstelle Ein weiteres Ergebnis zur gemeinsamen Arbeit der STA Partner war die Erstellung einer Human Machine Interface HMI Spezifikation des Stauassistenten Dabei wur den m gliche Bedienelemente Systemr ckmeldungen und Fahrer bersteuerungen zusammengefasst Die Projektpartner entwickelten darauf basierend bei den indivi duellen Systemauspr gung
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