Sicherheit bei schlechtem Wetter

Die Funktionalität von künftigen Fahrerassistenz-, Automatisierungs- und Sicherheitsfunktionen muss permanent gegeben sein, um die Unterstützung des Fahrers und den Schutz der Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer zu gewährleisten. Die vorausschauende Fahrzeugsensorik muss daher unter allen Umweltbedingungen ihr Umfeld verlässlich sowie robust erfassen.

In C-ISAFE werden dafür Umwelteinflüsse wie Regen, Nebel und Sonnenstände in der Indoor-Versuchsanlage mit eigens dafür entwickelten Versuchsanlagen für Witterung sowie Licht simuliert. Dies ermöglicht Witterungseffekte und -einflüsse auf die Sensoren erforschen und testen zu können.

Zur Steigerung der Sicherheit und des Komforts durch Fahrerassistenzsysteme bis hin zum automatisierten Fahren ist der zuverlässige Einsatz von Umfeldsensorik bei allen Umweltbedingungen zwingend erforderlich. In C-ISAFE wird hierfür die Performance von Sensorsystemen unter reproduzierbaren Randbedingungen in einer definierten Versuchsumgebung durch Verwendung von Witterungsanlagen getestet. Für die unterschiedlichen Sensortypen Kamera, Radar und LiDAR werden verschiedenartige Störeffekte, welche durch Regen und Nebel verursacht werden, ermittelt und charakterisiert. Es werden Verfahren zur Reduktion von Störungseinflüssen auf Sensorsysteme sowie Modelle für (Sensor-)Störgrößen entwickelt, um eine optimale Umfeldwahrnehmung zu ermöglichen.

Neben der Untersuchung und Optimierung der Performance einzelner Sensorarten, wird in C-ISAFE insbesondere die Fusion von Radar-, Kamera- und LiDAR Daten erforscht, um den robusten Einsatz von vorausschauender Sensorik bei Witterung zu erreichen. Die verschiedenartigen Sensortechnologien haben unterschiedliche Stärken und Schwächen und durch eine intelligente kombinatorische Nutzung besteht das Potenzial, auch bei schwierigen Bedingungen eine vertrauenswürdige Objekterkennung zu realisieren. Hierfür werden in neuen Ansätzen die verschiedenen Sensortechnologien mit Hilfe multimodaler KI-Fusionsalgorithmen zusammengeführt.

Ein besonderes Problem bei der Verwendung von Kameras stellt das Kontrastverhalten bei unterschiedlichen Lichtintensitäten dar. Herausfordernde Belichtungssituationen sind zum Beispiel Sonnenaufgang oder Aufblendlicht im Gegenverkehr, da hier über- und unterbelichtete Bereiche zu Störungen in der Umfeldwahrnehmung von Fahrassistenz- und hochautomatisierten Systemen führen. So führen etwa durch die Sonne überbelichtete Hintergründe zu geringen Kontrasten zwischen den Objekten innerhalb des Bildes oder spiegelnde Oberflächen blenden die optischen Sensoren der Systeme. Infolgedessen kommt es zu falsch oder nicht erkannten Objekten, die in Systemausfällen oder fehlerhaften Aktivitäten der Systeme resultieren. Damit solche Effekte mit den optischen Sensoren Kamera und LiDAR wiederholbar und gezielt untersucht werden können, entwickelt C-ISAFE einen flexiblen Lichtsimulator. Dieser ist in Höhe und Einstrahlwinkel frei verstellbar. Zusammen mit den verschiedenen Beleuchtungstypen, v. a. Rotlicht für tiefstehende Sonne und Weißlicht für LED-Scheinwerfer, lässt sich eine Vielzahl von Beleuchtungsszenarien nachstellen. Auf diese Weise werden reproduzierbare Randbedingungen in einer definierten Versuchsumgebung zur systematischen Untersuchung von optischen Sensorsystemen geschaffen.