Forschungsschwerpunkte

Testmethodik integraler Crashtest mit aktiven Sicherheitsfunktionen wie Notbrems- und Notlenkassistent

Keywords: integrale Sicherheit; Crashtests; Crash-Szenarien; Crashfolgenminimierung; Pre-Crash-Erkennung; Smart-Airbag; Automated Emergency Braking (AEB); Automated Emergency Steering (AES); Sicherheitskonzepte automatisierter Fahrzeuge;

Durch die Einführung von automatisierten Fahrfunktionen werden die Anforderungen an eine sichere Pre-Crash-Erkennung steigen. In den übergreifenden Forschungsprojekten werden neue Systeme und Algorithmen für die Pre-Crash-Erkennung erforscht und hierfür entsprechende Sicherheitsaktuatoren wie z.B Smart-Airbags entwickelt. Die hieraus gewonnenen Sicherheitspotenziale müssen mit angepassten Testmethoden geprüft und freigegeben werden. Dabei sollen neue Crash-Szenarien definiert werden, bei denen die Fahrzeuge aktiv angetrieben und die Sicherheitsfunktionen wie AEB und AES aktiv sind. Hierdurch können prädiktive Crashschwere-Algorithmen verifiziert werden, bevor diese im Straßenverkehr genutzt werden. Im Rahmen dieser Projekte werden die Versuchsfahrzeuge aufgebaut, die Sicherheitskomponenten prototypisch getestet, die dazugehörigen Testmethoden definiert sowie die Testinfrastruktur (Crash-Anlage) hierfür adaptiert.

Projekte: „AWS-AES: All Wheel Steering for Autonomous Emergency Steering“ (beantragt); “SAFE” integrales Schutzsystem für automatisiertes Fahren und Elektromobilität, hier Teilprojekt Testmethoden; “VorSicht” Vorausschauende Sicherheitssysteme für das automatisierte Fahren (in Beantragung).

Car2X-Kommunikation mithilfe von Simulation, HiL und Realversuche

Keywords: Leistungsmessungen; Tests; HiL Prüfstand; Simulationen, Realversuche; Car2X Protokolle und Anwendungen
Beschreibung: Es wird erwartet, dass die Car2X Kommunikation die Fahrzeugsicherheit, die Verkehrseffizienz und den Fahrkomfort nachhaltig verbessern kann. Mit IEEE 802.11p bzw. ITS-G5 steht ein System zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen sowie mit der Verkehrsinfrastruktur zur Verfügung. Weiterentwicklungen des 4G Mobilfunks (Cellular V2X) befinden sich derzeit in der Entwicklung. Neben Anwendungen für Fahrerinformationen und –warnungen werden zunehmend Use Cases zur Kommunikationsunterstützung für die Fahrzeugautomatisierung betrachtet, die massive Sensorinformationen (bspw. zur kooperative Umfeldwahrnehmung) übertragen. Darüber hinaus erfolgt eine zunehmende Einbeziehung von anderen Verkehrsteilnehmern (Fußgänger, Fahrradfahrer).
Für die Bewertung und Optimierung von Car2X-Kommunikationssystemen können Untersuchungen in sich ergänzenden Testumgebungen durchgeführt werden, wobei Simulationen, HiL-Prüfstände und Realversuche zum Einsatz kommen. Die Simulation erlaubt die breite Untersuchung von Use Cases und Protokollen auf leistungsstarken Rechenclustern. Damit können bspw. Car2X Anwendungen simulativ abgesichert werden. In HiL-Umgebungen kann die Performanz experimenteller Prototypen für Car2X Plattformen getestet werden. Bei Realversuchen werden Car2X Plattformen mit der Sensorik in das Fahrzeug integriert und können in einem Testfeld unter kontrollierten Bedingungen oder auch im realen Straßenverkehr erprobt werden.

Absicherung automatisierter Fahrfunktionen mittels Mixed-Reality Versuchsumgebung

Keywords: Mixed, virtual and augmented Reality, User Acceptance, Automation Trust, Interaction with vulnerable road users, SAE J3016, ISO 26262

Beschreibung: Durch die hohe Anzahl elektronischer Komponenten und Softwaresysteme müsste automatisierte Fahrzeuge eine nahezu unendliche (in Realität kaum zu bewältigende) Menge an Test-Kilometern abfahren, um auf klassischem Wege eine Zulassung zu erhalten. Eine Möglichkeit diesen Testaufwand zu reduzieren ist virtuelles Testen. Dabei ist es aber essentiell, dass die Ergebnisse belastbar sind und realen Bedingungen gleichen. Mehrere Forschungsprojekte befassen sich daher mit der Schaffung diverser Versuchsumgebungen, welche reproduzierbare Fahrzeugtests in teils virtueller, teils realer (daher “Mixed-Reality”) Umgebung ermöglichen - etwa zur gefahrlosen Evaluierung von Fahrzeug-Fußgänger Interaktion. Durch diesen Forschungsansatz soll es in weiterer Folge nicht nur gelingen, Teile der bisher real gefahrenen Fahrzeugtests zu “virtualisieren”, sondern auch durch frühzeitiges Einbeziehen zukünftiger Konsumenten (in Form von Versuchsteilnehmern) Probleme an der Mensch-Maschine Schnittstelle zu identifizieren, um mit Lösungsvorschlägen die gesellschaftliche und individuelle Akzeptanz automatisierter Fahrzeuge zu fördern.

Sensorsimulation mit Fokus auf Witterung

Keywords: Sensorik, Simulation, Witterung, Störgrößen, Kamera, Lidar, Radar

Beschreibung: Die nicht reproduzierbare Umgebung und die damit verbundene Schwierigkeit in der Rekonstruktion von Szenarien ist eines der größten Herausforderungen von Dauerlauftests. Speziell ungünstige Witterungsbedingungen wie z.B. Regen, Nebel, oder Sonnenstand können zu kritischen Sensoreffekten und im weiteren Schritt zu Fehlentscheidungen eines automatisierten Systems führen. Für die zukünftige Absicherung von Sicherheitssystemen wird daher die o.g. Mixed-Reality Versuchsumgebung herangezogen um sowohl real unter reproduzierbaren Bedingungen, als auch virtuell in Simulationsumgebungen testen zu können.
Basierend auf einer eigenentwickelten und mit Naturmessungen validierten Indoor-Regenanlage können statische und dynamische Tests bei variabler Regenintensität durchgeführt werden. Das Testen in einer Versuchshalle schafft dabei stabile Rahmenbedingungen. Des Weiteren können anhand von Störmodellen Algorithmen rein virtuell auf Witterungseinflüssen getestet werden.
Durch das frühzeitige Testen kann die Robustheit eines Systems erheblich gesteigert werden.

Funktions- und HW-Absicherung am HiL für automatisierte Fahrsysteme und deren Benchmarking

Keywords: Tests; HiL Prüfstand; Umfeldmodell, Simulation; Umfeldsensorik

Beschreibung: Multisensorielle Umfelderfassungssysteme sind die entscheidenden technischen Enabler automatisierter Fahrzeugfunktionen. Neben der reinen Absicherung ihrer Steuergeräten am HiL ist zukünftig das zeit- und kosteneffiziente Testen der dazu gehörenden Sensorik sowie der gesamten Wirkkette aus Umfeldmodell und Fahstrategie im Labor von größter Bedeutung für die Einführung sicherer Produkte. Zudem ermöglicht die Laborumgebung den Vergleich unterschiedlicher Methoden und Softwaremodule des automatisierten Fahrens im Sinne eines Benchmarkings.

“Automotive Security”

Keywords: IT-Security, Penetration Testing, Angreifermodellierung, Secure Communication
Beschreibung: IT-Sicherheit stellt die Automobilbranche aktuell vor große Herausforderungen. Mit zunehmender Vernetzung von Fahrzeugen und einem zunehmend größeren Anteil an komplexer Software in modernen Fahrzeugen nimmt auch die Angriffsoberfläche für Fahrzeuge zu. Der Forschungsschwerpunkt Automotive Security betrachtet ganzheitliche IT-Sicherheit für Fahrzeuge. Ziel ist es, IT-Sicherheit im gesamten Entwicklungs- und Produktlebenszyklus eines Fahrzeugs Funktionsgruppenübergreifend zu betrachten. Im Fokus des Forschungsschwerpunkts “Automotive Security” stehen aktuell:
• Security Testing von Automotive Hardware und Software, z.B. mittels Automotive Penetration Testing, Fuzzing
• Modellbasierte Automotive Security und Testfallgenerierung aus Security-Modellen (z.B. Angreifermodelle für Autonomes Fahren)
• Sichere Fahrzeugkommunikation (z.B. Secure Car2X, Secure CAN)
• Reputationssysteme für Fahrzeuge

Team

Professoren

Prof. Dr. Christian Birkner
Testmethoden in der Fahrzeugsicherheit, Fahrzeugsysteme und deren Regelungen
Prof. Dr. Andreas Festag
Fahrzeugsicherheit und Car2X-Kommunikation
Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Hof
Prof. Dr. Werner Huber
Integrale Fahrzeugsicherheitssysteme und deren Testmethoden
Prof. Dr. techn. Priv.-Doz. Andreas Riener

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Sanjana Biank, M.Eng.
Pascal Brunner, M.Sc.
Sinan Hasirlioglu, M.Sc.
Thomas Hempen, M.Sc.
Dipl.-Ing. Fabio Reway
Georg Seifert, M.Sc.
Dipl.-Ing. Philipp Wintersberger

Versuchsingenieure

Sebastian Edler, M.Sc.

Leitung

Leiter SAFIR-Cluster 1
Prof. Dr. techn. Priv.-Doz. Andreas Riener
Tel. : +49 841 9348-2833
Raum : Z455
E-Mail :
Technischer Leiter Technologiefeld „Testsysteme und –methoden“
Thomas Hempen, M.Sc.
Tel. : +49 841 9348-6421
Raum : W101
Fax : +49 841 9348-996421
E-Mail :