Aufbauphase SAFIR - Safety for all – Innovative Research Partnership on Global Vehicle and Road Safety Systems

Die Vielfalt von Verkehrssituationen und IVIS/ADAS-Funktionen stellen erhebliche Anforderungen an funktionale Absicherung und Integrationstests. Die Komplexität und damit die Sicherheitsanforderungen werden durch automatisierte Fahrzeuge bzw. entsprechende Fahrfunktionen weiter steigen, somit wird eine Absicherung durch Dauerlaufversuche entsprechend heutiger Teststandards in Zukunft immer unwahrscheinlicher. Automatisierte Fahrzeuge brauchen ferner robuste Fail‐Safe Funktionen, die das Fahrzeug auch unter ungünstigen Bedingungen in einen sicheren Zustand bringen und damit Unfälle verhindern. Auch diese Funktionen gilt es integrativ zu testen. Der Fokus von IP1 war es, Lösungen zu erarbeiten, wie die Problematik von System- bzw. Komponentenvalidierung in Zukunft gelöst werden kann. Für eine erfolgreiche, langfristige Zusammenarbeit mit den beteiligten Unternehmen wurden dazu gemeinsame Schnittstellen für die Definition von Szenarien/Testfällen als auch den Datenaustausch definiert. Das Ergebnis ist die “Mixed Reality-Versuchsumgebung” (MRVU) - ein innovatives Konzept für den simulationsgestützten Fahrversuch, in dem für einzelne Dimensionen des Versuchsaufbaus in den vier Dimensionen Fahrer, Fahrzeug, Umwelt und Sensorik der Anteil zwischen virtuellem und realem Test variiert werden kann. Durch Einigung auf den OpenX-Standard von ASAM e.V. wurde es möglich, Datenformate für Umgebungsrepräsentation, Fahrszenarien, etc. eindeutig zu beschreiben und Datenaustausch zwischen Simulatoren und realen Testentitäten in Echtzeit durchzuführen - und damit die Versuchsumgebung umfassend zu implementieren. Die aus der Anwendung der MVRU resultierenden Konfigurationen werden verwendet, um verschiedenste Aspekte eines Szenarios reproduzierbar und zerstörungsfrei testen zu können.

Die Vorarbeiten in der SAFIR-Aufbauphase erlauben nun - auch über die Projektlaufzeit hinaus - neue Möglichkeiten für Forschungskooperationen und werden bereits in der Intensivierungsphase in verschiedenen Projekten fortgesetzt.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. techn. Priv.-Doz. Andreas Riener
Tel.: +49 841 9348-2833
Raum: B210
E-Mail: Andreas.Riener@thi.de

Förderkennzeichen: 13FH7I01IA

Das Cluster II beschäftigt sich mit der Realisierung von automatisierten und sicheren Realtests für die Fahrzeugsicherheit 4.0. Aufgrund der hohen Kosten von Realversuchen ist es notwendig, wenige, aber dafür „relevante“ Testszenarien zu identifizieren. Dazu wurde eine Methode zur Auswertung des Straßenverkehrs mittels Drohnen entwickelt. Mit dieser Datenbasis werden über maschinelle Lernverfahren relevante Szenarien identifiziert, welche zur vertieften Untersuchung auf einem Testgelände reproduziert und variiert werden. Für die Realisierung von Realtests ist eine hochgenaue Zustandsschätzung der Fahrzeuge notwendig. Dazu wurde eine Methodik zur verbesserten Zustandsschätzung mittels Inertialsensorik erforscht. Die Besonderheit liegt darin, dass eine hochgenaue Zustandsschätzung über längere Zeiträume ohne Korrekturdaten ermöglicht wird. Diese Zustandsschätzung fließt in einen Fahrroboter ein, um reproduzierbare Fahrmanöver umzusetzen. Damit hochdynamische Fahrversuche mit dem Fahrroboter sicher umsetzbar sind, wurde eine Methode entwickelt, um die dynamischen Grenzen des Fahrzeugs in verschiedenen Umweltbedingungen durch wenige Tests zu ermitteln. Sowohl die Verfahren zur Zustandsschätzung als auch zur Bestimmung der dynamischen Grenzen sind in die Produkte der Projektpartner eingeflossen. Um speziell auch den urbanen Verkehr zu adressieren, wurde eine Attrappe entwickelt, welche ein Kind im Alter von ca. 6 Jahren nachstellt. Die Attrappe hat bewegliche Gelenke und wird mit künstlichen Muskeln betrieben sodass sie sich ein natürliches Gangmuster nachahmen lässt.

Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Michael Botsch
Tel.: +49 841 9348-2721
Raum: K209
E-Mail: Michael.Botsch@thi.de

Förderkennzeichen: 13FH7I02IA 

Das Impuls-Projekt „Globales und kooperatives Sicherheitssystem“ liefert ausgehend von der integralen Fahrzeugsicherheit unter Ausnutzung der Digitalisierung einen Beitrag zum globalen Sicherheitssystem. Hierzu wird zum einen auf innovative Teilsysteme fokussiert als auch die Kommunikation per se betrachtet.

Bei den Teilsystemen wurden Im TP 2 innovative Radarsysteme zur frühen Detektion von Fußgängern betrachtet und erfolgreich prototypisch realisiert. Ebenfalls wurden prototypisch Elemente einer sogenannten schmerzempfindlichen Karosserie zur Schadensdetektion bei carbonbasierten Karosserien im TP 1 realisiert. Bei der Betrachtung des globalen Sicherheitssystems ist die fahrzeugübergreifende Kommunikation ein wesentliches Element. Eine Untersuchung der Zuverlässigkeit der Kommunikation, die der wesentliche Faktor bei fahrzeugübergreifenden Sicherheitsfunktionen darstellt, wurde in TP 3 realisiert und in Abbildung 1 dargestellt.

Zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Kommunikation wurden in TP 3 Komponenten eines echtzeitfähigen HILs für Car2X-Steuergeräte untersucht. Ein zentrales Element ist hierbei ein Simulator für Car2X-Applikationen. Die opensource Car2X-Simulationsumgebung artery wurde initial verwendet und deren Echtzeitfähigkeit für 3-5 Fahrzeuge validiert [1,2]. Da diese Anzahl der Fahrzeuge die zu realisierenden Szenarien massiv einschränkt, wurde ein neuer Simulationskern entwickelt, der echtzeitfähig für ca. 50 Fahrzeuge ist, prototypisch realisiert [3].

[1] Christina Obermaier, Raphael Riebl, Christian Facchi; Limitations of HIL Test Architectures for Car2X Communication Devices and Applications; 3rd ACM Computer Science in Cars Symposium (CSCS); 2019
[2] Christina Obermaier, Raphael Riebl, Ali H. Al-Bayatti, Sarmadullah Khan, Christian Facchi; Measuring the Realtime Capability of  Parallel-Discrete-Event-Simulations; MIDP electronics Special Issue "Communication Technologies for VANETs"; doi: 10.3390/electronics10060636; 2021
[3] Christina Obermaier, Raphael Riebl, Ali H. Al-Bayatti, Sarmadullah Khan, Christian Facchi; COSIDIA: An Approach for Real-Time Parallel Discrete Event Simulations Tailored for Wireless Networks; ACM SIGSIM Conference on Principles of Advanced Discrete Simulation (PADS) 2021 (accepted paper)

Ansprechpartner:
Prof. Dr. rer. nat. Christian Facchi
Tel.: +49 841 9348-3650
Raum: P001
E-Mail: Christian.Facchi@thi.de

Förderkennzeichen: 13FH7I03IA

Im Rahmen von SAFIR IP4 wurde im Rahmen einer Veröffentlichung für die Europäische Vereinigung für Unfallforschung und Unfallanalyse e.V. und eine weltweite Umfrage durchgeführt, an der über 200 Unfallanalytiker teilnahmen, die überwiegend für Gerichte tätig sind. Die Ergebnisse dieser Umfrage zeigten, dass die Einflüsse von Fahrerassistenzsystemen (FAS) und automatisierten Fahrfunktionen (AF) auf einen Unfallhergang bislang nur in seltenen Fällen zweifelsfrei aufgeklärt werden können. Darunter leidet sowohl die Rechtssicherheit als auch der Opferschutz enorm. Um die Einflüsse von FAS und AF zukünftig forensisch sicher aufklären zu können, wurden im Rahmen von SAFIR IP4 mehrere Untersuchungen durchgeführt sowie Methoden entwickelt.

Ein zentrales Element stellte hierbei die Durchführung von Versuchen zur Eruierung möglicher Einflüsse von FAS und AF auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs und das Verhalten des Fahrers dar. Die Ergebnisse aus den empirischen Versuchen fließen als wissenschaftlich fundierte Grundlagendaten in eine Datenbank, die als Referenz für forensisch tätige Unfallanalytiker in deren Gerichtsgutachten verwendet werden können.

Zugleich zeigten die Versuche, dass das Systemverhalten während eines Unfallhergangs oftmals sehr stark divergiert. Um den tatsächlichen Ablauf folglich exakt forensisch abbilden zu können sind digitale Spuren unabdingbar. Dementsprechend wurden Lösungen zur Extraktion von unfallrelevanten Daten aus Fahrzeugsteuergeräten mittels Reverse-Engineering-Methoden entwickelt. Perspektivisch sollten jedoch alle benötigten Datenelemente in einem Forensic Event Data Recorder (FEDR) gespeichert werden, der im Rahmen des Projekts konzipiert wurde.

Die THI hat sich für die forensische Aufklärung der Einflüsse von FAS und AF eine deutschlandweite Sonderrolle erarbeitet, insbesondere durch den intensiven Austausch mit der Polizei, Sachverständigen, Überwachungsorganisationen, Universitäten, Versicherungen und dem ADAC als auch durch Veröffentlichungen und der engagierten Teilnahme an Konferenzen und Podiumsdiskussionen.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. rer. nat. Hans-Georg Schweiger
Tel.: +49 841 9348-4500
Raum: H026
E-Mail: Hans-Georg.Schweiger@thi.de

Förderkennzeichen: 13FH7I04IA