TP 3Konzepte und Pilotanwendungen

Automatisiertes Fahren wird erfolgreich die Stadt erobern, wenn gezeigt werden kann, dass sowohl Knotenpunkte mit Kreuzungen und Kreisverkehren, als auch herausfordernde Verkehrssituationen auf städtischen Verbindungsstrecken beherrscht werden. Darüber hinaus müssen herausfordernde Kommunikations- und Kollaborationsaufgaben mit anderen Verkehrsteilnehmern gelöst werden. Automatisierte Fahrfunktionen für Anwendungen in urbanen Bereichen sind derzeit meist nur als Ideen vorhanden. Es existieren keine ausgearbeiteten Konzepte für Szenarien wie die Fahrt über Knotenpunkte und Verbindungsstrecken oder auch die Interaktion mit schwächeren Verkehrsteilnehmern.

Spezifikationen und Konzepte

In diesem Teilprojekt wurden die Spezifikationen und Konzepte für all diese Anwendungsfälle erarbeitet, um eine entsprechende Basis für die Arbeiten der anderen Teilprojekte zu bilden. Dies beinhaltete u.a. auch die Definition eines Kataloges mit Nutzenszenarien. Die daraus resultierenden Funktionsanforderungen, Forschungsfragen und

Kriterien sowie die daraus abzuleitenden spezifischen Szenarien wurden im Teilprojekt zu Beginn der Projektlaufzeit erarbeitet. Für Knotenpunkte, die auch Kreuzungen und Kreisverkehre umfassen, wurde eine möglichst vollständige Spezifikation aller zu berücksichtigenden Situationen und des gewünschten Systemverhaltens verfasst. Dazu wurden alle möglichen statischen Topologien eines Knotenpunktes systematisch zerlegt, um jeden beliebigen Knotenpunkt als Zusammensetzung einzelner Elemente darstellen zu können. Auch sind alle zu berücksichtigenden Verkehrsteilnehmer (z.B. auch Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs) definiert worden, um möglichst alle Verkehrssituationen an dem Knotenpunkt zu kennen. Weiterhin wurde das gewünschte Fahrverhalten definiert und die genaue Funktionsausprägung festgelegt. Anhand der Systemspezifikationen für das automatisierte Befahren von Knotenpunkten sind Spezifikationen bzw. Anforderungen an z.B. die Umfelderfassung und an digitale Karten abgeleitet worden. Die Funktionsausprägung stellt auch Anforderungen an das Mensch-Fahrzeug-Interface zur Interaktion mit dem Fahrer und den anderen Verkehrsteilnehmern, die ebenfalls spezifiziert wurden.

Charakteristische Szenarien für statische Engstellen stellen Fahrbahnverengungen, verkehrsberuhigende, bauliche Maßnahmen mit Teilung von Mit- und Gegenverkehr, städtische Baustellen oder auch teilweise auf dem Fahrstreifen

parkende Lieferfahrzeuge dar. Der Fokus der Arbeiten lag allerdings auf dynamischen Engstellen. Jede statische Engstelle wird zur dynamischen Engstelle, wenn z.B. Aspekte wie Gegenverkehr, Fahrradfahrer, sich öffnende Fahrzeugtüren etc. in der Systemauslegung berücksichtigt werden.

Automatisierte Fahrzeuge stehen vor der Herausforderung, das Verhalten und die Absichten anderer Verkehrsteilnehmer zu erkennen und zu verstehen. Dies gilt in ganz besonderem Maße in Situationen mit schwächeren Verkehrsteilnehmern. Schwächere Verkehrsteilnehmer kommunizieren im Straßenverkehr oftmals mittels bewusster und unbewusster Posen oder Gesten. Das kann beispielsweise die Blickzuwendung eines Fußgängers oder das Handzeichen eines Radfahrers beim Abbiegen sein. Damit ein automatisiertes Fahrzeug bei der Interaktion mit schwächeren Verkehrsteilnehmern angemessen reagiert, müssen diese Verhaltensmerkmale erkannt und bei der Verhaltensmodellierung und -vorhersage berücksichtigt werden.

Pilotanwendung „Dynamische Engstelle“

Neben der Erarbeitung von Spezifikationen und Konzepten erfolgte in diesem Teilprojekt auch die Funktionsumsetzung hinsichtlich der Situationserfassung, der Fahrstrategie und Interaktion, als auch die Versuchsträgerintegration und Erprobung.

Ziel der Funktionsumsetzung „Situationserfassung“ war die Generierung einer Situationsrepräsentation, auf Basis derer eine passende Fahrstrategie für die Pilotanwendung „dynamische Engstelle“ geplant und ausgeführt werden konnte. Hierzu wurde ein Umfeldwahrnehmungs-

modul entwickelt, welches das urbane Umfeld erfasst und entsprechend interpretiert. Die Nutzung von digitalen HD-Karten unterstützt bei der Umfeldinterpretation, indem a-priori-Wissen z.B. über die Straßeninfrastruktur zur Verfügung steht.

Das Ziel der Funktionsumsetzung „Fahrstrategie und Interaktion“ war die funktionale Umsetzung aller spezifizierten Szenarien bzw. Anforderungen für das automatisierte Fahren in Form von Pilotanwendungen. Insbesondere implementiert das System Fahr- und Interaktionsstrategien, die mit

dynamischen Engstellen umgehen. Dazu gehören teilweise auf der Fahrspur parkende Lieferfahrzeuge, aber auch Fahrradfahrer, die mit einer Handgeste ein Abbiegevorhaben signalisieren.

Letztendlich erfolgte die Realisierung einer ersten Systemfunktionalität (bezogen auf der Pilotanwendung „dynamische Engstelle“) für die automatisierte Fahrt auf innerstädtischen Verbindungsstrecken im Versuchsfahrzeug im urbanen Umfeld. Dies beinhaltete auch eine Testmethodik mit einer Testspezifikation und der zum Testen verwendeten Tools.