TP 3Konzepte und Pilotanwendungen

Automatisiertes Fahren wird erfolgreich die Stadt erobern, wenn gezeigt werden kann, dass sowohl Knotenpunkte mit Kreuzungen und Kreisverkehren wie 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 werden die Spezifikationen und Konzepte für all diese Anwendungsfälle erarbeitet, um eine entsprechende Basis für die Arbeiten der anderen Teilprojekte zu bilden. Dies beinhaltet u.a. auch die Definition eines Kataloges mit Nutzenszenarien. Die daraus resultierenden Funktionsanforderungen, Forschungsfragen und Kriterien sowie die daraus abzuleitenden

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

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 liegt 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 erfolgt in diesem Teilprojekt auch die Funktionsumsetzung hinsichtlich der Situationserfassung, der Fahrstrategie und Interaktion, als auch die Versuchsträgerintegration und Erprobung.

Ziel der Funktionsumsetzung „Situationserfassung“ ist die Generierung einer Situationsrepräsentation, auf Basis derer eine passende Fahrstrategie für die Pilotanwendung „dynamische Engstelle“ geplant und ausgeführt werden kann.

Hierzu wird ein Umfeldwahrnehmungsmodul 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“ ist die funktionale Umsetzung aller spezifizierten Szenarien bzw. Anforderungen für das automatisierte Fahren in Form von Pilotanwendungen. Insbesondere soll das System Fahr- und Interaktionsstrategien implementieren,

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

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