TP 5Automatisiertes Fahren über urbane Knotenpunkte

Im Stadtverkehr zählen vor allem die Knotenpunkte wie Kreisverkehre und Kreuzungen als Unfallschwerpunkte. Die Regulierung des Verkehrs, dessen Teilnehmer und deren konkurrierende Interessen sowie sich schnell ändernde Situationen stellen hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Fahrers dar. Dies bedeutet eine potentiell höhere Gefährdung der Verkehrsteilnehmer. Automatisierte Fahrfunktionen können dabei helfen, die Sicherheit in diesen Situationen entscheidend zu verbessern.

Verglichen zu menschlichen Fahrern unterliegen Sensoren und Funktionen in einem automatisierten Fahrzeug keinen Ermüdungserscheinungen oder Ablenkungen und treffen in der Regel die optimalen Entscheidungen auf Basis ihrer Umfeldwahrnehmung. Zudem sind Fahrzeuge mit den geeigneten Sensoren im Gegensatz zu menschlichen Fahrern in der Lage, ihr komplettes Umfeld zu jeder Zeit parallel und in vielen Fällen auch mit einer höheren Genauigkeit zu erfassen. Die simultane Auswertung von digitalen Kartendaten erleichtert einer Fahrfunktion außerdem die Lokalisierung in komplexen Kreuzungs- und Kreisverkehrstopologien und ermöglicht so den vorausschauenden Algorithmen ein sicheres Durchfahren einer solchen Situation.

Kreuzungen und Kreisverkehre

Hochautomatisierte Fahrfunktionen im urbanen Umfeld stehen hierbei vor der Herausforderung, vielfältige Situationen und Szenarien sicher beherrschen zu müssen. Insbesondere Knotenpunkte wie Kreuzungen und Kreisverkehre haben dabei kein einheitliches Erscheinungsbild und erfordern höchst unterschiedliche Reaktionen vom Fahrzeug je nach Verkehrssituation. Zur Erfassung der gesamten Verkehrssituation müssen dabei viele verschiedene Merkmale der statischen Infrastruktur des Knotenpunktes und der aktuellen Verkehrslage berücksichtigt werden. Sowohl Kreuzung als auch Kreisverkehr erfordern darüber hinaus für Automatisiertes Fahren ggf. kooperatives Verhalten, das auch regelwidriges Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer berücksichtigt.

In dem Teilprojekt „Automatisiertes Fahren über urbane Knotenpunkte“ wurde eine sichere, automatisierte Fahrzeugführung über ausgesuchte Kreuzungen und Kreisverkehre realisiert. Die Entwicklung erfolgte in drei Schritten mit wachsender Herausforderung:

Zunächst erfolgte die Geradeausfahrt über die Kreuzung, bei der Vorfahrtsregeln, Ampeln und Querverkehr berücksichtigt wurden. Die Regelung des Fahrzeugs geschah anhand der Fahrbahnmarkierungen auf dem Start- und Zielfahrstreifen.
Für das Rechtsabbiegen wurden zusätzlich Längsverkehr rechts neben dem Auto sowie Verkehrsteilnehmer auf dem Zielfahrstreifen, inklusive die Fahrbahn querende Fußgänger und Fahrräder berücksichtigt. Die Regelung des Autos erfolgt hier entlang einer Trajektorie, die innerhalb der Fahrbahnbegrenzungen geplant wurde.
Im letzten Schritt wurde für das Linksabbiegen zusätzlich noch entgegenkommender Längsverkehr berücksichtigt, um das Fahrzeug entlang einer Trajektorie über die Kreuzung auf den Zielfahrstreifen zu führen.

Auch beim Knotenpunkt „Kreisverkehr“ ist die Detektion und Berücksichtigung aller relevanten Verkehrsteilnehmer wichtig. Die Entwicklung fand ebenfalls in drei Stufen statt. Im ersten Schritt erfolgte das Heranfahren an den Kreisverkehr unter Berücksichtigung der relevanten Verkehrsteilnehmer, im weiteren Schritt dann das Einfahren in den Kreisverkehr und das Durchfahren bis zum gewünschten Ausfahrpunkt. Der letzte Schritt berücksichtigte das Ausfahren aus dem Kreisverkehr.