Automatisiertes Fahren</br>in der StadtAutomatisiertes Fahren
in der Stadt

Automatisierte Fahrzeuge und intelligenter Verkehr sind zentrale Elemente für den Stadtverkehr der Zukunft. Automatisierte Fahrzeuge sollen dem Fahrer bzw. den Passagieren in allen Situationen eine zuverlässige, sichere und komfortable Fahrt ermöglichen. Die Interaktion zwischen Fahrzeug und Fahrer, aber auch zwischen Fahrzeug und Fußgängern oder Radfahrern z.B. an Kreuzungen und Kreisverkehren ist grundlegend für eine sichere Fahrt und setzt ein solides Situationsverständnis voraus. @CITY generiert die Grundlagen für das sichere, stressfreie, effiziente und komfortable Fahren in der Stadt dank neuartiger, automatisierter Fahrfunktionen – mit einem Mehrwert nicht nur für den Fahrer, sondern für alle Verkehrsteilnehmer.

Die besonderen Herausforderungen in der Stadt liegen in der Umfelderfassung und -interpretation. Aufgrund des komplexen urbanen Verkehrsraums ist gegenüber einer klar strukturierten Umgebung wie etwa auf Autobahnen eine erheblich umfassendere Erkennung erforderlich, welche mit Unsicherheiten und Mehrdeutigkeiten umgehen kann. Da eine rein sensorische Umfelderfassung zur Darstellung eines akzeptablen Verkehrsflusses aktuell nicht realistisch erscheint, muss und sollte a-priori Wissen in Form von modellhaftem Erfahrungswissen und digitalen Karten als Datenquelle mit genutzt werden.

Das automatisierte Fahrzeug muss sich dazu relativ zu einer hochgenauen Karte präzise lokalisieren und diese vor ihrer Nutzung plausibilisieren.

 

Die Informationen der Umgebungssensorik und die Daten der digitalen Karte auf Basis der Lokalisierung müssen fusioniert werden. Erst diese  Kombination, verbunden mit einer breiten Datenbasis aus Verkehrsregeln  und Verhalten, ermöglicht ein vorausschauendes Situationsverstehen – die  Basis aller automatisierten Fahrfunktionen für die Stadt. Im Rahmen des  Projektes wurde untersucht, ob Teile dieser Datenbasis unter anderem auch  auf Basis von Beobachtungen mittels maschineller Lernverfahren gelernt werden können.

Aufbauend auf den leistungsfähigen, robusten Algorithmen für  Situationsverstehen und präzise Eigenlokalisierung und auf einer  optimierten Gestaltung der Automation wurden 

erstmalig neue automatisierte Fahrfunktionen für die Stadt entwickelt, prototypisch umgesetzt und evaluiert. Im Fokus stand das  Automatisierte Fahren über die komplexen, urbanen Knotenpunkte, durch  Engstellen mit oder ohne Gegenverkehr auf urbanen Verbindungsstraßen  sowie die Interaktion mit schwächeren Verkehrsteilnehmern wie  Fußgängern und Radfahrern. Betrachtet wurden hierbei auch verschiedene  Fahrverhaltensweisen, Schnittstellen und Interaktionen in der Triade Fahrer  – automatisiertes Fahrzeug – außenstehende Verkehrsteilnehmer. Als  weiteres Alleinstellungsmerkmal von @CITY ist die Einbeziehung des  ÖPNVs zu sehen. Automatisierte Stadtbusse werden in Zukunft ein fester  Bestandteil des innerstädtischen Szenarios sein.


Motivation, Ziele, Projektstruktur

Ein übergeordnetes Ziel des Forschungsprojektes war die Schaffung eines  gemeinsamen Verständnisses für automatisiertes Fahren in der Stadt,  welches zwischen allen Beteiligten – Automobilherstellern und Zulieferern  – abgestimmt ist. @CITY diente als Wegbereiter für gemeinsame,  industrielle defacto Standards. Diese wiederum fördern die rasche  Umsetzung der im Projekt erarbeiteten Ergebnisse in der sich an @CITY  anschließenden Produktentwicklung, sowohl bei den Automobilzulieferern  als auch bei den -herstellern. Frühzeitig mit ausgereiften Produkten auf dem Markt zu sein, ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für die deutsche  Automobilindustrie.

@CITY wurde von den beteiligten Partnern als ein vorwettbewerbliches Verbundvorhaben durchgeführt. Hierbei arbeiteten Firmen der Automobil-  und Zulieferindustrie, der Informationstechnologie und Hochschulen  partnerschaftlich zusammen. Im Rahmen seines Fachprogramms „Neue  Fahrzeug- und Systemtechnologien“ unterstützte das Bundesministerium  für Wirtschaft und Energie die Initiative, die sich in zwei Projektteile  gliederte: In @CITY (Neue Technologien, Konzepte und  Pilotanwendungen) wurden seit September 2017 in den Themenfeldern  „Umfelderfassung und Situationsverstehen“ (Teilprojekt TP1), „Digitale Karte und Lokalisation“ (TP2) sowie „Konzepte und Pilotanwendungen“ (TP3) die Grundlagen für

die neuen, automatisierten Systeme geschaffen. Hieraus wurden querschnittliche  Erkenntnisse gewonnen, die im zweiten Projektteil @CITY-AF, der im Juli  2018 gestartet wurde, für die Realisierung der automatisierten  Fahrfunktionen benötigt wurden. Den Schwerpunktthemen folgend wurden  durch @CITY-AF vier weitere Teilprojekte hinzugefügt: Ein  querschnittliches Teilprojekt (TP4) „Mensch-Fahrzeug-Interaktion“ sowie die drei Funktions-Teilprojekte TP5 „Automatisiertes Fahren über urbane  Knotenpunkte “, TP6 „Automatisiertes Fahren auf urbanen Straßen“ und TP7 „Interaktion mit schwächeren Verkehrsteilnehmern“.

 

TP 1

Umfelderfassung und Situationsverstehen

 

TP 2

Digitale Karte und Lokalisation

 

TP 3

Konzepte und Pilotanwendungen

 

TP 4

Mensch-Fahrzeug-Interaktion

 

TP 5

Automatisiertes Fahren über urbane Knotenpunkte

 

TP 6

Automatisiertes Fahren auf urbanen Straßen

 

TP 7

Interaktion mit schwächeren Verkehrsteilnehmern

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