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Vernetzung von Fahrerassistenzsystemen bringt weiteren Sicherheitsgewinn

 

Der Nutzen von Fahrerassistenzsystemen lässt sich in Zukunft durch die Verknüpfung der einzelnen Systeme im Fahrzeug noch einmal steigern, indem etwa Abstandswarner, Spurhalteassistent oder Navigation ihre Daten austauschen und somit noch früher kritische Verkehrssituationen erkennen können. Dies ist ein Ergebnis des dreijährigen Forschungsprojekts Autosafe.

 

Regensburg, den 24. Oktober 2008. Autos der kommenden Modellgenerationen werden über ein integrales Sicherheitssystem verfügen, an deren Serienreife die Entwickler der Automobilzulieferer und -hersteller in den  nächsten Jahren intensiv arbeiten werden. Allein die Vernetzung derzeit bereits auf dem Markt befindlicher oder serienreifer Fahrerassistenz­systeme wird den Gewinn an Komfort und vor allem Sicherheit für den Fahrer noch einmal deutlich erhöhen. Durch den Datenaustausch  zwischen den einzelnen Assistenzsystemen stehen erheblich mehr Informationen zur Verfügung, um Gefahrensituationen schneller und zuverlässiger erkennen zu können. Für diese komplexen Aufgaben wird der Einsatz hochintegrierter, intelligenter und skalierbarer Chipmodule erforderlich sein; dadurch wird die Integration in unterschiedlichste Fahrzeugmodelle ebenso erleichtert wie durch eine gemeinsame Softwareplattform.

 

Zu diesen Ergebnissen kamen die Partner des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts Autosafe. Das BMBF unterstützte das Projekt Autosafe mit rund 5,2 Millionen Euro im Rahmen seiner Forschungsprogramme zu den Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Ziel des BMBF ist es, mit seinen Fördermaßnahmen nachhaltige Impulse für eine direkte Umsetzung von Forschung- und Entwicklungsergebnissen in Produkte, Dienstleistungen und Verfahren zu geben und damit den IKT-Standort Deutschland branchenübergreifend zu stärken.

 

Im Rahmen des Projekts, das zum Jahresende 2008 ausläuft, waren neben der Continental AG auch der Automobildienstleister Porsche Engineering sowie der Chiphersteller Infineon beteiligt, ein „Modulares System für integrale Sicherheit im Straßenverkehr“ zu erforschen und anschließend in realen Versuchsträgern zu integrieren. Eingesetzt wurden dafür zwei Porsche Cayenne. Dabei verfolgte Autosafe zwei Entwicklungsschienen: Die Erforschung des integralen Sicherheitssystems und eines diesem zugrunde liegenden modularen Hardware-Software-Konzepts. Das integrale Gesamtsystem soll den Fahrer situationsabhängig während aller Phasen des Fahrens unterstützen – vom normalen Fahren bis hin zu einem drohenden Unfall. Mittels dieses „virtuellen Copiloten“ sollen möglichst viele kritische Situationen vermieden und im Fall nicht mehr zu vermeidenden Kollisionen die Unfallfolgen minimiert werden. Die bei diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden im Laufe der nächsten Jahre schrittweise in die Serienentwicklung der Verbundpartner in Deutschland einfließen.

 

Acht Hilfen für den Fahrer zusammengeführt in einem System

Fahrerassistenzsysteme haben in den vergangenen Jahren einen rasanten Aufschwung genommen und sind längst keine Zukunftsvisionen mehr, sondern gehören zum Autofahrer-Alltag. Bereits 1998 wurden die ersten Oberklassefahrzeuge mit Abstandsradar ausgestattet, in den nächsten Jahren wird der Markt boomen: Für Assistenzsysteme zur Vermeidung von Kollisionen oder zum Halten der Spur werden Studien zufolge 2013 rund drei Milliarden Dollar ausgegeben, heute sind es 150 Millionen. Die Zahl der Neuwagen mit Fahrassistenten wird sich weltweit auf mehr als 60 Millionen Stück fast versechsfachen.

 Assistenzfunktionen des Fahrzeugs

 Für das integrale Sicherheitssystem wurden acht Assistenzfunktionen zusammengeführt:

  • Lane Departure Warning (Spurhalteassistent) überwacht mittels Kamera die Straße vor dem Auto und erkennt anhand der Markierungen, ob das Auto von der Fahrbahn abzukommen droht, weil zum Beispiel der Fahrer übermüdet ist. Der Fahrer wird in diesem Fall durch Vibrationen im Lenkrad sowie optische und akustische Warnungen zum Wiedereinlenken in die Fahrspur animiert.
  • Die Blind Spot Detection überwacht mittels Radarsensorik den toten Winkel vom Fahrzeug und warnt den Fahrer bei Bedarf optisch und akustisch vor einem Spurwechsel.
  • Die Traffic Sign Recognition (Verkehrszeichenerkennung) ist durch die Hilfe von Kamerasensoren in der Lage, den Fahrer zum Beispiel über Tempolimits zu informieren.
  • Full Speed Range Adaptive Cruise Control (FSRA) erleichtert das Fahren in der Kolonne, denn der Tempomat passt die eingestellte Geschwindigkeit dem notwendigen Sicherheitsabstand an. Dies funktioniert bis hin zum stehenden Verkehr. Die dazu notwendigen Informationen erhält das System unter anderem über Radarsensoren.
  • Highway Exit Assistance stellt eine Erweiterung von FSRA dar. Die Funktion vermeidet das Beschleunigen auf der Verzögerungsspur beim Ausfahren auf Autobahnen.
  • Darüber hinaus werden die Umgebungssensoren genutzt für optische Abstandswarnung bei Unterschreitung des gesetzlichen Sicherheitsabstandes,
  • optische, akustische und haptische Kollisionswarnung sowie
  • die Minderung von Unfallfolgen, wenn sich ein Crash nicht vermeiden lässt, etwa durch die zeitlich optimale Auslösung der Airbags.

 

Zur optimalen Einbindung des Fahrers in das Gesamtgeschehen wurde eine neue Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt, welche situationsabhängig akustische, optische und haptische Kanäle (z.B. über reversible Gurtstraffer im Fall sicherheitskritischer Situationen) nutzt.

 Sensoren

Durch dieses innovative Zusammenführen verschiedener Sensortechnologien, zum Beispiel von Radar- und Kamerasystemen für Nah- und Fernbereich  in Verbindung mit überlappenden Detektionsbereichen, kann sowohl die Gesamtperformance als auch die Zuverlässigkeit des Sensorsystems deutlich verbessert werden. Dazu wird der komplette Bereich vor dem Fahrzeug lückenlos überwacht und auch der rückwärtige Verkehr mit einbezogen. In Gefahrensituationen unterstützen die Systeme je nach Situation informierend, warnend oder wenn nötig autonom eingreifend. So können Unfälle vermieden oder deren Auswirkungen zumindest deutlich reduziert werden. Auch das Einbinden von Informationen, die heute ausschließlich für Komfortfunktionen genutzt werden, kann das Sicherheitsniveau noch einmal deutlich erhöhen. So liegen im Navigationssystem Informationen über den weiteren Straßenverlauf vor: Etwa ob eine scharfe Kurve für das aktuelle Tempo zu eng ist oder ob die Strecke durch ein Waldstück oder über eine Brücke führt, mit Glatteisgefahr bei entsprechenden Außentemperaturen. Diese Daten ergänzen sich und geben dem Gesamtsystem mehr Grundlagen bei der Entscheidung, ob eine Information plausibel ist oder nicht. So können die Kamerasensoren des Lane Departure Warning-Systems erkennen, ob die Autobahn eine scharfe Kurve macht und so verhindern, dass eine falsche Abstandswarnung angezeigt wird, weil ein Fahrzeug auf der rechten Spur als Hindernis erkannt wird, obwohl das eigene Fahrzeuge auf der linken Spur ist und überholt.

 

Hohe Ansprüche an Soft- und Hardware

Durch die Integration der verschiedenen Assistenzsysteme entsteht eine Vielzahl an Informa­tionen, die auf das Fahrzeugverhalten und auf den Fahrer einwirken. Da dessen Aufnahmevermögen jedoch begrenzt ist, dürfen die Informationen nur selektiv an den Fahrer weitergegeben werden. Vor allem in Gefahrensituationen ist es wichtig, für die Informationen Prioritäten zu vergeben, um den Fahrer nicht unnötig zu beanspruchen. Dieses mehrstufige Warn- und Handlungskonzept zur Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug war für die Entwickler ebenso eine Herausforderung wie die Entwicklung und Umsetzung einer geeigneten Hard- und Softwarearchitektur für das Gesamtsystem sowie innovativer Algorithmen für die Entscheidungsmodule des auf Datenfusion basierenden Sensorsystems.

 

Diese komplexe Technologie so zu gestalten, dass sie andererseits möglichst einfach in unterschiedlichste Fahrzeugmodelle integriert werden kann, war die zweite Herausforderung. Daher lag ein weiterer Schwerpunkt des Projektes auf der Erforschung eines modularen Hardware-Software-Konzepts. Die Entwickler im Projekt Autosafe entschieden sich als Hardware für konfigurierbare 3D-Chipstacks, also dreidimensional aufgebaute Chips. Ziel war es, unterschiedlichste Technologien miteinander in einem Chipsystem zu verknüpfen, damit auf diese Weise für jedes Hardware-Modul die jeweils optimale Technologie eingesetzt werden kann. Ein weiterer zentraler Vorteil der modularen Hardware-Architektur wird in der vollständigen Testbarkeit der Einzelkomponenten liegen. Dies wird sich in hoher Zuverlässigkeit des gesamten Chipsystems widerspiegeln. Das modulare Hardwarekonzept wird komplettiert durch eine standardisierte Software-Schnittstelle; diese basiert auf Softwarekomponenten, die mit dem im Automobilbereich verwendeten Standard AUTOSAR kompatibel sind.

 

Danksagung

Die Verbundpartner danken dem BMBF, Referat Elektronik und Elektroniksysteme für die Förderung des Projektes AUTOSAFE (Projektnummer 01M3076).
 Bundesministerium für Bildung und Forschung


 

 

Verbundpartner

Der Continental-Konzern gehört weltweit zu den führenden Automobilzulieferern. Als Anbieter von Bremssystemen, Systemen und Komponenten für Antrieb und Fahrwerk, Instrumentierung, Infotainment-Lösungen, Fahrzeug­elektronik, Reifen und technischen Elastomerprodukten trägt das Unternehmen zu mehr Fahrsicher­heit und zum Klimaschutz bei. Continental ist darüber hinaus ein kompetenter Partner in der vernetz­ten, automobilen Kommunikation. Das Unternehmen beschäftigt derzeit rund 150.000 Mitarbeiter an nahezu 200 Standorten in 36 Ländern.

 

Die Division Chassis &  Safety der Continental AG integriert als weltweit führender Technologie- und Systempartner der Automobilindustrie umfassendes Know-how und höchste Qualität in den Bereichen aktive und passive Fahrsicherheit, Sicherheits- und Fahrwerksensorik und Fahrwerkkomponenten. Die Division erzielt mit mehr als 27.500 Mitarbeitern (2007) einen Umsatz von mehr als 5 Mrd. € (Basis 2006). Chassis & Safety entwickelt und produziert elektronische und hydraulische Brems- und Fahrwerkregelsysteme, Sensoren, Fahrer-Assistenzsysteme, Airbagsysteme, Insassenklassifizierungssysteme, Scheibenreinigungssysteme sowie elektronische Luftfedersysteme.

 

 

Die Infineon Technologies AG bietet Halbleiter- und Systemlösungen, die drei zentrale  Herausforderungen der modernen Gesellschaft adressieren:

Energieeffizienz, Kommunikation sowie Sicherheit. Mit weltweit rund 43.000 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen (davon etwa 13.500 bei Qimonda) erzielte Infineon im Geschäftsjahr 2007 (Ende September) einen Umsatz von 7,7 Milliarden Euro (davon 3,6 Milliarden Euro von Qimonda).Infineon verfügt über mehr als 35 Jahre Erfahrung im Bereich Automobilelektronik und ist weltweit Nr. 2 und in Europa Nr. 1 mit einem Umsatz von mehr als 1,5 Mrd. € im letzten Geschäftsjahr.Im Automotive-Sektor umfaßt das Produktspektrum von Infineon Leistungshalbleiter, diskrete Halbleiter, Siliziumsensoren und Mikrocontroller. Infineon verfügt im Bereich Automotive über tiefgreifende Erfahrung mit den üblichen Kommunikationsstandards wie z.B. CAN, LIN und FlexRay und bietet hierzu IC-Lösungen an. Infineon arbeitet aktiv in Standardisierungsinitiativen wie AUTOSAR mit.

 

Die Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Stuttgart hat im Geschäftsjahr 2006/2007 insgesamt 97.515 Fahrzeuge abgesetzt und einen Umsatz von 7,36 Milliarden Euro erzielt. Porsche produziert die Sportwagen-Baureihen 911 und Boxster, zu der auch die Cayman-Modelle zählen sowie als dritte Baureihe den sportlichen Geländewagen Cayenne.

Die Porsche Engineering Group GmbH (PEG), eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der Porsche AG, bietet Entwicklungs- und Beratungsdienstleistungen für andere Automobilhersteller und Unternehmen in aller Welt an. Die PEG steuert und vermarktet die weltweite Kundenentwicklung.

 

 

Weitere Informationen im Internet: www.autosafe-online.de

 

 

Für Presse-Rückfragen wenden Sie sich bitte an:

Nicole Geissler

Externe Kommunikation

Continental

Division Chassis & Safety

Guerickestraße 7

60488 Frankfurt am Main

Tel.    0 69 7603-8492

Fax:   0 69 7603-3945

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