Kameras, Radar, Lidar, Ultraschall – moderne Autos verfügen über immer mehr Sensoren. 360直播吧 unterstützen beim Einparken, überwachen tote Winkel und helfen, den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Bei autonomen Fahrzeugen müssen die Sensoren über komfortable Hilfestellungen hinausgehen und die komplette Umgebung zuverl?ssig erfassen. Doch unterschiedliche Witterungsverh?ltnisse stellen die Technik vor gro?e Herausforderungen. Denn: 360直播吧es Gegenlicht, Schneefall oder dichter Nebel k?nnen dazu führen, dass Hindernisse, andere Fahrzeuge oder Personen von den Systemen zu sp?t oder gar nicht erkannt werden. Um die sichere Nutzung von automatisierten Fahrfunktionen auch bei widrigen Umwelteinflüssen zu erm?glichen, arbeiten Forscher*innen des Heinz Nixdorf Instituts der Universit?t Paderborn und des Fraunhofer-Instituts für Entwurfstechnik Mechatronik IEM mit Industriepartner*innen daran, die Robustheit von Sensoren und Sensorsystemen gegenüber Umweltbedingungen wie Schlechtwetter oder Verschmutzung zu erh?hen. Dafür entwickeln sie virtuelle Umgebungen, in denen sie eine verl?ssliche Umfeldsensorik für hoch- und vollautonome Fahrzeuge testen, um diese auf Basis der Ergebnisse zu verbessern. Neben den Paderborner Wissenschaftler*innen sind die HELLA GmbH & Co. KGaA (Verbundkoordinator), dSPACE GmbH, RTB GmbH & Co. KG sowie Smart Mechatronics GmbH an dem im April gestarteten und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 2,81 Millionen Euro gef?rderten Projekt ?Robustheit von Sensoren und Sensorsystemen gegenüber Umweltbedingungen für hochautomatisiertes Fahren“ (rosshaf) beteiligt.
Sicher nur bei sch?nem Wetter?
Vom Fahrassistenten bis hin zu selbstfahrenden Autos: Fahrzeuge k?nnen ihre Umgebung heute mehr oder weniger umfangreich mithilfe von unterschiedlichen Sensoren wahrnehmen. Je h?her die Automatisierungsstufe der Fahrzeuge – kenntlich gemacht durch die von der Society of Automotive Engineers (SAE) definierten Unterteilung in SAE-Level – desto h?her die Anforderungen, die an das Auto gestellt werden. Neben einer komplexen technischen Ausstattung ist auch eine hohe Robustheit der Systeme erforderlich. Besonders die Umfeldsensorik stellt hier einen kritischen Faktor dar. ?Die Umfeldsensorik ist ausschlaggebend für die Erkennung von Objekten, die sich in der Umgebung des Fahrzeugs befinden. Mit zunehmender Automatisierungsstufe steigt die Abh?ngigkeit der Fahrzeuge von einer jederzeit funktionierenden Sensorik“, betont Nico Rüddenklau, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Fachgruppe ?Regelungstechnik und Mechatronik“ unter der Leitung von Prof. Dr. Ansgar Tr?chtler am Heinz Nixdorf Institut.
Beispielsweise finden sich Fahrzeuge des SAE-Level 3, also Fahrzeuge mit bedingter Automatisierung, mittlerweile immer h?ufiger auf ?ffentlichen Stra?en. Bei ihrer Verwendung ist es allerdings zu jeder Zeit notwendig, dass die*der Fahrer*in einsatzbereit ist und die Steuerung übernehmen kann. ?Das ist erforderlich, wenn bestimmte Sensoren des Fahrzeugs defekt oder gest?rt sind. Da diese St?rungen durch Regen, Schnee oder Nebel ausgel?st werden k?nnen, sind sie besonders bei den Witterungsverh?ltnissen in Deutschland keine Seltenheit. Fahrzeuge des SAE-Level 5 dagegen, also vollautomatisierte, müssen allerdings immer und überall auf der Welt funktionieren, ganz ohne dass ein Eingriff durch den Insassen erforderlich wird“, so der Paderborner Wissenschaftler.
Simulation unter Schlechtwetterbedingungen
An dieser Stelle setzt das Projekt an. ?Wir arbeiten daran, Sensoren autonomer Fahrzeuge so robust zu gestalten, dass sie für die SAE-Level 4 und 5, also für hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge, genutzt werden k?nnen. Mit unserem Projekt wollen wir einen Beitrag dazu leisten, solche Fahrzeuge zu entwickeln und in Zukunft auf die Stra?en zu bringen", sagt Rüddenklau. Denn um automatisierte Fahrfunktionen so zu gestalten, dass sie den Anforderungen der SAE-Level 4 und 5 gerecht werden, bedürfe es noch einiger Forschungsarbeit. Um die Umfeldsensorik intensiv zu testen und optimieren zu k?nnen, bilden die Projektpartner die einzelnen Sensoren virtuell ab und simulieren sie unter Schlechtwetterbedingungen. Dafür erarbeiten sie zun?chst eine Simulationsumgebung. So k?nnen bestimmte Gefahrensituationen und Unfallszenarien mit in die Untersuchung einbezogen werden, die durch reale Tests aus Sicherheitsgründen nicht erprobt werden k?nnten. Au?erdem seien die Tests durch die Simulationen schnell umsetzbar, kosteneffizient und reproduzierbar, betont Rüddenklau.
