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09.10.2015 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Forschungsinitiative UR:BAN: Wenn Fahrzeuge und Ampeln miteinander sprechen

Autor:
Christiane Brünglinghaus
8 Min. Lesedauer

Die Partner des Forschungsverbundes "UR:BAN" haben bei der Abschlussveranstaltung des Projekts die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit gezeigt. Lesen Sie im zweiten Teil unserer Übersicht mehr zu den Arbeiten des DLR, der TU München, von VW, MAN, Audi und Continental.

Immer mehr Menschen zieht es in die Städte, gleichzeitig steigt auch das Bedürfnis, immer mobil sein zu können. Das Verbundprojekt "UR:BAN" (Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzmanagement) arbeitet seit Januar 2012 an Möglichkeiten, den Verkehr in der Stadt sicherer und effizienter zu gestalten. Dabei befassen sich die 31 Partner aus Industrie und Forschung mit drei Hauptthemen: Kognitive Assistenz, vernetztes Verkehrssystem und Mensch im Verkehr. Die Partner des Forschungsverbundes "UR:BAN" zeigen jetzt bei der Abschlussveranstaltung des Projekts am 7. und 8. Oktober auf der Messe in Düsseldorf die Ergebnisse ihrer auf vier Jahre angelegten Forschungsarbeit.

Wie haben für Sie im folgenden Artikel die wichtigsten Forschungsresultate der Projektpartner DLR, TU München, VW, MAN, Audi und Continental zusammengestellt. Im ersten Teil unserer Übersicht zum Projekt "UR:BAN" haben wir uns mit den Arbeiten von Daimler, Opel, BMW und Bosch beschäftigt.

DLR: Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ampel

DLR-Verkehrsforscher haben innerhalb des UR:BAN-Projektes mit Partnern unter anderem die Car2X-Kommunikation weiterentwickelt, also die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Straßeninfrastruktur, wie zum Beispiel Ampeln. Für die Abschlusspräsentation in Düsseldorf haben die DLR-Forscher eine Ampel in Düsseldorf am Oberbilker Markt so umgerüstet, dass sie mit einem Polizei-Einsatzfahrzeug Daten austauschen kann. Fährt das Polizeiauto bei einem Einsatz auf die Kreuzung zu, wird die Ampel genau die Spur freischalten, auf der das Polizeifahrzeug unterwegs ist. "Das ist bislang nur möglich, wenn die Verkehrsleitzentrale eine solche Vorfahrtsschaltung durchführt. Mit der neuen Technologie kann die Vorfahrt schneller und flexibler gewährt werden", beschreibt Dr. Henning Mosebach, UR:BAN-Projektleiter beim DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik, die Vorteile.

Die vom DLR umgerüstete Ampel kann den Fahrzeugen sagen, wann sie wieder auf Grün umschaltet. Diese können dann zum richtigen Zeitpunkt automatisch starten und zügig über die Kreuzung fahren. Durch die Information über die Ampelphasen kann das Auto zudem seine Geschwindigkeit anpassen, unnötige oder abrupte Halts vermeiden und insgesamt energieeffizienter fahren. Das DLR hat im Rahmen des UR:BAN Projektes die Ampel nicht zum "sprechen" gebracht, sondern gemeinsam mit den Industrie-Partnern Opel, Conti und VW bestehende Standards weiterentwickelt. So lässt sich die Kommunikation zwischen Ampel und Auto bald herstellerunabhängig auf alle Fahrzeuge übertragen.
Die Forscher haben zudem einen Verkehrspylon vorgestellt, der bei einem Unfall oder einer Baustelle den Fahrzeugen in seiner Umgebung mitteilen kann, dass eine Spur gerade nicht befahrbar ist. "Der Autofahrer weiß so schon 400 Meter vor der Gefahrenstelle, dass ein Spurwechsel ansteht", erläutert Mosebach. "Damit kann ein Auffahren verhindert oder rechtzeitig ein Umfahren der Engstelle empfohlen werden." Der intelligente Leitkegel wurde mit der vom DLR erarbeiteten "Sprache" vom Institut für Automation und Kommunikation Magdeburg (ifak) entwickelt.

TU München: Kommunikation zwischen Mensch und Maschine

Head-up-Display in der Windschutzscheibe, vernetzte Simulationswelten, das taktische Verhalten von Radfahrern und grüne Welle für Lkw: Diese und weitere Technologien hat die Technische Universität München (TUM) bei der Abschlussveranstaltung des Forschungsverbundes "UR:BAN“ präsentiert.

Am Lehrstuhl für Ergonomie haben TUM-Wissenschaftler an einem integrierten Informationssystem gearbeitet, in dem die Komponenten Head-up-Display, aktives Gaspedal und Instrumenten-Cluster aufeinander abgestimmt werden. Das Head-up-Display ist in drei Cluster aufgeteilt: Links werden dynamische Informationen wie die aktuelle Geschwindigkeit eingeblendet, in der Mitte Anzeigen der Fahrerassistenzsysteme, und im rechten Bereich ist die Navigation zu finden. Im Instrumentencluster werden zusätzlich Informationen wie die Tankanzeige oder die Motortemperatur angezeigt. Ergänzt werden diese optischen Hinweise mit haptischen Informationen, die durch ein aktives Gaspedal oder Lenkrad gegeben werden können.

Der Lehrstuhl für Ergonomie führt in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik Versuche mit Lkw- und Pkw-Simulatoren durch. Hier können die Forscher sehen, wann ein Fahrer ermüdet und seine Reaktionszeit sich verlängert oder wie die Probanden auf Ablenkung - etwa durch Kinder auf dem Rücksitz - reagieren. Der Lehrstuhl für Ergonomie entwickelt außerdem einen Fußgänger-Simulator, der das Verhalten dieser Verkehrsteilnehmer auch in Gefahrensituationen realistisch in der virtuellen Realität darstellen kann. Um die Interaktion der Verkehrsteilnehmer zu untersuchen, haben die Forscher die Simulatoren vernetzt.

An der Analyse der Verhaltensmuster von Fahrradfahrern ist der Lehrstuhl für Verkehrstechnik innerhalb von "UR:BAN" beteiligt. Das Ziel dieser Arbeiten ist es, zukünftige Fahrassistenzsysteme zu verbessern. Typische Verhaltensweisen von Radfahrern werden erkannt und fließen in Simulationsmodelle ein. Entwickler von Fahr-Assistenzsystemen nutzen die Modelle, um konkrete Vorhersagen für das Verhalten von Radfahrern zu erstellen. Damit können sie überprüfen, ob ihr System in Gefahrensituationen entsprechend reagiert.

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Daneben arbeiten die Forscher an einem sogenannten Lkw-Pulkmanagement. Dabei wird bei Bedarf die Grünphase der Ampel so angepasst, dass die Lkw nicht halten müssen. Hintergrund ist, dass beladene Lastwagen länger brauchen, um nach einem Stopp wieder anzufahren als Pkw. Das verlangsamt den Verkehrsfluss und bedeutet mehr Schadstoffe und Lärm. In einer Pilotanwendung in Düsseldorf haben die Wissenschaftler bereits die technische Machbarkeit des Pulk-Managements gezeigt. Außerdem werden Simulationen durchgeführt, um die Wirkungen im größeren Umfang abzuschätzen.

Lesen Sie auf Seite 2 mehr zur speziellen Rundumsicht für Stadtbusse von MAN und zum Sondereinsatzfahrzeugassistent von VW.

Volkswagen: Sondereinsatzfahrzeugassistent

Im Teilprojekt “Vernetztes Verkehrssystem” entwickelte die Volkswagen Konzernforschung auf Basis der Car-to-X-Kommunikation den “Sondereinsatzfahrzeugassistenten”. Dieser informiert direkt alle Verkehrsteilnehmer über sich nähernde Einsatzfahrzeuge. Zudem optimiert er die Ampelschaltung und sorgt damit für die zügigere und für alle sichere Passage des Einsatzfahrzeugs.

Audi: Umfelderfassung und rechtliche Fragen

Audi bringt sich beim Projekt vor allem mit Systemen ein, die den Fahrer beim Bremsen und Lenken in kritischen Situationen des Stadtverkehrs unterstützen. Dafür brauchen wir unter anderem eine zuverlässige Umfelderfassung“, so Dr. Horst Glaser, Leiter Entwicklung Fahrwerk und Fahrassistenzsysteme. Im Bereich kognitive Assistenz zum Beispiel geht es unter anderem um das lückenlose Erfassen des Umfelds in einer 360-Grad-Rundumsicht. Je besser Fahrer und Auto ihr Umfeld wahrnehmen, desto eher lassen sich Kollisionen vermeiden, etwa durch Lenkeingriffe und Bremsen. Besonders wichtig dabei ist ein robust ausgelegtes System, das Fehlauslösungen sicher vermeidet. Der Ingolstädter Autobauer arbeitete mit drei Autos im Testbetrieb, unter anderem mit dem Audi A7 Sportback.

Darüber hinaus leitet Audi im Verbundprojekt auch das Teilprojekt "Wirkfeld, Effizienz und Recht", das sich vor allem mit den rechtlichen Rahmenbedingungen der in UR:BAN entwickelten Fahrerassistenzsysteme befasst. So sind etwa noch einige Fragen in Bezug auf die Zulassungsfähigkeit von automatischen Notlenksystemen zu klären.

MAN: spezielle Rundumsicht für Stadtbusse

MAN ist als einziger Nutzfahrzeughersteller bei UR:BAN vertreten. Die MAN-Forscher haben ein Anzeige- und Bedienkonzept für einen sogenannten intelligenten Temporegler entwickelt. Ein solches System kann mittels digitaler Karten und Kommunikation mit der Infrastruktur die für das Fahrzeug auf der Fahrstrecke relevanten Daten und Ereignisse erfassen, beispielsweise Tempolimits und Ampelphasen, Kurven und Abbiegungen. Abhängig davon kann ein solcher Assistent die kraftstoffsparendste Fahrstrategie auf der Route berechnen und die Geschwindigkeit geeignet regeln.

Dieses Teilprojekt greift ineinander mit den anderen Schwerpunkten, die MAN innerhalb UR:BAN bearbeitet hat: dem Grüne-Welle-Assistenten, der durch vorausschauendes Fahren Kraftstoff spart, und der virtuellen Rundumsicht für komplexe Anforderungen in Bussen im Stadtverkehr.

Das Rundumsicht-System erkennt selbstständig die aktuelle Fahrsituation und zeigt dem Fahrer automatisch eine speziell auf diese Situation angepasste Sichtperspektive auf einem Monitor an. Die Festlegung der Situationen und der situationsspezifischen Anzeigen auf dem Monitor erfolgte unter anderem mittels Befragungen von Busfahrern. Die situationsspezifischen Ansichten wurden während der Entwicklung ebenfalls von Busfahrern bewertet, um ein kontinuierliches Feedback zu erhalten.

Continental: Fahrzeug-zu-X Kommunikation und elektronischer Horizont

Ebenso wie Bosch arbeitet der Zulieferer Continental im Rahmen des Projekts an Assistenzsystemen zur sicheren Quer- und Längsführung. Dazu gehören ein Engstellenassistent, Gegenverkehrsassistent, Spurwechselassistent und eine umgebungsabhängige Geschwindigkeitsempfehlung.

Daneben hat Continental mit den Echtzeitdaten der Stadt Düsseldorf den elektronischen Horizont im Fahrzeug für die kooperative Kreuzungsassistenz beispielsweise um Informationen über Schaltzeiten von Ampelanlagen erweitert. Mit diesem erweiterten eHorizon von lässt sich unter anderem vorausberechnen, in welchem Geschwindigkeitsbereich das Fahrzeug die grüne Welle erreicht. Je nach Assistenzkonzept des Fahrzeugherstellers, kann dem Fahrer diese Information beispielsweise als spürbarer Impuls am AFFP übermittelt werden oder der Assistent greift direkt in die Längsregelung ein. Auch ein Start-Stopp Betrieb kann mithilfe der Vernetzung energetisch und komfortorientiert weiter optimiert werden.

Zum Projekt UR:BAN

31 Partner aus Automobil- und Zulieferindustrie, Elektronik- und Softwarefirmen, Forschungsinstitute und Städte haben sich im Verbundprojekt UR:BAN zusammengeschlossen. In gemeinsamer Forschungsarbeit entwickeln sie bis Anfang 2016 neue Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagementsysteme für die Stadt.

Das Gesamtbudget für die Forschungskooperation beträgt 80 Millionen Euro. Rund 50 Prozent davon trägt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des 3. Verkehrs-Forschungsprogramms der Bundesregierung.

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Quelle:
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