Handbook Assisted and Automated Driving
- Open Access
- 2026
- Open Access
- Buch
- Herausgegeben von
- Hermann Winner
- Klaus C. J. Dietmayer
- Lutz Eckstein
- Meike Jipp
- Markus Maurer
- Christoph Stiller
- Verlag
- Springer Fachmedien Wiesbaden
Über dieses Buch
Dieses Open-Access-Buch erläutert Systeme und Technologien für das assistierte und automatisierte Fahren im Detail. Es gibt auch einen Überblick über die Beschränkungen solcher Systeme im Hinblick auf Entwicklungsprozesse und Testwerkzeuge. Diese Beschreibung deckt die modernen Fahrerassistenzsysteme von heute mit der Umgebungswahrnehmung in PKW, Nutzfahrzeugen und Motorrädern ab. Dazu gehören Funktionsprinzipien ebenso wie die Verkörperung der dafür benötigten Komponenten wie Sensoren, Aktoren, mechatronische Subsysteme und Betätigungselemente. Darüber hinaus werden Konzepte zur Datenfusion, Umweltdarstellungen und benutzerfreundliche Designs der Mensch-Maschine-Schnittstelle zwischen Assistenzsystem und Fahrer vorgestellt. Auch bei der Entwicklung des automatisierten Fahrens werden neue Prioritäten gesetzt. Obwohl das automatisierte Fahren auf der Technologie fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme beruht, stellt es den Menschen vor völlig neue Herausforderungen, die auch über die Serientechnologie hinausgehen. Die Vielfalt notwendiger innovativer Ansätze wird an Beispielanwendungen dargestellt. Die Inhalte Grundlagen der erweiterten Fahrerassistenzsystementwicklung - Virtuelle Entwicklungs- und Testumgebungen für ADAS - Testmethoden - Sensoren für ADAS - Datenfusion und Umweltdarstellung - Digitale Infrastruktur - Betätigung für ADAS - Mensch-Maschine-Schnittstellen für ADAS - ADAS auf Führungs- und Navigationsebene - Automatisiertes Fahren Die Zielgruppen Automobilentwicklung und Anwendungsingenieure Studenten der Automobilelektrik, -elektronik, -Mechatronik Studenten der Maschinen- und Fahrzeugtechnik Studenten der Elektronik / Informatik / Informationstechnologie Die Redakteure Prof. Dr. rer. nat. Hermann Winner leitete bis 2021 den Lehrstuhl für Kraftfahrzeugtechnik an der Technischen Universität Darmstadt (FZD). Prof. Dr.-Ing. Klaus Dietmayer ist Direktor des Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik an der Universität Ulm. Prof. Dr.-Ing. Lutz Eckstein ist Direktor des Instituts für Kraftfahrzeugtechnik (ika) an der RWTH Aachen. Prof. Dr. Meike Jipp ist Bereichsvorstand Energie und Verkehr am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Prof. Dr.-Ing. Markus Maurer ist Leiter des Instituts für Regelungstechnik an der Technischen Universität Braunschweig. Prof. Dr.-Ing. Christoph Stiller ist Leiter des Instituts für Mess- und Regeltechnik (MRT) am Karlsruher Institut für Technologie.
Mit KI übersetzt
Über dieses Buch
This open access book explains in detail systems and technologies for assisted and automated driving. It also provides an overview of the limitations of such systems concerning development processes and test tools. This description covers today’s advanced driver assistance systems with environment perception in passenger cars, commercial vehicles, and motorcycles. This includes functional principles as well as embodiments of the components required for this purpose, such as sensors, actuators, mechatronic subsystems, and actuating elements. Additionally, data fusion concepts, environment representations, and user-friendly designs of the human-machine interface between the assistance system and driver are presented.
New priorities are also presented concerning the development of automated driving. Although automated driving is based on the technology of advanced driver assistance systems, removing humans from the responsibility of driving induces entirely new challenges that also go beyond series technology. The variety of necessary innovative approaches is presented in example applications.
The content
Fundamentals of Advanced Driver Assistance System Development – Virtual Development and Test Environments for ADAS – Test Methods – Sensors for ADAS – Data Fusion and Environment Representation – Digital Infrastructure – Actuation for ADAS – Human-Machine-Interfaces for ADAS – ADAS on Guidance- and Navigation Level – Automated Driving
The target groups
Automotive development and application engineers Students of automotive-electrics, -electronics, -mechatronics Students of mechanical engineering/automotive technology Students of electronics/ informatics/ information technology
The Editors
Prof. Dr. rer. nat. Hermann Winner headed the Department of Automotive Engineering at the Technical University of Darmstadt (FZD) until 2021.
Prof. Dr.-Ing. Klaus Dietmayer is Director of the Institute of Measurement, Control and Microtechnology at the University of Ulm.
Prof. Dr.-Ing. Lutz Eckstein is Director of the Institute for Automotive Engineering (ika) at RWTH Aachen University.
Prof. Dr. Meike Jipp is Divisional Board Member Energy and Transport, German Aerospace Center (DLR).
Prof. Dr.-Ing. Markus Maurer is Head of the Institute for Control Engineering at the Technical University of Braunschweig.
Prof. Dr.-Ing. Christoph Stiller is Head of the Institute of Measurement and Control Technology (MRT) at the Karlsruhe Institute of Technology.
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Inhaltsverzeichnis
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Fundamentals of Driver Assistance Development
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Frontmatter
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Chapter 1. Human Performance in Vehicle Driving
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel taucht ein in die komplexe Welt menschlicher Leistung beim Autofahren und beleuchtet die entscheidenden Faktoren, die das Verhalten des Fahrers beeinflussen. Es untersucht das Zusammenspiel zwischen der Leistungsfähigkeit des Fahrers, seiner Leistungsbereitschaft und den Anforderungen der Fahraufgabe, die vom Fahrzeug und der Fahrumgebung geprägt sind. Der Text untersucht auch die Auswirkungen moderner Fahrerassistenzsysteme auf die menschliche Leistungsfähigkeit und diskutiert, wie diese Systeme Aufgaben vom menschlichen Fahrer auf das Fahrzeug verlagern und welche Auswirkungen dies auf die Sicherheit hat. Zusätzlich bietet das Kapitel einen detaillierten Überblick über das menschliche Informationsverarbeitungsmodell und erklärt, wie Fahrer Informationen aus der Fahrumgebung wahrnehmen, verarbeiten und darauf reagieren. Außerdem wird die Rolle des Gedächtnisses, der Aufmerksamkeit und der Entscheidungsfindung bei der Fahrleistung diskutiert. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion der Determinanten menschlicher Fahrleistung, einschließlich Alter, Persönlichkeitsmerkmalen, Fahrerfahrung und Ermüdung, und bietet Einblicke in die Steuerung dieser Faktoren, um Fahrleistung und Sicherheit zu optimieren.KI-Generiert
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AbstractHuman performance in driving is reflected in the behaviour of the driver. It is determined by the human offer of performance and the requirements resulting from the driving task. The human offer of performance is composed of the general performance capacity and the current physiological and psychological willingness to perform, which is influenced by fatigue, emotion or illness, among other factors. The performance capacity in vehicle driving is determined by individual characteristics of the driver, for example, age and driving experience. Requirements from the driving task result from the driver’s tasks in the vehicle itself (e.g. controlling the vehicles’ longitudinal and lateral motion, other operational tasks) and from the driving environment (e.g. other road users, route). -
Chapter 2. Classification of Automated Driving Functions
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel befasst sich mit der Klassifizierung automatisierter Fahrfunktionen und verfolgt die Entwicklung der Standards vom BASt-Bericht von 2013 bis zum aktuellen SAE International Standard J3016. Darin werden die Unterschiede zwischen verschiedenen Automatisierungsebenen von Stufe 0 (keine Automatisierung) bis Stufe 5 (Vollautomatisierung) verdeutlicht und die Funktionsprinzipien erläutert, die Funktionen anhand ihrer Auswirkungen auf die Fahrzeugführung kategorisieren. Der Text unterstreicht auch die Bedeutung klarer Kommunikation zur Vermeidung von Missverständnissen und präsentiert benutzerzentrierte Kommunikationskonzepte, die von SAE und BASt entwickelt wurden. Es diskutiert die Interaktion und den Wettbewerb zwischen verschiedenen Funktionsprinzipien und gibt einen Überblick über die Rolle des Menschen im automatisierten Fahren. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit eines gemeinsamen Verständnisses von Klassifikationskonzepten unter Experten, um eine klare Kommunikation in Forschung, Entwicklung und Regulierung zu ermöglichen.KI-Generiert
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AbstractThis chapter deals with the classification of automated driving functions that take effect on vehicle guidance (Donges E in ATZ/MTZ-Fachbuch. Handbuch Fahrerassistenzsysteme: Grundlagen, Komponenten und Systeme für aktive Sicherheit und Komfort, 3rd ed. vol 78, pp 15–23. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015). In the first step, these functions are differentiated according to their Principle of Operation (Shi et al SAE Int J Connect Autom Veh 3(1), 2020). Driving automation functions of Principle of Operation A achieve their effect on vehicle guidance by warning and informing the driver. Driving automation functions of Principle of Operation B achieve their effect on vehicle guidance by directly influencing vehicle control on a sustained basis. Driving automation functions of Principle of Operation C achieve their effect on vehicle guidance by intervening temporarily in accident-prone situations. Within a Principle of Operation, further differentiations are made. A prominent example of further differentiation is SAE Standard J3016 (SAE International/ISO in Commonwealth drive. SAE International, Warrendale, PA, United States, 2021), which subdivides the driving automation functions of Principle of Operation B further. For Principles of Operations A and C, a more detailed differentiation can be found in Shi et al (SAE Int J Connect Autom Veh 3(1,) 2020). This classification used by experts is not suitable for communicating driving automation to users. An overview of user-centered communication concepts is provided at the end of this chapter (Bundesanstalt für Straßenwesen in User communication: What does autonomous driving actually mean? 2020; Shuttleworth J in SAE Standards News: J3016 automated-driving graphic update, 2019). -
Chapter 3. The Regulation of Autonomous Driving in California
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel befasst sich mit der Regulierung autonomer Fahrzeuge (AVs) in Kalifornien und unterstreicht die Vorreiterrolle des Staates sowohl bei technologischen Entwicklungen als auch bei rechtlichen Rahmenbedingungen. Es untersucht die Quellen der Gesetze, die auf AVs anwendbar sind, einschließlich Statuten, Verordnungen und Gerichtsverfahren auf Bundes- und Landesebene. Das Kapitel untersucht auch Kaliforniens wegweisendes AV-Statut, die Senatsvorlage 1298 und die Bestimmungen für die Prüfung und den Einsatz von AVs. Darüber hinaus werden die Rolle von Bundesgesetzen und die Regulierung von Elektrofahrzeugen durch das Produkthaftungsgesetz diskutiert. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit umfassender Gesetze zur Regulierung von AVs und zur Festlegung eines Weges hin zu einem späteren Einsatz, der die Sicherheit und den Schutz der Öffentlichkeit gewährleistet.KI-Generiert
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AbstractAccording to one popular saying, “As California goes, so goes the nation.” In terms of social and political changes, California has been a pioneer within the United States for many decades. Likewise, Silicon Valley in California has led the nation in technological changes since the semiconductor revolution began over 60 years ago. The same holds true for law. Legal developments in California frequently set a trend within the United States. For instance, strict product liability—liability of a manufacturer without the need to prove the manufacturer’s fault—originated from a 1962 California Supreme Court case. The same is true regarding regulating autonomous driving in California. The statutes regulations and product liability doctrines that apply to autonomous driving lead to the states in the United States. -
Chapter 4. Driver Assistance Requirements from Vehicle Regulations and Consumer Protection
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel vertieft sich in die komplexe Welt der Fahrerassistenzsysteme und untersucht die regulatorischen Rahmenbedingungen und Verbraucherschutzmaßnahmen, die ihre Entwicklung prägen. Zunächst werden die Rahmenbedingungen untersucht, die durch Fahrzeugvorschriften und Verbraucherschutzorganisationen wie Euro NCAP vorgegeben sind, die die Funktionalität und Grenzen dieser Systeme definieren. Anschließend wird das V-Modell der Produktentwicklung diskutiert und veranschaulicht, wie Anforderungen in die Design- und Verifizierungsprozesse integriert werden. Sie unterstreicht auch die Bedeutung der Marktüberwachung für die Einhaltung dieser Anforderungen und betont die Notwendigkeit eines robusten Systemdesigns. Das Kapitel schließt mit der Untersuchung der Zukunft der Fahrzeugsicherheit, der Diskussion der Rolle des Verbraucherschutzes bei der Innovationsförderung und der kontinuierlichen Verbesserung der Sicherheitsstandards. Die Leser erhalten ein umfassendes Verständnis der regulatorischen Landschaft und der Verbraucherschutzkriterien, die die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen beeinflussen, sowie der zukünftigen Trends, die die Automobilindustrie prägen.KI-Generiert
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AbstractDriver assistance systems can have an impact on traffic safety—desirable impacts as well as undesirable ones. Therefore, boundary conditions exist that, on the one hand, restrict the possible functions (such as the prohibition of lane assist systems which enable hands-free driving), and, on the other hand, require a certain functionality (blind spot information systems, automated emergency braking systems). -
Chapter 5. Driver Assistance Systems and Automated Driving Functions—Accident Occurrence and Safety Benefits
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenIn diesem Kapitel werden die Unfallverläufe in Deutschland untersucht und die signifikante Verringerung der Todesfälle im Laufe der Jahrzehnte trotz des gestiegenen Verkehrsaufkommens hervorgehoben. Es untersucht die Verteilung von Unfällen nach Ort, Art und Beteiligung des Fahrzeugs und bietet Einblicke in die häufigsten Unfallszenarien. Der Text untersucht auch das Sicherheitspotenzial verschiedener Fahrerassistenzsysteme wie Notbremsassistenten, Spurhalteassistenten und Totwinkelwarner für verschiedene Fahrzeugtypen, darunter PKW, LKW, Busse und motorisierte Zweiräder. Darüber hinaus werden die potenziellen Vorteile und Herausforderungen automatisierter Fahrfunktionen diskutiert, insbesondere bei der Verringerung von Unfällen, die durch menschliches Versagen verursacht werden. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Wichtigkeit, die Verfügbarkeit von Fahrerassistenzsystemen in der Fahrzeugflotte zu erhöhen und die Notwendigkeit weiterer Forschung und Entwicklung zur Verbesserung der Verkehrssicherheit zu betonen.KI-Generiert
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AbstractFor a future-oriented statement on the effect of driver assistance systems (DAS) and automated driving functions (AF) on road safety, it is crucial to know and understand today's accident patterns. The accident patterns detected in the process should then be addressed by the systems through their specific functionality. Various methods are available for this purpose not only like simulations but also accident analyses. The latter can cover a broad spectrum, ranging from a general collection of data to “in-depth” analyses. When evaluating the effect of driver assistance systems and automated driving functions by means of accident analyses, which are the focus of this paper, it should be noted that the expected safety effects can vary significantly depending on the accident collective to be analyzed. This applies, for example, when different types of traffic participation (cars, trucks, motorized two-wheelers) are considered individually. It is known from “in-depth” analyses that even this simple distinction reveals special accident patterns for the individual vehicle types, which can often be explained by the different areas in which the vehicles are used. The discussion and analyses regarding assisted or automated driving and their contribution to road safety require a clear understanding of the features and capabilities of the functions. The aim of this paper is therefore, among other things, to point out the need for a clear classification and delimitation of modern driver assistance and automated driving functions as a prerequisite for the analyses of accident data. Based on this classification and methodological assumptions, the analyses clearly show that at the present time the greatest safety benefit can be expected from advanced driver assistance systems. The additional benefit of automated driving functions, especially level 3, in their current design and with a number of influencing variables that cannot yet be quantified, is very limited. -
Chapter 6. Safety of Assisted and Automated Systems
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel vertieft die kritischen Aspekte der Sicherheit für assistierte und automatisierte Fahrsysteme und deckt die Bereiche funktionale Sicherheit, Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität (SOTIF) und Cybersicherheit ab. Zunächst werden die bestehenden Sicherheitsstandards und die Herausforderungen durch die zunehmende Komplexität dieser Systeme skizziert. Der Text untersucht die Norm ISO 26262 für funktionale Sicherheit und beschreibt den Prozess der Gefahrenanalyse und Risikobewertung (HARA) sowie die Ableitung von Sicherheitszielen und -anforderungen. Außerdem werden die Grenzen der ISO 26262 bei der Bewältigung der einzigartigen Herausforderungen automatisierter Systeme diskutiert, wie funktionale Unzulänglichkeiten und die Notwendigkeit umfassenderer Validierungsmethoden. Das Kapitel führt dann die ISO 21448-Norm für SOTIF ein, die sich darauf konzentriert, die Sicherheit der beabsichtigten Funktionalität trotz potenzieller Funktionsunzulänglichkeiten zu gewährleisten. Es bietet einen Überblick über das SOTIF-Prozessmodell, einschließlich der Gefahrenerkennung, Risikobewertung und der Entwicklung von Akzeptanzkriterien und Validierungszielen. Der Text hebt auch die Rolle des maschinellen Lernens und datengestützter Ansätze bei der Bewältigung der Komplexität automatisierter Systeme hervor. Schließlich wird die Bedeutung der Cybersicherheit für den Schutz automatisierter Systeme vor externen Bedrohungen und die Gewährleistung der allgemeinen Produktsicherheit diskutiert. Dieses Kapitel bietet einen detaillierten und praktischen Leitfaden zum Verständnis und zur Umsetzung von Sicherheitsstandards für assistierte und automatisierte Fahrsysteme und ist daher eine wichtige Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet.KI-Generiert
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AbstractDriver assistance and automated systems increasingly act and interact in and with the environment. In order to be able to perceive the environment adequately, increasingly complex environment sensors are being used, depending on the level of automation. However, even with a surround view through the sensors, reality cannot be fully perceived. In addition, the behavior of road users must be predicted. Both lead to uncertainties in the system behavior, which is generally described as functional insufficiency. These uncertainties can lead to unintended system behavior. The same applies to hardware and software faults. Standards and other technical specifications can be used as a basis for assessing whether a product is truly safe. The standards on functional safety ISO 26262 and on the safety of the intended functionality ISO 21448 are decisive for this kind of assessment and are therefore presented in this chapter.
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Virtual Development and Test Environments for DAS
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Frontmatter
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Chapter 7. Virtual Integration
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel vertieft sich in das Konzept virtueller Straßentests, die darauf abzielen, reale Fahrtests in einer virtuellen Umgebung zu replizieren. Der primäre Fokus liegt auf der Nutzung von Simulationstechniken, um die Effizienz, Flexibilität und Reproduzierbarkeit von Fahrzeugentwicklungsprozessen zu verbessern. Der Text untersucht verschiedene Methoden innerhalb der Schleife, wie Model-in-the-Loop (MiL), Software-in-the-Loop (SiL), Hardware-in-the-Loop (HiL) und Vehicle-in-the-Loop (ViL), die integraler Bestandteil des V-Modell-Entwicklungsprozesses sind. Diese Methoden erleichtern frühzeitige Tests und Bewertungen von Fahrzeugkomponenten und -systemen und reduzieren Entwicklungszeit und -kosten erheblich. In diesem Kapitel wird auch die Integration agiler Methoden wie Scrum in das traditionelle V-Modell diskutiert, wobei die Vorteile kontinuierlicher Integration, Tests und Bereitstellung (CI / CT / CD) bei der Verbesserung der Entwicklungseffizienz und -qualität hervorgehoben werden. Ein praktisches Beispiel für die Entwicklung einer Fahrerassistenzfunktion veranschaulicht die Anwendung der virtuellen Integration während des gesamten Entwicklungsprozesses von der Spezifikation bis zur Abnahmeprüfung. Der Text schließt mit der Erörterung der Grenzen der virtuellen Integration und betont die Bedeutung von Tests in der realen Welt trotz der Fortschritte bei den virtuellen Methoden.KI-Generiert
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AbstractWhile vehicle dynamics control systems can still be validated in real driving tests at great expense despite all their complexity and diversity of variants, this is already no longer feasible today for driver assistance systems with environment perception due to the system complexity, the complexity of the test cases and the necessary scope of testing. Even if the tests are supposedly performed in the same way, the repeatability of tests under exactly the same conditions is impossible in practice due to numerous and sometimes unknown or ignored influences. Thus, the reproducibility of results is not given because, on the one hand, function-relevant features may involve the necessary interaction of several road users and, on the other hand, because they may be subject to a complex interplay of general conditions. These may be glare from a low sun and simultaneous reflection on a wet road surface at a certain angle. The functions of the current Driver Assistance System (DAS) access ambient information that has sometimes been collected by several sensors of different functionalities and processed in a joint environment representation. To fulfill their functional goals, these functions make use of different actuators and components of the human–machine interface (HMI). This architectural distribution of assistance functions across different ECUs and vehicle components results in a strong interconnection that has to be taken into account during testing, which increases the testing effort. This chapter will highlight the advantages resulting from virtual integration and describe its functionality and limitations. -
Chapter 8. Dynamic Driving Simulators
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDynamische Fahrsimulatoren sind zu unverzichtbaren Werkzeugen in der Automobilindustrie geworden und bieten ein breites Anwendungsspektrum von der Fahrzeugentwicklung bis hin zur Verkehrssicherheitsforschung. Dieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über die historische Entwicklung, die technischen Spezifikationen und den praktischen Einsatz dieser Simulatoren. Er vertieft sich in die verschiedenen Komponenten von Fahrsimulatoren, darunter Bewegungssysteme, visuelle Systeme und Soundsysteme, und erklärt, wie sie zusammenarbeiten, um ein realistisches Fahrerlebnis zu schaffen. Der Text hebt auch die Rolle von Fahrsimulatoren bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und automatisierten Fahrfunktionen hervor und betont ihre Bedeutung für die Schaffung sicherer und effizienter Fahrumgebungen. Darüber hinaus werden die Herausforderungen und Grenzen von Fahrsimulatoren diskutiert, wie das Auftreten von Kinetose und die Notwendigkeit einer präzisen Bewegungswahrnehmung. Das Kapitel schließt mit der Erforschung der Zukunft von Fahrsimulatoren, einschließlich technologischer Fortschritte und des Standardisierungspotenzials in der Branche.KI-Generiert
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AbstractA careful validation of the interaction of human drivers and operators with assistance systems or automated vehicles must ensure that all control actions and the exchange of information between humans and technology work smoothly and reliably in both directions. For this purpose, the use of driving simulators has proven to be effective and safe, particularly when safety-relevant functions are concerned. Moreover, the efficiency of such investigations can be better than real-world tests with a large number of test participants. To achieve the most realistic driving experience possible, dynamic driving simulators provide haptic feedback on forces and movements to the driver. Important components of such simulators, the basics for correct perception by the human driver, but also the fundamentals of test design with dynamic driving simulators as well as the requirements for a valid transfer of the results to reality are discussed in this chapter.
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Test Methods
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Frontmatter
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Chapter 9. Test Procedure for Consumer Protection and Vehicle Type Approval
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel geht der entscheidenden Rolle von Testverfahren bei der Gewährleistung der Sicherheit und Effektivität von Fahrerassistenzsystemen nach. Darin werden die verschiedenen Methoden zur Bewertung dieser Systeme untersucht, einschließlich entwicklungsbegleitender und freigabebegleitender Tests sowie von externen, herstellerunabhängigen Organisationen durchgeführter Tests. Der Text bietet einen detaillierten Überblick über die Systematik der Testverfahren und hebt die verschiedenen Methoden hervor, mit denen die Systemfunktionalität anhand bestimmter Kriterien überprüft wird. Außerdem werden die für diese Tests erforderlichen Werkzeuge und Hilfsmittel wie künstliche Zielobjekte und Messgeräte sowie die Bewertungsmethoden zur Ermittlung von Kennwerten diskutiert. Das Kapitel untersucht zudem die Rolle von Testverfahren im Verbraucherschutz am Beispiel von Euro NCAP. Er skizziert die Randbedingungen dieser Tests, die Kerndokumente und die spezifischen Prüfverfahren für verschiedene Arten von Fahrerassistenzsystemen, darunter Notbremsassistenten, Spurhalteassistenten und automatisierte Fahrfunktionen. Darüber hinaus untersucht der Text die Eigenschaften von Testwerkzeugen wie kollisionstolerante Zielobjekte und deren Bewegungssysteme sowie die zukünftigen Aussichten für Realismus und Prüfaufwand bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen. Dieser umfassende Überblick vermittelt Profis ein detailliertes Verständnis über den aktuellen Stand und die zukünftige Ausrichtung von Prüfverfahren im Bereich Fahrerassistenzsysteme.KI-Generiert
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AbstractTest procedures serve as a tool for checking whether desired product properties are present, which of course also applies to the development of driver assistance systems. There are development-accompanying and release-accompanying tests, which are essentially carried out in-house by the vehicle or system manufacturer. -
Chapter 10. Human-Centred Assessment Methods for Assisted Driving Functions
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel untersucht die Notwendigkeit menschenzentrierter Bewertungsmethoden für die Entwicklung unterstützter Fahrfunktionen, insbesondere im Kontext zunehmender Urbanisierung und gemischten Verkehrs. Sie geht den Herausforderungen komplexer urbaner Verkehrsumgebungen nach, die durch ein hohes Maß an Interaktion zwischen Verkehrsteilnehmern und unterschiedliche Bewegungsmuster gekennzeichnet sind. Der Text diskutiert die Bedeutung des Verständnisses und der Modellierung menschlichen Verhaltens, um sichere, effiziente und akzeptierte Verkehrsumgebungen zu schaffen. Sie deckt klassische Bewertungsmethoden wie etwa natürliche Fahrstudien und Simulationsstudien ab und zeigt deren Stärken und Grenzen auf. Das Kapitel stellt auch innovative Verfahren wie vernetzte Simulationen vor, die die Beobachtung und Analyse von Interaktionen zwischen mehreren Verkehrsteilnehmern ermöglichen. Anhand detaillierter Forschungsbeispiele wird gezeigt, wie diese Methoden genutzt werden können, um neue Parameter zur Beschreibung des Interaktionsverhaltens zu entwickeln und zu testen. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit der Weiterentwicklung von Methoden und Werkzeugen, um die Komplexität des urbanen Verkehrs und die Interaktion zwischen automatisierten Fahrzeugen und anderen Verkehrsteilnehmern zu bewältigen.KI-Generiert
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AbstractIncreasing urbanisation and individual mobility lead to an overall increase in mobility. Furthermore, advancing technological developments lead to a growth in mixed traffic through the establishment of automated vehicles. A prerequisite for a nonetheless safe and accepted traffic environment is an understanding of all agents involved, and humans thereby play a central role. Accordingly, it is expedient to place people at the core of a human-centred development, design and assessment of automation and mobility systems. An approach is described in which the modelling of observable human behaviour in traffic creates a basis for understanding and assessing the traffic situation. In addition, the further development of classical assessment methods and tools from the field of traffic psychology is outlined in order to be able to empirically map relevant constructs such as interaction and communication. -
Chapter 11. Wizard of Oz Vehicles
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel befasst sich mit der Wizard of Oz-Methode, einer Forschungstechnologie, die fortschrittliche Fahrzeugautomatisierung simuliert, um menschliche Interaktion und Verhalten zu untersuchen. Die Methode ist besonders nützlich, wenn die Technologie noch nicht vollständig entwickelt ist, sondern auf ihre potenziellen Auswirkungen auf die Nutzer untersucht werden muss. Der Text untersucht den historischen Kontext der Methode, ihre Anwendung bei der Bewertung automatisierter Fahrfunktionen sowie die spezifischen Herausforderungen und Vorteile, die mit ihrer Anwendung verbunden sind. Es werden auch die verschiedenen Fahrzeugkonzepte diskutiert, die in Wizard of Oz-Studien verwendet werden, einschließlich derer für die Automatisierung von SAE Level 3 und Level 4, und ihre Auswirkungen auf die zukünftige Forschung. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über den Wert der Wizard-of-Oz-Methode bei der Identifizierung von Bedürfnissen und Anforderungen der Benutzer zu einem frühen Zeitpunkt des Entwicklungsprozesses, wobei ihr Potenzial zur Beschleunigung des Einsatzes automatisierter Fahrtechnologien auf unseren Straßen hervorgehoben wird.KI-Generiert
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AbstractIn 1900, Lyman Frank Baum published his narrative entitled “The Wonderful Wizard of Oz” [4], which after more than 120 years is not only world-famous as a literary classic, but also serves as the eponym for the research method presented in this chapter. In the story, the character “The Wizard of Oz” uses illusions and effects to feign his supposed magic skills to the protagonists in order to visibly impress them. -
Chapter 12. EVITA—The Procedure for Realistic Presentation of Rear-End Collision Critical Situations in Road Tests
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung des EVITA-Systems (Experimental Vehicle for Unexpected Target Approach), eines Dummy-Ziels, das dazu entwickelt wurde, Auffahrunfallszenarien in realen Fahrtests zu simulieren. Das primäre Ziel des Systems ist es, die Wirksamkeit von Kollisionsschutzsystemen durch eine realistische und sichere Testumgebung zu bewerten. Der Text beschreibt die Motivation hinter der Entwicklung von EVITA, seine Schlüsselkomponenten und die damit verbundenen Testverfahren. Außerdem werden die Sicherheitsmerkmale und Leistungsdaten des Systems diskutiert sowie seine Verwendung in verschiedenen Studien, um verschiedene Aspekte von Kollisionsvermeidungssystemen zu untersuchen. Das Kapitel schließt mit einem Ausblick auf zukünftige Anwendungen des EVITA-Systems im Bereich des automatisierten Fahrens. Darüber hinaus wird die Bewertungsmethodik für Kollisionsvermeidungssysteme untersucht, einschließlich der im Testfahrzeug verwendeten Messkonzepte und der Kriterien zur Bewertung der Wirksamkeit dieser Systeme. Es hebt auch die Vielseitigkeit des Systems und seine erfolgreiche Anwendung in verschiedenen Studien hervor und macht es zu einer wertvollen Ressource für Fachleute auf diesem Gebiet.KI-Generiert
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AbstractThis chapter describes the development of the tool EVITA, starting from the original question “How to evaluate anti-collision systems for longitudinal traffic?” The structure and function of EVITA are described. An introduction to the basic evaluation methodology for anti-collision systems is given. However, a presentation of results is omitted with reference to the 3rd edition of the book. Due to its ability to provide rear-end collision critical situations in driving tests without endangering the study participants, EVITA is used in numerous studies with a wide variety of questions. As an example, an overview of the current and future application areas of EVITA is given. -
Chapter 13. Testing with Coordinated Automated Vehicles
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenIn diesem Kapitel wird die fortschrittliche Testmethodik für autonome Fahrfunktionen anhand koordinierter automatisierter Fahrzeuge vertieft. Er beginnt mit der Diskussion der Motivation für Tests mit koordinierten Fahrzeugen und betont die Notwendigkeit präziser, reproduzierbarer und sicherer Tests von Fahrerassistenzsystemen in kritischen und komplexen Verkehrsszenarien. Der Text untersucht dann die technische Umsetzung dieser Methode, einschließlich des Einsatzes von Lenkungs- und Pedalrobotern, präzisen Positionsmesssystemen und der Koordination mehrerer Fahrzeuge. Es unterstreicht die Vorteile automatisierter Tests gegenüber menschgetriebenen Tests, insbesondere im Hinblick auf Präzision, Reproduzierbarkeit und Sicherheit. Das Kapitel behandelt auch die Planung von Manövern, einschließlich individueller Flugbahnen und koordinierter Flugbahnen, und die Verifikation dieser Manöver durch Simulation. Abschließend werden die Präzision und Wiederholbarkeit des Kontrollsystems sowie der Einsatz virtueller Leitplanken und selbstfahrender Ziele für sichere und effiziente Tests diskutiert. Der Text bietet einen umfassenden Überblick über die Methodik und macht ihn zu einer wertvollen Ressource für Fachleute im Bereich autonomes Fahren.KI-Generiert
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AbstractFor testing and safety assurance of assistance systems and (semi-)autonomous vehicles, precisely adjustable traffic situations must be performed on a test track: the vehicles to be examined must be brought into reproducible situations with stationary objects (e.g. lane markings) but also with other moving road users (e.g. vehicles, pedestrians). In addition, in the development phase of collision avoidance systems, tight passages and dangerous collision scenarios, which would pose a safety risk to human drivers, are part of the test program. In order to meet the high functional requirements for the test vehicle, as well as for the traffic partners (here called “target vehicles”), a system for coordinated automated test execution was developed. It is described in this chapter.
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- Titel
- Handbook Assisted and Automated Driving
- Herausgegeben von
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Hermann Winner
Klaus C. J. Dietmayer
Lutz Eckstein
Meike Jipp
Markus Maurer
Christoph Stiller
- Copyright-Jahr
- 2026
- Electronic ISBN
- 978-3-658-45276-6
- Print ISBN
- 978-3-658-45275-9
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-658-45276-6
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