Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intelligente Fahrzeuge im Stadtverkehr der Zukunft

07.10.2015

Head-up-Display in der Windschutzscheibe, vernetzte Simulationswelten, das taktische Verhalten von Radfahrern und grüne Welle für Lkw: Diese und weitere Technologien präsentiert die Technische Universität München (TUM) bei der Abschlussveranstaltung des Forschungsverbundes "UR:BAN" am 7. Oktober auf der Messe in Düsseldorf.

Immer mehr Menschen zieht es in die Städte, gleichzeitig steigt auch das Bedürfnis, immer mobil sein zu können. Das Verbundprojekt "UR:BAN" arbeitet 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. "UR:BAN" wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.


Versuch am Fahrsimulator zum Head-up-Display

Uli Benz / TUM

Mensch und Maschine: Kommunikation ist alles

"Fahrerassistenzsysteme sollen den Menschen vor allem unterstützen, ohne von der Hauptaufgabe Fahren abzulenken", erklärt Prof. Klaus Bengler vom Lehrstuhl für Ergonomie und Leiter der Projektsäule "Mensch im Verkehr". Ziel im Projekt UR:BAN sei es, dass der Fahrer weiterhin aktiv am Verkehrsgeschehen beteiligt ist. Erkennen die Systeme aber, dass eine Kollision bald unvermeidlich ist und der Fahrer nicht reagiert, greifen sie ein, zum Beispiel mit einer Notbremsung. "Es ist eine der größten Aufgaben innerhalb des Forschungsprojektes, diesen Zeitpunkt richtig zu treffen."

Wichtig ist vor allem eine optimale Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. "Im Umfeld des Verkehrsgeschehens steht mittlerweile ein bisher ungeahnter Umfang an Informationen zur Verfügung", sagt Bengler. "Unterschiedliche Systeme wie die Routenplanung und die Kollisionsvermeidung müssen aufeinander abgestimmt sein und dürfen sich nicht gegenseitig dazwischen funken."

Optische und haptische Informationen als Gesamtkonzept

Das Teilprojekt "Mensch-Maschine-Interaktion" beschäftigt sich daher mit der Darstellung der Informationen. Am Lehrstuhl für Ergonomie arbeiten die Wissenschaftler an einem Informationssystem, in dem die Komponenten Head-up-Display, aktives Gaspedal und Instrumenten-Cluster aufeinander abgestimmt werden. Beim Head-up-Display wird die Information in die Scheibe eingespiegelt und schwebt damit sozusagen vor dem Fahrzeug. "Das hat viele Vorteile", erklärt Bengler. "Der Fahrer muss seinen Blick nicht von der Straße abwenden und kann trotzdem die Informationen wahrnehmen."

Die Darstellungen im Head-up-Display müssen übersichtlich angeordnet sein, daher teilten die Wissenschaftler die Anzeige in drei Cluster auf. 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 Fahrer spürt, dass das Gaspedal verzögert und kann auf dem Display sehen, warum."

Vernetzte Simulationswelten

Um sinnvolle Warnhinweise zu geben, müssen die Programme die Absichten des Fahrers und auch die anderer Verkehrsteilnehmer erkennen. Diese Daten können durch Beobachtungen oder Simulationen gesammelt werden.

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 - und zwar ohne die Probanden wirklichen Risiken auszusetzen.

Um die Interaktion der Verkehrsteilnehmer zu untersuchen, haben die Forscher die Simulatoren vernetzt. Bengler: "So können Fußgänger in einem Laborraum den Fahrern von Fahrsimulatoren, die sich in einem anderen Raum befinden, in einer virtuellen Szene begegnen und wir können die Reaktionszeiten, das Blickverhalten und Verzögerungen in kritischen Situationen beobachten."

Typisch Radfahrer

Der Lehrstuhl für Verkehrstechnik der TUM beschäftigt sich mit einem der wohl unberechenbarsten Verkehrsteilnehmer: dem Fahrradfahrer. Er bewegt sich schnell und fällt spontane Entscheidungen. Zum Beispiel wechselt er plötzlich von der Straße auf den Gehweg. Zudem gehören Radfahrer zu den sogenannten verletzlichen Verkehrsteilnehmern, sie sind bei einem Unfall besonders gefährdet.

Die Wissenschaftler beobachteten die Radler mithilfe von Kameras, die über verkehrsintensiven Kreuzungen installiert waren. "Uns interessiert ihr taktisches Verhalten, also wie sie sich in einer bestimmten Situation entscheiden", erklärt Lehrstuhlinhaber Prof. Fritz Busch. Die Analyse der Verhaltensmuster von Fahrradfahrern ist eines von vier Teilprojekten, an dem der Lehrstuhl für Verkehrstechnik innerhalb von "UR:BAN" beteiligt ist.

Die Forscher interessierte besonders, warum Radfahrer bestimmte Verhaltensweisen zeigen. Wechselt ein Radfahrer zum Beispiel verbotenerweise vom Radweg auf die Straße, weil er sieht, dass er so schneller vorankommt? "Mittlerweile ist es uns gelungen, eine Reihe von typischen Verhaltensweisen zu erkennen", sagt Busch. Diese 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.

Grüne Welle für Lkw

Ein wenig mehr PS haben die Verkehrsteilnehmer eines weiteren Teilprojektes, an dem der Lehrstuhl forscht und der zur Projektsäule "Vernetzte Verkehrssysteme" gehört. "Wir versuchen ein sogenanntes Pulk-Management für Lkw einzurichten", erklärt Busch. Die Ampel-Schaltungen sollen dabei kurzzeitig so verändert werden, dass Lkw möglichst nicht vor einer roten Ampel stehen bleiben müssen. Dabei werden Pulks gebildet.

Dies funktioniert folgendermaßen: Erkennt das System zum Beispiel drei Lkw, die auf die Ampel zufahren, wird die Ampel möglichst so geschaltet, dass sie nicht schon nach dem ersten Lkw auf Rot schaltet, sondern möglichst alle drei Lkw durchfahren lässt. Dabei wird der Verkehr ganzheitlich betrachtet. Nur wenn es für die anderen Verkehrsteilnehmer nicht nachteilig ist, wird die Schaltung durchgeführt.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Lkw brauchen sehr viel länger, um zu beschleunigen als zum Beispiel zwei Pkw, die zusammen die gleiche Länge wie ein Lkw haben. Der Verkehr fließt also schneller. Auch Schadstoffemissionen und Lärm werden so verringert. 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.

Die Forschungsprojekte innerhalb von "UR:BAN" zeigen, dass neue Technologien den Verkehr verändern werden. Doch müssen wir uns darauf einstellen, dass Autos bald ohne Mensch am Steuer durch die Straßen fahren? "Der Wandel wird nicht abrupt vonstatten gehen", sagt Busch, der zusätzlich für das Teilprojekt "Simulation" in der Projektsäule "Mensch im Verkehr" verantwortlich ist. "Es handelt sich eher um eine Evolution als eine Revolution. Bis automatisiertes Fahren in Städten im größeren Stil stattfindet, werden meiner Meinung noch mehrere Jahre bis Jahrzehnte vergehen."

Ansprechpartner:

Prof. Klaus Bengler
Technische Universität München
Lehrstuhl für Ergonomie
Telefon: +49 89 289 15400
E-Mail: bengler@tum.de
http://www.lfe.mw.tum.de/

Prof. Fritz Busch
Technische Universität München
Lehrstuhl für Verkehrstechnik
Tel: +49 89 289 22437
E-Mail: fritz.busch@tum.de
https://www.vt.bgu.tum.de/

Weitere Informationen:

https://mediatum.ub.tum.de/?id=1277874#1277874 Bilder zum Download
https://www.youtube.com/watch?v=RW4eRD1j2ek UR:BAN im Film (Youtube):Prof. Klaus Bengler erklärt das Teilprojekt "Mensch im Verkehr"
http://go.tum.de/518452 Mehr zum Thema Lkw-Pulkmanagement
http://go.tum.de/823289 Mehr zum Thema Verhaltensweisen von Radfahrern
http://go.tum.de/700030 Mehr zum Thema integriertes Informationssystem
http://go.tum.de/136168 Mehr zum Thema vernetzte Simulationswelten

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Mobilität von Morgen: Wie wir uns in Zukunft von A nach B bewegen
07.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Verbesserte Leistung dank halbiertem Gewicht
24.07.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie