AFUSS: Aktiver Fußgängerschutz


Aktive Vermeidung von Fußgängerunfällen durch autonome Notausweichmanöver.

Der Lenkaktor im Testfahrzeug der TH Aschaffenburg im AFUSS-Projekt
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Konrad Doll, Prof. Dr.-Ing. Klaus Zindler
Hochschule: TH Aschaffenburg (UAS), Germany
Forschungsschwerpunkt: Intelligent Systems
Projektlaufzeit: 01.09.2013 - 30.08.2016

IntelligentSystems   IntelligentMobility   IntelligentSensorsSignals   RoboticsAutomation   Prof.Dr.-Ing.Doll   Prof.Dr.-Ing.Zindler   ZeWiS


Hintergrund

In Deutschland ereignen sich jährlich deutlich mehr als 2 Millionen Verkehrsunfälle. Am meisten betroffen sind hiervon die ungeschützten Verkehrsteilnehmer, zu denen v.a. Fußgänger und Radfahrer zählen. Kreuzungen, Fußgängerüberwege oder auch parkende Fahrzeuge stellen besondere innerstädtische Gefahrenstellen dar.

Ungeschützte Verkehrsteilnehmer können sich unvermittelt in Bewegung setzten oder ihre Bewegungsrichtung ändern. Im Zusammenwirken mit einem sich nähernden Fahrzeug kann auf diese Weise in Bruchteilen einer Sekunde eine kritische Verkehrssituation entstehen. Aufgrund von Verdeckungen sind die Verkehrsteilnehmer zudem oftmals für den Fahrer erst sehr spät zu erkennen. Die genannten Faktoren führen häufig zu einer Überforderung des Fahrers in einer solchen Situation, so dass dieser die Kollision mit dem ungeschützten Verkehrsteilnehmer ohne die Unterstützung durch ein aktives Sicherheitssystem nicht mehr verhindern kann.


Ziele

Im Projekt „Aktiver Fußgängerschutz“ (AFUSS) forschten die Arbeitsgruppen von Prof. Dr.-Ing. Konrad Doll und Prof. Dr.-Ing. Klaus Zindler an innovativen Möglichkeiten zum vorausschauenden Fußgänger- und Radfahrerschutz. Ziel der Forschung war ein intelligentes Fahrerassistenzsystem, das dazu in der Lage ist, in einer kritischen Verkehrssituation die drohende Kollision mit einem Fußgänger oder einem Radfahrer durch ein autonomes Notausweichmanöver zu vermeiden (siehe folgende Skizze).

AFUSS-Skizze: das autonome Ausweichmanöver

Methoden

Im Projekt AFUSS wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, das die Bewegungsänderung eines ungeschützten Verkehrsteilnehmers durch gezielte Auswertung von Kameradaten frühzeitig erkennt (Intentionserkennung) und dessen zukünftige Position mit hoher Genauigkeit schätzt (Bewegungsprädiktion). Die hierfür erforderlichen Kameradaten werden an einem kritischen Verkehrsknotenpunkt erfasst und anschließend per Funk an das sich nähernde Fahrzeug übertragen (siehe die obige Skizze).

Das entwickelte Fahrerassistenzsystem nutzt diese Informationen zur Situationsanalyse und leitet im Falle einer durch Notbremsung unvermeidbaren Kollision ein autonomes fahrspurhaltendes Ausweichmanöver ein. Hierzu wird in Echtzeit eine Ausweichtrajektorie berechnet, auf der das Fahrzeug mittels eines aktiven Lenkeingriffs (siehe den unten abgebildeten Lenkaktor) innerhalb der eigenen Fahrspur um den ungeschützten Verkehrsteilnehmer herumgeführt wird.

Die Erforschung von Steuerungs- und Regelungsalgorithmen, welche eine hochpräzise automatische Spurführung des Fahrzeugs auch im fahrphysikalischen Grenzbereich ermöglichen, sowie die Entwicklung von Methoden zur exakten Bestimmung der Fahrzeugposition innerhalb der eigen Fahrspur (Fahrzeug-Lokalisierung) waren daher weitere inhaltliche Schwerpunkte des Forschungsprojektes.

Lenkaktor im Fahrzeug der TH Aschaffenburg
Der Kofferraum des Fahrzeugs mit Echtzeitrechner zur Implementierung der Steuerungs- und Regelungsalgorithmen
Die Satellitenantenne des AFUSS-Projekts
Die Inertialplattform ist Teil des Positionsmesssystems

Foto 1: Lenkaktor
Foto 2: Echtzeitrechner zur Implementierung der Steuerungs- und Regelungsalgorithmen

 

 

Foto 3: Satellitenantenne (Positionsmesssystem)
Foto 4: Inertialplattform (Positionsmesssystem)

Die Notwenigkeit, derartige vorausschauend agierende Fahrzeugsicherheits- und Fußgängerschutzsysteme im Fahrversuch reproduzierbar zu erproben, erforderte zudem die Entwicklung völlig neuartiger automatisierter Testmethoden. Zum Einsatz kam hierbei eine im Rahmen des Projektes entwickelte Testvorrichtung (siehe die folgende Abbildung: Testvorrichtung mit Fußgängerattrape).

Die Testvorrichtung mit Fußgängerattrape während des Fahrveruchs

Ergebnisse

  • Infrastrukturbasierte Erkennung der Bewegungsintention ungeschützter Verkehrsteilnehmer
  • I2V-Funkübertragung
  • Manöverplanung (spurhaltendes Ausweichmanöver)
  • Automatische Lenkregelung
  • Automatisiertes Testverfahren für ausweichende Fußgängerschutzsysteme


Projektteilnehmende

TH Aschaffenburg
GeneSys Elektronik
Continental
Universität Kassel
Universität Magdeburg
Universität Ulm

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderlinie „IngenieurNachwuchs“ des Programms „Forschung an Fachhochschulen“


Kooperationen

Sie sind als Professorin oder Professor, als Doktorandin oder Doktorand oder als Studierender an ähnlichen Forschungsprojekten interessiert?  Nehmen Sie gerne Kontakt auf und wir ermitteln gemeinsames Kooperationspotenzial. Melden Sie sich gerne bei Prof. Dr.-Ing. Doll per Mail an konrad.doll@th-ab.de oder bei Prof. Dr.-Ing. Zindler per Mail an klaus.zindler@th-ab.de.

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