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mm-lab s CAVE Collision Awareness System HFT, 21.04.

1 mm-lab s CAVE Collision Awareness System HFT, Andreas Streit Geschäftsführer mm-lab GmbH Andreas.Streit@mmlab.de Stammheimer Straße Kornwestheim

Rezeptionssystem, Ressourcenmanagement, Buchhaltung Integriert mit hocheffektiven Sicherheitsfeatures Fahrzeugverfolgung,

2 Ende-zu-Ende Telematiklösungen Verbesserung der Geschäftsprozesse Erhöhung der Sicherheit Proving Ground Management Systems (PGMS) Innovative, integrierte ERP-Lösung für die effiziente Unterstützung der Geschäftsprozesse auf Prüfgeländen Buchungssystem, Rezeptionssystem, Ressourcenmanagement, Buchhaltung Integriert mit hocheffektiven Sicherheitsfeatures Fahrzeugverfolgung, Sicherheitsüberwachung, Zufahrtskontrolle, Notruf Intergierte Sprach-Datenkommunikation Zwischen Fahrern, Operatoren, Testmodulen, UND: Integriertes Kollisionswarnsystem Page 2

3 CAVE: Motivation Tödliche Unfälle auf Teststrecken zeigen immer wieder, dass Fahrzeugtests inhärent gefährlich sind Mögliche Ursachen für Kollisionen: Hohe Geschwindigkeiten Hohe Differenzgeschwindigkeiten Unerwartete gleichzeitige Spurwechsel Schlechte Sichtbedingungen (Nebel, Regen, Schnee, Dunkelheit, Steigungen, Steilkurven) Hohe Fahrzeugdichte Unterschiedliche Erfahrungslevels der Fahrer Ablenkung der Testfahrer Ermüdung der Testfahrer (Dauerlauf) Page 3

4 CAVE: Telematiklösung Um Fahrer in kritischen Situationen vor drohenden Kollisionen zu warnen, haben wir CAVE entwickelt, ein Kollisionswarnsystem, das dem Fahrer hilft, um die nächste Ecke zu sehen. Gefördert durch: Aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages Page 4

5 Systemdesigntreiber Wenig Ablenkung Keine Fehlalarme Rechtzeitige Warnung Hohes Tempo Unabhängig v. Fahrzeug Kein Einfluss auf Tests Geografie Für alle Testfahrer Schneller Einbau Niedrige Kosten PGMS integriert Effektivität Effizienz Robustheit, Zuverlässigkeit Page 5

6 CAVE Systemdesign Server GPS 1.Jedes Fahrzeug wird mit einer On-Board Unit (OBU) ausgerüstet, die Position und Kinetik erfasst. OBU 1 OBU 2 2.Position und Kinetikdaten werden über das Mobilfunksystem an die anderen Fahrzeuge im Modul übertragen Wireless Network OBU n 3.OBUs berechnen drohende Kollisionen aufgrund der kinetischen Daten 4.Der Fahrer wird akustisch und optisch gewarnt Page 6

7 1. Position GPS (Position, Geschwindigkeit, Richtung, Beschleunigung) Geografisches virtuelles Modell des Prüfgeländes Herausforderungen: Positionsfrequenz Positionsgenauigkeit Empfangsqualität Sichtbarkeit von Satelliten SBAS, DGPS Qualitätsüberwachung Konfigurierbarkeit Source: Google Earth Page 7

8 2. Kommunikation Anforderungen: Kurze, garantierte Latenzzeiten Ausreichend Bandbreite 50 Fahrzeuge pro Modul Hohe Verfügbarkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit Lösung: Private LTE-Campuslösung Carrier Grade Equipment QoS konfigurierbar Lizensiertes Spektrum Einschränkung von CAVE auf die relevanten Fahrzeuge Robustheit: Systemüberwachung Page 8

9 3. CAVE Core Algorithmus Faktoren: 1. Relative Positionen der Fahrzeuge Vorne, hinten, mehrere Fahrzeuge 2. Lateraler Abstand der Fahrzeuge Spurerkennung für minimale Fehlalarmquote 3. Erkennung von Spurwechseln Erkennung/Vorhersage von Fahrmanövern 4. Mindestunterschiede der Geschwindigkeit Keine Warnung, wenn nicht nötig 5. Mehrere Alarmstufen Warnung oder Alarm => Reduktion der Ablenkung 6. Mehrere Dringlichkeitsstufen Schätzung des erwarteteten Kollisionszeitpunktes anhand der Streckengeometrie Page 9

10 4. CAVE HMI Zwei Kanäle mit minimaler Fahrerablenkung: Akustische Information Intuitiv Jederzeit hörbar Visuelle Information Übersichtliche Darstellung Aus dem Augenwinkel wahrnehmbar Fahrzeug 3 bewegt sich vom Standstreifen auf die linke Spur mit deutlich geringerer Geschwindigkeit. Kollision möglich, Alarm! Eigenes Fahrzeug bewegt sich auf der linken Spur geradeaus. Kein Spurwechsel. Fahrzeug 2 nähert sich von hinten auf der mittleren Spur. Unkritische Warnung. Page 10

11 Real Life Tests Bosch-Prüfgelände in Boxberg Dezember 2014 Page 11

12 Real Life Tests CAVE-Test auf dem Prüfgelände der Robert Bosch GmbH in Boxberg durch Daimler AG und mm-lab Testszenarien wurden von Daimler für das Prüfgelände ATP Papenburg entwickelt Echtzeitmessungen und -aufzeichnungen Relative Position Relative Geschwindigkeit Erwartete Zeit bis zur Kollision (Time to Collision, TTC) Video des OBU-Displays Video der Fahrersicht Page 12

13 CAVE Test Setup CAVE-HMI: Eigenes Fahrzeug auf der linken Spur Fahrzeug 2 auf dem Standstreifen Fahrzeug 2 Fahrersicht Abstand Eigene Geschwindigkeit Geschwindigkeit Fahrzeug 2 TTC UTC [s] 11:12:35 GMT Geschwindigkeitsunterschied TTC Entfernung UTC Zähler [ms] Sound Level Page 13

Um die Ecke sehen Das virtuelle Modell der Module beschreibt die Geografie. Beide Fahrzeuge auf der gleichen Spur, Fahrzeug 2 verdeckt. Abstand 163m.

14 Um die Ecke sehen Das virtuelle Modell der Module beschreibt die Geografie. Beide Fahrzeuge auf der gleichen Spur, Fahrzeug 2 verdeckt. Abstand 163m. Geschwindigkeitsunterschied 149 km/h. TTC 3.9 seconds. Alarm! CAVE berücksichtigt relative Positionen und Geschwindigkeits unterschiede. Video: Boxberg_0019_3.avi Page 14

15 Manöver-Vorhersage Das virtuelle Modell und verbesserte GPS-Daten ermöglichen die Vorhersage. 1 2 Alarm! TTC 0.5 s Spurwechsel fidnet statt, ist aber noch nicht vollständig. Spurwechsel vollständig TTC 0.2 s - Alarm Level wird reduziert. Video: Boxberg_0019_3.avi Page 15

16 Spurerkennung Das virtuelle Modell ermöglicht Spurerkennung Video: Boxberg_0018_3.avi Page 16

17 Niedrige Fehlalarmquote Kein Alarm, keine Warnung. Eine Spur Abstand. Fahrzeuge fahren sicher aneinander vorbei. Spurerkennung verhindert unnötige Alarme. Video: Boxberg_0016_2.avi Page 17

18 CAVE passt sich an 1 CAVE funktioniert auch auf Handlingstrecken (Hügel, Kurven, enge Spuren). Streckentype wird automatisch erkannt. 2 Modell der Handlingstrecke: Eine Spur, kein Standstreifen. TTC 26.9 Sek. Kein Alarm, keine Warnung TTC 3.1 Sek.. Alarm! Video: Boxberg_0022.handling_2.avi Page 18

19 Zusammenfassung CAVE durch kennt die Geografie weiß, welche Fahrspur benutzt wird sagt Fahrmanöver voraus minimiert Fehlalarme minimiert die Ablenkung des Fahrers passt sich an das Testmodul an überwacht sich selbst GPS-basierte Information der Bewegungen Optimierte Informationsverteilung Modell des Prüfgeländes mit geografischen Objekten (Zonen, Gates, Korridoren) und den zentralen CAVE-Algorithmus Page 19

20 Zitat Dr. Hans-Peter Schöner, Daimler AG Leiter Fahrsimulatoren, Werkstätten & Erprobung Mir ist wichtig, dass die Kollisionswarnung als ein unverzichtbares Feature auf Prüfgeländen etabliert wird. Ich freue mich, dass Sie Ihre Lösung dafür vorantreiben. Page 20

Kornwestheim Germany Phone: +49-(0)7154-827-0 Fax:

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! mm-lab GmbH Stammheimer Strasse 10 D Kornwestheim Germany Phone: +49-(0) Fax: +49-(0) Internet: Page 21

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