Seminar Robotik WS 02/03

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1 Seminar Robotik WS 02/03 Innovative Informatik Anwendungen: Autonomes Fahren Fahrassistenzsysteme im KFZ Anwendungen Dezember 2003

2 Solange wir Äpfel nicht per versenden können, sind Sie auf uns LKW leider angewiesen!* *Aufkleber auf einem LKW 2

3 Was sind Fahrassistenzsysteme? Assistenzsysteme im KFZ liefern zusätzliche Informationen über den Verkehr entlasten den Fahrer können Teilaufgaben beim Fahren übernehmen Assistenzsysteme haben das Potential, das Unfallrisiko zu senken die Auslastung der Straßen zu verbessern Fahrstrecken zu optimieren Staus zu vermeiden in Zukunft vielleicht Äpfel per zu versenden 3

4 Unterteilung in Klassen Beratende / Warnende Systeme Ratschläge und Warnungen Keine Kontrolle des Fahrzeugs Verantwortung voll beim Fahrer Teilkontrollierende Systeme Eingriffe in das Fahrverhalten möglich Eingriffe sind subtil oder vom Fahrer überstimmbar Verantwortung voll beim Fahrer Steuernde Systeme Fahrzeugkontrolle durch Assistenzsystem Fahrer wird zum Fahrgast Verantwortung schwer zuweisbar 4

5 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner 5

6 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner Vermessen der Parklücke im Vorbeifahren per Ultraschall Anzeigen der optimalen Lenkbewegung Markteinführung: erhältlich 6

7 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner Vermessen der Parklücke im Vorbeifahren per Ultraschall Anzeigen der optimalen Lenkbewegung Markteinführung: erhältlich 7

8 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner Objekterkennung im toten Winkel mittels 3D-Kamera Warnung bei Spurwechsel Markteinführung: in den nächsten Jahren 8

9 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner Spurerkennung mittels Kameras Warnung bei Abkommen von der Fahrspur Markteinführung: erhältlich 9

10 Beratende / Warnende Systeme Einparkhilfen Toter-Winkel-Warner Sekundenschlaf-Warner Beobachtung des Fahrers und der Umgebung über Kameras Warnung bei Anzeichen von Sekundenschlaf Markteinführung: in den nächsten Jahren 10

11 Teilkontrollierende Systeme Unterstützung für genaue Fahrmanöver (z.b. ESP, ABS) Intelligente Tempomaten (Adaptive Cruise Control ACC) 11

12 Teilkontrollierende Systeme Unterstützung für genaue Fahrmanöver (z.b. ESP, ABS) Intelligente Tempomaten (Adaptive Cruise Control ACC) ABS ESP - Antiblockier System - Elektronisches Stabilisierungsprogramm Markteinführung: als Serienausstattung erhältlich 12

13 Teilkontrollierende Systeme Unterstützung für genaue Fahrmanöver (z.b. ESP, ABS) Intelligente Tempomaten (Adaptive Cruise Control ACC) Halten einer vorgegebenen Geschwindigkeit Anpassen der Geschwindigkeit an vorausfahrendes Fahrzeug Einhalten des Sicherheitsabstandes Markteinführung: einfache Systeme in Oberklassefahrzeugen 13

14 Steuernde Systeme Spurhaltung Kolonnenfahren in geringem Abstand Stop and Go Cruise Control Leitsysteme in isolierten Verkehrssystemen (Flughafen, Güterbahnhöfe, -häfen) 14

15 Grundsätzlicher Aufbau Sensorik, Wissen über Umfeld Extraktion von relevanten Informationen aus Sensorik Weltbildmodellierung (Wissensbasis) dynamisches Wissen Kontexte (Geschwindigkeitszonen, Überholmanöver) zeitliche Verläufe (z.b. Schätzungen über Kurvenverlauf) statisches Wissen Verkehrsregeln Bauliche Vorgaben Schnittstelle zur Fahrzeugsteuerung (z.b. X-By-Wire) Regler für Geschwindigkeit und Lenkung 15

16 Probleme Wenig Raum für Rechner und Sensoren verfügbar Rechner sollten in die Karoserie eingebettet werden Fahrzeug muss komplett nutzbar bleiben Fahrzeugdesign muss von Assistenzsystemen unabhängig bleiben Minimierung der Sensorenanzahl und -größe (Kosten) Stromversorgung Echtzeitfähigkeit 16

17 Optimierung von Assistenzsystemen Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugmodelle (Sensorlage, Fahrzeugparameter) Genetische Algorithmen finden lokaler Minima (automatisiert) geringerer Aufwand, geringere Kosten Benötigt: Simulator 17

18 Zusammenfassung und Ausblick Autonomes Fahren noch Zukunftsvision Assistenzsysteme zukünftig weit verbreitet Große Auswirkungen auf zukünftigen Verkehr Hoher Forschungs- und Innovationsbedarf 18