Optimierung von aktiven Fahrerassistenzsystemen basierend auf der Analyse des Fahrer- und Fußgänger- Reaktionsverhaltens in der Pre-Crash-Phase

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1 WER Optimierung von aktiven Fahrerassistenzsystemen basierend auf der Analyse des Fahrer- und Fußgänger- Reaktionsverhaltens in der Pre-Crash-Phase Thomas Schlender Robert Bosch GmbH UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 1

2 Datengrundlage UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 2

3 Datengrundlage Daten wurden aus videodokumentieren PKW-Fußgängerunfällen bestimmt EDR-Daten der Taxiflotte der südkoreanischen Städte Seoul & Incheon Datensample für Bestimmung der Fahrerreaktion: Folgende Unfälle wurden detailliert untersucht (n=254): Primärkollision gegen den Fußgänger Ausgangsgeschwindigkeit > 5km/h PKW fährt nicht rückwärts PKW fährt geradeaus Fußgänger kreuzt Reduziertes Datensample für Bestimmung des minimalen Lateralversatzes: Fälle mit Fahrerreaktion Lenken wurden nicht betrachtet (Verschiebung des lateralen Kollisionspunktes) Resultierende relevante Fallzahl: n=215 UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 3

4 Datengrundlage - Beispielvideo UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 4

5 Analyse Fahrerverhalten UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 5

6 Fahrerreaktionszeiten In 31%* wurde eine Reaktionszeit von weniger als 0,5s ermittelt Studie des Würzburger Instituts für Verkehrswissenschaften (2014) bestätigt: Reaktionszeiten aus realen Felddaten sind kleiner als Reaktionszeiten aus Fahrsimulatorversuchen Fahrer Reaktionszeit (n=186) 35% 30% 25% 20% 15% 31% 31% Ggf. weitere Effekte: im Allgemeinen höhere Aufmerksamkeit im koreanischen Verkehrsgeschehen im Speziellen höhere Aufmerksamkeit der koreanischen Taxi-Fahrer 10% 5% 0% <0,5 (n=58) <1,0 (n=57) 13% <1,5 (n=25) 10% <2,0 (n=19) 15% <2,5 (n=27) *) 31% der Fälle, bei denen die Fahrer vor dem Aufprall mit Bremsen reagierten Mögliche Verwendung der Kenntnis der realen Fahrerreaktion: Exaktere Simulation des Verhaltens von Beteiligten ohne FAS UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 6

7 Fahrerreaktion Reaktionsbereitschaft des Fahrers steigt mit zunehmender Fahrzeug- Initialgeschwindigkeit (v0) Sättigung ca. ab v0>30km/h erkennbar 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% keine Fahrer-Reaktion (n=68) Fahrer-Reaktion (n=186) 20 (n=71) v0 - Fahrer-Reaktion (n=254) (n=67) (n=29) v0 [km/h] (n=28) (n=22) (n=23) TTC FG-ANB: Beispielhafter TTC-Verlauf Ego-Geschwindigkeit [km/h] TTC Time to Collision FGS Fußgängerschutz ANB Automatische Notbremsung Kenntnis der Abhängigkeit der probalistischen Reaktionsbereitschaft des Fahrers ermöglicht Umparametrierung von FGS-Systemen als Funktion von v0: Beispielsweise frühere Auslösung bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 7

8 Analyse Fußgängerverhalten UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 8

9 Einteilung der lateralen Kollisionsbereiche Es wurden drei laterale Kollisionsbereiche in Abhängigkeit von der Richtung des kreuzenden FG s definiert: Near side (~30% der PKW-Breite) Center area (~40% der PKW-Breite) Far side (~30% der PKW-Breite) UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 9

10 Fußgänger-Reaktion Häufigkeitsverteilung der FG-Reaktionen in Abhängigkeit des Lateralbereiches der Anprallstelle an der PKW-Front: 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% beschleunigt (n=21) verzögert oder angehalten (n=57) zurück gegangen (n=5) unbekannt (n=32) keine Reaktion (n=139) 10% 0% near side (n=129) center area (n=40) far side (n=46) Ergebnisse: Near Side: keine Beschleunigung des FG zu erwarten ggf. Kooperation des FG durch Anhalten Center Area: >75% keine Reaktion, kein zurück Gehen Statisches Verhalten Vermeidung in beiden Richtung möglich Far Side: keine Verzögerung des FG zu erwarten Bewegungsrichtung des FG wird beibehalten, ggf. beschleunigt UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 10

11 Fußgänger-Reaktion Damit ist anhand von realen Unfalldaten nachgewiesen, dass 1) FG überwiegend nicht reagieren 2) FG nicht zur Fahrzeugmitte hin beschleunigen/verzögern. 3) Wenn Beschleunigen/Verzögern des FG stattfindet, dann nahezu ausschließlich von der Fahrzeugmitte weg. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 11

12 Bestimmung des notwendigen Lateralversatzes FGS-System prädiziert nach Klassifizierung eines kreuzenden FG zyklisch den betroffenen lateralen Kollisionsbereich. Entscheidung Ausweichrichtung und Lateralversatz auf Basis des Reaktionsverhalten der FG Vergrößerung der Außenbereiche für Ausweich-Algorithmus 1) : 1) Hintergrund: Ein Anteil der verzögernden FG im Near Side Bereich und ein Anteil der beschleunigenden FG im Far Side Bereich wäre ohne FG- Reaktion vom mittleren Bereich der PKW-Front getroffen worden. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 12

13 Bestimmung des notwendigen Lateralversatzes - Beispiel Berechneter Lateralversatz (dy) bei TTC=0,42sec: dy = 0,33m Durch Kenntnis des probabilistischen FG-Verhaltens ist KEIN zusätzlicher Unsicherheitszuschlag zum Lateralversatz erforderlich. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 13

14 Zusammenfassung Kenntnis der Abhängigkeit der probalistischen Reaktionsbereitschaft des Fahrers ermöglicht Umparametrierung von FGS-Systemen als Funktion von v0 Erstmals konnte anhand von videodokumentierten Realunfällen die Häufigkeitsverteilung des Verhaltens von Fußgängern direkt vor dem Aufprall extrahiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass 1) FG überwiegend nicht reagieren 2) FG nicht zur Fahrzeugmitte hin beschleunigen/verzögern. 3) wenn ein Beschleunigen/Verzögern des FG stattfindet, dann nahezu ausschließlich von der Fahrzeugmitte weg. Basierend darauf kann eine Ausweichstrategie für ein FGS 1) die Entscheidung für eine Ausweichrichtung (links/rechts) treffen 2) eine Minimierung des zur Vermeidung der Kollision mit dem FG notwendigen Lateralversatz durchführen reduzierte potentielle Gefährdung Dritter durch das Ausweichmanöver 1) 1) Hintergrund: Durch Kenntnis des probabilistischen FG-Verhaltens ist KEIN zusätzlicher Unsicherheitszuschlag zum Lateralversatz erforderlich. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 14