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TU Berlin

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Analyse und Unterstützung von Fahrereingriffen in dynamischen, kritischen Situationen beim hochautomatisierten Fahren

Motivation

Fahrsimulator
Lupe

Hochautomatisiertes Fahren ist die nächste Entwicklungsstufe heutiger Fahrerassistenzsysteme. Diese Technologie ermöglicht für einen begrenzten Zeitraum und in spezifischen Situationen ein selbstständiges Fahren des Kraftfahrzeuges ohne dauerhafte Überwachung durch den Fahrer. Durch die 2016 in Kraft getretene Änderung des Wiener Übereinkommens über den Straßenverkehr sind hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge erlaubt, es wird jedoch gefordert, dass der Fahrer jederzeit in der Lage sein soll, das System durch einen Eingriff zu übersteuern oder auszuschalten.  Insbesondere unter hochdynamischen Fahrbedingungen könnten solche Eingriffe aber zu kritischen Situation führen, zu denen es nicht käme, hätte das System noch die Kontrolle über das Fahrzeug. Dies führt zu der Frage, ob Fahrereingriffe in die hochautomatisierte Fahrzeugregelung zu jedem Zeitpunkt sicher sind, und falls nicht, welche Art von Assistenz nötig ist, um die Sicherheit zu erhöhen.

 

 

Ziel

Folgende Forschungsfragen sollen im Projekt beantwortet werden:

  1. Welches Verhalten und welche Fahrleistungen zeigen nicht abgelenkte Fahrer, wenn sie die Kontrolle über das Fahrzeug in potenziell gefährlichen Situationen übernehmen, die sich durch einen hohen Grad der Kraftschlussausnutzung und/oder kurze Time Headway auszeichnen, bzw. ab wann gelingt es ihnen nicht mehr, die Übernahme sicher zu gestalten?
  2. Welche Beanspruchung und welche subjektiv erlebte Kritikalität sind mit der Kontrollübernahme verbunden und in welchem Zusammenhang stehen diese zur physikalisch beschreibbaren objektiven Gefährdung (operationalisiert durch Time Headway und den Grad der Kraftschlussausnutzung)?
  3. Bis zu welchem subjektiven Kritikalitätsgrad trauen sich Fahrer eine Übernahme zu und initiieren diese von sich aus, wenn sie hierfür einen Anlass sehen?
  4. Wie kann ein Eingriff in die Fahrzeugführung während automatisierter Fahrt durch ein Assistenzsystem unterstützt werden, das unangemessene Eingriffe des Fahrers so modifiziert, dass eine sichere Quer- und Längsführung gewährleistet ist?
  5. Wie beeinflusst das Assistenzsystem das Verhalten und Erleben des Fahrers und auf welche Akzeptanz stößt es bei ihm?

Vorgehensweise

Probandenversuch
Lupe

Im Rahmen des Projekts werden empirische Studien durchgeführt, die das Verhalten, die Leistung und die Beanspruchung von Fahrern untersucht, die während eines hochdynamischen Manövers aus einer automatischen Fahrt in den manuellen Fahrmodus wechseln. Ein solches Manöver erfordert die laterale und longitudinale Kontrolle des Fahrzeugs durch den Fahrer. Das Gefährdungspotenzial der Situation wird von physikalischen Parametern, wie dem Grad der Kraftschlussausnutzung oder Time Headway, bestimmt. Um diese Parameter zum Zeitpunkt der Übergabe genau bestimmen und variieren zu können, werden die Fahrer explizit zur Übernahme aufgefordert. Im Gegensatz zu diesem Vorgehen zielt die zweite Studie darauf ab, die Fahrer dazu zu bewegen, die Übernahme von sich aus zu initiieren. Hierbei werden wieder Verhalten, Leistung und Beanspruchung erfasst sowie die physikalischen Parameter, die bei der Übernahme bestehen, gemessen. Die Ergebnisse der Experimente werden verwendet, um ein prinzipielles Konzept eines Assistenzsystems zu entwickeln, das Fahrer unterstützt, wenn sie die Fahrzeugführung übernehmen, obwohl die Fahrbedingungen hochdynamisch sind und ein Eingriff gefährlich sein könnte. Die Grundidee für eine solche Assistenz besteht darin, Überreaktionen von Fahrern zu kompensieren. Die beiden Versionen der Assistenz werden gegeneinander getestet und die vielversprechendere wird auf Basis des Tests optimiert. Bei Untersuchungen in einem quasi-statischen Fahrsimulator ist die ökologische Validität durch die artifizielle Umgebung im Vergleich zur realen Welt eingeschränkt. Es wird daher in einer weiteren Studie mit einem realen Versuchsfahrzeug untersucht, wie gut die Erkenntnisse der Fahrsimulatorstudien auf Fahrer in realen Fahrzeugen übertragen werden können.

    Zeitraum

    Juli 2017 – Juni 2020

     

     

     

     

    Zusatzinformationen / Extras

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    Ansprechpartner

    Thang Nguyen
    030 314 72370
    TIB 13
    Room 350

    Website