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Kreuzungsassistenz bei der Volkswagen AGBisherige Lösungen und Zukunftskonzepte

Dr. M. A. Obojski, Dr. M.-M. Meinecke, K-EFFS, Dezember 2008

Inhalt

1. Stand der Technik

2. VW – Kreuzungsassistent

3. INTERSAFE-Lösung im IP PReVENT (2002 - 2007)

4. INTERSAFE-2 EU Förderprojekt (2008 - 2011)

5. Zusammenfassung

2004 2006

7er-BMW PAINVENTStoppschild mit GPSak. Warnung u. Bremsen

AudiBosch INVENTGegenverkehr-Warnung mit Radar; ak. Warnung u. Bremsen

S-KlasseINVENTKombi-DisplayRotampel- und Stopperkennungmit Kameras

SiemensPatent zur Kommunikation mit LSA

PhaetonKreuzungsassistentLSA-SensorikW-LAN-Kommunikationak. Warnung opt. Warnung

MANAbbiegeassistent (Rechts-abbiegen) mit Radar

PhaetonINTERSAFELSA-SensorikW-LAN-Kommunikationak. Warnung opt. WarnungKartenbildung

Stand der Technik

Stand der ForschungMotivation:

Kreuzungen sind ein Unfallschwerpunkt im innerstädtischen Verkehr.

Häufige Ursachen sind Fehleinschätzungen von Geschwindigkeiten und Entfernungen Schwerwiegende Unfälle resultieren aus Rotlicht- oder Stoppschild-Missachtungen

Zielsetzung:

Erhöhung der Sicherheit und Reduzierung von schwerwiegenden Unfällen im Kreuzungsbereich

Technologie:

Lösung basierend auf On-board-Sensorik, EU-Förderprojekte INTERSAFE und INTERSAFE-2

Infrastrukturbasierte Lösung - Machbarkeitsstudie (ITS Hannover 2005, Pressetag 2006)

Ansprechpartner: Dr. Marc-Michael Meinecke (Volkswagen AG, K-EFFS/F) Dr. Marian Andrzej Obojski (Volkswagen AG, K-EFFS/L)

Inhalt

3. INTERSAFE-Lösung im IP PReVENT (2002 – 2007)

4. INTERSAFE-2 EU Förderprojekt (2008 – 2011)

5. Zusammenfassung

VW-KreuzungsassistentZiel:

• Vermeidung von Unfällen im Kreuzungsbereich

Funktionen:

• Ampel-Assistenz (Rotlicht-Information, Geschwindigkeits-empfehlung für grüne Welle)

• Links-Abbiege-Assistenz (Bereitstellung der Information über entgegenkommenden Verkehr und querende Fußgänger)

VW-KreuzungsassistentKonzept für Funktion: Ampel-Assistenz, Links-Abbiege-Assistenz

communication of traffic light status

detectin of oposite trafficdetectin of oposite traffic

detectin of pedestriansdetectin of pedestrians

Gegenverkehr-Detektion

Fußgänger Detektion

Kommunikation mit der Infrastruktur

VW-KreuzungsassistentAmpel-Assistenz

Anzeige im Navigationsdisplay:Geschwindigkeitsempfehlung

VW-KreuzungsassistentLinks-Abbiegen mit querendem Fußgänger

Warnung durch roten Blinker

Anzeige im Navigationsdisplay

VW-KreuzungsassistentAnzeige im Navigationssystem und Veränderung der Blinkerfarbe

Inhalt

3. INTERSAFE-Lösung im IP PReVENT (2002 – 2007)

4. INTERSAFE-2 EU Förderprojekt (2008 – 2011)

5. Zusammenfassung

INTERSAFE im IP-PReVENT

Das Konsortium von INTERSAFE

Auswahl aus der Unfallstatistik aus 2002/2003

Anzahl derUnfälle mit Verletzten

90.220 228.512 354.534

30% 60% 42%

6.058 3.581 6.613

16% 36% 21%

Anteil der Kreuzungs-unfälle

Anzahl der Unfälle mit Todesfolge

Anteil der Kreuzungs-unfälle

Quelle: European Road Accident Database, CARE 2005

Unfallanalyse: Fehlerursachen beim Linksabbiegen

Fehlerart

FalschinterpretationSicht-verdeckung Unachtsamkeit

38% 16% 5%Vermeidungshandlung

Bremsenkein Versuch

unzureichender Versuch

51% 46% 63% 26%

kein Versuch

Lenkung

Unfallanalyse: Fehlerursachen bei Kreuzungsüberquerun g

33% 23% 36%

42% 55% 60% 31%

Fehlerart

FehlinterpretationSicht-verdeckung Unachtsamkeit

Vermeidungshandlung Bremsen

kein Versuch

Lenkung

Unfallanalyse: Fehlerursachen bei Rotlichtmissachtung

31% 3% 30%

40% 59% 66% 30%

Fehlerart

FehlinterpretationSicht-verdeckung

Unachtsamkeit

Vermeidungshandlung Bremsen Lenkung

kein Versuch

Systemarchitektur

Sensoren: Laserscanner

reference image

posts, traffic lights,...

ID:0 ID:1

≤ 240 GradÖffnungswinkel

0.3 ... 200 mReichweite

± 0.1 mGenauigkeit

WertParameter

Videokamera

Straßenmarkierung, Stoplinie,...

≤ 45 GradÖffnungswinkel

2.5 ... 50 mReichweite

~ 0.1 GradWinkelgenauigkeit

0.1 mPositionsgenauigkeit

ValueParameter

Kommunikation als Sensor

0,5 (TL) … 10Hz (V2V)Wiederholrate

≤ 200mÜbertragungsreichweite

≤ 100msÜbertragungsdauer

WertParameter

Funktion

• Übertragung von Ampelphase für relevante Spur direkt ins Fahrzeug

• Nutzung von W-LAN-Technologie

• Modelllösung für Testzwecken

• Aufbau des Systems an einer Kreuzung in WOB

Vorteile einer Kommunikation

� Mögliche Erkennung von verdeckten Objekten, die sich außerhalb des Erfassungsbereiches der On-board-Sensorik befinden

� Gewinnung von Zusatzinformationen über Geschwindigkeit, Position und Sicherheitsrelevanz der nicht sichtbaren Objekten

Systemkonfiguration der Kommunikation im Projekt INTERSAFE

Verkehrsampel Ampel-Steuergerät

Drahtlose Verbindung

Notebook mit WLAN-Ausrüstungals Transmitter

Notebook mit WLAN-Ausrüstungals Empfänger

Demonstrator mit spezieller Ausrüstung

EthernetCAN

Kabel/

drahtlos

Szenario Interpretation, Konfliktbewertung, Fahreri nformation

Potentielle Konfliktsituationen im Kreuzungsbereich

Interpretation der Szenarien aufgrund der Kenntnis über beteiligte Verkehrsteilnehmer

Selektion der Konfliktsituation durch Risikoanalyse –Erarbeitung der Information für den Fahrer

HMI- Konzept für Risikovisualisierung beim Linksabbiegen

niedrig

mittel niedrig hoch

HMI- Konzept: Anzeige in Versuchsträgern: Rotlichtwarnung beim BMW, Vorfahrtsignalisierung beim Volkswagen

(c) BMW Group

BMW Volkswagen

Linksabbiegassistent Vorfahrtassistent Rotlichtassistent

HMI-Konzept Anzeige der erkannten Situation im Display des Volkswagen Versuchsträgers

Integrierte Sensorsysteme:

Kamera

Laserscanner

Implementierte Hilfsfunktionen:

INTERSAFE: Systemaufbau im Volkswagen-Versuchsträger

WLANMap

Positionierung der Sensoren im Versuchsträger

Markteinführungspotenzial Quelle: Abschlussbericht des EU-Projektes INTERSAFE (IP-PReVENT)

Inhalt

3. INTERSAFE-Lösung im IP PReVENT (2002-2007)

4. INTERSAFE-2 - EU Förderprojekt (2008-2011)

5. Zusammenfassung

INTERSAFE-2: Funktion

Ansatz 1: Grundlösung mit On-board Sensorik (Radar und Video)

• Aufbau und Erprobung eines intelligenten Kreuzungsassistenzsystems mit seriennahen Komponenten

• Erkennung von sichtbaren Objekten

• Links- und Rechtsabbiegeassistenz mit

• systeminitiierter Teilbremsung

• systeminitiierter Lenkempfehlung

Ansatz 2: High End Lösung

Zusätzlich zu der Grundlösung

• Visualisierung der optimalen Geschwindigkeit mit der Berücksichtigung der Reduktion von CO2 -Emission durch Nutzung der Information von Lichtsignalanlage

• Erkennung von verdeckten Objekten durch infrastrukturbasierte Sensorik

• Vorfahrtassistenzfunktion mit Hilfe der Kommunikationstechnologie.

Aufbauend auf den Erfahrungen aus dem Projekt INTERSAFE werden im Nachfolgeprojekt zwei Ansätze verfolgt:

Systemanforderungen

0,1 mGenauigkeit der relativen Lokalisierung

180 – 250° 2)Blickwinkel

120 – 190 m1)Reichweite

Anforderung

1) Geschwindigkeitsabhängig (60 km/h – 100 km/h)2) Abhängig von der Kreuzungsgeometrie und Abbiegerichtung

• Großer Blickwinkel mit hoher Winkelauflösung

• Große Reichweite mit hoher Messgenauigkeit

On-board Lösung – Funktionen und Sensoren

Digitale Karte

SB-RadarTechnik

Funktion

+++Stoppschildassistenz

+++Ampelassistenz

++ΟSpurassistenz

+ΟVorfahrtassistenz

+Ο-Ο*-(Radfahrer)

+Ο-(Fußgänger)

++ΟΟΟ(Gegenverkehr)

Stereo-Vision Laser-Scanner

Kommuni-kation

LDW-Kamera

SWA-Radar

ACC-Radar

X Notwendig- Mit Sensor stark eingeschränkt realisierbarΟ Mit Sensor eingeschränkt realisierbar+ Mit Sensor gut realisierbar

* In Kombination mit ACC- bzw. SB-Radar

Seriensensorik

INTERSAFE-2: Konsortium und PartnerbeiträgeVolkswagen AG:• Nutzer- und Systemanforderungen• Definition von Szenarien, Systemspezifikation und -architektur• HMI-Gesamtkonzept (Steueralgorithmen für Anzeige und und Aktuatorik)• Aufbau eines Versuchsträgers

BMW Forschung und Technik GmbH:• Unfallanalyse als Grundlage für Systemanforderungen• Aufbau eines Versuchsträgers

Volvo Technologies, Schweden:• LKW-relevante Aspekte des Kreuzungsassistenten• Aufbau eines Versuchsträgers

Technische Universität Cluj-Napoca, Rumänien:• Schlüsseltechnologie: Algorithmen für Stereo-Vision-System

IBEO:• Projekt-Koordination• Laserscanner als Referenzsystem

INTERSAFE-2: Konsortium und PartnerbeiträgeIKA:• Test and Validierung

INRIA, Frankreich :• Algorithmen zu Risikoabschätzung

NEC:• Car-2-Infrastruktur-Kommunikation

TRW, Großbritannien:• Monokamerasystem als Referenz

Signalbau Huber• Infrastruktur für Kreuzungsassistenz (intelligente Lichtsignale)

VTT, Finland:• Kreuzungsmonitoring

Inhalt

3. INTERSAFE-Lösung im IP PReVENT (2002-2007)

4. INTERSAFE-2 - EU Förderprojekt (2008-2011)

5. Zusammenfassung

Kreuzungsassistent

• Die Unterstützung des Fahrers in Kreuzungssituationen wird als eine wichtige

Assistenzfunktion bei allen Automobilherstellern angesehen

• Die Erkennung und automatisierte Abschätzung der Gefahrsituation

ist mit heutigem Stand der Sensortechnologie möglich – soll jedoch kontinuierlich verbessert werden

• Eine Erweiterung des Erfassungsbereiches und Gewinnung von Zusatzinformationen über Verkehrsgeschehen durch Einsatz der Kommunikationstechnologie eröffnet neue

Möglichkeiten für die Umsetzung von sicherheitsrelevanten Funktionen

• Weitere Sensortechnologien wie 360°-Kamera, Infrar ot-Kamera, bzw. Ultraschall-Sensorik werden die Effizienz der Erkennung und des Schutzes von Fußgängern und

Radfahrern weiter erhöhen

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