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Autonomes Fahren

Neue Entwicklung spart Millionen an Testkilometern

8. November 2021, 12:54 Uhr | Kathrin Veigel

Eine steirische Entwicklung von TU Graz, Joanneum Research, AVL und Fraunhofer Austria überträgt Realstrecken detailgetreu in den Fahrsimulator.

Die TU Graz, Joanneum Research, AVL und Fraunhofer Austria haben eine Methode entwickelt, mit der Testfahrten durch hochgradig realistische Fahrsimulationsstudien validiert und der Freigabeprozess für automatisierte Fahrsysteme deutlich vereinfacht werden können.

Tests im Fahrsimulator sind beliebt – aus nachvollziehbaren Gründen: Denn damit lässt sich auf Knopfdruck jedes beliebige Szenario simulieren; zeit- und witterungsunabhängig sowie ohne Sicherheitsrisiko für Fahrzeug, Mensch und Umwelt. Darüber hinaus ist eine Stunde im Fahrsimulator günstiger und weniger organisationsaufwendig als die reale Fahrstunde auf einer Testtrecke.

»Im Bereich des hochautomatisierten Fahrens werden Fahrsimulator-Studien allerdings häufig wegen des Mangels an Realismus hinterfragt. Außerdem gab es bis vor kurzem keine standardisierten Prüfverfahren, mit denen komplexe Aufgaben wie etwa das wechselseitige Zusammenspiel zwischen Mensch und System (Übergabeprozeduren) überprüft werden hätten können«, so Arno Eichberger, Leiter des Forschungsbereichs Automated Driving & Driver Assistance Systems am Institut für Fahrzeugtechnik der TU Graz.

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Neues Regulativ als Initialzündung

Jetzt gilt seit Anfang des Jahres 2021 das erste weltweite Regulativ für automatische Spurhaltesysteme (Automated Lane Keeping Systems, ALKS). Dieses Gesetz löst das Dilemma der Zulassung auf, wie Eichberger erklärt: »Bisher wussten Zulassungsbehörden nicht, wie sie autonome Systeme abprüfen und zulassen sollten. Die Fahrzeughersteller wussten wiederum nicht, welche Anforderungen die Systeme erfüllen müssen, um zugelassen werden.«

Im Regulativ sind nun erstmals die Zulassungskriterien hochautomatisierter Systeme (Autonomes Fahren Level 3) bis zu einer maximalen Geschwindigkeit von 60 km/h anhand eines Stauassistenten festgeschrieben. Bei Aktivierung des Assistenten geht die Steuerungsverantwortung über auf die Maschine. Der Fahrer oder die Fahrerin darf die Hände vom Lenkrad nehmen, muss aber im Fall eines Funktionsausfalls augenblicklich wieder übernehmen können. Das System muss erkennen, dass die Person am Steuer in der Lage ist, das zu tun.

Basierend auf diesem Regulativ haben Eichberger und die Forschungspartner von Fraunhofer Austria, AVL und Joanneum Research, eine Forschungseinrichtung im Bereich digitaler Zwillinge, in den letzten Monaten eine effiziente Methode entwickelt, mit der die Übernahmebereitschaft in einem Fahrsimulator sicher, effizient sowie in hohem Grade realistisch überprüft und die Ergebnisse zur Zertifizierung von ALKS-Systemen herangezogen werden können.

Identische maschinelle Wahrnehmung der Umgebung

Gefragt waren Prozesse, die die Validität der Fahrsimulation mit dem Fahrversuch nachweisen. Als Grundlage dafür diente der direkte Vergleich – Fahrsimulation und Realfahrt (als Versuchsort diente die AVL-Teststrecke im steirischen Gratkorn) mussten möglichst gut übereinstimmen. Hierbei stellte die maschinelle Wahrnehmung der Umgebung eine Herausforderung dar.

Bildlich gesprochen handelt es sich bei der maschinellen Wahrnehmung um die Sinnesorgane des Fahrzeugs. Sie hat die Aufgabe, die Fahrzeugumgebung – von der Landschaft über Umweltobjekte bis hin zu anderen Verkehrsbeteiligten – exakt zu erfassen, damit das Fahrassistenzsystem situationsgerecht reagieren kann. »Wenn das gleich ablaufen soll wie in der Realität, müssen die Umgebungen in der Simulation bis auf den Zentimeter genau mit der realen Umwelt übereinstimmen«, erklärt Eichberger.