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

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Steffen Müller; Professor Dr. Manfred Thüring
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326727090

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. Bislang stehen die ECE-Regeln sowie das Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr von 1968 der Einführung und serienmäßigen Produktion voll- und hochautomatisierter Systeme entgegen. Dies wird sich allerdings in Kürze ändern, da Anfang 2014 eine Modifikation des Wiener Übereinkommens beschlossen wurde. Die neue Fassung erlaubt voll- und hochautomatisierte Fahrzeuge, verlangt jedoch, dass diese Systeme jederzeit vom Fahrer übersteuert oder ausgeschaltet werden können. 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. Da diese Forschungsfrage noch nicht beantwortet wurde, steht sie im Zentrum des beantragten Projekts.Die erste empirische Studie untersucht Verhalten, Leistung und Beanspruchung von Fahrern, die während eines hochdynamischen Manövers aus einer automatischen Fahrt in den manuellen Fahrmodus wechseln. Ein solches Manöver erfordert die laterale und/oder 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.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen