Connected Car – kooperative und automatisierte Straßenfahrzeuge

Connected Car – kooperative und automatisierte
Straßenfahrzeuge
Prof. Dr. Frank Köster
Q2 2015
DLR – Schwerpunkte / Personal / Standorte
Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen
 Luftfahrt
Stade n n Hamburg
 Raumfahrt
 Energie
Bremen n
 Verkehr
 Sicherheit
Etwa 8.000 Mitarbeiterinnen und
Mitarbeiter arbeiten in 32 Instituten
und Einrichtungen an
16 Standorten
n Neustrelitz
n Trauen
Berlin n
Braunschweig n
n Göttingen
Jülich
nn Köln
n Bonn
Büros außerhalb von Deutschland
 Brüssel und Paris
 Washington
 Tokyo
Lampoldshausen n
Stuttgart n
Augsburg n
n Oberpfaffenhofen
Weilheim n
Ziele im Bereich Verkehr des DLR
grün
z.B. umweltoptimiertes Verkehrsmanagement,
effizientere und alternative Antriebe
smart
z.B. hochautomatisiertes und automatisches
Fahren, inter-/multimodale Transportketten
nutzerfreundlich
z.B. menschzentriert, bedarfsgerecht,
barrierefrei, komfortabler und bezahlbar
zuverlässig
z.B. sicher und hochverfügbar
systemisch
z.B. Vernetzung von Fahrzeugen
sowie Fahrzeugen und Infrastruktur,
Wechselwirkungen zwischen
Landnutzung … Stadtplanung … Verkehr
Motivation / Herausforderungen
Beobachtung
Verbesserung folgt nicht mehr allein aus der isolierten Optimierung von Einzelbausteinen
(→ z.B. Automatisierung), sondern ergibt sich im wesentlichen aus dem Zusammenwirken
verschiedener Systemkomponenten (→ z.B. Kooperation)
Kooperation meint in diesem Zusammenhang
Zielgerichtete Beziehung/Interaktion zwischen Partnern
bzw. Systemkomponenten
Beispiele
- Fahrhinweise für “Grüne Welle”
- Hinweise auf Sondersignalfahrzeuge und Bevorrechtigung
- Hinweise auf Straßenarbeiten
- Kooperatives taktisches Fahren im Pulk
- Ein-/Ausfädelassistenz etc.
- vorausschauende Automation an Kreuzungen
- Kooperierende automatisierte Fahrzeuge
www.automotive-industry.nl
DLR.de • Folie 6
Automatisiertes Fahren & kooperative Funktionen
Standpunkt
Automatisiertes Fahren wird zum
Kernelement unserer Mobilität.
Fahrzeuge werden in Zukunft
kooperative Fähigkeiten besitzen,
sodass sie z.B. untereinander oder
mit Infrastrukturkomponenten (bspw.
Lichtsignalanlagen und Verkehrsdatenplattformen) Daten bzw.
Informationen austauschen
können.
DLR.de • Folie 7
Automatisiertes Fahren → Automationsspektrum (SAE)
DLR.de • Folie 8
Schritte in Richtung des automatisierten Fahrens
Level 5
Roboter-Taxi
Level 4
Parkhaus-Pilot
Level 3
Automatischer
Autobahn-Chauffeur
…
1. Generation
2. Generation
Schlüsselparken,
Stau-Assistenz …
Level 2
Level 1
ACC, LKA …
Level 0
LDW, LCA …
Keine
Handlungsebene
für Fahrer
Stau-Chauffeur …
EcoACC,
Baustellenassistenz
…
ABS, ESC,
Notbremsen …
Notausweichen,
Nothaltesysteme …
heute
morgen
…
Quelle: VDA, 2013/2014
DLR.de • Folie 9
Schritte in Richtung des kooperativen Fahrens
strategisches und
taktisches Fahren
(koop. Durchfädeln)
kooperatives
Planen
kooperative
Aktionen
taktisches Fahren
(koop. Spurwechsel)
kooperative
Situationserfassung
Nothalt++ …
Fusion Car2XDaten/-Ereignissen
mit Situationsdarst.
Broadcast bzw.
Bereitstellung von
Daten/Ereignissen
Baustellenwarnung,
Rotsignalwarnung …
Reisezeitprognose
systematische
Lastverteilung im
Netz
heute
morgen
Nothalt …
1. Generation
2. Generation
3. Generation
DLR.de • Folie 10
Plausibilisierung der Wirkung
Plausibilisierbar sind diese positiven Annahmen insbesondere aufgrund zweier Kernfunktionen:
- Automatisierte Fahrzeuge werden ihr Umfeld detailliert erfassen und hieraus ableitbare
Konsequenzen bzw. Aktionen mit einer gewissen Vorausschau planen können.
- Kooperative automatisierte
Fahrzeuge können ein
umfassenderes Umfeldmodell
aufbauen und zudem hieraus
ableitbare Konsequenzen bzw.
Aktionen unter wechselseitiger
Bezugnahme planen und
optimiert umsetzen.
Quelle (Abbildung): Car2Car Communication Consortium
Wer kooperiert?
Kooperation auf unterschiedlichen Systemebenen
 Mensch/Fahrzeug- bzw. Mensch/Technik-Kooperation
 Fahrzeug/Fahrzeug-Kooperation
 Fahrzeug/Infrastruktur-Kooperation
 Fahrzeug/“Vulnerable-Road-Users“-Kooperation
 Backend-Systeme
Nutzen kooperativer Systeme
Individueller Nutzen gegenüber kollektivem Nutzen
hoher
individueller Nutzen
Priorisierung von
SondersignalFzg.
im Einzelfall
akzeptabel
favorisierte win/winGLOSA
Situation
hoher
kollektiver
Nutzen
Einfädelassistenz
Erschließung durch
Vertrauen
u.a. gemeinsame Diskussionen mit Volkswagen.
D3CoS – DLR Gap-Assist
Anwendungsplattform für intelligente Mobilität (AIM)
Großforschungsanlage des DLR – eine Stadt als Plattform für anwendungsorientierte
Forschung und Entwicklung im Bereich intelligenter Mobilitätsdienste
Diese besitzt wesentliche Anteile im realen
Umfeld einer Stadt sowie ausgewählter
umliegender Regionen, spezielle Teststrecken
und ein leistungsfähiges Instrumentarium zur
Simulation und Beeinflussung großräumiger
(z.B. Verkehrsflüssen) und mikroskopischer
(z.B. Fahrsimulationen) Aspekte von
Verkehr/Mobilität.
langfristige Partnerschaft:
Wesentliches Strukturierungsmerkmal sind (aktuell 23) Dienste
Reference tracks in the BS region – virtual
Rail reference tracks in the BS region – virtual
Tram reference tracks in the BS region – virtual
Simulation of traffic flow in the BS region
Traffic flow data in the BS region
Modular MockUp
Modular and Scalable Application Platform for ITS Components
Test tracks
Reference tracks in the BS region
Research Intersection
Level crossing for research
iSharedSpace / iLane
High-precision positioning in the BS urban area
Vehicle fleet / Mobile services
Virtual traffic management centre
Mobility portal
Traffic management / traffic data platform
Driver Performance Database
NDS platform
Integration of public passenger (rail) transport data
Dienste-Cluster Simulation/Karten – Ebenen der Simulation
 Makroskopisch
System
(z.B. VISUM und METANET)
Betrachtung von Fahrzeug (-Gruppen)
auf Basis ihres durchschnittlichen Verhaltens
 Mesoskopisch
Work with the
real system
(z.B. SATURN, DYNEMO und MatSIM)
Integration Mikro- und Makroskopischer Zugänge
•
 Mikroskopisch
Work with a
model of the
system
physical model of
the system
(z.B. VISSIM, PARAMICS und SUMO)
Betrachtung der Dynamik einzelner Fahrzeuge und der
Interaktion zwischen ihnen
„abstract“ model
of the system
Verbal
description /
strucured descr.
Formal model of
the system
 sub-Mikroskopisch
(z.B. PELOPS und Ansätze zur Fahrermodellierung)
Dekomposition des Fahrer/Fahrzeug-Systems in (möglicherweise
kooperative) Komponenten wie z.B. Fahrer und/oder Fahrzeug
formal analysis of
the system
Simulation and
„post-mortem“
analysis
(Kooperative) Fahrsimulationen (z.B. Silab und DLR-Simulatoren wie u.a. MoSAIC und Bewegtsimulator) zur
Betrachtung realer Fahrer oder Fahrergruppen (und Soft-/Hardware) in virtuellen und dabei ökologisch validen
Fahrumgebungen
(MoSAIC = Modular and Scalable Application-Platform for ITS Components)
Dienste-Cluster Simulation/Karten – Unterstützung
bei der Experimentgestaltung und Versuchsdurchführung
 Virtuelles Abbild der für AIM
relevanten Ausschnitte der
Stadt Braunschweig
und seiner umliegenden
Regionen (statisch
und dynamisch)
Dienste-Cluster Simulation/Karten – Unterstützung
bei der Experimentgestaltung und Versuchsdurchführung
Kernfunktionalität basierend auf
-Technologiebausteinen.
Dienste-Cluster Simulation/Karten – Unterstützung
bei der Experimentgestaltung und Versuchsdurchführung
Modular and Scalable Application Platform for ITS-Components
Modulares MockUp
Modulares MockUp
Erweitertes VR-Labor und Forschungsfahrzeuge
Erweitertes VR-Labor und Forschungsfahrzeuge
Erweitertes VR-Labor und Forschungsfahrzeuge
Referenzstrecken in der Region BS inkl. Forschungskreuzung
Referenzstrecken in der Region BS inkl. Forschungskreuzung
Begehbarer Schaltschrank Forschungskreuzung
Overview Camera
Detail View Camera
Radar
Infrared flash
NetworkSensorinstallation
cable (fiber) am Mast Ost der Forschungskreuzung
Kernfunktionalität basierend auf
-Technologiebausteinen.
Referenzstrecken in der Region BS inkl. Forschungskreuzung
Referenzstrecken in der Region BS inkl. Forschungskreuzung
Kernfunktionalität basierend auf
-Technologiebausteinen.
Backend
Kernfunktionalität basierend auf
-Technologiebausteinen.
Beispiel für eine Integration der Bausteine
Automatisiertes Valet-Parking
Danke für die Aufmerksamkeit …
Kontakt …
Prof. Dr. Frank Köster
Lilienthalplatz 7
38108 Braunschweig
[email protected]

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