PRORETA

„PRORETA“

Elektronische Fahrassistenz zur Vermeidung von Autounfällen

Forscher der TU Darmstadt wollen mit PRORETA in Zukunft Autounfälle vermeiden. Bild: Continental
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Forscher der TU Darmstadt wollen mit PRORETA in Zukunft Autounfälle vermeiden. Bild: Continental

Was tun, wenn vor dem Auto plötzlich ein Hindernis auftaucht? Reicht der Bremsweg? Ist es nötig, zusätzlich zum Bremsen auszuweichen? Auch beim Überholen tun sich viele Fahrer schwer, die Situation einzuschätzen: Ist der Gegenverkehr noch weit genug entfernt, um das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen? Oder sollte das Überholmanöver besser abgebrochen werden?

Dies waren Forschungsfragen aus zwei früheren „PRORETA“-Projekten. In Zusammenarbeit mit dem Automobilzulieferer Continental konnten zukunftsweisende Technikansätze erarbeitet und in Testfahrzeugen mit neuen Sensoren und Rechnern demonstriert werden. Vieles davon wird inzwischen in Serienfertigung verbaut.

Im 2014 abgeschlossenen Projekt „PRORETA 3“, ebenfalls in enger Kooperation mit Continental, finden vielfältige Ansätze zu einem integralen Assistenzsystem zusammen, das nur noch zwei Modi kennt – Sicherheitskorridor und Kooperative Automation. Der Sicherheitskorridor beschreibt einen virtuellen Aufenthaltsbereich, in dem der Fahrer ganz normal sein Auto bewegt. Wird eine Gefahr erkannt, so wird der Fahrer über abgestufte Instrumente auf eine sichere Bahn zurückgeführt. Möchte der Autofahrer das Navigieren zumindest teilweise delegieren, so kann er dies im Modus Kooperative Automation beauftragen. Er muss erst bei einem Manöverwechsel wieder aktiv werden, bleibt aber stets „Master“ der Fahrzeugkontrolle.

Vorausschauend sicher fahren

Kollisionsvermeidungssystem PRORETA 1. Bild: iat/TU Darmstadt
Kollisionsvermeidungssystem PRORETA 1. Bild: iat/TU Darmstadt

Im ersten Projekt PRORETA 1 in den Jahren 2002 bis 2006 wurde untersucht, wie z. B. Auffahrunfälle vermieden werden können. Es unterstützt den Fahrer bei der Entscheidung, ob er voll bremsen oder ausweichen soll. PRORETA 1 bremst entweder automatisch, gibt Impulse auf das Lenkrad, um dem Fahrer zu signalisieren, dass er ausweichen sollte, oder führt den Ausweichvorgang selbsttätig aus.

Dass sich Frontalzusammenstöße beim Überholen auf Landstraßen vermeiden lassen, zeigte das zweite Testfahrzeug, PRORETA 2, in den Jahren 2006 bis 2009, das den Fahrer vor kritischen Überholmanövern warnt und einen bereits eingeleiteten gefährlichen Überholvorgang abbricht, falls der Fahrer Warnungen ignoriert.

Simulationsanalyse in PRORETA 2: Gefahrenbewertung durch Überholprädikation. Bild: iat/TU Darmstadt
Simulationsanalyse in PRORETA 2: Gefahrenbewertung durch Überholprädikation. Bild: iat/TU Darmstadt

Bei PRORETA 2 registrieren eine Videokamera und ein Radargerät, was sich vor dem Auto abspielt. Dann wird der Überholvorgang vorausberechnet. Es wird z. B. eine „Time to Collision“ gebildet, die stets beim Einscheren groß genug sein muss. Der Fahrer bekommt in kritischen Situationen mehrere Warnungen, um den Überholvorgang abzubrechen. Reagiert er nicht, wird das Fahrzeug automatisch so abgebremst, dass der Fahrer hinter das zu überholende Fahrzeug wieder einscheren kann. Die automatischen Eingriffe erfolgen stets im letztmöglichen Moment, wenn klar ist, dass der Fahrer, wenn überhaupt, zu spät reagieren wird, um den drohenden Unfall zu vermeiden.

Sicherheit verschmilzt mit Assistenz

Blick vom Rücksitz in die Fahrerkabine des PRORETA 3 Forschungsfahrzeugs. Bild: Continental
PRORETA 3 im Einsatz: Beim Durchfahren einer Baustelle wird der Fahrkorridor dargestellt und Kollisionen werden automatisiert verhindert. Bild: Continental

Das in den Jahren 2011 bis 2014 durchgeführte Projekt PRORETA 3, an dem die TU- Institute für Automatisierungs- und Fahrzeugtechnik sowie für Arbeitswissenschaft beteiligt waren, zeigt einen innovativen Weg auf, wie ein integrales Sicherheits- und Assistenzkonzept der Zukunft aussehen kann. Der bedarfsgerecht und situationsabhängig gestaltete virtuelle Sicherheitskorridor führt den Fahrer und das Fahrzeug bei drohender Gefahr wieder zurück in einen sicheren Bereich. Die Kooperative Automation ermöglicht in weiten Bereichen automatisiertes Fahren unter der Kontrolle des Fahrers.

Damit geht PRORETA 3 über einzelne Verkehrsszenarien hinaus: es werden nicht nur Warnungen und Noteingriffe auf statische und dynamische Hindernisse und unbeabsichtigtes Abkommen vom Fahrstreifen generiert, sondern bietet auch Schutz vor verkehrsregelwidrigen gefährlichen Situationen, wie z.B. dem Überfahren einer Kreuzung bei roter Ampel oder der falschen Einfahrt in eine Einbahnstraße („Geisterfahrer).

Im Rahmen des zuschaltbaren Modus „Kooperative Automation“ wird das Fahrzeug vom Fahrer nur noch durch Manövereingaben (Abbiegen, Fahrstreifenwechsel) geführt.

Der Funktionsumfang des Gesamtsystems PRORETA 3 im Video. Quelle Film: Continental/TU Darmstadt