Logo of the Physikalisch-Technische Bundesanstalt

1.32 Metrology for Connected Mobility

Profile

Die Automobilindustrie ist eine der treibenden Kräfte der deutschen Wirtschaft und befindet sich in einem der größten Transformationsprozesse ihrer Geschichte. Alternative Antriebskonzepte, zunehmende Vernetzung und Digitalisierung sowie neue Mobilitätslösungen verändern schon heute nachhaltig die Art, wie wir uns fortbewegen.

Eine entscheidende Rolle in dieser Transformation kommt dem automatisierten Fahren zu. Diese Technologie bringt zusätzlichen Komfort, ermöglicht mehr Teilhabe, spart Energie, reduziert Unfälle und schützt somit Menschenleben.

Entscheidend für die gesellschaftliche Akzeptanz des automatisierten Fahrens ist die Sicherheit und ständige Verfügbarkeit der jeweiligen Fahrfunktionen. Denn nur, wenn die Funktionen tatsächlich in der Breite der Bevölkerung genutzt werden, können sie ihre Wirkung in Bezug auf die klima- und verkehrspolitischen Ziele voll entfalten.

Die Arbeitsgruppe 1.32 „Metrologie für vernetzte Mobilität“ beschäftigt sich maßgeblich mit den Fragestellungen der Absicherung von automatisierten und vernetzten Fahrfunktionen. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der sensorischen Erkennung des Fahrzeugumfelds und der Sensordatenfusion sowie den damit einhergehenden Systemgrenzen von Fahrfunktionen unter widrigen Betriebsbedingungen. Im Wesentlichen lassen sich die Aktivitäten der Arbeitsgruppe wie folgt untergliedern:

  • Aufbau und Betrieb eines Forschungszentrums TI-CAR
  • Aufbau und Betrieb eines Referenzsystems für Sensornetzwerke MOPAS
  • Digitalisierung von Prozessen und Zertifikaten in der Metrologie 

To top

Research/Development

Forschungszentrum TI-CAR

Mit dem Forschungszentrum TI-CAR (Test Center for Innovation and Certification of Automotive Sensors and Automated Driving) unterstützt die PTB die Automobilindustrie und die Zulassungsstellen mit metrologisch validierten Prüfverfahren bei der Markteroberung automatisiert fahrender Fahrzeuge und damit verbundenen Dienstleistungen.

Am Forschungszentrum TI-CAR werden neue Messtechnik und Testverfahren entwickelt und untersucht, um messtechnisch nachzuweisen, bis zu welchem Grad Fahrerassistenzsysteme und automatisierte Fahrfunktionen sicher und verlässlich sind. Dafür bietet das TI-CAR eine weltweit einmalige Kombination an Messmodulen unter einem Dach. Hier lassen sich komplexe Sensorsysteme von automatisierten Fahrzeugen und deren Datenvernetzung sowohl in realen als auch in virtuellen Testfahrten reproduzierbar untersuchen.

Sensorprüfstand

Anhand von klar definierten Zielen und genau kontrollierten Störsignalen sollen die Auswirkungen von Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Wetter oder Sensoralterung, und deren Einfluss auf die Fahrfunktionen untersucht werden. Dies geschieht in einem etwa 170 m langen Sensortunnel, in welchem sich unterschiedliche Wetter- und Lichtverhältnisse reproduzierbar einstellen lassen.

Vehicle-in-the-Loop (ViL)-Prüfstand

Die virtuelle Fahrsimulation ermöglicht eine systematische und reproduzierbare Fahrzeug-Komplettprüfung in simulierten Fahrumgebungen. Am TI-CAR ViL-Prüfstand werden hierfür alle Sensormodalitäten des automatisierten Fahrens gezielt angesprochen und die Fahrdynamik auf einem Rollenprüfstand nachgestellt.

Urbane Wetterkreuzung

 

In einer Versuchshalle werden innerstädtische Verkehrssituationen bei dynamischen Wetter- und Lichtverhältnissen simuliert. In der Halle lassen verschiedenste Verkehrssituationen nachstellen, auch mit anderen Verkehrsteilnehmern, welche durch mobile Roboterplattformen gesteuert werden. So soll unter realistischen und reproduzierbaren Bedingungen die Leistungsfähigkeit und Sicherheit von automatisierten Fahrzeugen bewertet und virtuelle Prüfmethoden validiert werden.

Referenzsystem für Sensorsysteme MOPAS

Die Arbeitsgruppe Metrologie für vernetzte Mobilität beschäftigt sich mit Fragen der Sicherheit und Verfügbarkeit autonomer Fahrfunktionen. Im Fokus liegen dabei vor allem die Umgebungswahrnehmung und die Datenfusion der Sensorsignalströme.   

Hierfür baut die PTB zusammen mit dem Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) der TU Braunschweig das Forschungsfahrzeug MOPAS  (Mobile Platform for Automotive Sensor Network Testing) auf. Das Fahrzeug wird mit einem modularen Referenzsensorsystem, bestehend aus Kameras, Radar-, Lidar- und Beschleunigungssensoren und Komponenten der Satellitennavigation ausgestattet, welche jeweils leistungsstärker als die entsprechenden Serienmodelle sind. Auf diese Weise wird ein genaues Abbild der Umgebung erzeugt, welches als Referenz für die Leistungsfähigkeit anderer Fahrzeuge und als Ground Truth für das Anlernen von KIs dienen kann. 

Darüber hinaus verfügt MOPAS über eine Vielzahl von Schnittstellen und Konfigurationsmöglichkeiten, sodass es selbst als Forschungsobjekt für die Sensordatenfusion dient. Hierdurch lassen sich Einflüsse verschiedener Wetterbedingungen (z. B. Regen oder Nebel), Störquellen (z. B. Verschmutzung oder Gegenlicht) sowie fehlerhafter Einbaulagen (wie nach einem Unfall) auf die Qualität der Datenverarbeitung untersuchen. All diese Parameter werden an der PTB mit metrologischer Präzision betrachtet und deren Auswirkungen auf die Fahrfunktion untersucht. Auf diese Weise wird die Robustheit, und damit auch die Verfügbarkeit, automatisierter Fahrfunktionen analysiert. 

In einer zweiten Projektphase ist der Ausbau von MOPAS zu einem (hoch) automatisierten Fahrzeug geplant. 

To top

Information

To top