Junge Stadt in alten Mauern
Titelfoto Automatisiertes Fahren in Waiblingen

Glossar

Aktoren zur Fahrzeugführung

Aktoren stellen, im Gegensatz zu Sensoren, die ausführenden Komponenten eines Systems dar. Sie übernehmen beispielsweise die Querführung (Lenken) oder Längsführung (Beschleunigen, Bremsen) und werden schon heute von verschiedenen Fahrerassistenzsystemen angesteuert. Hierzu gehören z. B. das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), die elektromechanische Lenkung (EPS) oder andere X-by-Wire-Systeme (elektr. Handbremse), bei denen die mechanische Steuerung durch elektrische Steuersignale überlagert oder sogar ersetzt wird (sofern nicht sicherheitsrelevant) (e-mobil BW et al. 2015).


Automatisierungsstufen

Da Fahrzeuge unterschiedliche Grade der Automatisierung aufweisen können, wurden Systeme zur Klassifizierung des Automatisierungsgrades definiert. Beispielhaft umfasst der SAE 3016-Standard sechs Stufen. Stufe 0 weißt keinerlei Automatisierungsfunktionen zur Fahrzeugführung auf. Mit abnehmenden Aufgaben der Insassen steigt der Automatisierungsgrad bis Stufe 5. Diese letzte Stufe definiert das vollumfänglich selbstständige (autonome) Fahren ohne Rückfallebene durch einen Menschen (SAE International 2014). Details siehe „Stufen der Automatisierung
Im Rahmen des Forschungsprojektes in Waiblingen sollen ein Level 0 Fahrzeug und ein Level 4 Fahrzeug eingesetzt werden, wobei letzteres an ausgewählten Streckenabschnitten von Level 0 auf Level 4 wechseln wird.


Digitale Karten

Heute verfügbare digitale Karten bilden das Verkehrsnetz so ab, dass eine Navigation ausreichend funktioniert, solange Menschen die endgültigen Entscheidungen treffen. Für automatisierte Fahrmanöver ist darüber hinaus spurgenaues Kartenmaterial mit Bezug zu den relevanten Umgebungsmerkmalen (Kurvenverlauf, Einengungen, Sichtbeschränkungen usw.) eine wesentliche Voraussetzung. Gleiches gilt für die Anreicherung dieser Karten mit dynamischen Zusatzinformationen, beispielsweise zur Infrastruktur wie Position, Status von Lichtsignalanlagen, Wechselweganzeigern und Beschilderung (e-mobil BW et al. 2015).



Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation

Alternative Begriffe: Vehicle2Vehicle(V2V)-Kommunikation oder Car2Car-Kommunikation. Die Fahrzeuge tauschen über Mobilfunk und/oder WLAN Informationen untereinander aus, um den Fahrer/die Fahrerin bzw. das Fahrsystem möglichst frühzeitig vor kritischen Verkehrssituationen zu warnen (Notbremse, Unfälle). Dies können aber auch Glatteiswarnungen, Informationen über Staus, Verkehrshindernisse oder andere Verkehrsinformationen (Ampelsignal) sein. (BMVI 2017)



Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation

Alternative Begriffe: Vehicle2Infrastructure(V2I)-Kommunikation oder Car2Infrastructure(C2I)-Kommunikation
Hier kommunizieren die Fahrzeuge mit der Infrastruktur wie z.B. Lichtsignalanlagen. Auch können aktuelle Informationen über Höchstgeschwindigkeiten – etwa bei einer Baustelle oder einem Unfall – an die Fahrzeuge/Fahrzeugführer weitergeleitet werden. Diese können auf dieser Grundlage z.B. ihre Geschwindigkeit anpassen. Aber auch die Fahrzeuge können aktuelle Informationen zum Verkehrsfluss übermitteln und so zur Verbesserung der Verkehrssteuerung durch die Verkehrsleitzentralen beitragen.
(BMVI 2017)



Längsführung

Beschleunigen und Bremsen eines Fahrzeuges; in Abgrenzung zur Querführung. Fahrzeuge ab Automatisierungsstufe 1 können bei der Längsführung unterstützen. Funktionen sind beispielsweise ein Tempomat oder ein adaptiver Abstandsassistent (ACC).



LIDAR

Laser-Sensoren senden Signale basierend auf ultravioletten oder infraroten Strahlen, um anhand der Reflektionen Abstände zu Objekten in der unmittelbaren Umgebung zu messen. Das Ergebnis ist eine Punktwolke. LIDAR steht für Light Detection and Ranging (BMVI 2017, e-Mobil BW 2015).



Mono- und Stereokamera

Diese unterstützen die Detektion von Hindernissen und Gefahrenquellen, wie z. B. Fahrzeuge und Personen (BMVI 2017). Zur Gewährleistung der Anonymität werden ausschließlich Hüllkonturen erfasst, um beispielsweise zwischen Fußgängern und Radfahrern zu unterscheiden, ohne dabei Individuen identifizieren zu können.



Operator

Fahrzeugführer im Kontext des automatisierten Fahrens. Ein Operator ist eine Begleitperson, die jederzeit in das Fahrsystem eingreifen und es „übersteuern“ kann. Die Begleitperson im Reallabor in Waiblingen wird zu Beginn überwiegend die Funktion eines Fahrers bzw. einer Fahrerin erfüllen, da zunächst nur an ausgewählten Streckenabschnitten für kurze Zeit der Betrieb automatisiert erfolgen wird. Mit fortschreitendem Forschungsprojekt werden die automatisierten Abschnitte nach und nach erweitert, sodass die Rolle der Begleitperson schrittweise von der Fahrzeugführung zur Überwachung des Fahrbetriebes übergeht.



Radar

Radar-Systeme senden Wellen im Radiofrequenzbereich, die (genau wie beim LIDAR) von Objekten reflektiert werden. Die Radar-Sensoren messen anhand der Laufzeit der reflektierten Welle den Abstand. (BMVI 2017)



Sensorfusion

Da die verschiedenen Datenerfassungstechniken für das Verkehrsumfeld (Ultraschall, Radar, Laser, Kamera) unterschiedliche Stärken und Schwächen aufweisen, werden die Umgebungsdaten unter der Bezeichnung „Sensorfusion“ kombiniert erfasst und ausgewertet. Durch Ausgleich von jeweiligen situationsbezogenen Schwächen und optimale Nutzung der Stärken der jeweiligen Sensoren sollen Genauigkeit und Sicherheit der erfassten Daten erhöht werden.


Querführung

Lenken eines Fahrzeugs, in Abgrenzung zur Längsführung. Fahrzeuge ab Automatisierungsstufe 1 können bei der Querung unterstützen. Eine beispielhafte Funktion ist der Spurhalteassistent.



Ultraschall

Ultraschallsensoren senden kurzwellige Impulse aus, die von Objekten reflektiert werden. Über die Auswertung der Signallaufzeit lässt sich die Entfernung zum Objekt ermitteln (Echolotprinzip) (e-mobil BW 2015).



Vernetztes Fahren

Das vernetzte Fahren basiert auf zwei Kommunikationskanälen: der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car-to-Car, kurz: C2C) und der Fahr-zeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (Car-to-Infrastructure, kurz: C2I). Der Datenaustausch verbessert die Verkehrsinformationen des einzelnen Verkehrsteilnehmers deutlich. Die hohe Aktualität der Daten ermöglicht eine umgehende, in Teilbereichen sogar automatisierte, Anpassung an die aktuelle Verkehrssituation (BMVI 2017).



Vehicle Control Center

Das Mobilitätskonzept für autonom fahrende Fahrzeuge und dessen Reallabor ermöglicht den Aufbau einer digitalen Plattform für die Daten aus der Interaktion zwischen Fahrzeug, Infrastruktur und Passagier mit dessen Kommunikationstechnologie zu einem Vehicle Control Center (VCC).

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Automatisiertes Fahren in Waiblingen
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