Arbeitspaket 4 – Ertüchtigung Versuchsfahrzeuge

Eine zentrale Rolle zur Realisierung einer „Referenzlösung für den fahrerlosen Betrieb hochautomatisierter ÖV-Shuttles mit Fernzugriff aus einer zentralen Leitstelle“ spielt das Versuchsfahrzeug. So muss es einerseits mit seinen automatisierten Fahrfunktionen autark und sicher im öffentlichen Straßenraum agieren. Andererseits muss es eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einer Leitstelle besitzen.

Aktuell sind jedoch noch keine zugelassenen fahrerlosen Shuttles am Markt verfügbar, die den vom Kraftfahrtbundesamt aufgesetzten Homologationsprozess erfolgreich absolviert haben. Darum werden in diesem Vorhaben alle Komponenten sowie deren Schnittstellen unabhängig von zukünftigen industriellen Fahrzeugen entwickelt. Vor diesem Hintergrund wird das im Vorgängervorhaben ABSOLUT I geschaffene Versuchsfahrzeug VW eCrafter mit der Rückfallebene des Sicherheitsfahrenden eingesetzt.

Das Arbeitspaket „Ertüchtigung Versuchsfahrzeuge“ rüstet das Versuchsfahrzeug aus ABSOLUT I für den Zugriff durch die Technische Aufsicht (TA). Dazu gehören folgende Schwerpunkte:

• Manöverschnittstelle zur Kommunikation mit der Leitstelle: Diese sogenannte Manöverschnittstelle versetzt die Leitstelle in die Lage, die Situation des Fahrzeugs zu bewerten und, falls das Automatisierungssystem an seine Grenzen kommt, Manöver zur Klärung der Situation zu wählen;
• fahrzeuginterne Rückfallebene zur Kollisionsvermeidung: Sollte eine Situation auftreten, für welche die Technische Aufsicht (TA) ein Manöver zur Klärung wählt, muss auch fahrzeugseitig sichergestellt sein, dass dessen Ausführung nicht durch z. B. plötzlich auftretende Hindernisse zu Kollisionen führt; diese Kollisionsprüfung muss in Echtzeit ablaufen, um die Einhaltung der Bedingungen für eine Manöverausführung permanent neu zu bewerten;
• hard- und softwareseitige Ertüchtigung des Fahrzeugs aus ABSOLUT I (insbesondere hinsichtlich einer echtzeitfähigen Kommunikation und Ortung);
• virtuelle Validierung der entwickelten Funktionen;
• Inbetriebnahme und Erprobung;
• Integration und Evaluierung einer präzisen und robusten Fahrzeuglokalisierung

Beteiligte Partner mit jeweiligen Aufgaben und Zielen:

Die Technische Universität Dresden erarbeitet in diesem Arbeitspaket wissenschaftliche Konzepte für die Manöverschnittstelle und die echtzeitfähige Kollisionsvermeidung. Dazu gehören neben einer hochdynamischen, präzisen Ortung des Fahrzeugs auch zustandsüberwachte, gebündelte, echtzeitfähige Kommunikationskanäle. Außerdem hat sie sich das Ziel gesteckt, Methoden zur virtuellen Validierung zu erarbeiten, um alle entwickelten Funktionen und Systeme vor der Erprobung sicher und ressourcenschonend testen zu können. Weiterhin übernimmt die Technische Universität Dresden die hard- und softwareseitige Um- bzw. Aufrüstung des Versuchsfahrzeugs aus ABSOLUT I, um es an die Leitstelle anzubinden und alle nötigen Funktionen ausführbar zu machen; außerdem wird die On-Board-Unit für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Infrastruktur ertüchtigt, um neue Freiheitsgrade zur Verkehrsoptimierung zu schaffen. Die abschließende Inbetriebnahme und Erprobung begleitet ebenfalls die Technische Universität Dresden.

Sedenius Engineering wird sich in diesem Arbeitspaket intensiv mit der Fahrzeugsteuerung und Teleoperation befassen, um bedeutende Fortschritte in Richtung autonomer Mobilität zu realisieren. Eine wegweisende Erweiterung in diesem Arbeitspaket besteht darin, die Drive-by-Wire Schnittstelle für die Technische Aufsicht (TA) anzupassen. Dies erfordert die Implementierung von Zustandsüberwachungen und eine umfassende Beurteilung des Fahrzeugzustands. Darüber hinaus werden Planungs- und Regelalgorithmen in unser Framework integriert. Ein wesentlicher Aspekt dieses Arbeitspakets ist die Entwicklung einer robusten und redundanten Kollisionsvermeidung. Das Arbeitspaket wird abgeschlossen, nachdem erfolgreiche Systemtests sowohl in einer Simulation als auch auf einem definierten Versuchsgelände durchgeführt wurden.

Die ANavS erweitert in dem Vorhaben ABSOLUT II ihre Eigenlokalisierung für Fahrzeuge, so dass die Lokalisierung sowohl in Bereichen mit gutem als auch mit stark eingeschränktem GNSS-Empfang eine hohe Genauigkeit liefern kann. Für die visuelle Lokalisierung wird dabei eine hochgenaue und georeferenzierte Karte erstellt. Fahrbahnelemente wie z. B. Markierungen des Mittel- und Seitenstreifens oder der Bordsteinkante, aber auch Verkehrsschilder sollen aus den Bilddaten extrahiert und im Open-Drive-Format dargestellt werden. Schließlich soll ein Geoinformationssystem (GIS) entwickelt werden, in dem die aktuelle Karte, die aktuelle Position des Fahrzeugs und die Lichtsignalanlagen mit ihren aktuellen Phasen dargestellt werden.