KIT-Projekt »Driving Simulator« Realitätsnahe Trainingsfahrten durch virtuelle Umgebung

Der Blick aus dem zum Fahrsimulator umgerüsteten Pkw zeigt die virtuelle Fahrumgebung.
Der Blick aus dem zum Fahrsimulator umgerüsteten Pkw zeigt die virtuelle Fahrumgebung.

Chinesische Fahrschulen erleben einen enormen Andrang, die Zahl der Fahrschüler wächst stetig. Ein neuer Fahrsimulator, mit dem die Schüler vorab virtuell in einem umgerüsteten Pkw trainieren und automatisiertes Feedback erhalten, soll helfen den Andrang zu bewältigen.

Aufwendige Projektionstechnik sowie Virtual Reality-Hardware und -Software  ermöglichen wirklichkeitsnahe Fahrübungen beim »virtuellen Fahrlehrer«. Entwickelt wurde die Technik im Technologietransfer-Projekt Driving Simulator, kurz DriveSim, das das KIT mit chinesischen Partnern durchführt.

Um das Fahrtraining so realitätsnah wie möglich zu gestalten, wird ein in chinesischen Fahrschulen häufig eingesetzter Mittelklasse-Pkw eines deutschen Herstellers zum Fahrsimulator umgebaut. Der Schüler sitzt am Steuer eines echten Fahrzeugs ohne Motor, das ihm eine intuitive Bedienung ermöglicht. Im Fahrsimulator können alle Anzeigegeräte im Cockpit angesprochen werden und ermöglichen eine Echtzeit-Interaktion: Bewegt der Fahrer das Lenkrad, tritt er das Pedal oder wechselt den Gang, sorgt das mit einer speziellen Force-Feedback-Technik ausgestattete System mit Hilfe von Druckluft dafür, dass Fahrbahnunebenheiten oder Beschleunigungen zu spüren sind.

Für die Erzeugung dieser Umgebung nutzt DriveSim die Projektionstechnik für Virtual-Reality. Die Blicke des Fahrschülers werden durch ein Eye-Tracking-System verfolgt, so dass ihm die Umgebung jeweils aus dem richtigen Winkel eingespielt wird. Die Projektion auf eine Wand vor dem Fahrzeug und drei Monitore für die Rückspiegel präsentieren dem Fahrschüler die dreidimensionale künstliche Umwelt. So lassen sich wechselnde Fahrumgebungen generieren, etwa die dem Schüler bekannten Straßenzüge seiner Nachbarschaft, aber auch unterschiedliche Verkehrssituationen, Wetterlagen und Fahrbahneigenschaften.

Ein intelligentes Tutoring-System übernimmt die Rolle eines virtuellen Fahrlehrers. Es blendet Hinweise zum Beispiel zur Fahrgeschwindigkeit in die Projektion ein, weist auf Gefahren hin, erkennt Fahrfehler und wertet das Fahrverhalten des jeweiligen Schülers aus, um seinen individuellen Lernfortschritt zu dokumentieren. Der reale Fahrlehrer kann diese Auswertung nutzen, um neue, an das aktuelle Können des Schülers angepasste Fahraufgaben zu konfigurieren.