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Kartenbasierte Fahrerassistenzsysteme

Vorausschauender fahren

30. Juni 2010, 10:49 Uhr | André Rolfsmeier

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Vorausschauender fahren

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Insbesondere bei Fahrten auf Fernverkehrsstraßen und bei schwindender Konzentration des Fahrers kommen zunehmend Abstandsregeltempomaten (adaptive Geschwindigkeitsregelung, ACC) zum Einsatz. Dabei regelt das ACC-Steuergerät automatisch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen zuvor eingestellten Sollwert. Gleichzeitig erkennen Sensoren langsamere, vorausfahrende Fahrzeuge, und der gewünschte Abstand wird automatisch eingehalten. Auf freier Strecke oder bei Überholmanövern beschleunigt das Fahrzeug wieder selbstständig. Stehen aufgrund des elektronischen Horizontes dem ACC-Steuergerät zusätzliche Informationen zum Beispiel über vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzungen und scharfe Kurven zur Verfügung, lässt sich die Sollgeschwindigkeit dynamisch adaptieren, um beispielsweise unnötige Beschleunigungen zu vermeiden. Zudem ist es in Verbindung mit Automatikgetrieben möglich, Schaltzeitpunkte an die Straßentopologie anzupassen, um bereits frühzeitig vor einer Steigung oder Kurve die optimale Übersetzung zu wählen.

Vor allem bei langen Fahrten mit konstanter Geschwindigkeit und Tempomaten, wie sie im Nutzfahrzeugbereich typisch sind, bietet sich weiteres Einsparpotenzial. Untersuchungen haben gezeigt, dass ein geringes Variieren der Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Höhenprofil der vorausliegenden Strecke merkbar Kraftstoff einsparen kann. Dabei erhöht das Tempomat-Steuergerät bei einer Bergabfahrt die Sollgeschwindigkeit geringfügig und reduziert diese automatisch vor einer Bergauffahrt, sodass im Durchschnitt die im Tempomaten eingestellte Geschwindigkeit erreicht wird. Weiteres CO2-Einsparpotenzial besteht aber auch für Fahrzeuge, die keinen Abstandsregeltempomaten bereitstellen. So kann das Fahrzeug durch Auswertung der prädiktiven Streckendaten dem Fahrer Gangund Geschwindigkeitsempfehlungen für eine besonders verbrauchsoptimierte Fahrweise über das Fahrerinformationssystem geben.

Abgestimmte Werkzeugkette erhältlich

Für die schnelle Umsetzung von entsprechenden Konzeptideen sind geeignete Entwicklungsumgebungen erforderlich. Die Firma dSpace Bild 4: Werkzeugkette zur schnellen Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen im Fahrzeug hat speziell für die Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen zusammen mit der Firma Navteq eine durchgängige Werkzeugkette geschaffen. Der elektronische Horizont wird dabei über das Entwicklungswerkzeug »ADAS Research Platform« (ADAS RP) von Navteq zur Verfügung gestellt, und die Kommunikation mit den dSpace-Systemen erfolgt über eine UDP/IP-Schnittstelle. Im Automobilbereich ist der modellbasierte Entwicklungsprozess auf Basis von »Matlab/Simulink« etabliert. Damit Funktionsentwickler im Simulink-Modell ohne großen Konfigurationsaufwand auf die Daten des elektronischen Horizontes zugreifen können, bietet dSpace ein auf die ADAS RP abgestimmtes Blockset an.

Mit wenigen Mausklicks lassen sich darüber die gewünschten prädiktiven Streckendaten auswählen und im Modell mit der eigentlichen Fahrerassistenzfunktion verbinden. Typischerweise werden Konzeptideen frühzeitig mittels Simulation auf dem PC bewertet. Dazu sind neben dem Funktionsmodell passende Streckenmodelle erforderlich. Zur Nachbildung des Fahrzeugverhaltens, der Straße und des Umgebungsverkehrs stehen dafür in Form der Toolsuite »dSpace Automotive Simulation Models« (ASM) geeignete Modelle zur Verfügung. Die Simulation beruht dabei auf realen Straßenverläufen, die aus der ADAS RP exportiert und in ASM eingelesen werden können (Bild 3).

Neben der reinen Simulation ist es darüber hinaus wichtig, Fahrerassistenzfunktionen im Fahrzeug erlebbar zu machen und Änderungen am Algorithmus unmittelbar im Fahrzeug umsetzen zu können. Auch dafür bietet dSpace geeignete Entwicklungsplattformen in Form der »MicroAutoBox« und »AutoBox « an. Funktionsmodelle, die bisher in der reinen PC-Simulation verwendet wurden, lassen sich auf diesen Plattformen unmittelbar weiterverwenden (Bild 4). Zusammen mit der ADAS RP steht damit eine durchgängige Werkzeugkette zur Entwicklung von kartenbasierten Fahrerassistenzsystemen zur Verfügung.