Autopiloten bei Mercedes-Benz - „Automatisiertes Fahren“: Neue Prüfmethodik für modernste Sicherheitssysteme

Autopiloten bei Mercedes-Benz - „Automatisiertes Fahren“: Neue Prüfmethodik für modernste Sicherheitssysteme
07.
Mai 2010
Stuttgart
Mit Blick auf künftige Generationen von Assistenzsystemen hat Mercedes-Benz als weltweit erster Automobilhersteller eine innovative Prüfmethodik in das Portfolio der Erprobungsverfahren aufgenommen: Sicherheitskritische und von Menschen nicht präzise reproduzierbare Fahrmanöver werden dabei von Autopiloten auf geschlossenen Testgelän­den ausgeführt. Das „ Automatisierte Fahren“ unterstützt die Entwicklung, Prüfung und Absicherung von Assistenzsystemen und anderen Sicherheits­features. Tests im Grenzbereich können so ohne Gefahr und gesundheit­liche Belastung für die Entwickler durchgeführt werden. Entscheidender Vorteil für Mercedes-Benz Kunden: Da sich die Prüfungen mit höchster Präzision durchführen lassen, können zukünftige Assistenzsysteme trotz wachsender Komplexität mit der von Mercedes-Benz gewohnten Qualität entwickelt und abgesichert werden.
Bei der Entwicklung neuer Technologien zur kontinuierlichen Verbesserung der aktiven und passiven Sicherheit für Automobile setzt Mercedes-Benz seit Jahrzehnten Maßstäbe. Innovationen der passiven Sicherheit wie die gestaltfeste Fahrgastzelle, Knautschzone, Airbag und Dreipunktsicherheitsgurt sowie der aktiven Sicherheit wie ABS, ESP® und Bremsassistent gehen auf Mercedes-Benz zurück. Sie haben nachweislich dazu beigetragen, den Straßenverkehr sicherer zu machen und die Zahl der verletzten oder tödlich verunglückten Verkehrsteilnehmer deutlich zu senken.
Den aktuellen Stand der aktiven Sicherheitstechnologie definieren intelligente Assistenzsysteme, die das Auto zum „denkenden Partner“ machen, der sehen, fühlen, bei Gefahr reflexartig reagieren und handeln kann. Systeme wie der Totwinkel-Assistent, ATTENTION ASSIST oder der Nachtsichtassistent setzen gezielt an Unfallschwerpunkten wie Spurwechsel, Übermüdung oder schlechte Sicht bei Nacht an. „Mit künftigen Assistenzsystemen werden wir noch komplexere Verkehrssituationen adressieren können und damit weitere Unfallschwerpunkte – etwa den Kreuzungsbereich - entschärfen“, so Prof. Bharat Balasubramanian, Leiter Produktinnovationen & Prozesstechnologien in der Konzernforschung und Vorentwicklung der Daimler AG. „Die neue Erprobungsmethode des automatisierten Fahrens hilft dabei, unsere bei Sicherheitssystemen besonders hohen Anforderungen in punkto Qualität und Betriebssicherheit noch effizienter zu erfüllen.“
Autopiloten sorgen für höhere Präzision und entlasten die Entwickler
Die Anforderungen an verlässliche Funktionalität und Betriebssicherheit für künftige Assistenzsysteme erfüllt Mercedes-Benz künftig, ergänzend zu den bewährten Methoden, durch das „Automatisierte Fahren“ von Erprobungsmanövern auf speziellen Prüfgeländen. Bei den dabei eingesetzten Versuchsträgern handelt es sich um Serienfahrzeuge, die mit „Robotern“ für Lenkung sowie Gas und Bremse versehen sind. Ein Bordrechner steuert die Autopiloten so, dass ein vorher programmierter Kurs exakt nachgefahren wird – auch wenn mehrere Fahrzeuge an einem Manöver beteiligt sind.
Testingenieure im Leitstand überwachen alle Vorgänge und können die Fahrzeuge jederzeit stoppen. Parallel kontrollieren sich die Fahrzeuge selbst und bremsen automatisch ab, sollten sie Unstimmigkeiten feststellen. Damit ist der Testaufbau sicher und trotzdem flexibel: Mit der technischen Ausrüstung für „ Automatisiertes Fahren“ an Bord lassen sich alle Modelle von Mercedes-Benz ausrüsten. Zudem können unterschiedliche Sicherheitssysteme und -ausstattungen erprobt werden.
Beim „Automatisierten Fahren“ prüfen die Ingenieure die Sicherheitsinnovationen unter realen Bedingungen im Fahrzeug und haben dabei zwei entscheidende Herausforderungen im Blick:
  • Reproduzierbarkeit. Um die Systeme exakt abzustimmen, müssen
    dieselben Versuche vielfach variiert und wiederholt werden. Dabei müssen alle Parameter wie Fahrzeugabstände, Geschwindigkeiten und Lenkradien exakt den Vorgaben entsprechen und stets genau eingehalten werden, um eine Vergleichbarkeit zu garantieren.
  • Sicherheit. Da die Systeme erst in kritischen Situationen eingreifen sollen, müssen solche Szenarien beim Testen auch herbeigeführt werden. Die Manöver erfordern ein präzises Timing und dürfen niemanden in
    Gefahr bringen.
In beiden Fällen stößt der Mensch an seine Grenzen – in punkto Reaktionsfähigkeit ebenso wie in Sachen Reproduzierbarkeit. Bei komplexen elektronischen Systemen und speziell bei Assistenzsystemen muss die Absicherung der Funktionen jedoch besonders umfassend und realitätsnah erfolgen, so dass auf solche Fahrversuche nicht verzichtet werden kann.
Die Wiederholgenauigkeit der Testmethodik erlaubt, dass die Erprobungsfahrzeuge die vorbestimmte Geschwindigkeit und den Kurs exakt einhalten und sehr exakt bremsen. Fährt ein Fahrzeug beispielsweise einen vorgeplanten Kurs mehrfach, weichen die Fahrspuren aller Umläufe weniger als zwei Zentimeter voneinander ab. Wird das Fahrzeug dabei an einer bestimmten Stelle bis zum Stillstand abgebremst, liegen die Endpunkte aller Bremsungen in einem Radius von drei Zentimetern.
Neben der Erprobung von Assistenzsystemen kommt das „Automatisierte Fahren“ künftig bei Extremtests zum Einsatz. Dabei wird das Fahrzeug Belastungen ausgesetzt, die weit über den Werten liegen, die bei normaler Nutzung im Straßenverkehr liegen. So soll gewährleistet werden, dass beispielsweise Airbags bei einer heftigen Fahrt über eine Rampe oder gegen einen Bordstein nicht versehentlich zünden. Testfahrten mit hoher körperlicher Belastung für den Fahrer entfallen dadurch.
Moderne Prüfmethodik für höchsten Sicherheitsanspruch
Bei ihrer Entwicklungsarbeit nutzen die Mercedes-Benz Ingenieure die Ergebnisse der firmeneigenen Unfallforschung, die wichtige Erkenntnisse liefert. Verschiedene, ineinandergreifende Absicherungsmethoden gewährleisten, dass die Systeme im entscheidenden Moment zuverlässig funktionieren. Dabei entspricht es der Philosophie des Hauses, in der Absicherung deutlich weiter zu gehen, als es gesetzlich vorgeschrieben ist. So gehen in der passiven Sicherheit die unternehmensinternen Crashanforderungen weit über die Einhaltung genormter Crashtestanforderungen hinaus.
Die Kombination von Computersimulationen und realen Crashtests bürgt für passive Sicherheit auf Mercedes-Benz Niveau. Auch im Bereich der aktiven Sicherheit setzt Mercedes-Benz auf modernste, ineinandergreifende Testmethoden. Fahrsimulatortests in Verbindung mit Simulationsverfahren beschleunigen und präzisieren die Entwicklung und ergänzen zudem die Erprobungsfahrten unter Real-Life-Bedingungen. „In Sindelfingen bauen wir gerade einen neuen Fahrsimulator auf. Die hochmoderne Technologie dieses Fahrsimulators wird die Entwicklung neuer Sicherheitssysteme künftig noch schneller und präziser vorantreiben.“, so Balasubramanian.
Automatisiertes Fahren als Basis künftiger Innovationen
Als einziger Automobilhersteller weltweit nutzt Mercedes-Benz das „Automatisierte Fahren“ als ergänzenden Bestandteil der Erprobung. Auf speziellen Prüfgeländen wird es in Tests eingesetzt, die manuell kaum reproduzierbar sind, wie das Einscheren mit variablen Geschwindigkeiten und Abständen, besonders risikobehaftete Tests, bei denen beispielsweise ein Fahrzeug scharf vor einem anderen abbremst welches im letzten Moment ausweicht, sowie sicherheitskritische Versuche, bei denen etwa im Kreuzungsbereich ein Fahrzeug kurz vor oder hinter einem zweiten Fahrzeug dessen Fahrspur kreuzt.
Mit dem „Automatisierten Fahren“ hat Mercedes-Benz eine neue, einzigartige Testmethodik für Sicherheitssysteme erarbeitet. Sie ist einmal mehr Beleg der Innovationskraft von Mercedes-Benz. Die neue Testmethodik gewährleistet die schnelle und effiziente Entwicklung von Assistenzsystemen hoher Qualität und Zuverlässigkeit und bietet dabei maximale Arbeitssicherheit für die Mitarbeiter.
„Um auch in Zukunft auf dem Gebiet der Sicherheit Trends setzen zu können“, so Balasubramanian, „müssen unsere Prüfverfahren mit dem Ideenreichtum unserer Ingenieure mithalten können. Mit dem automatisierten Fahren sehen wir uns gut gerüstet für die Entwicklung der nächsten Generation von Assistenzsystemen.“

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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Plötzlicher Einscherer mit Geschwindigkeitsabbau.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Plötzlicher Einscherer mit Geschwindigkeitsabbau. (Englisch)
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Knappe Vorbeifahrt. (Englisch)
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Knappe Vorbeifahrt.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Knappe Vorbeifahrt bei querendem Verkehr.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Knappe Vorbeifahrt bei querendem Verkehr. (Englisch)
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Roboter steuern Gas, Bremse und Lenkung im Erprobungsfahrzeug.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Roboter steuern Gas, Bremse und Lenkung im Erprobungsfahrzeug. (Englisch)
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Roboter steuern Gas, Bremse und Lenkung im Erprobungsfahrzeug.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Überwachungsbildschirm in der Kontrollstation.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Zur Erprobung von Assistenzsystemen verfügt Mercedes-Benz am Standort Sindelfingen über ein 20.000 m großes Prüfgelände für „Automatisiertes Fahren“.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Die Positionsdaten der Fahrzeuge werden per GPS Antenne an die Kontrollstation übertragen.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Für die Erprobung der nächsten Generation von Fahrerassistenzsystemen nutzen die Ingenieure bei Mercedes-Benz das „Soft Crash Target“.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Von der Kontrollstation aus haben Versuchsingenieure jederzeit direkten Zugriff auf die Fahrzeuge.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei Manövern die den Versuchsfahrer stark belastend würden, wie z.B. die Absicherung von Airbag-Auslösungen in extremen Fahrsituationen (Extremtests).
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei Manövern die den Versuchsfahrer stark belastend würden, wie z.B. die Absicherung von Airbag-Auslösungen in extremen Fahrsituationen (Extremtests).
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei besonders risikoreichen Tests, wie z.B. scharfe Bremsmanöver im letzten Moment.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei Manövern die den Versuchsfahrer stark belastend würden, wie z.B. die Absicherung von Airbag-Auslösungen in extremen Fahrsituationen (Extremtests).
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei besonders risikoreichen Tests, wie z.B. scharfe Bremsmanöver im letzten Moment.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei Szenarien, die manuell kaum reproduzierbar sind, wie z.B. das plötzliche Einscheren eines Fahrzeugs.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm bei besonders risikoreichen Tests wie z.B. das Ausweichen im letzten Moment.
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„Automatisiertes Fahren“ bei Mercedes-Benz - Das „Automatisierte Fahren“ ergänzt das Erprobungsprogramm von Mercedes-Benz bei sicherheitskritischen Versuchen, wie z.B. knappe Vorbeifahrten in Kreuzungssituationen.
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