Lehrstuhlübergreifend stellt sich das Institut den daraus resultierenden Herausforderungen. Am Lehrstuhl Kraftfahrwesen steht hierbei insbesondere die fahreigenschaftsrelevanten und fahr- und passagierkomfortrelevanten Fragestellungen im Fokus.
Die Schwerpunkte sind dabei
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- Trajektorienplanung und -folgeregelung
- Fusion unterschiedlicher Lokalisationsmethoden, Eigenlokalisation, Odometrie
- Fahrzustandsschätzung
- Motion Control, Fahreigenschaftsbeeinflussung
- Objektivierung von Fahr- und Assistenzfunktionen
- Virtuelle und prüfstandsunterstützte Applikation von (teil-)automatisierten Fahrfunktionen Sicherheits- und Komfortempfinden bei automatisierter Fahrt
- Motion Sickness Avoidance
Nach dem prototypischen Aufbau neuer, automatisierter Fahrzeugkonzepte greifen wir für deren Inbetriebnahme und der Funktionsabsicherung häufig auf den einzigartigen Fahrzeugdynamikprüfstand zurück. Dieser Prüfstand stellt eine Vehilce-in-the-Loop-Testumgebung zur Verfügung, in der Funktionen im Gesamtsystem unter realistischer Anregung sicher getestet werden können.
Die Interaktion zwischen Fahrzeug und Insasse wird mit steigendem Automatisierungsgrad zunehmend neu definiert. Dabei spielt vor Allem in den Automatisierungs-Leveln 1-3 die Übergabe der Fahraufgabe vom Fahrer an das System und zurück eine wichtige Rolle. Wendet sich der Fahrer vom Verkehrsgeschehen ab und überlässt die Kontrolle über das Fahrzeug dem Automatisierungssystem, hat das wesentliche Auswirkungen auf das Fahr- und Komfortempfinden. Die Forschungsfragen, bei denen der menschliche Wahrnehmung , Empfinden und Interaktion im Mittelpunkt stehen, beantworten wir häufig im Fahrsimulator.
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laufende Forschungsprojekte
Projektbeschreibung:
Der strukturierte Verkehr auf Autobahnen ist, wie aktuelle Serien Zulassungen zeigen, der erste Anwendungsbereich für hochautomatisierte Fahrfunktionen nach SAE Level 3 und höher. Dabei übergibt der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug vollständig (für gewisse Zeit) an das Fahrzeug und kann sich anderen Beschäftigungen als der Fahraufgabe zuwenden. Durch den Verlust der haptischen Kontrolle über das Fahrzeug werden deutliche Änderungen für das Komfort und Sicherheitsempfinden erwartet. Dieses Projekt widmet sich der empirischen Analyse der Komfort- und Sicherheitswahrnehmung bei Spurwechselvorgängen während einer hochautomatisierten Autobahnfahrt. Im Stuttgarter Fahrsimulator wird ein prototypisches Assistenzsystem implementiert, was Spurwechseltrajektorien unterschiedlicher Charakteristik zum Spurwechsel nutzt. Weiterhin besitzt das System die Möglichkeit, diesen Trajektorien unter Einsatz einer Hinterachslenkung mit unterschiedlichen Bewegungsformen zu folgen. In statistisch relevant angelegten Probandenstudien wird der Einfluss von bestimmten Bewegungsformen auf das Empfinden der Passagiere dabei erfasst. Die Erkenntnisse tragen zu einem Ansatz zur Komfortvorhersage (Komfort-Metrik für hochautomatisiertes Fahren) bei. Eine solche Metrik ermöglicht es, den Fahrkomfort bereits in frühen Schritten einer Fahrfunktionsentwicklung aus Simulationsdaten vorherzusagen, ohne dass dafür Probandenstudien mit realen Prototypen durchgeführt werden müssen.
Kernziele: Identifikation und Bewertung von wesentlichen Einflussfaktoren auf Komfort- und Sicherheitsempfinden bei automatisierter Fahrt
Projektbeschreibung:
Eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine automatisierte Fahrzeugführung ist die Kenntnis der eigenen Fahrzeugposition. Sattelitengestützte Lokalisationsmethoden, die für Navigationsaufgaben weit verbreitet sind, erfüllen für einen Einsatz in automatisiert geführten Fahrzeugen häufig Verfügbarkeits- oder Genauigkeitsanforderungen nicht. Sobald die freie Sicht auf den Himmel eingeschränkt ist, wie z.B. beim Befahren von Tunneln oder betrieblichen Hallen, ist in den meisten Fällen mit diesen Systemen keine Positionsbestimmung mehr möglich. In diesem Projekt wird ein Ansatz entwickelt, der einen Positionsbestimmung aus unterschiedlichen Quellen fusioniert. Dabei werden neuartige Möglichkeiten, wie die Positionsbestimmung über den Mobilfunkstandard 5G genutzt und mit klassischen Verfahren wie der Odometrie vereint. Im Bereich der Odometrie greift das Projekt dabei auf das etablierte Know-How im Bereich Fahrdynamik zurück.
Kernziele: Entwicklung einer robusten Methode zur Positionsbestimmung, die verschiedene Methoden nach Verfügbarkeit fusioniert.
Projektbeschreibung:
Die präzise und robuste Führung von automatisierten Fahrzeugen stellt, gerade wenn Personen transportiert werden, hohe Anforderungen an Hardware und Reglungsalgorithmen. In diesem Projekt wird das Automatisierungssystem für ein autonomes Shuttle-Fahrzeug vollständig prototypisch implementiert. Neben der Sensorik und Aktorik liegt ein besonderer Fokus auf der modellbasierten Regelung des überaktuierten Systems. Es werden verschiedene Randbedingungen berücksichtigt, die nicht nur die Sicherheit, sondern auch den Komfort der Fahrgäste sicherstellen. Dazu wird mit Strategien aus der Forschung das Auftreten von Motion Sickness (Reiseübelkeit) vermieden. Ausfallszenarien für die einzelnen Teilsysteme werden entwickelt und garantieren für jeden Fall den Übergang in einen sicheren Status.
Kernziele: Implementation einer modellbasierten Reglerstruktur für ein autonomes Shuttle
Die Promotion als Karrieresprungbrett in Industrie, Wirtschaft und Forschung!
Ihr Ansprechpartner
Jens Neubeck
Dr.-Ing.Bereichsleiter Fahrzeugtechnik 1 – Fahrzeugdynamik & Fahrwerksfunktionen, Thermowindkanal