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Next Generation Car Das intelligente Fahrzeug der Zukunft

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Das Fahrzeug von morgen soll automatisiert und kooperativ sein, um sich sicher, energieeffizient und komfortabel in den Verkehr einzufügen. Mit vielen technischen Systemen ausgestattet, soll es den Fahrer entlasten und dabei den Wunsch nach individueller Mobilität berücksichtigen. Im Projekt Next Generation Car erarbeitet das DLR leistungsfähige Methoden und Technologien zur Entwicklung intelligenter Fahrzeuge.

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Das Bild zeigt das DLR-Versuchsfahrzeug FAS Car E.
Das Bild zeigt das DLR-Versuchsfahrzeug FAS Car E.
(Bild: DLR)

Zukünftige Generationen von Fahrzeugen werden einen deutlich geringeren Energiebedarf haben, alternative Antriebskonzepte nutzen und weniger Emissionen aufweisen als heutige Kraftfahrzeuge. Zudem werden sie leichter, leiser, sicherer und zuverlässiger sein. Bei Bedarf können sie sogar voll automatisiert fahren. Im Projekt Next Generation Car (NGC) entwickelt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Lösungen für diese Herausforderungen und betrachtet bei der Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte und Technologien das gesamte Verkehrssystem und die Anforderungen, die Politik, Gesellschaft und Umwelt an eine vernetzte, nachhaltige und sichere Mobilität stellen. Mit Fokus auf das automatisierte und vernetzte Fahren werden Forschungsarbeiten in den Bereichen Sensorik, Sensordatenfusion und Situationserfassung, Systemarchitekturen, Human Factors, Fahrzeugfunktionsentwicklung, mechatronische Fahrwerke und Entwicklungsprozesse intelligenter Fahrzeuge sowie Simulation virtueller Welten durchgeführt.

„Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung und Demonstration verschiedener, kooperativer Assistenz- und Automatisierungsfunktionen für das intelligente Fahrzeug der Zukunft inklusive der zur Entwicklung notwendigen Werkzeuge und Methoden“, erklärt Prof. Frank Köster, Leiter des NGC-Projekts Fahrzeugintelligenz und mechatronisches Fahrwerk.

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Automatisiertes Fahren in der Stadt

Unter anderem haben die Forscher das System Urban ACC (Urban Adaptive Cruise Control) entwickelt. Dabei fährt ein Forschungsfahrzeug selbstständig eine Strecke, passt seine Geschwindigkeit dabei an das Vorderfahrzeug an, kommuniziert mit Ampeln, reagiert auf Geschwindigkeitsbegrenzungen und berücksichtigt Verkehrsregeln. Sämtliche relevante Fahrsituationen mit Bezug zur Längsführung in der Stadt können durch das System automatisch bewältigt werden, um den Fahrer zu entlasten. Bislang kam die automatisierte Längsführung nur auf Autobahnen zum Einsatz. Die in dem Projekt erarbeiteten Kenntnisse sind damit ein wichtiger Schritt in Richtung des automatisierten Fahrens in der Stadt.

Mensch-Maschine-Interaktion

Auch wenn erste automatisierte Fahrzeugfunktionen schon bald im Markt verfügbar sein werden, ist es bis zum voll automatisierten Fahrzeug noch ein langer Weg. Der Mensch wird deshalb noch länger als Rückfallebene der Automatisierung fungieren müssen. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie das hochautomatisierte Fahrzeug die Kontrolle wieder an den Fahrer übergeben kann, wenn dieser während einer automatisierten Fahrt gerade mit seinem Tablet beschäftigt ist. Welche Informationen braucht der Fahrer und wie kann man ihm diese vermitteln?

Hierzu entwickelt das DLR eine Interaktionsstrategie, die die Einbindung von Mobilgeräten des Fahrers und die Verwendung eines im Fahrzeuginnenraum verbauten farbigen 360-Grad-Lichtbands nutzt, um die Aufmerksamkeit des Fahrers während einer automatisierten Autofahrt zu erlangen. Mit Hilfe von zusätzlichen Informationen auf dem Mobilgerät und durch das Lichtband sollen Automationsstatus sowie eventuelle Übernahmeaufforderungen intuitiv an den Fahrer kommuniziert werden.

Dreidimensionales Abbild des Braunschweiger Innenstadtrings

Für das Testen automatisierter Fahrfunktionen müssen immer komplexere Verkehrssituationen auch in der Simulation verfügbar sein. Dafür erschafft das DLR ganze Städte mit Straßen, Häusern, Vegetation und Infrastruktur aus unterschiedlichen Geodaten, um automatisiert, hochgenaue 3D-Umgebungen und Straßenbeschreibungen zu generieren. Diese Karten sind auch Grundlage für das automatische Fahren selbst. Im Virtual Reality Labor zeigen die Wissenschaftler ein exaktes Abbild des Braunschweiger Innenstadtrings, basierend auf Katasterdaten der Stadt und den Infrastrukturbetreibern sowie hochgenauen Straßenvermessungen.

Hochdynamische Fahrwerkregelung

Das Robomobil ist ein von der Raumfahrtrobotik inspiriertes Forschungsfahrzeug. Seine vier Radroboter verleihen ihm eine außerordentlich gute Manövrierbarkeit, die selbst das Fahren seitwärts und das Drehen auf der Stelle ermöglicht.

Das automatisierte und vernetzte Fahren wird zum Kernelement der Mobilität von morgen. „Die Fahrzeuge werden künftig zu sehr viel mehr in der Lage sein, als nur Wegstrecken von A nach B sicher, energieeffizient und komfortabel zurückzulegen“, erläutert Köster. Die vernetzte Mobilität wird auch andere Lebensbereiche revolutionieren: Neue Geschäftsmodelle im Bereich der Logistik und der Dienstleistung werden entstehen und neue Informations- und Kommunikationssysteme werden die gesamte Verkehrsinfrastruktur funktional weiterentwickeln. Bis zum Abschluss des Projekts Next Generation Car sollen die Themen Automatisierung und Vernetzung nun konsequent weiterentwickelt werden. (sh)

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