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Vehicle-in-the-Loop Intelligente Fahrzeugtechnik soll Verletzungsrisiken senken

Quelle: TU Berlin 2 min Lesedauer

Ist ein Unfall mit einem Fußgänger oder Radfahrer nicht mehr zu verhindern, bleiben oft nur Millisekunden, um das Schlimmste zu verhindern. Ein neues Forschungsprojekt unter Leitung der TU Berlin entwickelt nun eine Fahrfunktion, die in genau dieser Phase eingreift – und testet sie in einer einzigartigen Matrix aus echter Hardware und virtueller Realität.

Verschmelzung von Realität und Simulation: In der Testumgebung des Fachgebietes Kraftfahrzeuge der TU Berlin untersuchen die Projektpartner, wie sich eine Fahrzeugsteuerung verhält, die aktiv Verletzungsrisiken minimiert.(Bild: K. Fuchs/L. Otto (Bearb.))
Verschmelzung von Realität und Simulation: In der Testumgebung des Fachgebietes Kraftfahrzeuge der TU Berlin untersuchen die Projektpartner, wie sich eine Fahrzeugsteuerung verhält, die aktiv Verletzungsrisiken minimiert.
(Bild: K. Fuchs/L. Otto (Bearb.))

Obwohl Fußgänger und Radfahrende nur an rund zehn Prozent der Verkehrsunfälle in Deutschland beteiligt sind, machen sie bis zu 85 Prozent der schwer und tödlich Verletzten aus. Die passive Fahrzeugsicherheit und klassische Notbremsassistenten (AEB) stoßen hier an physikalische Grenzen. Die Sicherheit ungeschützter Verkehrsteilnehmer (Vulnerable Road Users, VRU) erfordert daher neue Ansätze in der aktiven Sicherheit.

Das mit 1,5 Millionen Euro vom BMBF geförderte Projekt „Virtus“ (Verletzungs-Risikominimierung durch Integration prädiktiver Unfallanalysen zur aktiven Steuerung von Fahrzeug-Trajektorien) setzt genau hier an. Ziel der Forschenden der TU Berlin, der TU Chemnitz und des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik (EMI) ist die Entwicklung einer kombinierten Brems- und Ausweichstrategie für unvermeidbare Unfälle.

Echtzeit-Berechnung der optimalen Trajektorie

Virtus baut auf den Erkenntnissen des Vorgängerprojekts „Attention“ auf. „Im Zentrum steht ein Algorithmus, der aus Sensordaten, der Fahrzeugkinematik und der prädizierten Bewegung des ungeschützten Verkehrsteilnehmers in kürzester Zeit eine Fahrstrategie berechnet“, erklärt Dr.-Ing. Gerd Müller, Oberingenieur am Fachgebiet Kraftfahrzeuge der TU Berlin. Das System leitet in der unvermeidbaren Pre-Crash-Phase ein gezieltes Lenkmanöver ein, um den Aufprallwinkel und die Krafteinwirkung so zu verändern, dass die Verletzungsschwere minimiert wird.

Hochvernetzter Prüfstandverbund zur Validierung

Das technische Highlight des Projekts ist die Validierungsumgebung. Um die Algorithmen gefahrlos, aber unter realen Bedingungen zu testen, nutzt die TU Berlin eine komplexe Kopplung von drei ineinandergreifenden Systemen: 

  • Vehicle-in-the-Loop (ViL): Ein reales Fahrzeug operiert auf einem Prüfstand. Die Umgebungsdaten (inklusive herannahender Personen) werden virtuell simuliert und dem Fahrzeug-Bordnetz in Echtzeit injiziert.
  • Pedestrian-in-the-Loop (PiL): Reale Probanden bewegen sich physisch durch die simulierte Verkehrsszene. Das System erfasst ihre Bewegungen und spiegelt sie verzögerungsfrei in die VR-Umgebung des Fahrzeugs. 
  • Driver-in-the-Loop (DiL): Ein menschlicher Fahrer steuert das System, um die Interaktion zwischen Mensch und Maschine sowie Schreckreaktionen am Lenkrad messbar zu machen.Durch diese echtzeitfähige Vernetzung lassen sich Unfallsituationen hochpräzise nachbilden.
In dieser Testumgebung können wir erstmals untersuchen, wie sich eine verletzungsrisikominimierende Fahrzeugsteuerung im Zusammenspiel mit echter Hardware und menschlicher Interaktion verhält.

Projektleiter Dr. Thomas Soot vom Fraunhofer EMI

Neben der reinen Funktionsentwicklung verfolgt Virtus das Ziel, Testmethoden und ethische Leitlinien zu standardisieren, um sie künftig auch auf andere automatisierte Fahrsysteme anwenden zu können.

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