Audi will den Verkehr in der Stadt sicherer und flüssiger machen. Dafür engagiert sich die Marke im Verbundprojekt UR:BAN. 31 Partner entwickeln in der vierjährigen Projektlaufzeit gemeinsam Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagement-Lösungen für den Stadtverkehr. Die Abschlusspräsentation findet am 7. Oktober in Düsseldorf statt.

„In der Weiterentwicklung von Fahrerassistenzsystemen steckt ein großes Sicherheitspotenzial, speziell im städtischen Verkehr“, sagte Dr. Horst Glaser, Leiter Ent­wicklung Fahrwerk und Fahrassistenzsysteme, im Vorfeld des Abschlussevents. „Audi bringt sich beim Projekt vor allem mit Systemen ein, die den Fahrer beim Bremsen und Lenken in kritischen Situationen des Stadtverkehrs unterstützen. Da­für brauchen wir unter anderem eine zuverlässige Umfelder­fassung“, so Dr. Glaser.

Das Kürzel UR:BAN steht für „Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzmanagement“. Das deutschlandweite Verbundprojekt läuft seit April 2012 und endet im März 2016. Daran beteiligt sind 31 Part­ner aus Automobil- und Zulieferindustrie, Elektronik-, Kommunikations- und Soft­warefirmen, Universitäten sowie Forschungsinstitute und Städte. Das gemeinsame Ziel ist es, Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagementsysteme speziell für die Stadt zu entwickeln. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Projekt mit rund 40 Millionen Euro.

Im Mittelpunkt der Projektarbeit stehen der Mensch als Autofahrer, Radfahrer, Fußgänger oder Verkehrsplaner sowie drei große Themenbereiche: Vernetztes Verkehrssystem, kognitive Assistenz und Mensch im Verkehr.

Im Bereich kognitive Assistenz zum Beispiel geht es unter anderem um das lücken­lose Erfassen des Umfelds in einer 360-Grad-Rundumsicht. Je besser Fahrer und Auto ihr Umfeld wahrnehmen, desto eher lassen sich Kollisionen vermeiden, etwa durch Lenkeingriffe und Bremsen. Besonders wichtig dabei ist ein robust ausgelegtes System, das Fehlauslösungen sicher vermeidet. Audi arbeitete mit drei Autos im Testbetrieb. Eines davon, ein Audi A7 Sportback, ist im Rahmen der Abschlusspräsentation an diesem Mittwoch als Technik-Demonstrator in verschiedenen Verkehrsszenarien zu erleben. Der Versuchsträger ist mit seriennahen Sensoren ausgerüstet: Neben einem Laserscanner und einer Videokamera im Frontbereich hat er ein Doppelradar vorne, ein Heck- und ein Seitenradarsystem. In diesem Technikträger kommen Regelungs- und Steuerungs­komponenten zum Einsatz, mit denen auch die drei Audi RS7 piloted driving concept 2014 und 2015 fahrerlose Rekorde auf den Rennstrecken von Hockenheim, Oschersleben, Ascari und Sonoma eingefahren haben.

Der Ausweichassistent in Audi-Modellen wie dem neuen Audi A4 und dem Q7 trägt heute schon zur Verringerung des Unfallrisikos bei. Die Erkenntnisse aus dem UR:BAN-Projekt fließen bei Audi in die Entwicklungsarbeit ein, so zum Beispiel in die Weiterentwicklung bestehender Assistenzsysteme.

Darüber hinaus leitet die AUDI AG im Verbundprojekt auch das Teilprojekt „Wirk­feld, Effizienz und Recht“, das sich vor allem mit den rechtlichen Rahmenbedingun­gen der in UR:BAN entwickelten Fahrerassistenzsysteme befasst. So sind etwa noch einige Fragen in Bezug auf die Zulassungsfähigkeit von automatischen Notlenk­systemen zu klären. Im Themengebiet „Mensch im Verkehr“ geht es für Audi darum, die vielfältigen Interaktionen zwischen Auto und Umgebung in einer angepassten Mensch-Maschine-Schnittstelle zu verarbeiten und anzuzeigen. Hier gilt es vielfältige innerstädtische Kreuzungssituationen zu erfassen, zu systematisieren und eine passende Informations- und Warnstrategie festzulegen.

20 Personen aus den Bereichen Vorentwicklung automatisierte Fahrfunktionen, Unfallforschung sowie aus der Entwicklung Ergonomie Fahrzeugkonzepte MMI sind in das Projekt UR:BAN involviert.

Audi ist Pionier des „pilotierten Fahrens“. Seit 2009 hat das Unternehmen im Rahmen der Entwicklungsarbeit zahlreiche spektaku­läre Fahraktionen durchgeführt – auf öffentlichen Straßen, internationalen Renn­strecken und einem Salzsee. Die Technologien zum pilotierten Fahren stehen für mehr Sicherheit, mehr Effizienz sowie mehr Zeit und Komfort. Audi plant den ersten Serieneinsatz eines pilotierten Systems in der nächsten Modellgeneration des Audi A8. Es kann im Stop-and-Go-Verkehr bis 60 km/h die Fahraufgabe übernehmen.

München. Die BMW Group zählt seit langem zu den weltweit führenden Automobilherstellern bei der Vernetzung von Fahrer, Fahrzeug und Umwelt. Bisher sorgen Fahrerassistenzsysteme vor allem auf Autobahnen für Sicherheit und Komfort. In der Forschungsinitiative UR:BAN hat sich die BMW Group Forschung und Technik maßgeblich beteiligt, um auch für den städtischen Bereich intelligente Systeme zur Unterstützung des Fahrers sowie zur Erhöhung der Sicherheit und der Effizienz bereitzustellen. Zum Abschluss der vierjährigen Forschungsaktivitäten werden die Ergebnisse am 7. und 8. Oktober 2015 in Düsseldorf präsentiert. Dazu veranstaltet BMW auch Fahrdemonstrationen im Stadtverkehr. Das Motto der Präsentation lautet „Sicher, effizient und stressfrei durch die Stadt von morgen“.

UR:BAN steht für „Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzmanagement“. Ziel des Forschungsprojektes ist es, den Stadtverkehr in Zukunft noch sicherer und effizienter zu gestalten. Dazu haben 31 Partner aus Automobil- und Zulieferindustrie sowie Elektronik- und Softwarefirmen, Universitäten, Forschungsinstitute und Städte gemeinsam neue Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagementsysteme für den städtischen Raum entwickelt. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Die Arbeitsbereiche der BMW Group Forschung und Technik.
Die Wissenschaftler und Ingenieure der BMW Group Forschung und Technik haben in allen drei Arbeitsbereichen des Forschungsprojektes maßgeblich mitgewirkt:

• Kognitive Assistenz
• Vernetztes Verkehrssystem
• Mensch im Verkehr

 Im Themenschwerpunkt Kognitive Assistenz wurden zur Erhöhung der Sicherheit im städtischen Verkehr, besonders zum Schutz schwächerer Verkehrsteilnehmer, neuartige Methoden für die Erfassung komplexer Situationen im Stadtverkehr entwickelt. Schwerpunkt der Forschungsarbeit bei BMW war das rechtzeitige Bremsen oder Notausweichen in gefährlichen Situationen mit Fußgängern und Radfahrern. Dafür ist eine zuverlässige Umgebungserfassung aller Verkehrsteilnehmer bereitgestellt worden. Diese umfasst erstmalig auch die Nutzung hochaufgelöster Bild- und Abstandsinformationen zur Fußgängerabsichtserkennung. Damit ist das Assistenzsystem in der Lage, die Kopfausrichtung und die Körperhaltung eines Fußgängers frühzeitig zu analysieren. Das System kann so die Absicht zum Überqueren der Fahrbahn erkennen. Der Fahrer wird bei Bedarf rechtzeitig gewarnt. Unfälle mit schwächeren Verkehrsteilnehmern werden vermieden.

Im Bereich Vernetztes Verkehrssystem wurden zur Optimierung der Verkehrseffizienz die zukünftige Nutzung von Informations- und Kommunikationsmöglichkeiten wie GPS/Galileo und UMTS/LTE sowie die Kommunikation von Fahrzeugen mit der Verkehrsinfrastruktur, beispielsweise mit Verkehrsleitzentralen, (C2X) untersucht. Durch den Auf- und Ausbau intelligenter Infrastruktur und die Vernetzung mit intelligenten Fahrzeugen lassen sich überlastete Straßen vermeiden – und somit auch eine Verringerung der Emissionen erreichen. BMW präsentiert dazu die neu entwickelte Ampelassistenz mit den Funktionen Grüne-Welle-Assistent und Verzögerungsassistent. Der Grüne-Welle-Assistent gibt Empfehlungen für eine angepasste Geschwindigkeit, um das „mitschwimmen“ im Stadtverkehr zu optimieren. Der Verzögerungsassistent informiert den Fahrer, ob er eine Ampel noch bei Grün erreicht oder die Geschwindigkeit bereits reduzieren kann. In Düsseldorf demonstriert BMW die beiden Assistenzfunktionen mit zwei Fahrzeugen im realen Straßenverkehr – innerhalb eines Bereichs, der rund 300 Ampeln umfasst.

Dritter Themenbereich ist der Mensch im Verkehr – in all seinen Rollen als Verkehrsteilnehmer in der Stadt. Zur Erforschung des menschlichen Verhaltens wurden neue Methoden entwickelt und umfangreiche Probandenversuche durchgeführt. Schwerpunkt der Forschungsarbeit bei BMW war die souveräne Kontrolle des eigenen Fahrzeugs auch in Notfallsituationen.

Falls hier ein unaufmerksamer oder abgelenkter Fahrer nicht rechtzeitig reagiert, kann das Assistenzsystem selbst eine unfallvermeidende Ausweichbewegung einleiten. Das System stellt dabei durch fortlaufende Beobachtung der Fahrerreaktion sicher, dass die Fahrerabsicht immer die Oberhand behält und der Fahrer die Bewegung ständig kontrollieren kann. Dazu werden die Lenk- und Pedalbewegungen des Fahrers und weitere verfügbare Kenngrößen situationsbezogen ausgewertet. Ziel ist die Unterstützung unaufmerksamer oder überforderter Fahrer um eine vorausschauende und stressfreie Fahrt im Stadtverkehr zu ermöglichen.

Die BMW Group sieht in der Teilnahme an Forschungsinitiativen wie UR:BAN einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit und der Effizienz im Straßenverkehr. Sie kann dazu beitragen, der Vision Zero, der unfallfreien individuellen Mobilität, einen weiteren Schritt näher zu kommen.

Am 7. Oktober 2015 zeigen die UR:BAN-Forschungspartner auf dem Gelände der Messe Düsseldorf und im realen Stadtverkehr die Ergebnisse ihrer auf vier Jahre angelegten Forschungsarbeit. Experten aus den drei UR:BAN-Projekten präsentieren rund 50 Demonstrationsfahrzeuge, MAN ist mit zwei Prototypen und einer begehbaren Lkw-Kabine als einziger Nutzfahrzeughersteller vertreten.

Für MAN war die Interaktion von Fahrer und Fahrzeug eine übergreifende Arbeit in den drei Teilprojekten Mensch im Verkehr, Vernetztes Verkehrssystem und Kognitive Assistenz.

Karlheinz Dörner, Abteilungsleiter für Fahrerassistenzsysteme im Bereich Engineering Research der MAN Truck & Bus: „Das Verkehrsgeschehen in der Stadt ist sehr komplex und anspruchsvoll für die Entwicklung von Systemen zur Fahrerunterstützung und Automatisierung. Wir haben im Projekt UR:BAN mit neuen Technologien das Verkehrsgeschehen im urbanen Umfeld erfasst, analysiert und ein digitales Cockpit für die intuitive Kommunikation zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Fahrer entwickelt. Die beiden ebenfalls in UR:BAN entwickelten Systeme Grüne-Welle-Assistent für den Lkw und Rundumsicht für den Stadtbus nutzen diese Erkenntnisse.“

Forschungsschwerpunkt Mensch im Verkehr
Im Teilprojekt „Mensch im Verkehr“ hat MAN die Schnittstelle zwischen Fahrer und Nutzfahrzeug (Mensch-Maschine-Schnittstelle) unter dem Aspekt neuer Assistenzsysteme weiterentwickelt:

Bereits heute haben Pkw und Nutzfahrzeuge zahlreiche elektronische Assistenten, die den Fahrer unterstützen. Der Vorteil für den Fahrer und die anderen Verkehrsteilnehmer: Assistenzsysteme sind immer hellwach, ermüden nicht und können ihn so vor Gefahren warnen und im Fall des Falles blitzschnell eingreifen. Künftig werden die Funktionalitäten noch weiter zunehmen. Assistenten dürfen den Fahrer jedoch nicht mit ihren Anzeigen oder Warnungen überfordern und müssen intuitiv verständlich sein.

Die MAN-Forscher haben deshalb ein Anzeige- und Bedienkonzept für einen sogenannten intelligenten Temporegler entwickelt. Ein solches System kann mittels digitaler Karten und Kommunikation mit der Infrastruktur die für das Fahrzeug auf der Fahrstrecke relevanten Daten und Ereignisse erfassen, beispielsweise Tempolimits und Ampelphasen, Kurven und Abbiegungen. Abhängig davon kann ein solcher Assistent die kraftstoffsparendste Fahrstrategie auf der Route berechnen und die Geschwindigkeit geeignet regeln. Das System „sieht“ also weiter voraus als der Fahrer, der sein Fahrzeug aber nach wie vor überwachen muss: Beispielsweise kennt das System bereits ein Stoppschild hinter der Kurve, bevor es der Fahrer sehen kann, und lässt den LKW entsprechend früh ausrollen. Oder das Fahrzeug fährt auf eine rote Ampel zu ohne die Geschwindigkeit zurückzunehmen, weil es weiß, dass die Ampel in den nächsten Sekunden auf grün schalten wird.

Ohne diese Informationen würden viele Fahrer die automatische Geschwindigkeitsregelung ungeeignet übersteuern. Daher haben die Entwickler von MAN die grundsätzliche Fragestellung bearbeitet: Wie muss die Mensch-Maschine-Schnittstelle gestaltet sein, um dem Fahrer genau die Informationen zu geben, die er in solchen Fahrsituationen benötigt?

Die Forscher ermittelten dazu mit Berufskraftfahrern im Fahrsimulator den Informationsbedarf in den oben beschriebenen Fahrsituationen. Ergebnis ist ein übergreifendes Anzeigekonzept, das MAN in einer begehbaren Lkw-Kabine in Düsseldorf zeigen wird. In dem Anzeigekonzept tritt an die Stelle analoger Armaturen ein vollflächig gestaltbares digitales Display.

„Wir können damit die Anzeige für den Fahrer gezielt gestalten. Um den Fahrer durch Fahrzeug-Informationen nicht abzulenken, müssen die Informationen auf das Notwendige reduziert werden und intuitiv verständlich sein. Im Ergebnis soll für den Fahrer entspanntes, effizientes und sicheres Fahren im urbanen Raum erreicht werden“, fasst Karlheinz Dörner zusammen.

Dieses Teilprojekt greift ineinander mit den anderen Schwerpunkten, die MAN innerhalb UR:BAN bearbeitet hat: dem Grüne-Welle-Assistenten und der virtuellen Rundumsicht. Für diese Projekte ist die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle von hoher Bedeutung.

Forschungsschwerpunkt Grüne-Welle-Assistent
Im Teilprojekt „Vernetztes Verkehrssystem“ hat MAN einen Grüne-Welle-Assistenten entwickelt. Dieser kann die Grünphasen von Ampeln optimal nutzen und damit Kraftstoff sparen sowie Verschleiß und Geräuschemissionen reduzieren.

„Vorausschauendes Fahren spart Kraftstoff – besonders gilt dies für Lkw und Busse, denn es erfordert viel Energie, einen 40-Tonner aus dem Stillstand auf 50 km/h zu beschleunigen. Man kann viel Kraftstoff sparen, indem man das Fahrzeug so rollen lässt, dass ein Anhalten und wieder Anfahren unnötig wird. Genau dies kann der Grüne-Welle-Assistent im Zusammenspiel mit einer geeigneten Verkehrsinfrastruktur leisten“, erklärt Karlheinz Dörner.

Kern des Assistenten ist ein Bordrechner, der aus den zur Verfügung gestellten Informationen über die Ampelschaltungen auf der Route eine energiesparende Fahrstrategie errechnet. Die Schaltzeitprognose der Ampelanlagen fragt das Fahrzeug über Mobilfunk von einem Server ab. Aus den empfangenen Daten errechnet das Fahrzeug die Strategie für ein optimales Erreichen der Grünphasen der Ampeln auf der geplanten Strecke. Das System kann dazu mehrere Ampeln auf der Route vorausblicken, und beispielsweise auch einen Halt als energiesparendste Option einplanen, wenn eine Grünphase nicht sinnvoll erreichbar ist. Die Datenqualität der Prognose bezieht der Assistent dabei mit ein.

Die Infrastruktur muss für solche neuen Aufgaben ausgerüstet werden. Die damit verbundenen Aspekte hat UR:BAN ebenfalls bearbeitet, zusammen mit den Modell-Städten Düsseldorf und Kassel. Die Fahr-Vorführung im realen Stadtverkehr in Düsseldorf nutzt eine solche Server-Infrastruktur.

Im Gegensatz zu Grüne-Welle-Assistenten, die lediglich eine Empfehlung für die Idealgeschwindigkeit ausgeben, hat MAN den Lkw-Prototyp mit einer aktiven Geschwindigkeitsregelung ausgestattet. Der Fahrer kann also die optimale Geschwindigkeitsvorgabe dem Assistenten überlassen. Dieser verfügt auch über einen speziellen Abstandsregeltempomaten, der den Sicherheitsabstand zum Vorausfahrenden hält, und mit dem Verkehr an Ampeln anhalten kann, sofern ein Halt notwendig wird. Das Anfahren muss der Fahrer aus Sicherheitsgründen jedoch aktiv freigeben.

Der MAN-Prototyp zeigt auf der UR:BAN Abschlussveranstaltung den aktuellen Stand der Technik für ein solches vernetztes, automatisiertes System.

Forschungsschwerpunkt Rundumsicht für Nutzfahrzeuge
Durch die engen Verkehrsräume in der Stadt sind die Fahrer von Stadtbussen in ihrer Arbeitsumgebung mit besonderen Herausforderungen konfrontiert. Dazu gehören ein- und aussteigende Fahrgäste an Haltestellen, Kreuzungen mit Fußgängern und Radfahrern, Straßen mit Engstellen sowie Gegenverkehr und Spurwechsel.

Im Teilprojekt Kognitive Assistenz hat MAN ein speziell angepasstes Rundumsicht-System für die komplexen Anforderungen in Bussen im Stadtverkehr entwickelt. Die UR:BAN-Forscher zeigen dieses System zum Projektabschluss an einem Prototyp. Das System erkennt selbstständig die aktuelle Fahrsituation und zeigt dem Fahrer automatisch eine speziell auf diese Situation angepasste Sichtperspektive auf einem Monitor an. Die Festlegung der Situationen und der situationsspezifischen Anzeigen auf dem Monitor erfolgte unter anderem mittels Befragungen von Busfahrern. Die situationsspezifischen Ansichten wurden während der Entwicklung ebenfalls von Busfahrern bewertet, um ein kontinuierliches Feedback zu erhalten.

„Das Kamerasystem stellt dem Fahrer einen intuitiv erfassbaren Überblick des Geschehens rund um das Fahrzeug bereit“, so Karlheinz Dörner.

Das System erkennt folgende Fahrsituationen selbstständig und stellt dem Fahrer die geeignete Ansicht auf dem Bildschirm zur Verfügung: Anfahren einer Haltestelle, Stehen an einer Haltestelle, Abfahren aus einer Haltestelle, Rechtsabbiegen und Linksabbiegen. Spezielle Ansichten für Engstellen und Rückwärtsfahren kann der Fahrer über den Touchscreen wählen.

In dem Projekt wurden grundlegende Anforderungen an solche Systeme für den Einsatz in Nutzfahrzeugen erarbeitet: Um die gesamte Fahrzeuglänge inklusive der Einsteigevorgänge an den vorderen und hinteren Bustüren in guter Qualität darzustellen, wurden an den Längsseiten je zwei Kameras vorgesehen, kombiniert mit je einer Kamera an der Front- und Rückseite. Aus diesen sechs Einzelbildern der Kameras wird dann situationsspezifisch ein Bild errechnet, das dem Fahrer auf dem Monitor angezeigt wird.

Das Forschungsprojekt UR:BAN
Im Verbundprojekt UR:BAN haben sich 31 Unternehmen, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Städte zusammengeschlossen. Sie entwickeln gemeinsam Fahrerassistenz- und Verkehrs¬manage¬ment-systeme für die Mobilität in der Stadt. Ihr Ziel: Ein Stadtverkehr, der sicher und effizient ist – und fließt. Das Gesamtbudget beträgt 80 Millionen Euro, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Projekt zu 50 Prozent. Städte stehen im Fokus der EU-Verkehrspolitik, denn dort leben 70 Prozent der Europäer.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt UR:BAN finden Sie unter www.urban-online.org