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Motivation und Handlungsbedarf für Automatisiertes Fahren · Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger“ z.B. für Überhol-Assistent Thema bearbeitet UN ECE GRE - Lichttechnik . Automatisiertes

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Text of Motivation und Handlungsbedarf für Automatisiertes Fahren · Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger“...

  • Motivation und Handlungsbedarf

    für Automatisiertes Fahren

    DVR-Kolloquium Automatisiertes Fahren

    Bonn, 11.12.2013

    Hans-Thomas Ebner, Leiter der Abteilung Technik

    für den VDA AK Automatisiertes Fahren

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 2

    • Motivation für Automatisiertes Fahren

    • Automatisierungsgrade und Beispiele

    • Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

    Handlungsbedarf

    • Zusammenfassung

  • Motivation für Automatisiertes Fahren

    Seite 3

    1 Zero Emission - Reduzierung von Verbrauch und Emission

    - Optimierung des Verkehrsflussmanagements

    2 Demographischer

    Wandel

    - Unsichere Fahrer unterstützen

    - Mobilität im Alter steigern

    3 Vision Zero - Reduzierung der Unfallzahlen durch Vermeidung

    menschlicher Fahrfehler

    4 Verkehrsdichte

    steigt

    - Optimierung des Verkehrsflussmanagements

    - Komfortables, zeiteffizientes Fahren via Automat

    5 Wirtschaftsstandort

    sichern

    - Wettbewerbsvorsprung sichern

    - Attraktive Produkte via Technologieführerschaft

    6 Reife heutiger

    Assistenzsysteme

    - Sensorik ist bewährt und wirtschaftlich

    - Aktorik (Lenkung, Bremse, …) in Serie

    Fo

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    : dpa

    Seite 3

    http://4.bp.blogspot.com/-AuWxf67WJwM/UE524CjbNFI/AAAAAAAABLk/fnAEmnj8UNQ/s1600/chalkboard+zero.JPG

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 4

    • Motivation für Automatisiertes Fahren

    • Automatisierungsgrade und Beispiele

    • Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

    Handlungsbedarf

    • Zusammenfassung

  • Technologie-Roadmap Fahrerassistenzsysteme zu

    Hochautomatisierte Fahrfunktionen

    18.12.2013 Seite 5

    “Continental Roadmap: … Partial Automation till 2016. Conditional

    Automation till 2020. And High Automation till 2025.” http://www.spiegel.de/auto/aktuell/automatisiertes-fahren-2025-fahren-autos-selbststaendig-a-

    873582.html

    “Ford predicts self-driving, traffic-reducing cars by 2017” http://www.extremetech.com/extreme/132147-ford-self-driving-cars-2017

    “Volvo: Traffic jam assistance is coming in 2014“ http://www.heise.de/autos/artikel/Volvo-Stau-Assistent-kommt-2014-1736081.html

    “Audi will sell self driving cars within this decade.” http://www.heise.de/newsticker/meldung/Autopilot-von-Audi-noch-

    in-diesem-Jahrzehnt-1779798.html

    “… automated driving functions monitored by the driver … could, on

    the other hand, be one of the very next evolutionary steps in driver

    assistance system.“ https://www.volkswagen-media-

    services.com/medias_publish/ms/content/de/pressemitteilungen/2010/11/08/

    Pressemitteilungen zu automatisierten

    Fahrunktionen:

  • Nationale & Internationale Gremien / Institutionen

    Arbeitskreis „Automatisiertes Fahren“

    Ziel: - Begriffsdefinition mit Beispielfunktionen (Bestandteil Positionspapier)

    - Rahmenbedingungen zur Einführung Automatischer Fahrfunktionen schaffen

    Arbeitsgruppe „On-Road Autonomous Vehicle Standards Committee”

    Ziel: - Begriffsdefinition als SAE Standard „Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road

    Autonomous Vehicles”

    Policy on Automated Vehicle Development

    Ziel: - Begriffsdefinition

    - Forschungs-Programm der NHTSA aufzeigen

    - National einheitliche Anforderungen zum Testen Automatischer Fahrfunktionen bereit stellen

    Trilateral working group „ Automation in Road Transportation”

    DG CONNECT (EU), MLIT (Japan), USDOT-RITA (USA)

    Ziel: - Terminologie und Definitionen vereinheitlichen

    - Informationen über laufende Forschungsprojekte austauschen und aggregieren

    - Kooperationsthemen identifizieren

    18.12.2013 Seite 6

  • Stufe 0 Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 5

    Driver

    Only Assistiert

    Teil-

    -auto-

    matisiert

    Hoch-

    -auto-

    matisiert

    Voll-

    -auto-

    matisiert

    Fahrerlos

    Stufen des Automatisierten Fahrens

    Seite 7

    Fahrer Auto-

    mation

    ACC, LKA Stau-

    Assistent Roboter-Taxi

    Autobahn

    Chauffeur

    Automatischer

    Not-Halt

    LDW, SWA,

    FCW

    Entwicklung/Forschung Serie n.a.

    LDW: Lane Departure Warning, SWA: Spur Wechsel Assistent, FCW: Forward Collision Warning, ACC Adaptive Cruise Control, LKA: Lane Keeping Assistance

    Fahrer “in the loop” ja (zwingend) nein (muss nicht)

    Reaktionszeit ~ 1 s einige s einige min

    Nebentätigkeiten keine (verboten) bestimmte alle (inkl. schlafen)

    Risiko min. Manöver nein evtl. immer (zwingend)

    von Start bis Ziel nein (spezifische Situation und/oder bestimmte Zeit) ja

  • Beispielfunktionen

    18.12.2013 Seite 8

    Teil-

    automatisiert

    Hoch-

    automatisiert

    Voll-

    automatisiert

    Funktionen bei geringer Geschwindigkeit

    z.B. automatisches Einparken rangieren

    Einzelfunktionen, die in einigen Sekunden abgeschlossen werden,

    z.B. Spurwechsel oder Überholvorgang

    Manöver

    mit

    Begrenzter

    Dauer

    Funktionen bleiben im Normalfall über längere Zeit aktiv,

    z.B. Längs- und Querregelung auf der Autobahn

    dauerhaftes

    Fahren

  • Beispielfunktionen

    18.12.2013 Seite 9

    rangieren

    Manöver

    mit

    Begrenzter

    Dauer

    dauerhaftes

    Fahren

    Teil-

    automatisiert

    Hoch-

    automatisiert

    Voll-

    automatisiert

    Park-Assistenz Autom. fahrerinitiiertes Ein- und Ausparken. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Unterbricht ggf.

    Park-Pilot

    Autom. Bereitstellung sowie Ein- und Ausparken. Kein Fahrer bzw. Fahrer entfernt sich.

    Überhol-Assistent

    Autom. fahrerinitiiertes Überholen (ein Überholvor-gang). Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen, greift bei Bedarf ein.

    Spurwechsel-Chauffeur

    Autom., fahrerinitiierter Spurwechsel. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen.

    Automatischer Nothalt

    Automatisches Herstellen eines sicheren Zustands bei Ausfall des Fahrers.

    Baustellen-Assistent

    Autom. Längs- und Quer-regelung. Auf Autobahn-baustellen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Greift bei Bedarf ein.

    Autobahn-Chauffeur

    Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen, sondern wird zur Übernahme aufgefordert.

    Autobahn-Pilot

    Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen. Übernahme nicht zwingend erforderlich.

    kurzfristig mittelfristig langfristig

  • Beispielfunktionen

    18.12.2013 Seite 10

    rangieren

    Manöver

    mit

    Begrenzter

    Dauer

    dauerhaftes

    Fahren

    Teil-

    automatisiert

    Hoch-

    automatisiert

    Voll-

    automatisiert

    Park-Assistenz Autom. fahrerinitiiertes Ein- und Ausparken. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Unterbricht ggf.

    Park-Pilot

    Autom. Bereitstellung sowie Ein- und Ausparken. Kein Fahrer bzw. Fahrer entfernt sich.

    Überhol-Assistent

    Autom. fahrerinitiiertes Überholen (ein Überholvor-gang). Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen, greift bei Bedarf ein.

    Spurwechsel-Chauffeur

    Autom., fahrerinitiierter Spurwechsel. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen.

    Automatischer Nothalt

    Automatisches Herstellen eines sicheren Zustands bei Ausfall des Fahrers.

    Baustellen-Assistent

    Autom. Längs- und Quer-regelung. Auf Autobahn-baustellen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Greift bei Bedarf ein.

    Autobahn-Pilot

    Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen. Übernahme nicht zwingend erforderlich.

    Autobahn-Chauffeur

    Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen, sondern wird zur Übernahme aufgefordert.

    kurzfristig mittelfristig langfristig

  • Hochautomatisierung auf Autobahnen

    Autobahn-Chauffeur

    • 0 bis 130km/h auf verschiedenen Spuren von

    der Einfahrt bis zur Abfahrt

    • Überholen langsamerer Fahrzeuge

    • Beherrschen komplexer Straßenverläufe und

    Abzweigeszenarien, Tunnels, Mautstellen,

    Baustellen, Unfälle

    • Komfortables Einhalten aller Geschwindigkeits-

    grenzen, kooperatives Verhalten an Einfahrten,

    Berücksichtigung der Verkehrsregeln

    18.12.2013 Seite 11

    Stau-Chauffeur

    • 0 bis 60 km/h in

    Stausituationen

    • Das System ist aktivierbar,

    wenn eine Stausituation

    vorliegt, d. h. es müssen

    langsame vorausfahrende

    Fahrzeuge detektiert

    werden.

    • Das System entlastet den Fahrer und erhöht potentiell die Sicherheit in lästigen Stausituationen

    • Der Fahrer muss es bewusst aktivieren und kann es zu jedem Zeitpunkt übersteuern bzw. ausschalten

    • Längs- und Querführung werden vom System übernommen, solange die Nutzensituation andauert.

  • System…

    Mensch-Maschine-Interaktion

    18.12.2013 Seite 12

    Fahrer…

    …fährt …will

    übergeben

    … prüft Übernahme

    … übernimmt … fährt … „will“ komfortabel übergeben

    …übernimmt …fährt

    Status Fahreraktivität im System bekannt

    …übergibt

    komfortable

    Übernahmeaufforderung,

    erweitertes Informationsangebot wird

    sofort abgeschaltet

    Einleitung des

    risikominimalen

    Zustands

    (in Stufen)

    harte

    Übernahme-

    aufforderung

    …ist gestört

  • Fahreraktivität und Informationsangebot

    • Das System erkennt zwar die Grenzen seines

    Wirkbereichs, ist aber nicht in der Lage, in jeder

    Ausgangssituation den risikominimalen Zustand

    herzustellen. Deshalb wird der Fahrer in bestimmten,

    seltenen Fällen (technische Grenzen der Komponenten,

    Umgebungsbedingungen außerhalb der Auslegungs-

    grenzen) mit ausreichender Zeitreserve zur

    Übernahme aufgefordert.

    • Dies wird dem Fahrer sehr klar und direkt an dem

    Bildschirm angezeigt, an dem er gerade tätig ist, um

    Übernahmezeiten zu minimieren.

    • Die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle wird so gestaltet, dass

    der Fahrer mit den verfügbaren Elementen des Fahrzeugs

    die gewohnten Informationen seines persönlichen Laptops

    / Tablets / Smartphones im Fahrzeug integriert zur

    Verfügung hat. Nur die Tätigkeiten, die das Fahrzeug

    anbietet, sind erlaubt.

    18.12.2013 Seite 13

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 14

    • Motivation für Automatisiertes Fahren

    • Automatisierungsgrade und Beispiele

    • Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

    Handlungsbedarf

    • Zusammenfassung

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 15

    Handlungsbedarf besteht bei folgenden Vorschriften:

    ECE Regelung 48 – Anbau Lichttechnik

    ECE Regelung 79 – Lenkanlagen

    Verhaltensrecht – Wiener Übereinkommen von 1968

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 16

    ECE-R 48 Beleuchtung/Lichtsignaleinrichtungen Kfz

    automatische Aktivierung Warnblinker nur bei Unfall / nach Notbremsung erlaubt

    automatische Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger nicht geregelt

    Anpassung ECE-R 48 bzgl. „autom. Betätigung von Lichtfunktionen“ erforderlich:

    a) autom. Aktivierung Warnblinker z.B. für Nothalte-Assistent

    b) autom. Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger“ z.B. für Überhol-Assistent

    Thema bearbeitet UN ECE GRE - Lichttechnik

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 17

    ECE-R 79 Lenkanlagen

    automatische Lenkfunktion nur bis 10 km/h erlaubt z.B. für Parkmanöver

    nur „korrigierende Lenkfunktionen“ erlaubt z.B. für Spurverlassenswarnung

    Fahrzeugführer hat Hauptverantwortung für das Führen des Fahrzeugs inne

    Anpassung ECE-R79 bzgl. „automatisch geregelter Lenkfunktionen“ erforderlich:

    a) Geschwindigkeitsschwelle erhöhen / aufheben

    b) kontinuierlichen Eingriff erlauben

    c) Fahrzeugführer hat nicht immer Hauptverantwortung für Fahrzeugführung

    Thema bearbeitet UNECE GRRF – Bremsen und Fahrwerk

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 18

    Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr von 1968

    ARTICLE 8

    Drivers

    (1) Every moving vehicle or combination of vehicles shall have a driver.

    (5) Every driver shall at all times be able to control his vehicle or to guide

    his animals.

    ARTICLE 13

    Speed and distance between vehicles

    (1) Every driver of a vehicle shall in all circumstances have his vehicle under

    control so as to be able to exercise due and proper care and to be at all times

    in a position to perform all manoeuvres required of him. He shall, when

    adjusting the speed of his vehicle, pay constant regard to the circumstances, in

    particular the lie of the land, the state of the road, the condition and load of

    his vehicle, the weather conditions and the density of traffic, …

    Definitions:

    "Driver" means any person who drives a motor vehicle or other vehicle

    (including a cycle), or who guides cattle, singly or in herds, or flocks, or

    draught, pack or saddle animals on a road;

  • Automatisiertes Fahren

    18.12.2013 Seite 19

    • Motivation für Automatisiertes Fahren

    • Automatisierungsgrade und Beispiele

    • Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

    Handlungsbedarf

    • Zusammenfassung

  • Zusammenfassung

    18.12.2013 Seite 20

    Automatisierte Fahrfunktionen der ersten Generation sind technologisch verfügbar – Ausweitung

    des Funktionsumfanges der folgenden Generation durch Hinzunahme weiterer Informationsquellen

    (z.B. car2x-Kommunikation) und Weiterentwicklung der Algorithmen.

    Um das hohe Potential automatischer Fahrfunktionen zu heben, sind gemeinsame Anstrengungen von

    Automobilindustrie und Politik erforderlich.

    Technik (Automobilindustrie)

    Komplexität beherrschen und absichern, im Fahrzeug und im Verkehr

    Infrastruktur (Politik)

    Heutige Infrastruktur erhalten und ausbauen sowie existierende Standards umsetzen

    Gesetzgebung (Politik & Automobilindustrie)

    Anpassung von Zulassungsvorschriften und Klärung nationaler und internationaler Rechtsfragen

  • 18.12.2013 Seite 21

    Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

    Hans-Thomas Ebner

    Leiter der Abteilung Technik

    Ich lade Sie herzliche ein zum

    16. Technischen Kongress des VDA

    am 20. und 21. März 2014

    Messegelände Hannover