Beim Forschungsverbundprojekt „Ko-HAF – Kooperatives hochautomatisiertes Fahren“ steht das Wort „kooperativ“ für die Interaktion zwischen mehreren hochautomatisierten Fahrzeugen.

Die Forschungsinhalte

„Bei der Forschungsinitiative Ko-HAF werden Standards entwickelt und getestet, die der Absicherung hochautomatisierter Fahrfunktionen dienen“, erläutert Dr. Ralph Raßhofer, der für BMW Mitglied im Steuerkreis der Ko-HAF Initiative ist. „Ein Schlüssel dazu ist die Verfügbarkeit von aktuellen Informationen und deren Darstellung in einer präzisen Karte zur Freigabe von Streckenabschnitten oder einzelner Fahrspuren.“ Im Projekt Ko-HAF wird die benötigte Vorausschau von mehr als 300 Metern über kooperative Maßnahmen, also durch Rückmeldungen von anderen hochautomatisierten (HAF) Fahrzeugen erreicht.

Ko-HAF: Mit Informationen aus der Cloud das hochautomatisierte Fahren ermöglichen.

Ko-HAF: Mit Informationen aus der Cloud das hochautomatisierte Fahren ermöglichen.BMW

Projektziel ist die Erforschung neuer Systeme und Funktionen, die das hochautomatisierte Fahren bei höheren Geschwindigkeiten und in komplexeren Situationen ermöglichen. Der Fahrer muss beim hochautomatisierten Fahren die Systeme nicht mehr dauerhaft überwachen und kann die Fahraufgabe für einen gewissen Zeitraum an das Fahrzeug abgeben, um beispielsweise E-Mails zu lesen oder zu schreiben. Allerdings muss er in der Lage sein, die Steuerung des Fahrzeugs innerhalb einer gewissen Zeit wieder zu übernehmen.

Für die Zeit, die der Fahrer dafür benötigt, ist es notwendig, dass das Fahrzeug sein Umfeld und die Verkehrssituation richtig einschätzt. Dies ist insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten und in komplexeren Szenarien eine Herausforderung.  Dieser Aufgabe widmet sich unter anderem Ko-HAF: Ansatzpunkt ist eine sogenannte Backend-Lösung, bei der die Fahrzeuge untereinander über einen Sicheheitsserver mit Hilfe von Mobilfunk (LTE/UMTS) kommunizieren. Im Server werden Informationen über das Fahrzeugumfeld gesammelt, ausgewertet und den Fahrzeugen in konsistenter Form wieder zur Verfügung gestellt. Diese Art des vorausschauenden Fahrens ist für die Hochautomatisation in komplexeren Situationen notwendig.

Der Fahrer muss beim hochautomatisierten Fahren das System nicht mehr dauerhaft überwachen.

Der Fahrer muss beim hochautomatisierten Fahren das System nicht mehr dauerhaft überwachen.Continental

Da der Mensch beim hochautomatisierten Fahren nicht vollständig aus der Loop herausgenommen werden soll, geht es bei dem Forschungsvorhaben auch um die sichere Rückübernahme durch den Fahrer. Die BMW Group möchte Rückübernahmen allerdings auf ein Minimum reduzieren und hat daher Sondersituationen wie Gefahrenbereiche, Baustellen, und Autobahnkreuze besonders in den Fokus der Forschung gestellt. Die Tests der Forschungsergebnisse erfolgen zunächst in der Simulation und auf Testgeländen, später auch im öffentlichen Straßenverkehr.

Das Forschungsvorhaben Ko-HAF

Die Forschungsinitiative Ko-HAF startete am 1. Juni 2015, wird bis Ende November 2018 laufen und hat ein Gesamtbudget von 36,3 Millionen Euro. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt Ko-HAF als erstes Projekt im Rahmen des neuen Programms „Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien“, wobei das BMWi den TÜV Rheinland als Projektträger beauftragt hat, während Continental die Koordination des Forschungsverbundprojekts übernommen hat. Auf der OEM-Seite sind Unternehmen wie Audi, BMW und Opel an dem Projekt beteiligt.

An Ko-HAF sind mehrere OEMs beteiligt.

An Ko-HAF sind mehrere OEMs beteiligt.Audi

So ist beispielsweise die BMW Group in allen Arbeitsbereichen vertretenund an folgenden Vorhaben beteiligt:

  • Entwicklung hochgenauer Straßenmodelle zur Generierung einer digitalen Karte.
  • Fahrzeug-Eigenlokalisierung über die digitale Karte sowie kartenunabhängig über die Lokalisierung durch Fahrbahnmerkmale.
  • Untersuchung von Konzepten zur gesicherten Rückübernahme durch den Fahrer.
  • Hochautomatisierte Reaktionen auf Störungen und Hindernisse im Straßenverkehr.
  • Vorausschauendes automatisiertes Fahren bei normalen Verkehrssituationen.
  • Erhöhung der Verkehrssicherheit durch hochautomatisierte Fahrerassistenzsysteme.

Audi arbeitet beim Entwickeln präziser Straßenmodelle als Basis für digitale Karten, beim Lokalisieren von Autos über digitale Karten und Umgebungsmerkmale aus den Daten der Umfeldsensoren, bei Konzepten zur gesicherten Übernahme der Fahraufgabe durch den Fahrer sowie bei der hochautomatisierten Reaktion auf Störungen im Straßenverkehr im Projekt mit. Auch rund um das vorausschauende automatisierte Fahren für optimierten Verkehrsfluss, mehr Komfort und erhöhte Verkehrssicherheit ist Audi mit von der Partie.

Hierzu werden auch Vorschläge zur Standardisierung von Prüfsituationen, Messmethoden und Maßeinheiten entwickelt. Zur Ergänzung der Absicherung in realen Fahrversuchen erarbeitet das Forschungsteam ein Konzept zur virtuellen Absicherung hochautomatisierter Fahrerassistenzsysteme.

Ein Opel-Entwicklungsträger soll im Rahmen von Ko-HAF das kooperative hochautomatisierte Fahren auf deutschen Autobahnen ermöglichen.

Ein Opel-Entwicklungsträger soll im Rahmen von Ko-HAF das kooperative hochautomatisierte Fahren auf deutschen Autobahnen ermöglichen.Opel

Opel kümmert sich schwerpunktmäßig um die Kommunikation zwischen Sicherheits-Server und Fahrzeug. Dazu gestalten die Experten im Rüsselsheimer Entwicklungszentrum die Server-Architektur, definieren die Schnittstellen und sorgen für den ungestörten Datenfluss in beide Richtungen. Darüber hinaus richtet Opel den Fokus auf das Fahrerverhalten im Auto. Um zu klären, ob und wie schnell der Fahrzeugführer während der automatisierten Phase bereit wäre, das Kommando an Bord zu übernehmen, entwickeln die Ingenieure ein Analyseprogramm und ein Sensorsystem.

Außerdem arbeiten sie daran, dass das Auto Signale aussenden kann, um sich selbst zu lokalisieren und den jeweils aktuellen Aufenthaltsort auf Navigationskarten sichtbar zu machen. Diese Daten sollen dann mit Informationen vom Server sowie von weiteren Karten, Bewegungssensoren und dem Globalen Navigationssatellitensystem GNSS synchronisiert werden.

Ein Opel-Entwicklungsträger soll das kooperative hochautomatisierte Fahren auf deutschen Autobahnen ermöglichen. So wollen die Forscher demonstrieren, wie sich das Versuchsfahrzeug in diesem Hochgeschwindigkeits-Umfeld zurechtfindet. Vom selbstständigen Auffahren und Einfädeln über das Spurhalten, Mitschwimmen und Überholen bis hin zum Verlassen der Autobahn soll Ko-HAF Regie führen. Sobald das System bei Tests auf dem Opel-Versuchsgelände sicher und verlässlich funktioniert, können die Prototypen-Fahrten auf öffentliche Straßen verlagert werden.

Auch Daimler scheint sich am Projekt Ko-HAF zu beteiligen, hat aber noch kein offizielles Statement hierzu abgegeben.

Hochautomatisiert Fahren und dabei E-Mails bearbeiten

Continental ist an unterschiedlichen Arbeitspaketen durch Mitarbeiter der Divisionen Chassis & Safety und Interior beteiligt. So befassen sich Mitarbeiter des Unternehmens etwa mit der Erarbeitung von Schnittstellen zum firmenübergreifenden Austausch von Umfeld-und Ortungsinformationen über den Server und an der verbesserten fahrstreifengenauen Ortung im Fahrzeug als solches. Der Zulieferer baut hierbei auf sein M2XPro-Konzept zur Vernetzung von Fahrdynamiksensoren mit GNSS-Informationen (GNSS = Globales Navigationssatellitensystem) auf und ergänzt es um erkannte Landmarken. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt von dieses Tier-1s liegt auf neuen Systemfunktionen, die beim kooperativen Verhalten der Fahrzeuge untereinander eine wichtige Rolle spielen. Im Fokus stehen dabei das Einfädeln, das Auffahren und Fahrmanöver am Ende von Fahrstreifen. Außerdem entwickelt das Unternehmen Testeinrichtungen und Validierungsmethoden für das automatisierte Fahren, die zum Beispiel basierend auf Simulationen arbeiten. Continental plant außerdem, Versuchsfahrzeuge in das Projekt einzubringen, um so Kommunikation und Fahrfunktionen testen und Prüfmethoden entwickeln zu können.