Fahrerassistenz in der Praxis

Eine gesteigerte Sicherheit beim Einparken und Rückwärtsfahren stellt gegenüber rein akustischen und optischen Einparkhilfen die Rückfahrkamera des BMW X3 dar. Da man die Art des Hindernisses erkennen kann, erhöht dies, wie im Falle der hier gezeigten BubS. Best

Neunzig Prozent aller Unfälle im Straßenverkehr gehen auf menschliches Fehlverhalten zurück. Viele von ihnen wären durch moderne Assistenzsysteme zu vermeiden. Beispielsweise treiben Audi und BMW die Entwicklung auf diesem Gebiet der aktiven Sicherheit unter Hochdruck voran.

Der „Side-Assist“ des Audi Q5

Auf Wunsch stattet Audi den Q5 mit Hightech-Systemen aus der Oberklasse aus. Der Audi „Lane-Assist“ hilft beim Halten der Spur, der Audi Side-Assist warnt vor möglichen Gefahren beim Spurwechsel. Diesen und die „Einparkhilfe plus“ haben wir uns einmal näher angeschaut. Der Audi „Side-Assist“ überwacht das Verkehrsgeschehen hinter dem Q5 per Radar und erkennt, wenn sich ein Fahrzeug zum Beispiel im toten Winkel befindet.

Die zwei 24-GHz Radar-Sensoren für den „Side assist“ sitzen im hinteren Stoßfänger links und rechts, in ihnen sind die zugehörigen Steuergeräte integriert, die beiden an einem CAN-Bus angeschlossen sind. Der Logik-Aufwand für den „Side-Assist“ besteht aus einem 32-Bit-Mikrocontroller MPC5604 von Freesale und zwei 16-Bit-DSPs 28F235 von Texas Instruments. Die Codegröße beträgt 256 KByte beim µC und 2 x 512 KByte bei den DSPs.

Die Reichweite der Sensoren beträgt etwa 70 m nach hinten, das System kann ab 30 km/h arbeiten. Audi Side-Assist warnt innerhalb der Systemgrenzen vor näherkommenden oder mit schwimmenden Fahrzeugen im Erfassungsbereich. Wenn ein Spurwechsel als kritisch eingestuft wird, leuchtet die Anzeige am jeweiligen Außenspiegel. Das System bietet zwei Stufen auf die reagiert werden kann. Erstens die Informationsstufe: Solange Sie den Blinker nicht setzen, informiert der side assist den Fahrer über erfasste Fahrzeuge, die als kritisch eingestuft werden. Die Anzeige am jeweiligen Spiegel leuchtet schwach.

Bild 2: Es zeigt den Erfassungsbereich (blau) des 24-GHz-Radars und ein Fahrzeug im toten Winkel. Solange der Blinker nicht gesetzt wird leuchtet die gelbe LED im Spiegel nur merklich. Wird aber der Blinker nach links gesetzt, blitzt die LED hell auf.Audi AG

Die Anzeigehelligkeit leuchtet in der Informationsstufe bewusst weniger intensiv, damit der Fahrer beim Blick nach vorn nicht gestört wird. Die zweite Stufe ist die Warnstufe: Wenn der Fahrer den Blinker setzt, warnt ihn der Audi side assist vor erfassten Fahrzeugen, die als kritisch eingestuft werden. Die Anzeige am jeweiligen Spiegel blinkt hell (Bild 2). Der Fahrer kann in diesem Fall die Fahrsituation durch einen Blick in den Außenspiegel und durch einen Schulterblick prüfen und entsprechend reagieren.

Die Optik der Anzeige ist auf den Fahrer ausgerichtet. Ihre Helligkeit folgt dem Umgebungslicht und lässt sich zudem über das Bedienterminal MMI individuell einstellen.

Die „Einparkhilfe plus“ des Audi Q5

Über seine Modellpalette hinweg bietet Audi eine Reihe unterschiedlicher Einparkhilfe-Systeme an. Sie arbeiten mit Ultraschall, mit akustischen und optischen Signalen oder mit einer Rückfahrkamera, die ihre Bilder auf dem Bordmonitor zeigt. Eine besonders komfortable Lösung ist der Parkassistent. Der Parkassistent führt beim Einparken rückwärts alle erforderlichen Lenkbewegungen durch – dies gilt sowohl für parallel als auch für quer zur Fahrbahn liegende Parklücken.

Bild 1: Mehr Sicherheit als bei rein akustisch oder optisch arbeitenden Einpark- und Rückfahrhilfen bietet die Rückfahrkamera des BMW X3. Sie zeigt im Display über eingeblendete Hilfslinien zusätzlich Lenkinformationen für den Fahrer. Audi AG

Um sie zu finden, nutzt das System seitliche Ultraschallsensoren, die bei moderatem Fahrtempo die Park­lücken am Straßenrand zweidimensional vermessen. Wenn sich eine von ihnen eignet, erfolgt ein Hinweis im Display. Unser Testfahrzeug war mit der einfachen Variante der so genannten „Einparkhilfe plus“ ausgestattet, die nur mit Ultraschallsensoren arbeitet, aber sehr effizient ist. Es arbeitet mit jeweils vier US-Sensoren im Heck- und Frontstoßfänger (Bild 1). Die Signale dieser Sensoren werden von einem Renesas Mikrocontroller des Typs S12X ausgewertet, eine einfache Applikation einer Sensorfusion. Dabei kommt der an einem CAN-Bus arbeitende 16-Bit-Mikrocontroller mit einer Codegröße von 256 kByte aus. Hindernisse vor und hinter dem Fahrzeug werden auch akustisch gemeldet, die optische Anzeige des jeweiligen Position der Hindernisse erhöht aber die Effizienz der Anzeige, da auch räumliche Veränderungen vom Fahrer gezielt wahrgenommen werden können.

Das Head-up-Display des BMW X3

Das Head-up-Display des X3 überträgt die aktuelle Geschwindigkeit und Navigationshinweise direkt in das Sichtfeld des Fahrers – damit man das Wichtige immer zuerst sieht. Zum Beispiel dringende Warnhinweise und die vorgewählte Geschwindigkeit der Dynamic Cruise Control. Die High-Guiding-Funktion der Navigation vereinfacht mit der übersichtlichen Darstellung des Straßenverlaufs komplizierte Abbiegemanöver (Bild oben). Das virtuelle Bild wird von einer 2-Spiegel-Optik bestehend aus einem Konkavspiegel und einem planaren Faltspiegel auf die Frontscheibe projiziert und ist bei allen Lichtverhältnissen gut lesbar. Als Lichtquelle kommen kein Halbleiterlaser, sondern 8 rote und 8 grüne LEDs zum Einsatz.

Das Bild „erscheint“ in einer Entfernung von 2 bis 2,5 m, mit den Abmessungen von etwa 22 x 19 cm und mit einer Auflösung von größer 80 Pixel/Grad (480 x 240 Pixel). Damit sich die Anzeige immer auf Augenhöhe des Fahrers befindet, ist das Head-Up Display im BMW X3 in der Höhe verstellbar (so genannte Eyebox: 130 mm x 55 mm mit 70 mm Verstellweg). Weitere wesentliche optische Daten sind die Maximalhelligkeit von 10.000…15.000 cd/m² (White), das Dimmverhältnis von 3300:1 und der Kontrast von >350:1. Im Praxistest haben sich diese Werte als ausreichend ergeben, das Head-up Display war in jeder Lichtsituation hervorragend „ablesbar“. Das am CAN-Bus angeschlossene Head-up Display ist kein Steuergerät, alle Grafikdaten werden im Kombiinstrument berechnet. Für die Auswertung und das Bereitstellen einiger Steuersignale ist außerdem ein eigener Mikrocontroller vorhanden.

Rückfahrkamera und „Surround View“ des BMW X3

Selbst in unübersichtlichen Situationen den Überblick behalten: Mit seinen bis zu drei Kameras eröffnen der BMW X3 und BMW ConnectedDrive einen neuen Blick und neue Perspektiven. Surround View oder auch Top View genannt liefert einen 270°-Blick rund um den X3. Gerade an schwer einsehbaren Ein- und Ausfahrten oder in engen Parklücken verbessert es die Übersicht erheblich, denn die jeweilige Situation wird aus der Vogelperspektive angezeigt. Dafür sorgen Kameras in den Außenspiegeln und eine Rückfahrkamera. Zusätzlich liefern zwei vorne im Fahrzeug integrierte Kameras einen Überblick auf das, was seitlich vom X3 geschieht – noch bevor man das Verkehrsgeschehen überhaupt einsehen kann. Die Kameras arbeiten mit VGA-Auflösung, die Hilfslinien der Rückfahrkamera (Bild 1) werden über das Steuergerät generiert und dann eingeblendet. Die Rechenleistung des über CAN-Bus vernetzten Systems stellt ein 32-Bit-Mikrocontroller zur Verfügung.

Fazit

Die Zahl der Kfz-Unfälle sinkt von Jahr zu Jahr und die Automobilindustrie hat sich zum Ziel gesetzt sie weiter zu halbieren, wie es in vielen Vorträgen beim Automobil-Elektronik-Kongress in Ludwigsburg auch 2011 wieder zum Ausdruck kam. Einen Beitrag dazu leisten die in unserem Artikel gezeigten Assistenzsysteme. Deren einfachste Variante, die Einparkhilfe, sollte in ihrer minimalen Auslegung, die mit der rein akustischen Warnung vor Hindernissen im Heckbereich auskommt, eigentlich zu jeder Serienausstattung gehören. Die hier vorgestellten Varianten stellen ausgehend vom Q5 bis zur Rückfahrkamera des X3 effizientere Lösungen dar. Im Q5 wird die akustische Warnung durch die optische sehr übersichtliche Anzeige ergänzt. Durch die optische Anzeige bekommt man auch eine räumliche Zuordnung über das Hindernis. Auch „sieht“ man sozusagen Bewegungen hinter oder vor dem Fahrzeug. Eine Erhöhung der Sicherheit erhält man durch den Einsatz einer Rückfahrkamera, wie die im X3 installierte. Der Anblick kleiner Kinder auf dem Display führt beispielsweise zu einer nochmal gesteigerten Aufmerksamkeit durch den Fahrer. Auch kann man die im Display eingeblendeten Hilfslinien für ein sicheres und gezieltes Einparken verwenden. Wobei zu bemerken ist, dass die Verwendung der Hilfslinien einiger Übung bedarf.

Eine Steigerung bei den Assistenzsystemen stellen der beim Q5 betrachtete Side-Assist dar und beim X3 das Head-up-Display. Der Side-Assist sollte wie die akustische Einparkhilfe zur Grundausstattung jedes Fahrzeugs gehören.

Derzeit wird diese äußerst nützliche Tote-Winkel-Warnung noch auf der Sonderausstattungsliste zu einem Preis von 700 € angeboten. Das im X3 vorhandene Head-up-Display ist sozusagen die Steigerung bei der Minimierung der Fahrerablenkung. Hier ist der technische Aufwand beachtlich, was sich auch im Preis von 1190 € in der Sonderausstattungsliste niederschlägt. Eine Sekunde und 28 Meter: So lange dauert es, den Blick von der Straße zu nehmen um Tempo 100 vom Tachometer abzulesen. Mit dem Head-Up-­Display des BMW Connected Drive im X3 gewinnt man diese Zeit und Notfalls den entsprechenden Bremsweggewinn.

(av)