Entwicklung von Funktionsprototypen für vernetzte Fahrzeuge

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Aufgabenstellung

Die Vernetzung von Fahrzeugen und Infrastruktur ist die Voraussetzung zur weiteren Erhöhung der Verkehrssicherheit. Zur Bewertung der Einsatzgrenzen und zur Ableitung von Prüfvorgaben sollen ausgewählte Funktionen prototypisch in Betrieb genommen werden.

• Einarbeitung in die programmiertechnischen Grundlagen der vernetzten Kommunikation,
• Konzeption von prototypischen Car2x-Funktionen,
• Integration der Kommunikationsmodule in die Fahrzeugnetzwerkstruktur oder die Infrastrukturkomponente,
• Test ausgewählter Funktionsprototypen,
• Ableitung von Prüfmöglichkeiten im Rahmen der PKW-Hauptuntersuchung.

• Motivation

  Die Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugen und der Infrastruktur stellt den nächsten großen Schritt bei der Entwicklung der Fahrzeugsicherheit dar. Sie ermöglicht es den Wahrnehmungsbereich des Systems über die Grenzen des Informationshorizontes der eigenen Fahrzeugsensoren hinaus zu erweitern. Dadurch können Systeme realisiert werden, die mögliche kritische Situationen schon in der Entstehungsphase erkennen und den Fahrer rechtzeitig warnen. Sie ist außerdem ein wichtiger Bestandteil der immer weiter fortschreitenden Autonomisierung der Fahrzeuge. Vollautnome Fahrzeuge können über die Car2-X-Kommunikation wichtige Informationen über ihre Umgebung sammeln und auswerten, und so ein genaueres Abbild ihrer Umgebung schaffen.




• Grundlagen

  Die Car2X-Kommunikation nutzt vor allem WLAN-Ad-Hoc-Netzwerke zur Übertragung der Informationen. Dabei wird auf einen speziellen WLAN-Standard,  IEEE 802.11 p zurückgegriffen. Der Frequenzbereich von etwa 5,8 bis 5,9 GHz ist dabei speziell für verkehrstechnische Anwendungen reserviert. Neben der WLAN-Übertragung sind jedoch noch weitere Übertragungstechniken, zum Beispiel Mobilfunk, im Gespräch, um eine Datenweiterleitung auch über größere Entfernungen zu ermöglichen.
  Die Position des Fahrzeuges wird vornehmlich über Satellitenortungsdienste, wie GPS oder GLONASS vorgenommen. Zur Verbesserung der Genauigkeit wird diese Daten jedoch auch mit anderen Fahrzeugsensoren (LIDAR/Stereokamera/Radar…) verknüpft.

  Die Informationen werden in verschiedenen genormten Botschaften übertragen. Die zur Zeit wichtigsten sind dabei die DENM- (Decentralized Environmental Notification Message) und CAM-Botschaft (Cooperative Awareness Message). Letztere wird permanent periodisch mit 1 bis 10 Hz gesendet. Sie enthält Grundinformationen zum Fahrzeug und zu dessen Fahrzustand (Position/Richtung/Geschwindigkeit/…). Die DENM-Botschaft ist ereignisgesteuert. Dieser Botschaftstyp wird für Warnungen vor gefährlichen Situationen genutzt. Beispiele bei denen diese Botschaft genutzt wird, sind Glättewarnung, Rettungsfahrzeugwarnung, sowie Warnung vor verlorener Ladung, Stau oder Unfallstellen. Weitere Botschaftstypen umfassen beispielsweise die Übermittlung der Ampelphasen (SPaT – Signal Phase and Timing), Übermittlung von Kreuzungsgeometrien (MAP).




• Prüfung der GPS-Genauigkeit