IFM – Institut für Fahrerassistenz und vernetzte Mobilität

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IFM – Institut für Fahrerassistenz und vernetzte Mobilität

Assistiertes und automatisiertes Fahren ist neben der Elektromobilität und der intelligenten Vernetzung einer der Megatrends in der Fahrzeugindustrie, von dem ein großer Wandel zu erwarten ist. Diesen Bedarf hat die Hochschule Kempten auf Initiative des Freistaates Bayern mit der Einrichtung des Master‐Studiengangs „Fahrerassistenzsysteme" aufgegriffen.

Zudem führt der Forschungsschwerpunkt „Vernetzte Mobilität und Fahrzeugtechnik“ bereits seit Jahren erfolgreich öffentlich geförderte Projekte und Auftragsforschungsprojekte,  vornehmlich in der Elektromobilität, durch. Professorinnen und Professoren aus den Fakultäten Informatik, Elektrotechnik und Maschinenbau sind im Aufgabenbereich der modernen Fahrzeugentwicklung tätig und möchten ihr Engagement in Lehre und Forschung bündeln und weiter ausbauen.

Das Institut hat einen unmittelbaren Zugang zu einem Testgelände und bietet damit die Möglichkeit zur Umsetzung einer Vielzahl von Projekten rund um die Themen Fahrerassistenz, autonomes Fahren und vernetzte Mobilität. Dabei kooperiert das Institut mit anderen anwendungsorientierten Partnern wie zum Beispiel der HAW München, aber auch mit grundlagenorientierten Forschungspartnern wie der TU München. Gleichzeitig treibt das Institut den Ausbau der Kooperation mit Industrieunternehmen voran. In einem derart innovativen Arbeitsfeld haben diese einen hohen Forschungs- und Entwicklungsbedarf und sind sowohl auf junge gut ausgebildete Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter als auch auf Forschungskapazität und Know‐how angewiesen.

 

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Rupp
Leitung
Tel. 0831 2523-241 oder -101
andreas.rupp(at)hs-kempten.de

Prof. Bernhard Schick
Sprecher FAS
Tel. 0831 2523-585
bernhard.schick(at)hs-kempten.de

Prof. Dr. Ulrich Göhner
Sprecher VMob
Tel. 0831 2523-198
ulrich.goehner(at)hs-kempten.de

Standort
Junkersstraße 1A, 87734 Benningen

Der passende Standort

Im Spätsommer 2020 zieht das Institut nach Benningen in das momentan im Bau befindliche Gebäude in direkter Nachbarschaft zum FAKT Motion Prüf- und Testgelände. Der Neubau ist mit Fahrzeugwerkstätten, Laboren und Büros ausgestattet. Er bietet ausreichendend Platz für Prüfstände und auch den Advanced Vehicle Driving Simulator des Adrive Living Labs.

Der neue Standort bietet mit seiner Nähe zum Prüf- und Testgelände und den damit verbundenen Nutzungsmöglichkeiten des Geländes große Vorteile für das Institut. In unmittelbarer Nähe zum Allgäu Airport und weiteren Unternehmen aus der Automotive Branche liegt das IFM im Herzen eines florierenden Wirtschaftsstandorts im Westallgäu.

Forschungsbereich Fahrerassistenz

Durchgängige Methoden und Technologien für ADAS/HAF/AD Entwicklung

Durchgängige Methoden und Technologien für ADAS/HAF/AD Entwicklung

Die Freigabe von klassischen Fahrfunktionen, wie zum Beispiel für den Antrieb oder für die Fahrzeugdynamik, basiert auf aussagekräftigen Tests dieser Fahrzeugfunktionen in realistischen Anwendungsfällen. Die bisherige Strategie für die klassischen Fahrzeugtests reicht allerdings nicht für die Validierung von automatisierten Fahrfunktionen wie Fahrerassistenz, hochautomatisierten Fahrfunktionen und autonomes Fahren aus. Der Testumfang sprengt jede ökonomische Verhältnismäßigkeit. Eine Methode diesen Testaufwand signifikant zu reduzieren ist die Virtualisierung dieser Tests. Dazu müssen nicht nur die Tests, sondern auch die drei systembeschreibenden Komponenten für eine Fahrzeugfunktion, nämlich die Komponenten Umwelt, Fahrer und Fahrzeug abstrahiert werden. Die Komponente Fahrer rückt dabei mit zunehmendem Automatisierungsgrad immer mehr in den Hintergrund und wird durch Sensoren, die sich an der Schnittstelle zwischen Umwelt und Fahrer befinden, schrittweise ersetzt.

Durchgängige Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen – virtuell bis real

Durchgängige Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen – virtuell bis real

Die Tests für die Absicherung von Fahrerassistenzsystemen und automatisiertem Fahren werden zunehmend aufwendiger als die Entwicklung dieser Systeme selbst. Als Ausweg aus diesem Dilemma bieten sich Virtualisierung, Frontloading durch intelligente Bewertungs-, Validierungs- und Absicherungsmethoden sowie eine höhere Testeffizienz an. Die Herausforderung bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und automatisierten Fahrfunktionen (ADAS/AD) besteht für Fahrzeughersteller außerdem in der Schwierigkeit, sich untereinander zu differenzieren. Die markenspezifischen Eigenschaften und die Marktpositionierung der Fahrzeughersteller werden im Rahmen der Funktionsentwicklung bisher kaum berücksichtigt.

Mensch Maschine Interaktion

Mensch Maschine Interaktion

Im Zuge der menschenzentrierten Forschung führte das Adrive Living Lab der Hochschule Kempten verschiedenen Probandenstudien durch. Dazu gehörten sowohl psychologische Befragungen als auch Messungen am Fahrzeug, im Umfeld und am Probanden selbst. Zusätzlich erarbeitete das Adrive Living Lab ein Simulatorkonzept und überführte es in einen Funktionsdemonstrator. Dies ermöglicht eine menschenzentrierte Forschung in komplexen und kritischen Situationen.

Funktionale Sicherheit und Cybersicherheit

Funktionale Sicherheit und Cybersicherheit

Die Validierungs- und Absicherungsmaßnahmen müssen hinsichtlich funktionaler Sicherheit und Cybersecurity begleitet und weiterentwickelt werden, da bei höheren Automatisierungsgraden der Fahrer immer weniger Eingriffsmöglichkeiten besitzt. Fehler bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle rücken damit in den Mittelpunkt. Bei vollständig autonomem Betrieb sind die Absicherungsmaßnahmen für alle Szenarien abzubilden. Durch die Vielzahl an kombinierten Szenarien ist es notwendig, eine Methode zu finden, diese Anzahl zu reduzieren, ohne die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer einzuschränken. Neben unzulänglicher Spezifikation, zufälligen Bauteilausfällen oder Softwarefehlern können auch bei bestimmungsgemäßem Gebrauch von Sensoren und Steuerungen fehlerhafte Verhaltensweisen bei Fahrerassistenzsystemen auftreten. Diese können zum Beispiel als „Geisterbilder“ auftreten.

Sensorik und Algorithmen zur Umfelderkennung

Sensorik und Algorithmen zur Umfelderkennung

Eine verlässliche, robuste Umfelderfassung ist eine der Hauptvoraussetzungen für die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und hochautomatisiertem Fahren. Intelligente und angemessene Fahrmanöver und Gesamtszenarien in allen Bereichen  – insbesondere in urbanen Gegenden – auszuführen, heißt die präzise und sichere Bewertung der aktuellen Verkehrslage leisten zu können. Wichtig dabei ist, die Erkennung komplexer Situationen mit vielen Variablen zu gewährleisten. Dazu gehören neben der Straße und Verkehrsinfrastruktur wie Ampeln und Verkehrsschilder auch Baustellen, Straßenbegrenzungen, fahrende oder stehende Fahrzeuge, Fußgänger, Fahrradfahrer und Tieren inklusive deren vorhersehbaren und überraschenden Handlungen. Dafür müssen alle modernen Umfeldsensorarten als Referenzsensoren mit hoher Genauigkeit und in Serienmenge vorliegen.

Forschungsbereich Vernetzte Mobilität

Virtueller Test eingebetteter Steuer‐ und Regeleinrichtungen

Virtueller Test eingebetteter Steuer‐ und Regeleinrichtungen

Regelkomponenten der Fahrerassistenzsysteme greifen aktiv in die Fahrdynamik des Fahrzeugs ein und stellen höchste An­forderungen an die Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit der Einzelsysteme und deren Wechsel­beziehungen im Systemverbund. Sie interagieren stets mit Steuergeräten anderer Regelsysteme. Dies setzt enorme Entwicklungsanstrengungen voraus, insbesondere was die „Integration der vernetzten Fahrerassistenz-Funktionen in den Gesamtfahrzeugverbund“ betrifft.

Ortung, Kartenmaterial, Car2X Kommunikation

Ortung, Kartenmaterial, Car2X Kommunikation

Satellitenortung und -navigation sowie graphische Informationssysteme (GIS) auf Basis digitaler Karten sind lange etablierte „State-of-the-Art" Technologien. Mit Car2X-Kommunikation werden die Fahrzeuge zukünftig über kooperative Fähigkeiten verfügen, die zur automatisierten und optimierten Verkehrsflusssteuerung zum Beispiel an Ampelkreuzungen und auf Autobahnen unabdingbar sind. Auch das sogenannte autonome Fahren wird in der Vollendung erst durch die Ergänzung der autonomen Fahrzeugfähigkeiten durch kooperative Fähigkeiten möglich werden.

Erprobung, Nachweis, Feldversuch

Erprobung, Nachweis, Feldversuch

Die in den vergangenen Jahren an der Hochschule entwickelte IKT-Infrastruktur zwischen Fahrzeugen, Ladeinfrastruktur, Energiebereitstellung und Routenplanung ist die Basis für einen nutzerfreundlichen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb elektrischer Fahrzeuge. Sie dient als Grundlage für die Fragestellungen einer vernetzten Mobilität. Wir streben dabei eine vollständige Interoperabilität zwischen den Systemen an, die bidirektionalen Datenaustausch ermöglicht, eine hohe Robustheit bietet und zu vertretbar wirtschaftlichen Konditionen realisiert werden kann. Hierzu erweitern wir die bestehende Datenbank und ergänzen die Schnittstellen. Wir streben an, die Daten skalierbar darstellbar zu machen und die Datenbank zu einer plattformunabhängigen Lösung auszubauen, die größere Datenmengen verarbeiten kann. Diese Daten aus dem Betrieb dienen wiederum als Grundlage für Fragestellungen aus dem Forschungsbereich Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit.

Beteiligte Professoren