Institut für Fahrerassistenz und vernetzte Mobilität - IFM

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Institut für Fahrerassistenz und vernetzte Mobilität - IFM

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

Zudem werden im Forschungsschwerpunkt „Vernetzte Mobilität und Fahrzeugtechnik“ seit Jahren öffentlich geförderte Projekte und Auftragsforschungsprojekte vornehmlich in der Elektromobilität erfolgreich durchgeführt. 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 der angewandten Forschung mit unmittelbarem Zugang zu einem Testgelände bietet die Möglichkeit zu einer Vielzahl von Projekten rund um die Themen Fahrerassistenz, autonomes Fahren und vernetzte Mobilität, nicht zuletzt in Kooperation mit anderen anwendungsorientierten Partnern wie z. B. der HAW München und mit Grundlagenorientierten Forschungspartnern wie der TU München. Gleichzeitig ist der Ausbau der Kooperation mit Industrieunternehmen sichergestellt, die in diesem innovativen Arbeitsfeld einen hohen Entwicklungsbedarf haben und sowohl auf junge gut ausgebildete Mitarbeiter wie auch auf Forschungskapazität und Know‐How angewiesen sind.

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Rupp
Leitung
Tel. +49 (0)831 2523-241 oder -101
andreas.rupp@hs-kempten.de

Prof. Bernhard Schick
Sprecher FAS
Tel. +49 (0)831 2523-585
bernhard.schick@hs-kempten.de

Prof. Dr. Ulrich Göhner
Sprecher VMob
Tel. +49 (0)831 2523-198
ulrich.goehner@hs-kempten.de

Standort
Junkersstraße 1A, 87734 Benningen

Der passende Standort

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

Mit der Nähe zum Prüf- und Testgelände und die damit verbundenen Nutzungsmöglichkeiten des Geländes wurde ein essentieller Standortfaktor für das Institut erfüllt. Mit dem Allgäu Airport und weiteren Unternehmen aus der Automotive Branche in unmittelbarer Nähe liegt das IFM im Herzen eines florierenden Wirtschaftsstandorts im West-Allgäu.

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 z. B. 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 (Fahrerassistenz, hochautomatisierten Fahrfunktionen und Autonomen Fahrens) 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 Schnittstelle Umwelt und Fahrer, den Sensoren, schrittweise ersetzt.

Durchgängige Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen – virtuell bis real

Durchgängige Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen – virtuell bis real

Der Testaufwand für die Absicherung von Fahrerassistenzsystemen und automatisiertes Fahren steigt stärker an als der Entwicklungsaufwand für diese Systeme. Die Lösung aus dem Dilemma scheint „nur“ durch die Virtualisierung, Frontloading durch intelligente Bewertungs-, Validierungs- und Absicherungsmethoden und durch mehr Testeffizienz zu erreichen. Die Herausforderung bei der Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und automatisierten Fahrfunktionen (ADAS/AD) besteht für Fahrzeughersteller zusätzlich in der Schwierigkeit, sich (markentypisch) zu differenzieren. Die markenspezifischen Eigenschaften und die Markenposition der Fahrzeugmarken werden dort im Rahmen der Funktionsentwicklung bisher kaum berücksichtigt.

Mensch Maschine Interaktion

Mensch Maschine Interaktion

Im Zuge der menschenzentrierten Forschung wurden im Adrive Living Lab der Hochschule Kempten verschiedenen Probandenstudien durchgeführt. Hier wurden sowohl psychologische Befragungen als auch Messungen am Fahrzeug, Umfeld und am Probanden, im Hinblick auf physiologische Daten, durchgeführt. Zusätzlich wurde ein Simulatorkonzept ausgearbeitet und in einen Funktionsdemonstrator überführt, um eine menschenzentrierte Forschung in komplexen und kritischen Situationen zu ermöglichen.

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 Leveln des Automatisierungsgrades der Fahrer immer weniger Eingriffsmöglichkeiten hat und Fehler bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle betrachtet werden müssen. Bei vollständig autonomem Betrieb müssten die Absicherungsmaßnahmen für alle Szenarien abgebildet werden. Durch die Vielzahl an kombinierten Szenarien muss eine Methode gefunden werden, 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 z. B. als „Geisterbilder“ auftreten.

Sensorik und Algorithmen zur Umfelderkennung

Sensorik und Algorithmen zur Umfelderkennung

Eine verlässliche, robuste Umfelderfassung ist eine der Hauptvoraussetzungen, die für die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen und hochautomatisierte Fahren erforderlich ist. Intelligente und angemessene Fahrmanöver und Gesamtszenarien in allen Bereichen - insbesondere urbane Bereiche - auszuführen, heißt die präzise und sichere Bewertung der aktuellen Verkehrslage leisten zu können. Basis dieser Einschätzung ist es, die Erkennung komplexer Situationen mit Straße, Verkehrsinfrastruktur wie Ampeln, Verkehrsschildern, Baustellen, liegengebliebenen Pannenfahrzeugen, Straßenbegrenzungen etc., Fahrzeuge, Fußgängern, Fahrradfahrern, Tieren nebst deren vorhersehbaren und überraschenden Handlungen zu gewährleisten. Dafür müssen alle modernen Umfeldsensorarten als Referenzsensoren mit hoher Genauigkeit und als Seriensensoren Menge 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 z. B. 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 als Basis für einen nutzerfreundlichen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb elektrischer Fahrzeuge dient als Grundlage für die Fragestellungen einer vernetzten Mobilität. Dabei wird eine vollständige Interoperabilität zwischen den Systemen angestrebt, die bidirektionalen Datenaustausch ermöglicht, eine hohe Robustheit bietet und zu vertretbar wirtschaftlichen Konditionen realisiert werden kann. Hierzu werden die bestehende Datenbank erweitert und die Schnittstellen ergänzt. Die Daten sollen skalierbar dargestellt werden können und die Datenbank soll zu einer plattformunabhängigen Lösung ausgebaut und auf die Verarbeitung größerer Datenmengen erweitert werden. Diese Daten aus dem Betrieb dienen wiederum für Fragestellungen aus dem Forschungsbereich Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit.

Beteiligte Professoren