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Künst­liche In­tel­li­genz soll Ver­kehrs­si­tu­a­ti­o­nen vor­her­sa­gen

Ver­bund­pro­jekt zu si­che­rem au­to­ma­ti­sier­tem Fahren gestartet

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Mit Computer und Künstlicher Intelligenz erzeugte Verkehrssituation mit simulierten Autos © The Lightwriter​/​Shotshop.com
Automatisiertes Fahren ist eine der Zukunftstechnologien der Au­to­mo­bil­bran­che.

Wissen­schaft­lerinnen und Wis­sen­schaft­ler vom Institut für Ro­bo­ter­for­schung der TU Dort­mund und der Automobilzuliefer-Industrie ent­wi­ckeln ge­mein­sam einen Schlüs­sel­bau­stein für das automatisierte vernetzte Fahren: Im Projekt „KISSaF“ sollen die Um­feld­wahr­neh­mung ver­bessert und mit Künstlicher In­tel­li­genz Ver­kehrs­si­tu­a­ti­o­nen vorhergesagt wer­den. Der Name des Verbundprojekts steht für „KI-basierte Si­tuations­inter­pre­ta­tion für das automatisierte Fahren“. Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert es seit Anfang des Jahres mit 2,75 Mil­lio­nen Euro.

Automatisiertes vernetztes Fahren ist eine der Zukunftstechnologien der Au­to­mo­bil­bran­che. Damit voll­auto­ma­ti­sier­te Fahrzeuge auf der Straße unterwegs sein kön­nen, muss deren sichere Führung in jeder Situation gewährleistet sein. Das wird vor allem schwierig, wenn das Fahrzeug die Steuerung wieder an den Men­schen zurückgibt. Die so­ge­nannte Übernahmezeit, die eine Fahrerin oder ein Fahrer benötigt, um sich in einer kritischen oder komplexen Situation zu orien­tieren, wird dabei in der Regel mit zehn Se­kun­den kalkuliert. Das ist in vie­len Ver­kehrs­si­tu­a­ti­o­nen viel zu lang: Bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h legt das Auto im Stadtverkehr in dieser Zeit noch fast 140 Meter zurück.

Hier setzt das neue Projekt an: Mit einer Vorhersage der wei­te­ren Ent­wick­lung der Verkehrssituation soll das Fahrzeug selbst eine vorausschauende Manöverplanung vornehmen kön­nen. Werden die In­for­ma­ti­onen der Um­ge­bung sinnvoll ausgewertet und interpretiert, so ist es mög­lich, die eigene Fahrplanung mit der Planung anderer Verkehrsteilnehmer abzustimmen. Allerdings kön­nen gegenwärtige Ansätze des au­to­ma­ti­sier­ten Fahrens, die mit klassischen re­gel­ba­sier­ten Algorithmen arbeiten, die Ent­wick­lung der Verkehrssituation nicht hin­rei­chend abbilden. Die möglichen Wechsel­wir­kungen aller Verkehrsteilnehmer sowie die Be­rück­sich­ti­gung der Straßeninfrastruktur und aller Kontextinformationen lassen sich nur unvollständig in ei­nem endlichen Regelsatz formulieren.

Moderne Technologien helfen bei der Umfeldrepräsentation

Die Projektbeteiligten er­ar­bei­ten daher zu­nächst eine Umfeldrepräsentation, die alle wichtigen Aspekte der Verkehrsszene beinhaltet: alle statischen und dy­na­misch­en Objekte und die Infrastruktur im Wahr­neh­mungs­bereich des Fahrzeugs. Schon jetzt stellen moderne Sensortechnologien immer mehr In­for­ma­ti­onen zur Ver­fü­gung, die dafür ver­wen­det wer­den kön­nen: Radar, Kamera und Sensoren für die optische Abstands- und Geschwindigkeitsmessung. Um abzubilden, dass sich die Verkehrssituation zeitlich verändert, wer­den die Be­obach­tung­en über einen gewissen Zeitraum akkumuliert. Darüber hinaus soll die Repräsentation ebenfalls bereits eine grund­le­gen­de Interpretation der Situation liefern, bei­spiels­weise Geschwindigkeitsbegrenzungen zuordnen.

Die Beschreibung des Umfelds ist Aus­gangs­punkt der Vorhersage: Aus den zeitlich akkumulierten Messungen des Be­ob­ach­tungs­zeit­raums wird mit Künstlicher In­tel­li­genz ein Modell trainiert, das in die Zukunft schaut. Die möglichen zukünftigen Situationsverläufe wer­den dann für die Entscheidungsalgorithmen ver­wen­det, um die Manöverplanung des Fahrzeugs zu un­ter­stüt­zen und zu verbessern. Zur Evaluierung der Vor­her­sagen unter realen Be­din­gun­gen wird im Projekt ein Testfahrzeug ent­wickelt und genutzt.

Über KISSaF:

Das Projekt „KISSaF – KI-basierte Si­tuations­inter­pre­ta­tion für das automatisierte Fahren“ läuft vom 1. Januar 2021 bis 30. Juni 2023. Das Projektvolumen liegt bei rund 4 Mil­lio­nen Euro und wird mit 68 Pro­zent vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirtschaft und Energie ge­för­dert. Im Verbund arbeiten die Firmen ZF Automotive GmbH Germany aus Düsseldorf (Ver­bund­ko­or­di­na­tor), ZF AI Lab aus Saarbrücken und INGgreen GmbH aus Koblenz mit dem Institut für Ro­bo­ter­for­schung der TU Dort­mund zu­sam­men.

Logo: Ein blauer Kreis umschließt eine T-Kreuzung und drei simulierte Fahrzeuge, rechts stehen untereinander die Namen der Kooperationspartner

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Campus Nord, Vo­gel­pothsweg.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.