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Einführung
Die autonome Notbremsung (AEB) ist ein zunehmend wichtiges Merkmal moderner Fahrzeuge. Diese fortschrittlichen Fahrerassistenzsysteme (ADAS) erkennen ein stehendes oder langsamer werdendes Fahrzeug und in einigen Fällen auch Fußgänger und betätigen die Bremsen, wenn der Fahrer dies nicht tut, um einen Unfall zu vermeiden oder abzumildern. Das RT-Range-System von Oxford Technical Solutions (OXTS) bietet alle notwendigen Werkzeuge und Messungen, die zur Prüfung und Validierung dieser Systeme erforderlich sind.
Aktive Sicherheit
AEB-Systeme sind eine Art von aktiven Sicherheitssystemen, die den Fahrer beim Bremsen unterstützen, wenn eine drohende Kollision erkannt wird. Sie können entweder dazu beitragen, die maximale Bremsleistung zu erbringen, oder selbstständig die Bremsen betätigen, wenn der Fahrer dies nicht tut, bevor die Situation kritisch wird. Mithilfe von Sensortechnik wie Radar, LiDAR und optischen Kameras können die Systeme andere Fahrzeuge erkennen und feststellen, ob es zu einer Kollision kommen wird. Einige Systeme sind inzwischen auch in der Lage, Fußgänger zu erkennen und können dazu beitragen, potenziell tödliche Kollisionen zu vermeiden. Untersuchungen von Euro NCAP haben ergeben, dass durch den Einbau dieser Systeme die Zahl der Unfälle um bis zu 27% gesenkt und die Zahl der Verletzten erheblich verringert werden kann.
Einige Hersteller haben bereits AEB-Systeme in ihre neuen Fahrzeuge eingebaut. Ab 2014 wird Euro NCAP jedoch die Bewertung der Systeme in sein Bewertungsschema aufnehmen. Dies bedeutet, dass ein AEB-System praktisch erforderlich sein wird, damit neue Fahrzeuge eine Top-Sicherheitsbewertung erhalten. Euro NCAP hat ein Testprotokoll und Anforderungen festgelegt, die für den Vergleich verschiedener Systeme erforderlich sind.
Bei der Entwicklung von AEB-Systemen müssen die Fahrzeughersteller die Wirksamkeit ihres Systems bewerten und sicherstellen, dass es die von Euro NCAP festgelegten Anforderungen erfüllt. Das RT-Range-System ist ein komplettes Werkzeug, das es den Testingenieuren ermöglicht, ihr System zu validieren und konsistente, genaue Ergebnisse zu erzielen.
AEB-Systeme
AEB-Systeme werden in drei Haupttypen eingeteilt. Einige Systeme können in mehr als eine Kategorie fallen oder sogar die Anforderungen aller drei Kategorien erfüllen. Die Kategorien sind AEB City, AEB Inter-Urban und AEB Pedestrian.
AEB-City-Systeme sind darauf ausgelegt, Kollisionen bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten unter 50 km/h zu vermeiden oder zu entschärfen. Diese Art von Kollisionen sind in der Regel nicht schwerwiegend und führen nur zu leichten Verletzungen und Schäden, sind aber sehr häufig. Eine Studie von Volvo mit Daten aus der Praxis hat gezeigt, dass 75% der Verkehrsunfälle unter 30 km/h stattfinden. Das System nutzt Nahbereichssensoren wie LiDAR, um 6-8 m vor dem Fahrzeug zu überwachen.
AEB Inter-Urban-Systeme arbeiten in einem höheren Geschwindigkeitsbereich, etwa 50-80 km/h. Sie helfen in Situationen, in denen ein Fahrer auf einer Autobahn oder Schnellstraße abgelenkt sein könnte, und können dazu beitragen, schwerere Schäden und Verletzungen zu vermeiden. Aufgrund der höheren Geschwindigkeiten verwenden die Systeme Sensoren mit größerer Reichweite, wie z. B. Radar, um einen größeren Abstand zum Fahrzeug zu haben, in der Regel 200 m. Inter-Urban-Systeme werden häufig mit einem Vorwärtskollisionswarnsystem (FCW) kombiniert, das den Fahrer akustisch, visuell oder haptisch vor einem möglichen Unfall warnt, bevor das AEB-System selbst die Bremsen betätigen muss.
AEB-Fußgängersysteme sind eine neue Technologie. Eine 2012 von Euro NCAP durchgeführte Umfrage zum AEB-Ausbau ergab, dass nur zwei der befragten Fahrzeughersteller ein AEB-System anbieten, das Fußgänger erkennen kann. Fußgängersysteme sind komplexer, da es schwierig ist, menschliches Verhalten vorherzusagen, und das System muss in der Lage sein, auf eine gültige Bedrohung richtig zu reagieren, darf aber nicht wegen eines falschen positiven Ergebnisses eingreifen, z. B. wenn ein Fußgänger an den Rand des Bürgersteigs geht, aber anhält, um das Auto passieren zu lassen. Diese Systeme verwenden in der Regel eine Kamera in Verbindung mit einem anderen Sensor, z. B. einem Radar.
AEB-Tests
Um die Wirksamkeit eines AEB-Systems zu bewerten, hat Euro NCAP ein Testprotokoll entwickelt, mit dem das System in einer Reihe ausgewählter Szenarien analysiert wird, die die häufigsten realen Kollisionssituationen darstellen sollen. Bei diesen Szenarien handelt es sich um einen stehenden Auffahrunfall (CCRs), einen fahrenden Auffahrunfall (CCRm) und einen bremsenden Auffahrunfall (CCRb).
Bei einem CCR-Test steht das Zielfahrzeug still und das Testfahrzeug nähert sich mit einer Geschwindigkeit von 10-50 km/h für AEB City-Systeme und 30-80 km/h für Inter-Urban-Systeme. Der Test soll Situationen simulieren, in denen sich ein Fahrer einem stehenden Fahrzeug an einer Kreuzung oder einem Kreisverkehr nähert. Der Fahrer sieht möglicherweise, dass die Kreuzung frei ist, und erwartet, dass das vorausfahrende Fahrzeug losfährt, während es in Wirklichkeit stehen bleibt, was zu einer möglichen Kollision führen kann.
CCRm-Tests werden nur für AEB Inter-Urban-Systeme verwendet. In diesem Szenario fährt das Zielfahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h und das Testfahrzeug nähert sich mit einer Geschwindigkeit von 30-80 km/h. Dieser Test stellt Situationen dar, in denen ein Fahrer abgelenkt sein könnte und nicht erkennt, dass der Verkehr vor ihm langsamer geworden ist oder dass ein langsameres Fahrzeug ausgefahren ist.
Die dritte Art von Prüfung ist die CCRb, bei der beide Fahrzeuge zunächst mit 50 km/h fahren und das Zielfahrzeug dann mit konstanter Verzögerung abbremst. Der Test wird mit Kombinationen von 12 und 40 m Abstand und Zielverzögerungen von 0,2 und 0,6 g durchgeführt.
Euro NCAP schreibt vor, dass die Tests mit einem weichen Crash-Zielfahrzeug durchgeführt werden müssen. Dies schützt das potenziell teure Prototyp-Testfahrzeug und den Testfahrer vor Schäden oder Verletzungen. Bei CCRm- und CCRb-Tests kann das Soft-Crash-Ziel von einem speziellen Schleppfahrzeug mit Radarabschirmung aus sicherer Entfernung gezogen werden, so dass es von dem zu testenden System nicht erfasst wird. Die GNSS-gestützten Trägheitsnavigationssysteme von OXTS sind mit Soft-Crash-Target-Fahrzeugen kompatibel, da sie sicher im Schleppfahrzeug montiert werden können, während sich die Ausgänge leicht zum Soft-Crash-Target verschieben lassen. In Verbindung mit dem RT-Range sind relative Entfernungen mit einer Genauigkeit von 2 cm sowie Messungen der relativen Geschwindigkeit, der Zeit bis zur Kollision und weitere Messungen zwischen dem Testfahrzeug und dem Soft-Crash-Ziel möglich.
Auch Fahrroboter werden empfohlen, da es selbst für einen erfahrenen Testfahrer schwierig wäre, die für die Testdurchführung erforderlichen präzisen Toleranzen konsequent einzuhalten. Beispielsweise muss die Abbremsung des Ziels bei einer CCRb-Prüfung innerhalb von 1 s erreicht werden und darf um nicht mehr als ±0,25 m/s schwanken2 des gewünschten Niveaus. Die RT-Serie von GNSS/INS-Produkten und die RT-Range können nahtlos in Lenk- und Pedalroboter wie die von Anthony Best Dynamics integriert werden, um eine 2 cm genaue Wegfolgesteuerung sowie Geschwindigkeits- und Beschleunigungsrückmeldung für die Pedalaktoren zu ermöglichen.
Das Buch über AEB-Tests schreiben
Das von Euro NCAP vorgeschriebene AEB-Testprotokoll erfordert genaue Messungen der Geschwindigkeit des Test- und Zielfahrzeugs, der seitlichen Abweichung von einem festgelegten Pfad und der relativen Abstände. Der RT-Range berechnet nicht nur all diese Parameter und mehr, sondern wurde auch von den Euro NCAP-Mitgliedern Thatcham und ADAC verwendet, um die offiziellen Testprotokolle zu entwickeln und die Anforderungen zu definieren, die zum Bestehen der AEB-Tests erforderlich sind.
Die zur Validierung des AEB-Systems verwendeten Messgeräte müssen Daten mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz und mit einer Genauigkeit von mindestens aufzeichnen:
- Test- und Zielfahrzeuggeschwindigkeiten bis 0,1 km/h;
- Prüfung und Einstellung der Quer- und Längsposition des Fahrzeugs auf 0,03 m;
- Gierrate des Fahrzeugs auf 0,1°/s testen und einstellen;
- Prüfung und Ziellängsbeschleunigung auf 0,1 m/s2.
Die RT-Range, die in Verbindung mit einem RT-Produkt, z.B. RT2002, verwendet wird, erfüllt diese Spezifikationen problemlos. Da er für die Entwicklung des offiziellen Verfahrens verwendet wurde, entspricht er automatisch den von Euro NCAP festgelegten Anforderungen. Er ist auch mit anderen Testgeräten wie Soft-Crash-Zielfahrzeugen und Fahrrobotern voll kompatibel.
Die Zukunft von AEB
Zunächst werden im Rahmen des Euro NCAP-Bewertungssystems nur AEB City- und Inter-Urban-Systeme bewertet. Die Testprotokolle werden jedoch ständig weiterentwickelt, und es wird erwartet, dass bis 2016 auch AEB-Fußgängersysteme in die Bewertung einbezogen werden.
Mit dem RT-Backpack verfügt der RT-Range bereits über eine Funktion zur Fußgängererkennung. Der RT-Backpack ist leicht und kompakt und kann von einer Person getragen werden. Genau wie ein Fahrzeugziel kann er genaue Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte an den RT-Range übertragen, um relative Messungen zu berechnen.
Mit der Software für den RT-Range können Fußgänger, Zielfahrzeuge und statische Ziele als Polygone statt als einzelne Punkte dargestellt werden, was eine realistischere Darstellung der Szene ermöglicht. So können Szenarien wie Fußgänger, die zwischen geparkten Autos hervorkommen, getestet werden. RT-Range kann sogar den prozentualen Anteil des für die Sensoren sichtbaren Ziels berechnen, so dass die Testingenieure genau bestimmen können, wann ihr System den Fußgänger erkennt.
Als bewährte Lösung, die zur Entwicklung der offiziellen Anforderungen für die Prüfung von AEB-Systemen verwendet wurde, ist RT-Range das perfekte Produkt für Fahrzeughersteller, die in den kommenden Jahren eine 5-Sterne-Sicherheitsbewertung anstreben.
Weitere Informationen über die RT-Range finden Sie unter www.oxts.com/RT-Range oder Kontakt info@oxts.mwb.digital um eine Vorführung zu buchen.
