Einführung
Der Notbremsassistent (AEB) ist ein immer wichtigeres Merkmal moderner Fahrzeuge. Diese Fahrassistenzsysteme (ADAS) erkennen ein stehendes oder abbremsendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug und in einigen Fällen auch Fußgänger und 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 zum Testen und Validieren dieser Systeme erforderlich sind.
Aktive Sicherheit
AEB-Systeme sind eine Art aktives Sicherheitssystem, das den Fahrer bei der Bremsung unterstützt, wenn eine bevorstehende Kollision erkannt wird. Sie können entweder helfen, die maximale Bremsleistung zu erreichen, oder sie können die Bremsen selbstständig betätigen, wenn der Fahrer dies nicht tut, bevor die Situation kritisch wird. Durch den Einsatz von Sensortechnologie wie Radar, LiDAR und optischen Kameras sind die Systeme in der Lage, andere Fahrzeuge zu identifizieren und zu bestimmen, ob eine Kollision bevorsteht. Einige Systeme sind jetzt in der Lage, Fußgänger zu erkennen und können dazu beitragen, potenziell tödliche Kollisionen zu mindern. Die vom Euro NCAP durchgeführte Forschung deutet darauf hin, dass die Hinzufügung dieser Systeme zu einer Verringerung der Unfälle um bis zu 27 % führen und eine deutliche Verringerung der Verletzungen bewirken kann.
Einige wenige Hersteller bauen bereits AEB-Systeme in ihre neuen Fahrzeuge ein. Ab 2014 wird der Euro NCAP jedoch die Bewertung der Systeme in ihr Bewertungsschema aufnehmen. Das bedeutet, dass ein AEB-System praktisch erforderlich ist, damit neue Fahrzeuge eine hohe Sicherheitsbewertung erreichen. Euro NCAP hat ein Testprotokoll und die Anforderungen definiert, die für das Benchmarking verschiedener Systeme erforderlich sind.
Bei der Entwicklung von AEB-Systemen müssen die Fahrzeughersteller die Wirksamkeit ihres Systems bewerten und sicherstellen, dass es die Anforderungen des Euro NCAP erfüllt. Das RT-Range-System ist ein vollständiges Werkzeug, das es den Testingenieuren ermöglicht, ihr System zu validieren und konsistente, genaue Ergebnisse zu erzielen.
AEB-Systeme
AEB-Systeme werden in drei Haupttypen gruppiert. 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 so konzipiert, dass Kollisionen bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten unter 50 km/h vermieden oder abgeschwächt werden. Diese Arten von Kollisionen sind normalerweise von geringer Schwere mit leichten Verletzungen und Schäden, aber sie sind sehr häufig; eine Studie von Volvo mit Daten aus der realen Welt hat gezeigt, dass 75 % der Straßenunfälle unter 30 km/h passieren. Das System verwendet Kurzstreckensensoren wie LiDAR, um den Bereich 6-8 m vor dem Fahrzeug zu überwachen.
AEB Inter-Urban-Systeme arbeiten in einem höheren Geschwindigkeitsbereich, etwa 50-80 km/h. Sie bieten Unterstützung in Szenarien, in denen ein Fahrer auf einer Autobahn oder einer Schnellstraße abgelenkt werden kann, und können dazu beitragen, schwerere Schäden und Verletzungen zu reduzieren. Wegen der höheren Geschwindigkeiten verwenden die Systeme Sensoren mit größerer Reichweite, wie z. B. Radar, um den Bereich weiter vor dem Fahrzeug zu beobachten, typischerweise 200 m. Inter-Urban-Systeme werden oft mit einem Vorwärts-Kollisionswarnsystem (FCW) kombiniert, das eine Art akustische, visuelle oder haptische Warnung liefert, um den Fahrer vor dem potenziellen Unfall zu warnen, bevor das AEB-System selbst die Bremsen betätigen muss.
AEB Pedestrian-Systeme sind eine neue Technologie. Eine 2012 vom Euro NCAP durchgeführte AEB-Ausrüstungsumfrage ergab, dass nur zwei der befragten Fahrzeughersteller ein AEB-System anbieten, das in der Lage ist, Fußgänger zu erkennen. Fußgängersysteme sind komplexer, da die Vorhersage des menschlichen Verhaltens schwierig ist und das System in der Lage sein muss, auf eine gültige Bedrohung richtig zu reagieren, aber nicht für eine falsche positive Antwort einzugreifen, wenn beispielsweise ein Fußgänger an den Rand des Bürgersteigs läuft, aber anhält, um das Auto passieren zu lassen. Diese Systeme neigen dazu, eine Kamera in Verbindung mit einem anderen Sensor wie z. B. Radar zu verwenden.
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 Kollisionen in der realen Welt darstellen. Diese Szenarien sind Car-to-Car Rear Stationary (CCRs), Car-to-Car Rear Moving (CCRm) und Car-to-Car Rear Braking (CCRb).
Bei einem CCRs-Test steht das Zielfahrzeug still und das Testfahrzeug nähert sich mit Geschwindigkeiten zwischen 10-50 km/h bei AEB-City- und 30-80 km/h bei Inter-Urban-Systemen. Der Test soll Situationen simulieren, in denen sich ein Fahrer an einer Kreuzung oder einem Kreisverkehr einem stehenden Fahrzeug nähert. Der Fahrer sieht vielleicht, dass die Kreuzung frei ist und erwartet, dass das vorausfahrende Auto ausweicht, obwohl es in Wirklichkeit stillsteht, was zu einer potenziellen Kollision führt.
CCRm-Tests werden nur für AEB Inter-Urban-Systeme verwendet. In diesem Szenario fährt das Target-Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 20 km/h und das Testfahrzeug nähert sich mit Geschwindigkeiten von 30-80 km/h. Dieser Test stellt Situationen dar, in denen ein Fahrer abgelenkt wird und möglicherweise nicht erkennt, dass der Verkehr vor ihm langsamer geworden ist oder dass ein langsameres Fahrzeug ausgefahren ist.
Die dritte Art von Test ist der CCRb, bei dem beide Fahrzeuge zunächst mit 50 km/h fahren, dann bremst das Target-Fahrzeug mit konstanter Verzögerung ab. Der Test wird mit Kombinationen aus 12 und 40 m Vorwärtsfahrt und Target-Verzögerungen von 0,2 und 0,6 g durchgeführt.
Euro NCAP schreibt vor, dass die Tests mit einem weichen Crash-Target-Fahrzeug durchgeführt werden müssen. Dies schützt das potenziell teure Prototyp-Testfahrzeug und den Testfahrer vor Schäden oder Verletzungen. Bei CCRm- und CCRb-Tests kann das weiche Crash-Target aus sicherer Entfernung von einem speziellen Schleppfahrzeug mit Radarabschirmung geschleppt werden, sodass es von dem zu testenden System nicht erkannt wird. Die OxTS GNSS-gestützten inertialen Navigationssysteme sind mit Soft-Crash-Target-Fahrzeugen kompatibel, da sie sicher im Zugfahrzeug montiert werden können, während die Ausgänge leicht zum weichen Crash-Target verschoben werden können. In Verbindung mit dem RT-Range sind der relative Abstand mit einer Genauigkeit von 2 cm sowie die relative Geschwindigkeit, die Zeit bis zur Kollision und weitere Messungen zwischen dem Testfahrzeug und dem weichen Crash-Target verfügbar.
Auch Fahrroboter werden empfohlen, da es selbst für einen erfahrenen Testfahrer schwierig wäre, die für die Testausführungen erforderlichen präzisen Toleranzen konsequent einzuhalten. So muss beispielsweise die Verlangsamung des Targets in einem CCRb-Test innerhalb von 1 s erreicht werden und darf nicht um mehr als ±0,25 m/s2 vom gewünschten Wert abweichen. Die GNSS/INS-Produkte der RT-Serie und des RT-Range können nahtlos mit Lenk- und Pedalrobotern wie denen von Anthony Best Dynamics integriert werden, um eine 2 cm genaue Bahnfolgesteuerung sowie Geschwindigkeits- und Beschleunigungsrückmeldung für die Pedalbetätiger zu ermöglichen.
Schreiben des Buchs über AEB-Tests
Das AEB-Testprotokoll, wie es vom Euro NCAP vorgeschrieben ist, erfordert genaue Messungen der Test- und Target-Fahrzeuggeschwindigkeiten, der seitlichen Abweichung von einem vorgegebenen Weg und der relativen Abstände. RT-Range berechnet nicht nur all diese und weitere Parameter, sondern wurde auch von den Euro NCAP-Mitgliedern Thatcham und dem ADAC genutzt, 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 100 Hz aufzeichnen:
- Test- und Target-Fahrzeuggeschwindigkeiten auf 0,1 km/h;
- Test- und Target-Fahrzeug seitlich und in Längsrichtung auf 0,03 m;
- Test- und Target-Fahrzeug-Gierrate auf 0,1°/s;
- Test- und Target-Längsbeschleunigung auf 0,1 m/s2.
Die RT-Reihe, die in Verbindung mit einem RT-Produkt, z. B. RT2002, verwendet wird, erfüllt diese Spezifikationen problemlos. Da sie zur Entwicklung des offiziellen Verfahrens verwendet wurde, entspricht sie automatisch den Anforderungen von Euro NCAP. Sie ist auch vollständig kompatibel mit anderen Testgeräten wie Soft-Crash-Zielfahrzeugen und Fahrrobotern.
Die Zukunft von AEB
Zunächst werden nur die AEB-City- und Inter-Urban-Systeme im Euro NCAP-Bewertungssystem eingestuft. Die Testprotokolle werden jedoch laufend weiterentwickelt, und es wird erwartet, dass bis 2016 AEB Pedestrian-Systeme in die Bewertung einbezogen werden.
RT-Range enthält bereits Fußgängerdetektionsfunktionen bei Verwendung des RT-Rucksacks. Der RT-Rucksack ist leicht und kompakt, kann von einer Person getragen werden und kann wie ein Fahrzeug-Target die genaue Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung zum RT-Range übertragen, um relative Messungen zu berechnen.
Die Software für RT-Range ermöglicht es, Fußgänger, Target-Fahrzeuge und statische Targets als Polygone und nicht als einzelne Punkte darzustellen, was eine realistischere Sicht auf die Szene ermöglicht. Dadurch können Szenarien wie das Auftauchen von Fußgängern zwischen geparkten Autos getestet werden. RT-Range kann sogar den Prozentsatz des für die Sensoren sichtbaren Targets berechnen, so dass Testingenieure genau feststellen können, wann ihr System den Fußgänger erkennt.
Das RT-Range ist eine zuverlässige Lösung, die zur Entwicklung der offiziellen Anforderungen für die Prüfung von AEB-Systemen verwendet wird. Sie ist das perfekte Produkt für Fahrzeughersteller, die in den kommenden Jahren eine 5-Sterne-Sicherheitsbewertung erreichen wollen.
Weitere Informationen über RT-Range finden Sie unter www.oxts.com/RT-Range oder wenden Sie sich an info@oxts.com, um eine Vorführung zu erhalten.
