Interdiziplinäre Forschung zum mitdenkenden Auto der Zukunft

Die Universität Ulm hat sich zu einem führenden Zentrum für das hochautomatisierte Fahren entwickelt. Ingenieure, Informatiker und Psychologen forschen mit Experten aus der Automobilindustrie zum mitdenkenden Auto der Zukunft. Dieses Fahrzeug soll auch ohne Fahrereingriff sicher durch den Straßenverkehr steuern.

Beteiligt am Projekt sind das Forschungszentrum F3 und das Innovationszentrum driveU. Anfang 2016 wurde darüber hinaus das Tech Center a-drive eröffnet.

Autonomes Fahren: Unterwegs im Testfahrzeug.
Autonomes Fahren: Unterwegs im Testfahrzeug.

Schwerpunkte des Forschungszentrums F3 im Überblick:

  • Sensorik
  • Umfelderkennung
  • Automatische Fahrfunktionen
  • Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation
  • Security und Privacy
  • Fahrer-Fahrzeug Interaktion

Forschungsschwerpunkte des Innovationszentrums driveU:

  • Sensor- und Signalverarbeitung
  • Informations- und Sensorfusion
  • Multi-Objekt Tracking
  • Fahrumgebungsrepräsentation
  • Situationsverstehen Fahrerintentionserkennung

Ohne Fahrer sicher durch den Straßenverkehr

An der Universität Ulm arbeiten Ingenieure, Informatiker und Psychologen gemeinsam am intelligenten Auto der Zukunft. Die Vision: Eines Tages können wir uns völlig entspannt von einem selbststeuernden Fahrzeug zur Arbeit chauffieren lassen und dabei schon einmal unsere E-Mails lesen. Vor allem soll das mitdenkende Auto jedoch dabei helfen, Unfälle im Straßenverkehr zu vermeiden.

Das Testfahrzeug fährt ohne Fahrereingriff.
Das Testfahrzeug fährt ohne Fahrereingriff.

Fähigkeiten des Fahrers werden aus das Auto übertragen

Keimzelle des hochautomatisierten Fahrens an der Uni Ulm ist das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik. Seit mehr als zehn Jahren übertragen Wissenschaftler um Professor Klaus Dietmayer Fähigkeiten des Fahrers auf sein Auto. Dabei kooperieren sie mit einem namhaften Automobilhersteller sowie mit weiteren Forschungsinstituten. Inzwischen wird die neuartige Technik sogar in der Ulmer Wissenschaftsstadt erprobt.

Zwei Testfahrzeuge rollen ohne Fahrereingriff und mit Ausnahmegenehmigung über öffentliche Straßen in Ulm.

Schwerpunkt der Forscher ist der anspruchsvolle innerstädtische Verkehr. Hier bewegen sich Fußgänger und Fahrzeuge auf engstem Raum. Vor allem in solchen unübersichtlichen Situationen soll das mitdenkende Auto von morgen seinen Fahrer unterstützen.

In ihrem hochautomatisierten Testfahrzeug setzen die Ulmer Forscher auf seriennahe Sensorik: Radar- und Lasersensoren sorgen in Kombination mit Kameras für eine umfangreiche Umfelderfassung. Auf Basis dieser Sensordaten analysieren in das Fahrzeug eingebaute Rechner die Verkehrssituation und planen sinnvolle Handlungen. Schließlich steuern die Mini-Computer Lenkung, Gaspedal und Bremse an und schon fährt das Auto wie von Geisterhand.

Datenschutz und psychologische Grundlagen stets im Blick

Eines Tages könnten selbststeuernde Taxis sogar Teile des öffentlichen Nahverkehrs ersetzen und hochautomatisierte Fahrzeuge für einen effizienteren Verkehrsfluss sorgen. Voraussetzung dafür ist, dass die Autos untereinander und mit der Verkehrsinfrastruktur kommunizieren. Sie warnen andere Fahrzeuge vor Staus, Unfallschwerpunkten und stimmen ihre Geschwindigkeit aufeinander ab.

Das Auto wird also zum "fahrenden Rechenzentrum", das ständig Daten produziert und verarbeitet. Deshalb muss auf dem Weg zum autonomen Fahrzeug der Datenschutz mitgedacht werden. Fragestellungen zur Car2x-Kommunikation [DK1] sowie zum Schutz vor Manipulation (Security) und zur Vertraulichkeit der Daten (Privacy) werden am Institut für Verteilte Systeme beantwortet.

Und auch sonst sind die Voraussetzungen an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik für die Erforschung des hochautomatisierten Fahrens hervorragend: Im Schwerpunkt Mensch-Maschine-Interaktion arbeiten Ingenieure, Informatiker und Psychologen erfolgreich zusammen.

Wie können Fahrer möglichst sicher und effizient mit selbststeuernden Autos interagieren? Und wie viel Verantwortung möchten sie überhaupt an eine Maschine abgeben? Am Institut für Psychologie und Pädagogik werden kognitionspsychologische Grundlagen des Autofahrens erforscht. Ulmer Medieninformatiker kümmern sich hingegen um reale Bedien- und Informationskonzepte.

Zudem bündeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fakultät ihre Kompetenzen rund um das hochautomatisierte und autonome Fahren im Forschungszentrum F3, das von der Carl-Zeiss-Stiftung im Zuge des Programms zur Stärkung von Forschungsstrukturen an Universitäten gefördert wird.

Seit 2012 kooperiert das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik darüber hinaus mit Experten der Daimler AG im Innovationszentrum driveU in den Bereichen Fahrerassistenzsysteme, Fahrzeugsicherheit und automatisierte Fahrfunktionen.

Professor Klaus Dietmayer, Wissenschaftlicher Leiter des Zentrums driveU
Professor Klaus Dietmayer, Wissenschaftlicher Leiter des Zentrums driveU, ist sicher: "In 20 bis 30 Jahren gehört autonomes Fahren zum Alltag." Dazu werden Forscherinnen und Forscher aus Ulm sicher weitere Beiträge leisten.