Ein Opel Vectra der sieht, denkt und lenkt

Das Gesamtbudget von INVENT beläuft sich auf 75 Millionen Euro, rund 45 Prozent dieser Summe kommen vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, der andere Teil wird von den Projektteilnehmern getragen. Neben Opel beteiligen sich 23 weitere Unternehmen der Automobil-, Zulieferer-, Software- und Elektronikindustrie sowie Forschungsinstitute an INVENT.

Mit einem Vectra GTS demonstrierte Opel heute die Wirkungsweise eines elektronischen Stauassistenten im Zusammenspiel mit einer Fahrumgebungserfassung. Dieses System soll den Fahrer bei Stop-and-Go-Verkehr entlasten und gleichzeitig die Sicherheit im Straßenverkehr erhöhen. "Vereinfacht gesagt, kann das Auto sehen, mitdenken und auf verschiedene Situationen entsprechend reagieren", erläuterte Bruno Praunsmändel, Leiter Vorausentwicklung Elektronik der Adam Opel AG, bei der Präsentation. "Verschiedene Sensoren erkennen die Umgebung des Autos. Eine Software analysiert die Daten und leitet sie an unterschiedliche Anwendungen wie beispielsweise den hier realisierten Stauassistenten weiter."

Was zunächst einfach klingt, ist ein komplexes System aus Lidarsensoren und Videokameras. Lidarsensoren (Light Detection and Ranging – Messmethode analog zum Radar, jedoch mit Laserlicht) sendet stark gebündelte, nicht sichtbare Laserstrahlen zur Entfernungsmessung und Geschwindigkeitsbestimmung von Objekten aus. Lasersensoren haben bei ähnlicher Reichweite wie Radarsensoren ein deutlich größeres Sichtfeld mit gleichzeitig höherer horizontaler Auflösung. Lidarsensoren erkennen zudem eingeschränkte Sichtverhältnisse wie Nebel oder Schneefall und geben diese Informationen zur Verarbeitung an das System weiter. Im Projekt "Fahrumgebungserfassung" hat Opel einen innovativen Lidarsensor entwickelt, der ein sehr großes horizontales Sichtfeld mit gleichzeitig großer Reichweite kombiniert, wie es bisher nur durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen Einzelsensoren möglich war.

Darüber hinaus zeichnet eine Videokamera das Bild der Fahrzeugumgebung auf. Die einzelnen Bildpunkte (Pixel) werden ausgewertet und verarbeitet. Die so erkannten Objekte können in verschiedene Kategorien wie zum Beispiel Fahrzeuge, Fahrbahnmarkierungen und Verkehrszeichen klassifiziert werden. Auf diese Weise erhält das System zusätzliche Informationen über die Fahrzeugumgebung.

Sicherer und komfortabler durch den täglichen Stau

Laut einer Studie des ADAC bedeutet der tägliche Stau auf deutschen Straßen einen Zeitverlust von rund 13 Millionen Stunden, einen zusätzlichen Kraftstoffverbrauch von 33 Millionen Litern und einen volkswirtschaftlichen Schaden von etwa 250 Millionen Euro. Im Stau kommt es zudem häufig zu Auffahrunfällen in Folge von Unachtsamkeit der Autofahrer. Mit Hilfe des von Opel entwickelten Stauassistenten sollen Unfälle dieser Art künftig vermieden, der Fahrer unterstützt und der Verkehrsfluss verbessert werden. In Ergänzung zur bisherigen adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung, die bei hohen Geschwindigkeiten eingesetzt wird, erweitert der Stauassistent dieses System auf Situationen im Stop-and-Go-Verkehr – also geringe Geschwindigkeiten bis hin zum Stillstand bei gleichzeitig hoher Fahrzeugdichte.

Der Stauassistent arbeitet mit in der Fahrzeugfront platzierten Sensoren. Opel hat dazu Lasersensoren in Stoßfänger und Frontscheinwerfer sowie eine Kamera in den Innenspiegelfuß integriert. Zwei Nahbereichs-Laser (Reichweite 0,5 bis 50 Meter) und zwei Fernbereichs-Laser (1 bis 150 Meter) messen Abstand und Geschwindigkeit vorausfahrender Fahrzeuge. Der Fernbereichs-Laser erkennt zudem eingeschränkte Sichtverhältnisse wie bei Nebel oder Schneefall. Die Nahbereichssensoren konnten erstmals in die Frontscheinwerfer integriert werden, wodurch die Opel-Techniker Vorteile bei Funktion und Design erzielt haben. Die Kamera erkennt Fahrbahnmarkierungen sowie die Position des eigenen Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur und überwacht in einem Winkel von 45 Grad die Straße vor dem Fahrzeug in einer Entfernung von sechs bis 60 Metern.

Bei der Fülle von Informationen, die das System verarbeitet, bestand für die Opel-Ingenieure eine große Herausforderung darin, die Daten möglichst nutzerfreundlich aufzubereiten. Überfrachtete Bedienelemente und Displays überfordern den Fahrer eher, als ihn zu entlasten. Intuitive Bedienung und geringe Ablenkung des Fahrers standen bei der Entwicklung des Bedienkonzeptes daher ganz oben im Lastenheft. Die Techniker entschieden sich dafür, sämtliche Anzeigen in das Tachoinstrument zu integrieren. Dadurch ist gewährleistet, dass sie im direkten Blickfeld des Fahrers liegen. Die Bedienelemente befinden sich im Blinkerhebel und am Lenkrad.

Modernste Technik – einfach zu bedienen

Die Funktionsweise des Stauassistenten ist denkbar einfach: Der Fahrer gibt einen Sollabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug an. Er kann zwischen vier Abständen wählen, wobei der geringste dem gesetzlich vorgeschriebenen Mindestabstand entspricht. Haben die Sensoren ein Fahrzeug erkannt, wird im Tacho-Display ein Fahrzeugsymbol angezeigt. Zwei vertikale Balken markieren die Fahrspur, vier horizontale Balken den Sollabstand. Verlangsamt das vorausfahrende Fahrzeug seine Geschwindigkeit, bremst der Stauassistent das Auto automatisch ab, ohne dass der Fahrer das Bremspedal betätigen muss. Beschleunigt der Vordermann, nimmt der Wagen mittels Stauassistenten ebenfalls Fahrt auf und hält den Abstand konstant. Bleibt das vordere Fahrzeug stehen, wird der eigene Pkw gleichfalls bis zum Stillstand abgebremst. Falls das Auto länger als zwei Sekunden steht, muss der Fahrer per Knopfdruck das Signal zur Weiterfahrt geben. Darüber hinaus übernimmt der Stauassistent mit Hilfe der Fahrspurinformation sowie einer eigens entwickelten erweiterten Servolenkung auch die Spurhaltung – das heißt, Abweichungen von der Fahrbahnmitte werden durch Lenkeingriff selbsttätig korrigiert. Ab einer Geschwindigkeit von zirka 50 km/h wird der Stauassistent automatisch deaktiviert.

Entwicklung zur Serienreife

Bei der Präsentation in München hat der Stauassistent seine Alltagstauglichkeit eindrucksvoll bewiesen. Die Opel-Ingenieure arbeiten inzwischen daran, das System zur Serienreife weiterzuentwickeln. Dabei müssen sie nicht zuletzt die künftigen Kosten für die Kunden im Auge behalten, denn es entspricht der Leitlinie von Opel, nützliche innovative Technik möglichst vielen Autofahrern zu bezahlbaren Preisen zugänglich zu machen. Ein weiterer Schritt ist die Verknüpfung mit anderen Fahrer-Assistenzsystemen wie beispielsweise Navigationssystemen oder Systemen zur Erfassung der lokalen Verkehrslage. Ziel der Ingenieure ist es, das Fahrzeug nach dem "Sehen", "Denken" und "Lenken" auch mit anderen Automobilen kommunizieren zu lassen, um den Verkehr dadurch noch sicherer zu machen.