Untersuchungen zu Fahrzeug-Ampel-Assistenzfunktionen basierend auf historienbasierten Prognosedaten im Realverkehr

Untersuchungen zu Fahrzeug-Ampel-Assistenzfunktionen basierend auf historienbasierten Prognosedaten im Realverkehr von Lewerenz,  Per
In Bezug auf die Reichweite sind die menschlichen Wahrnehmungsorgane begrenzt, was zu einem Informationsmangel für die Fahrer motorisierter Verkehrssysteme führt. Dieses Defizit kann durch Kommunikationssysteme von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) und / oder Fahrzeug zu Infrastruktur (V2I) ausgeglichen werden. Mit dem Ziel einer vorteilhaften Kombination der menschlichen Vorteile mit denen technischer Systeme können vernetzte Assistenzsysteme fehlende Informationen liefern, die der Fahrer bei der Situationsbewertung berücksichtigen kann. Die Annäherung an Lichtsignalanlagen ist eine Verkehrssituation, die häufig von einem Mangel an Informationen durch den Fahrer begleitet wird. Der Fahrer benötigt Informationen über die bevorstehenden Signalzustände, damit er sein Fahrverhalten optimal an die Situation anpassen kann. Bevorstehende Signalzustände verkehrsabhängiger Lichtsignalsysteme können – mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden – vorhergesagt und dem Fahrer in vernetzten Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden. Es bleibt die Frage, ob der menschliche Fahrer auch unsichere vorhergesagte Informationen in die Situationsbewertung einbezieht, da eine detaillierte Prognose Anforderungen an die Infrastruktur stellt, die heute oft nicht erfüllt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die prototypische Implementierung und Untersuchung eines vernetzten Assistenzsystems, das dem Fahrer eine Geschwindigkeitsempfehlung bei Annäherung an Lichtsignalanlagen gibt. Die Empfehlung wird durch einen Vorhersagealgorithmus berechnet, der ausschließlich auf den Beobachtungen der vergangenen Signalzustände aufbaut. Der Nutzen des Assistenzsystems wird anhand experimenteller Studien im realen Dresdner Verkehr untersucht und anhand der Bewertung sowohl der Messung von Fahrzeugzuständen als auch der subjektiven Systembewertung durch die Testpersonen quantifiziert. Da der Grad der Unsicherheit aufgrund der Darstellungsform nachvollziehbar ist, bewerteten die Probanden die Informationen trotzdem als eindeutig. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass die Testpersonen die Informationen vorteilhaft in ihre Situationsbewertung einbeziehen können, indem sie aufgrund der Geschwindigkeitsanpassung auch bei unsicherer Prognose rund 11% Energie einsparen.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Vorausschauende Regelung von Fahrzeugsystemen durch stochastische Vorhersage der Fahrzeugdynamik

Vorausschauende Regelung von Fahrzeugsystemen durch stochastische Vorhersage der Fahrzeugdynamik von Fünfgeld,  Sebastian
Für die vorausschauende Regelung von Fahrzeugsystemen werden häufig Vorhersagemodelle benötigt. In dieser Arbeit wird ein stochastischer Ansatz zur Generierung von Vorhersagen für Fahrzeugdynamikgrößen hergeleitet, um die Unsicherheit der Vorhersage explizit im Regelungsverfahren berücksichtigen zu können. Darauf aufbauend wird die vorausschauende Regelung von Fahrzeugsystemen mit stochastisch optimalen Regelungsverfahren untersucht, an zwei Systembeispielen implementiert und evaluiert. Predictive control of vehicle systems often requires application of forecasting models. In this work a stochastic framework for generating forecasts of vehicle dynamics is proposed, to directly address uncertainty within the control algorithms. Building on this framework, the predictive control of vehicle systems with stochastic optimal control algorithms is investigated, implemented and evaluated for two exemplary vehicle systems.
Aktualisiert: 2021-04-15
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Modellierung kognitiver Prozesse für ein numerisches Fahrerverhaltensmodell

Modellierung kognitiver Prozesse für ein numerisches Fahrerverhaltensmodell von Ring,  Philipp
Mithilfe medienwirksamer Ankündigungen bereiten heutige Automobilhersteller die Gesellschaft auf die Einführung automatisierter Fahrfunktionen in ihren Produkten vor. Diese Fahrfunktionen sollen die, noch weitestgehend vom Menschen ausgeübte, Fahraufgabe schrittweise in verschiedenen Automatisierungslevels übernehmen und zu einer Entlastung des Fahrers und einer Erhöhung des Fahrkomforts führen. Einhergehend mit diesen Versprechen entsteht an die Automobilhersteller der Anspruch, durch geeignete Methoden eine positive Sicherheitsbilanz mit dem Einsatz neuartiger Fahrfunktionen vor der Serieneinführung nachzuweisen. Hier bieten multiagentenbasierte Verkehrssimulationen einen etablierten Ansatz für die Analyse der Wirksamkeit automatisierten Fahrens im Vergleich zu menschlichem (manuellem) Fahren. Einen wichtigen Bestandteil solcher Simulationen stellen Fahrerverhaltensmodelle dar. Diese Modelle haben zum Ziel, das menschliche (manuelle) Fahrerverhalten durch verschiedene Methoden abzubilden. Was diese Modelle eint, ist die fehlende Abbildung höherer kognitiver Prozesse, die wiederum einen wichtigen Bestandteil menschlicher Denkprozesse zur Bewältigung der Fahraufgabe darstellen. Das Ziel der Doktorarbeit ist daher die Entwicklung eines Teilmodells höherer Kognition, das ein bestehendes Fahrerverhaltensmodell zur Abbildung höherer kognitiver Prozesse befähigt. Konkret werden mit dem neuen Teilmodell komplexe Informationsverarbeitungs- und Denkprozesse wie Situationsmustererkennung, Situationsverständnis, Antizipation und Prädiktion modelliert und in die bestehende Struktur eines Fahrerverhaltensmodells integriert. Zur Anwendung kommen verschiedene Methoden aus dem Bereich der probabilistischen Modellierung und dem maschinellen Lernen. So soll ein vorausschauenderes und damit realitätsnäheres Modellverhalten erzeugt werden.
Aktualisiert: 2022-03-17
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