Fahrerassistenzsystem

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Fahrerassistenzsysteme (FAS – englisch: Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)) sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie.

Aufbau und Funktion[Bearbeiten]

Fahrerassistenzsysteme greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z. B. Gas, Bremse) oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen. Derzeit sind die meisten Fahrerassistenzsysteme so konzipiert, dass die Verantwortung beim Fahrer bleibt (er also autonome Eingriffe in der Regel „übersteuern“ kann) und dieser damit nicht entmündigt wird. Gründe hierfür sind vor allem:

  • Die rechtliche Lage, nach der der Fahrer jederzeit die Verantwortung für die Führung seines Fahrzeuges hat und es jederzeit beherrschen können muss (Wiener Straßenverkehrskonvention 1968, Art. 8, Absatz 5): Jeder Führer muss dauernd sein Fahrzeug beherrschen oder seine Tiere führen können.
  • Die noch nicht ausreichende Zuverlässigkeit vieler Systeme. Besonders anspruchsvolle Aufgaben sind hierbei die Erkennung und Klassifikation von Objekten und die Interpretation der Szenerie im Umfeld des Fahrzeuges. Derzeitig verfügbare Sensoren und bekannte Signalverarbeitungsansätze können noch keine zuverlässige Umfelderkennung unter allen möglichen Fahrzuständen und Wetterbedingungen bieten. Assistenzsysteme bieten daher nur eine begrenzte Unterstützung in bestimmten, beherrschbaren Situationen (Beispiel Abstandsregeltempomat: Arbeitsbereich oft auf bestimmte Geschwindigkeitsbereiche eingeschränkt, keine Berücksichtigung stehender Objekte, usw.).
  • Die fehlende Akzeptanz für „entmündigende“ Systeme bei Käufern solcher Fahrzeuge.

Technik[Bearbeiten]

Der Regeleingriff bzw. die Signalisierungsfunktionen von Fahrerassistenzsystemen setzen Wissen bezüglich der aktuellen Fahrsituation voraus. Dies können im Falle von ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) und ABS Sensoren sein, die die Raddrehzahl und/oder die Gierrate (= Drehgeschwindigkeit des Fahrzeuges um die Vertikalachse), sowie die Längs- und Querbeschleunigung bestimmen. Weitergehende Systeme wie ACC oder Abstandswarner benötigen zusätzlich Informationen bezüglich des Fahrzeugumfeldes. Für diese Art von Assistenzsystemen kommen verschiedene Arten von Umfeldsensorik zum Einsatz. Hierbei stehen

  • Ultraschall (Einparkhilfe)
  • Radar (Spurwechselassistent, automatischer Abstandswarner)
  • Lidar (Totwinkel-Überwachung, automatischer Abstandswarner, Abstandsregelung, Pre-Crash und Pre-Brake)
  • Kamera (Spurverlassenswarnung, Verkehrszeichenerkennung, Spurwechselassistent, Totwinkel-Überwachung, Notbremssystem zum Fußgängerschutz)

im Vordergrund. Teilweise sind auch Kombinationen mehrerer Sensorsysteme (Sensordatenfusion) notwendig. Aufgrund des hohen Preises solcher Sensorsysteme besteht meist die Forderung der Multifunktionalität; das heißt, ein Sensorsystem muss verschiedene Assistenzfunktionen abdecken. Durch die Kombination mit exakten Daten von Navigationssystemen kann eine ortsbezogene Warnung z. B. bei hoher Geschwindigkeit im Vorfeld einer engen Kurve erfolgen.

Verbreitung[Bearbeiten]

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Im Jahre 2003 lag der durchschnittliche Wert für Fahrerassistenzsysteme pro verkauftem Fahrzeug in Deutschland bei ca. 900 Euro (Schwerpunkt: Antiblockiersystem (ABS), ESP, Bremsassistent, Reifendruckkontrollsystem, Abstandsregeltempomat (ACC), Adaptiver Fernlichtassistent). Nach Studien erwartet man im Jahre 2010 einen durchschnittlichen Wert von 3200 Euro und im Jahre 2015 von 4300 Euro. Dabei geht man auch von Zukunftssystemen wie Objekterkennung/Fußgängerschutz, Unfall-Erkennung, automatische Notbremse, Infrarot-Nachtsicht u. ä. aus. Der Haupttreiber für das Wachstum dieser Systeme ist die Nachfrage der Käufer, welche nach einer ADAC-Umfrage die Fahrzeugsicherheit an Platz 1 sehen. Einen weiteren Einfluss hat der demografische Faktor in Deutschland, wonach ältere Fahrer mehr Wert auf Fahrzeug-Sicherheit legen und durch deren relative Zunahme in den nächsten Jahren entsprechend die Nachfrage ankurbeln.

Beispiel Motorrad: Im Jahr 2003 wurden ca. 4000 Motorradunfälle mit Personenschaden durch „Überbremsen und nachfolgendem Sturz“ ausgelöst. Diese hätten zu ca. 90 % durch den Einbau von einem ABS verhindert werden können.

Nachdem Europa beim ESP führend ist, hat sich die USA im Dezember 2007 zu einer verbindlichen Einführung entschlossen. Seit 2009 müssen 55 % der Fahrzeuge bis 4,5 t mit ESP ausgerüstet sein, ab 2012 gilt dies für 100 % der Fahrzeuge. Die UN arbeitet derzeit an einer Regelung, die die ESP-Technik weltweit als Standard vorschreiben soll. Derzeit sind weltweit 26 % der Neufahrzeuge mit ESP ausgerüstet. In Deutschland beträgt dieser Wert 64 %.

Potential[Bearbeiten]

Nach Untersuchungen[1] der Unfallforschung der Versicherer (UDV) zu Fahrerassistenzsystemen würde die serienmäßige Ausrüstung von Pkw, Lkw und Transportern mit ESP und von Motorrädern mit ABS die Zahl der Unfälle deutlich reduzieren. Folgende Nutzenpotentiale wurden von der UDV ermittelt:

  • ESP für Pkw: 25 – 35 % (beeinflussbare Unfälle mit schwerem Personenschaden)
  • ESP für Lkw: 9 % (beeinflussbare Unfälle mit schwerem Personenschaden)
  • ESP für Kleintransporter: 19 % (beeinflussbare Unfälle mit schwerem Personenschaden)
  • ABS für Motorräder: 10 % (beeinflussbare Unfälle mit Personenschaden)

Mit dem serienmäßigen Einbau von Auffahrwarn- und Notbremssystemen in Pkw ließen sich darüber hinaus viele schwere Auffahrunfälle vermeiden, sagt die Unfallforschung der Versicherer. Nach Berechnungen wäre mit modernen Bremsassistenten eine Verringerung der schweren Pkw-Unfälle um zwölf Prozent möglich. Die Technik weise Autofahrer auf eine drohende Kollision hin oder leite bei Gefahr eine Notbremsung ein. Zu vorsichtiges und spätes Bremsen sind den Unfallforschern zufolge verantwortlich für viele Verkehrsunfälle. Nach dem ab 2011 europaweit für alle Neuwagen vorgeschriebenen Schleuderschutz ESP versprechen Auffahrwarn- und Notbremssysteme das höchste Unfallvermeidungspotential.

Zukunft[Bearbeiten]

In Studien wird bereits über „automatische Ausweichmanöver“ nachgedacht, wobei die sichere und eindeutige Situationserkennung, die kurzzeitige Übernahme der Fahrzeugführung sowie die erfolgreiche Rückgabe an den Fahrer ein schwieriges Unterfangen ist. Neben der sicheren Erkennung der Umfeldsituationen sind zudem in kürzester Zeit verschiedene Strategien für geeignete Ausweichmanöver zu erarbeiten und zu bewerten. Auch ist gerade bei autonomen Eingriffen die Frage der Produkthaftung nicht zu unterschätzen. Bei allen Assistenzsystemen ist die Zusammenarbeit von Ingenieuren, Psychologen, Ergonomen und Juristen notwendig.

Liste der Fahrerassistenzsysteme[Bearbeiten]

Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems)
Deutsche Bezeichnung Abkürzung Englischsprachige Bezeichnung Abkürzung
Ampelassistent (in der Entwicklung im Rahmen der Vehicle-2-X Kommunikation) Green Light Optimal Speed Advisory GLOSA
Anhänger-Stabilitätsprogramm Trailer Stability Assist TSA
Antiblockiersystem ABS Anti-lock braking system ABS
Antriebsschlupfregelung
(auch: Traktionskontrolle, Automatische Stabilitäts Control (ASC))
ASR Traction control system TCS
Aufmerksamkeits-Assistent (Fahrerzustandserkennung, Müdigkeitserkennung) Driver drowsiness detection
(auch: Driver Alert, Driver Monitoring System, Attention Assist, Anti Sleep Pilot)
Berganfahrhilfe Hill Hold Control
auch: Hill-start Assist Control (HAC)
HHC
Bergabfahrhilfe Hill Descent Control HDC
(Elektronischer) Bremsassistent EBA/BAS Emergency Brake Assist EBA
Car2Car Communication (in der Entwicklung) C2C Vehicle-to-Vehicle V2V
Elektronische Dämpferregelung Electronic Damping Control
(auch: Interactive Vehicle Dynamic Control (IVDC), Continuous Damping Control (CDC), Porsche Active Suspension Management (PASM))
EDC
Einparkhilfe
(Parksensoren, akustische Warnung, visuell auch mit Rückfahrsystem)
Parking sensors
Intelligente Einparkhilfeassistenz Intelligent Parking Assist System
(auch: Advanced Parking Guidance System (APGS) (nur Lexus))
IPAS
Elektromechanische angetriebene Servolenkung
siehe auch: Aktivlenkung (BMW), Dynamiklenkung (Audi)
Electric Power Steering/Electric Power Assisted Steering
(auch: Active steering (nur BMW), Variable Gear Ratio Steering (VGRS) (nur Toyota, Lexus))
EPS/EPAS
Elektrohydraulisch angetriebene Servolenkung Electro-Hydraulic Power Steering EHPS
Elektronische Differentialsperre EDS Limited-slip differential LSD
Elektronische Stabilitätskontrolle/Fahrdynamikregelung
(Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP))
(ESP) Electronic Stability Control
(auch: Dynamic Stability Control (DSC), Vehicle Stability Assist (VST),Vehicle Stability Control (VSC)),
Vehicle Stability Management (VSM), Porsche Stability Management (PSM), Controllo Stabilità e Trazione (CST), Dynamic Stability and Traction Control (DSTC), etc.
ESC
(Adaptiver) Fernlichtassistent Adaptive High-Beam System, Highbeam-Assist, High-Beam Assistant
Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat) GRA Cruise control/Speed control
Adaptive Geschwindigkeitsregelanlage
(auch: Abstandsregeltempomat, Automatische Distanzregelung (ADR), speziell auch Stauassistent (STA))
AGR Adaptive Cruise Control
(Distance Regulation System, Intelligent Cruise Control))
ACC
Intelligente Geschwindigkeitsassistenz (Geschwindigkeitswarnsystem) Intelligent Speed Adaption ISA
Kollisionswarn- und Schutzsystem Collision Mitigation Brake System (nur Honda) CMBS
(Adaptives) Kurvenlicht (auch: Adaptives Frontbeleuchtungssystem, Abbiegelicht) Adaptive front-lighting system/Adaptive Forward Lighting AFS/AFL
Lichtautomatik Lichtsensor Light sensor
Motor-Schleppmoment-Regelung MSR Engine Braking Control EBC
Nachtsicht-Assistent Night View Assist (auch: Automotive night vision)
Notbremsassistent
(Automatische Notbremsung, Abstandswarner)
ANB Active Brake Assist ABA
Notbremssignalisierung
(Bremslicht/Warnblinksignal bei Vollbremsung)
Emergency Stop Signal ESS
Autonomes Notbremssystem
(auch: Vorausschauender Notbremsassistent)
Autonomous Emergency Braking
(auch: Advanced Emergency Braking System (AEBS))
AEB
Nothaltesystem
(Autonomer Halt bei gesundheitlichen Problemen des Fahrers)
Emergency stop system
Reifendruckkontrollsystem RDK Tire pressure monitoring system TPMS
Rückfahrsystem (in Kombination als Einparkhilfe zur Parkdistanzkontrolle) Rear Assist, Backup camera
Scheibenwischer-Automatik (Regensensor) Rain sensor for windscreen wipers
Spurerkennungssystem Lane detection system
Spurhalteassistent
(Spurleitassistent, Spurverlassenswarner)
Lane Departure Prevention, Lane Departure Warning LDP/LDW
Aktiver Spurhalteassistent Lane Keep Assist LKA/LKAS
Spurwechselassistent (Totwinkel-Überwachung) Lane change assistance
(auch: Blind spot monitor und Blind Spot Information System (BLIS),
Rear Vehicle Monitoring System (RVM) (nur Mazda), Audi Side Assist)
Spurwechselunterstützung (in der Entwicklungsphase) Lane change support
Verkehrszeichenerkennung Traffic Sign Recognition/Traffic Sign Detection
Wankneigungskontrolle
(Elektronische Überschlagsvermeidung)
Roll Stability Control
(auch: Active rollover protection (ARP), Electronic-roll Mitigation (ERM)
RSC

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. _http://www.udv.de/fahrzeugsicherheit/pkw/fas/

Literatur[Bearbeiten]

  • AAET - Automatisierung, Assistenzsysteme und eingebettete Systeme für Transportmittel, Tagungsbeiträge 7. Braunschweiger Symposium vom 21-23 Febr.2006, Herausgeber: Gesamtzentrum für Verkehr Braunschweig eV (GZVB) 327 Seiten, ISBN 3-937655-07-7
  • C. Stiller (Ed.) et al.: Fahrerassistenzsysteme. Schwerpunktthemenheft der Zeitschrift it - Information Technology, Oldenbourg Verlag, München. 49(2007)1

Weblinks[Bearbeiten]