Die Zahl der Verkehrsunfälle reduzieren und deren Folgen mindern – das ist das Ziel der Forschungsinitiative Ko-FAS (Kooperative Fahrzeugsicherheit). Die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie mit 15 Millionen Euro geförderte Initiative entwickelte dazu in den vergangenen vier Jahren neuartige Technologien, Komponenten und Systeme, die den Verkehrsteilnehmern mittels kooperativer Sensorik und Perzeption ein umfassendes Bild der Verkehrsumgebung bereitstellen. Auf dieser Basis ist es möglich, kritische Verkehrssituationen frühzeitig zu erkennen, sodass mit vorbeugenden Maßnahmen Unfallsituationen vermieden oder Unfallfolgen wesentlich vermindert werden können. Das Steinbeis-Innovationszentrum Embedded Design und Networking in Heitersheim war Partner im Teilprojekt Ko-TAG (Kooperative Transpondertechnologie).
Die entwickelten Technologien basieren auf dem Zusammenwirken von Sensoren der verschiedenen Verkehrspartner und verwenden neueste Verfahren der Kommunikationstechnologie zum Austausch dieser Informationen. Die Projektpartner aus Wirtschaft und Wissenschaft haben zahlreiche Ergebnisse zu kooperativen Systemen für die Sicherheit im Straßenverkehr erarbeitet. Ko-FAS zeigt damit eindrucksvoll Innovationskraft und Technologieführerschaft der deutschen Automobilindustrie und ihrer Forschungspartner.
Im Teilprojekt Ko-TAG haben die Steinbeis-Experten an der kooperativen Sensortechnologie auf Basis von Transpondersystemen (Transponder: miniaturisierte Sende-/Empfangseinheiten) geforscht. Diese Technologie wird vor allem in Hinblick auf die Anwendungsbereiche „Schutz von verletzlichen Verkehrsteilnehmern“ und „Fahrzeug-Fahrzeug-Sicherheit“ untersucht. Das Verbundprojekt verwendet Ortungseinheiten im Fahrzeug. Sie fragen Transponder ab, die von anderen Verkehrsteilnehmern mitgeführt werden. Die Transponder antworten auf die Abfragen der Ortungseinheiten mit spezifischen Informationen. Aus den Antworten schließt die Ortungseinheit auf Relativpositionen und Typ der anderen Verkehrspartner im Verkehrsumfeld und kann daraus mögliche Kollisionsrisiken berechnen.
Das Steinbeis-Innovationszentrum Embedded Design und Networking unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora (Hochschule Offenburg) hat speziell an der Konzeption, am Systementwurf und an der Umsetzung der Kommunikationsprotokolle für die neuen Transponder gearbeitet. Hierbei entstand ein Subsystem für das IEEE802.11p-Protokoll aus dem Bereich der Car-2-Car-Kommunikation. Es erlaubt zusätzlich zur Einbindung in die Car-2-Car-Kommunikation Zusatzdienste wie eine extrem schnelle Datenübertragung und die relative Lokalisierung über Laufzeitmessung (Time of Flight, ToF) und Winkelmessung (Angle of Arrival, AoA). Das Subsystem wurde umfangreich nicht nur in einem Netzwerksimulator, sondern auch in einem dedizierten Emulator mit der realen, im Projekt selbst entwickelten Hardware verifiziert, bevor zahlreiche Feldtests die Leistungsfähigkeit des gewählten Ansatzes bestätigten. Die Steinbeis-Experten hatten daneben die Entwicklung und Umsetzung eines Konzepts zur Gewährleistung der Datensicherheit zur Aufgabe.
Nach dem Abschluss der Ko-FAS-Initiative im November 2013 wird das entwickelte System nun im Hinblick auf Anwendungen in der Verkehrstechnik weiter entwickelt werden. Ebenso sind aber auch Anpassungen für den Einsatz dieses skalierbaren Lokalisierungssystems für andere Anwendungsfelder, z.B. in der Automatisierungstechnik oder der Patientenüberwachung geplant.
Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora
Steinbeis-Innovationszentrum Embedded Design und Networking (Heitersheim)
axel.sikora@stw.de