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Neuronale Netze zur Situationsanalyse für das automatisierte Fahren

Motivation und Ziele
Die Ar­chi­tek­tur automatisierter Fahrzeuge lässt sich allgemein in drei große Funktionsgruppen einteilen: die Wahr­neh­mung des Fahrzeugumfeldes, die Datenauswertung und Planung sowie die Regelung des au­to­ma­ti­sier­ten Fahrzeuges. Für die Planung auf Ebene der taktischen Entscheid-ungsfindung und der Trajektorienplanung sind dafür In­for­ma­ti­onen über die aktuelle Verkehrs-situation, deren Historie und eine möglichst präzise Schätzung aller re­le­van­ten zukünftigen Evo-lutionen der Verkehrssituation not­wen­dig.
Ziel des Forschungsvorhabens ist da­her die Ent­wick­lung von Al­go­rith­men zur Bewegungsprädik-tion benachbarter Verkehrsteilnehmer, da diese die Verkehrssituation für das Ego-Fahr­zeug ab-bilden. Außerdem sind diese benachbarten Verkehrsteilnehmer von besonderem In­te­res­se­ für die Be­we­gungs­pla­nung des Ego-Fahrzeugs, da sie die Mög­lich­keiten wie sich das Ego-Fahr­zeug bewe-gen und verhalten kann ggf. einschränken und somit komfort- und si­cher­heits­re­le­van­te Limitie-rungen darstellen. Der Fokus liegt dabei zu­nächst auf Autobahnsituationen, soll später aber auf komplexe urbane Szenarien erweitert wer­den.

Manövererkennung
Zunächst wer­den möglichst einfache Prädiktionsverfahren un­ter­sucht, die ggf. bereits in Kombi-nation mit minimaler Fahrzeugumfelderfassungssensorik zu hin­rei­chend genauen Prädiktionser-gebnissen führen. Unter der Annahme konstanter Geschwindigkeit, respektive Beschleunigung, kön­nen für entsprechend kurze Zeithorizonte von we­ni­gen Se­kun­den hin­rei­chend genaue Prä-diktionen in longitudinaler Rich­tung vorgenommen wer­den. Da auf Grund des hohen Grades an Struk­tur in Autobahnszenarien nur die drei Basismanöver Spurwechsel nach links (SWL), Spur-wechsel nach rechts (SWR) und Spurhalten ausgeführt wer­den kön­nen, stellt bereits die Erkennung dieser Basismanöver eine wich­ti­ge Information über die Bewegung von Fahrzeugen in lateraler Rich­tung dar. Die nebenstehende Abbildung zeigt wie aus Sicht des Ego-Fahrzeugs (grün) ein Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs (orange, Mitte) nach links auf seine Spur erkannt wer­den kann und wie die Gesamtsituation in diesem Fall einen Spurwechsel mo­ti­viert.

Trajektorienprädiktion
Später wer­den auch komplexere Prädiktionsmodelle un­ter­sucht. Wesentliche Merkmale eines performanten Prädiktionsansatzes sind: manöverdiskrete Multimodalität, probabilistische Prädik-tionsrepräsentation, Einbeziehung des Situationskontextes und Interaktionsbewusstsein zwischen den Verkehrsteilnehmern. Dabei kom­men sowohl mo-del- als auch da­ten­ba­sier­te und kombinierte Prädikti-onsverfahren zum Ein­satz. Die nebenstehende Grafik stellt die multimodale Wahrscheinlichkeitsdichtever-teilung einer prädizierten Trajektorie über 5s dar.

Kontakt

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.