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Domänenspezifischer Beobachter für Betriebssicherheit und Betriebsschutz

Motivation

Intelligente, hoch automatisierte Fahrzeuge haben den Vorteil, dass vor allem die Si­cher­heit aller am Verkehr beteiligten Personen deutlich erhöht wer­den kann. Zur Realisierung solcher Fahrzeuge ist eine genaue und abgesicherte Kenntnis der Fahrzeugumgebung mit einer Auflösung im Zentimeterbereich notwendig. Eine Annäherung hieran kann bei­spiels­weise durch redundante Sensoren, aber auch durch Fusion der eigenen In­for­ma­ti­onen mit In­for­ma­ti­onen anderer Quellen über Kommunikationswege wie Vehicle2X erzielt wer­den. Mit zunehmender Komplexität solcher Systeme steigt jedoch auch die Her­aus­for­de­rung, die Funktionssicherheit und den Betriebsschutz des Gesamtsystems sicherzustellen. Neue inhärente Überwachungstechniken sind daher notwendig, um eine maximale Si­cher­heit bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit gewährleisten zu kön­nen.

Ziel des Forschungsvorhabens

Daher wird eine modulweise Ent­wick­lung einer Beobachterstruktur vorgeschlagen, die unter Zuhilfenahme maschineller Lernverfahren, aber auch klassischer regelungstechnischer Beobachteransätze Inkonsistenzen innerhalb der Wirkkette des automatisierten Fahrens findet. Inkonsistenz bezieht sich dabei bei­spiels­weise auf mögliche manipulative Fremdeingriffe oder fehlerhafte Wahr­neh­mung wie dem Übersehen von Hindernissen. Die Ent­wick­lung fokussiert sich dabei zu­nächst auf den Bereich der Wahr­neh­mung und wird um nachfolgende Elemente der Wirkkette ergänzt.

Der Beobachter wird dabei als über­geord­nete Instanz angesehen, die das zu beobachtende System als Zusammensetzung mehrerer Blackbox-Modelle betrachtet - also die inneren ma­the­ma­ti­schen Modelle und Zusammenhänge nicht kennt oder als bekannt voraussetzt. Es stehen zur Observation nur die zu vor definierten Eingangs- und Ausgangsgrößen und die daraus gewonnenen Merkmale zur Ver­fü­gung. Diese Herangehensweise bewirkt, dass die Systemkomplexität so deutlich reduziert wer­den kann, da nicht jede mögliche, im System vorhandene und eventuell überflüssige Information genutzt wird. Wichtig ist zudem eine gute Generalisierbarkeit und Übertragbarkeit des Konzepts, um eine modulare Ent­wick­lung zu ermöglichen. Hierzu ist es wich­tig, dass der Beobachter möglichst effizient um Trainingseinheiten und Merkmalseingänge erweitert wer­den kann.

Generell ist es zudem von Relevanz, die Einsetzbarkeit auf ei­nem Steuergerät gewährleisten zu kön­nen. Eine hohe Parallelisierbarkeit der Aufgaben sowie eine mathematisch wenig komplexe Anwendbarkeit sind hierfür von Be­deu­tung.

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.