Fahrzeugumfelderfassung und Fußgängerschutz unter Nutzung mehrzeiliger Laserscanner

Abstract

Komplexität und erhebliche Kosten eines umfassenden Sicherheitskonzepts auf Basis vorausschauender Sensorsysteme werden als Hindernisse einer ausgedehnten Verbreitung identifiziert. Das in dieser Arbeit vorgestellte universelle Fahrzeugumfeldmodell auf Basis eines Laserscanners kann sowohl die Komplexität als auch die Kosten signifikant reduzieren, da diese einer Vielzahl von Applikationen als Datenbasis dienen. Das Gesamtsystem umfasst Algorithmen zur Segmentierung, Eigenbewegungsermittlung, Tracking und Klassifikation. Zusätzlich wurde eine Prototypenimplementierung zum Fußgängerschutz realisiert und umfassend evaluiert. Insbesondere die Fußgängererkennung ist durch die FFT-basierte parallele Auswertung der zeitlichen Amplitudenverläufe des linken und des rechten Beines in allen vier Layern des Laserscanners besonders robust. Diese Beinpendelanalyse kann mit dem eingesetzten Laserscanner sowohl longitudinal als auch lateral bewegte Fußgänger vor dem Fahrzeug erfolgreich klassifizieren. Die Fußgängererkennung zeigt eine Zuverlässigkeit mit nur vier Fehlklassifikationen in den mehr als zwei Stunden Testfahrten, bei gleichzeitig hoher Detektionsrate (82 %). Es wurde ein innovativer Ansatz zur Unfallfolgenminderung auf Basis einer RONE (Region of no Escape) entwickelt. Diese RONE beschreibt einen dynamisch definierbaren Bereich vor dem Fahrzeug, in dem das Vorhandensein eines Fußgängers zu einem unvermeidbaren Fahrzeug-Fußgänger-Unfall führt. Diese Applikation wurde in Fahrten von mehr als 14.000 km ohne einen einzigen Fehlalarm getestet. Die durchgeführten Positivtests zeigen Detektionsraten von über 80 %. Diese hohe Zuverlässigkeit macht eine signifikante Verbesserung des Fußgängerschutzes möglich.