CONTROL: Beherrschbares Risiko für autonome Fahrzeuge auf Straße und Schiene

Was passiert, wenn ein autonomes Fahrzeug widersprüchliche Signale von seinen Sensoren erhält – etwa bei dichtem Nebel oder einem unerwarteten Hindernis? Wie kann in einer solchen Situation maximale Sicherheit garantiert werden?

Dies ist eine der Fragen, mit der sich das Förderprojekt »CONTROL« befasst. Ziel des Projektes ist es, Vertrauen in autonome Systeme auf Straße und Schiene zu schaffen.

Dafür entwickeln 24 Projektpartner einen branchenübergreifenden, systemischen Ansatz, der unerwartete Situationen in einer offenen Welt absichert. Unsicherheiten werden damit erkennbar, bewertbar und beherrschbar.

CONTROL schafft so die Grundlage für sicheres autonomes Fahren in einer offenen Welt. Egal ob in Form von autonomen Pkw, Lkw, Bus oder Bahn.

Um der komplexen Realität in offenen Umgebungen gerecht zu werden, betrachtet CONTROL das autonome Fahrzeug als Gesamtsystem. Dieses bewertet kontinuierlich, wie sicher es operieren kann. Bei Unsicherheiten reagiert es mit Anpassungen, indem es beispielsweise die Geschwindigkeit reduziert oder Hindernissen ausweicht. Hierfür entwickeln die Projektpartner eine branchenübergreifende Sicherheitsargumentation, die Unsicherheiten systematisch erfasst, bewertet und in die Architektur autonomer Systeme integriert.

CONTROL legt damit einen wichtigen Baustein für das softwaredefinierte Fahrzeug (SDV).

CONTROL befasst sich mit der Frage, wie autonome Straßenfahrzeuge und Züge gegen das sogenannte »long-tail«-Problem abgesichert werden können.

Das »long-tail«-Problem beschreibt die Vielzahl seltener, aber sicherheitskritischer Situationen. Diese treten in komplexen und nicht vollständig beschreibbaren Umgebungen auf und müssen von autonomen Systemen sicher gemeistert werden. Sie sind zu selten, um wirtschaftlich getestet werden zu können, aber zu häufig, um sie zu ignorieren.

Im Rahmen des Projekts CONTROL konzentriert sich das Fraunhofer IKS insbesondere auf widersprüchliche Messergebnisse verschiedener Sensorsysteme wir Lidar, Kamera oder Radar. Sie erschweren die Entscheidungsfindung von autonomen Systemen, da unklar bleibt, welche Messungen vertrauenswürdig sind.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickelt das Fraunhofer IKS ein Werkzeug zur Restrisikobewertung autonomer Systeme. Es analysiert Situationen, in denen verschiedene Sensoren unterschiedliche Ergebnisse liefern und ermittelt, wie sicher und zuverlässig das Fahrzeug auch in ungewöhnlichen Situationen agiert. Um diese Art der Restrisikobewertung zu ermöglichen, wird eine innovative Sensorfusionstechnologie eingesetzt. Die Technologie ermöglich es während des laufenden Betriebs abweichende Messergebnisse zu quantifizieren um darauf aufbauend die Regelentscheidungen entsprechend anzupassen. Diese dynamische Unsicherheitsbewusstsein erlaubt es, die Leistungsfähigkeit von autonomen Systemen zu steigern und dabei gleichzeitig die Sicherheit in quantifizierbarer Weise zu garantieren.

Mit diesen differenzierten Sicherheitsanalysen erweitern sich die Entscheidungsspielräume autonomer Systeme. Damit steigen Nutzen und Wirtschaftlichkeit von autonomen Fahrzeugen. 

Bisherige Analysemethoden betrachten nur klar erkennbare Fehler. Das Werkzeug des Fraunhofer IKS setzt dagegen auf eine differenzierte Betrachtung von abweichenden Messergebnissen bei der Umfeldwahrnehmung und der Sensorfusion. Ziel des Fraunhofer IKS ist es, mit diesem Werkzeug die erste Sicherheitsanalyse für moderne Sensorfusionskonzepte bereitzustellen. Für mehr Sicherheit auch bei widersprüchlichen Sensorsignalen.

Das im Projekt entwickelte Werkzeug und die dazugehörigen Methoden können auch in anderen Unternehmen Anwendung finden.

Kontaktieren Sie uns direkt, um Ihre Anforderungen zu besprechen.

CONTROL ist ein Projekt der VDA Leitinitiative autonomes und vernetztes Fahren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.