Fahrerassistenzsysteme (1)

Fahrerassistenzsysteme zur aktiven und passiven Sicherheit 

Die Technik der Fahrerassistenzsysteme hat in den letzten Jahren einen großen Schritt nach vorne getan. Dabei tragen immer mehr Systeme nicht nur zur Komfortsteigerung sondern vielmehr zur aktiven und zu passiven Sicherheit bei. Am Beispiel von Volvo soll dies ein wenig verdeutlicht werden. Ähnliche Systeme werden z.T. auch von anderen Herstellern angeboten.

Dass Volvo schon immer ein Vorreiter in Sachen Sicherheit war, ist hinlänglich bekannt. Seit mehr als acht Jahrzehnten setzen die Schweden mit ihren Innovationen neue Maßstäbe für die gesamte Automobilindustrie. In den frühen Jahren waren dies der Sicherheitskäfig, die Windschutzscheibe aus Verbundglas oder der Drei-Punkt-Sicherheitsgurt. Die Meilensteine der jüngeren Vergangenheit sind das Seitenaufprall-Schutzsystem SIPS, die Seitenairbags, die Kopf-Schulter-Airbags, das Überschlag-Schutzsystem ROPS und das Schleudertrauma-Schutzsystem WHIPS. Dass sich dies auch auf die Unfallzahlen auswirkt, kann auch mit Zahlen belegt werden. So beweisen die Unfallforschungen von Volvo, dass, dass das Risiko, in einem neuen Volvo verletzt zu werden, seit dem Jahr 2000 um rund 50 Prozent gesenkt wurde.

Aktuelle Fahrerassistenzsysteme im Volvo

Das Kompaktmodell V40 von Volvo verfügt serienmäßig über zahlreiche Fahrerassistenzsysteme wie beispielweise das Volvo City Safety System, das bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h aktiv ist, und optional mit dem Notbremsassistenten mit automatischer Fußgänger-Erkennung ausgerüstet werden kann. Als weltweit erstes Fahrzeug ist der neue Volvo V40 darüber hinaus serienmäßig mit einem Fußgänger-Airbag ausgestattet. Komplettiert wird das umfangreiche Sicherheitspaket durch einen Knieairbag auf der Fahrerseite, einen neuen Spurhalte-Assistenten mit zusätzlichem Lenkmoment, ein aktives Fernlicht, das radargestützte Blind Spot Information System (BLIS) und das Cross Traffic Alert System, das beim Ausparken vor Querverkehr warnt.

Beim neuen Volvo V40 kommen zahlreiche neue Fahrer-Assistenzsysteme zum Einsatz, die Kamera- und Radarsysteme zur Überwachung des Umfelds einsetzen. Das Bild zeigt die Techniken: Aktives Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystem, Spurhalte-Assistent, Driver Alert, Verkehrszeichenerkennung und Blind Spot Information System (BLIS).

Systemvorstellung

Diese und weitere Systeme sollen nun kurz vorgestellt werden.

Aktives Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystem mit Bremsassistent Pro

Die neueste Generation des aktiven Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystems mit Bremsassistent Pro (s. a ACC) sorgt für einen ausreichenden Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und somit für komfortables Fahren. Sie passt die Geschwindigkeit und den vom Fahrer selbst definierten Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug automatisch an. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe ermöglicht die Stauassistent-Funktion selbst im Stop-and-Go-Verkehr entspanntes Fahren bis zum Stillstand und fährt selbsttätig wieder an, sobald das vorausfahrende Fahrzeug sich in Bewegung setzt.

Die notwendigen Daten erhält das System von einem hinter dem Kühlergrill angebrachten Radarsensor (76-GHz-Einheit, Dual-Mode) und einer hochauflösenden Nahbereichskamera, die zwischen Innenspiegel und Frontscheibe in einem Kunststoffgehäuse montiert ist. Der Bremsassistent Pro ist ab einer Geschwindigkeit von 4 km/h bis zur Höchstgeschwindigkeit aktiv (auch bei deaktivierter Geschwindigkeitsregelanlage) und warnt den Fahrer, wenn er zu nah auf ein Fahrzeug auffährt. Die Entfernungen, die dabei erfasst werden, sind 120 Meter bei Fahrzeugen, die sich in die gleiche Richtung bewegen, und 65 Meter bei still stehenden Fahrzeugen. Falls der Fahrer nicht reagiert und ein Aufprall unmittelbar bevorsteht, wird automatisch eine Vollbremsung durchgeführt, um die Kollision zu vermeiden oder dessen Folgen so weit wie möglich zu mindern. Die Vollbremsung erfolgt bis in den ABS-Regelbereich mit einer Verzögerung von bis zu 10 m/s².  

Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger-Erkennung

Das große Ziel, das Volvo mit der „Vision 2020“ verfolgt, heißt: Im Jahr 2020 soll kein Insasse eines neuen Volvo Modells mehr ernsthaft verletzt oder gar getötet werden. Ein von der Europäischen Kommission durchgeführter Feldversuch belegt, dass Fahrzeuge, die mit aktivem Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystem sowie Notbremsassistenten ausgestattet sind, das Risiko in einen Auffahrunfall auf der Autobahn verwickelt zu werden, um 42 Prozent gesenkt wird.

Der Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger-Erkennung (vgl. vorausschauendes Bremsen) ist Bestandteil des aktiven Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystems. Das radar- und kameragestützte System kann Fußgänger erkennen, die vor dem Fahrzeug die Straße betreten, und die volle Bremskraft aktivieren, falls der Fahrer nicht rechtzeitig reagiert. Die innovative Technik beruht auf einem komplexen System. Dazu gehören eine neu entwickelte 76-GHz-Radareinheit (Dual-Mode), die in den Frontgrill integriert ist, eine CMOS-Kamera auf Höhe des Innenrückspiegels mit einem Sichtfeld von 45 Grad sowie eine zentrale Kontrolleinheit. Aufgabe des Radars ist die Erkennung aller Objekte vor dem Fahrzeug und die Messung des Abstands zu ihnen. Die Kamera ermittelt dabei, um welche Art von Objekt es sich handelt. Hierbei werden Personen in bis zu 35 Metern Entfernung erfasst. Die Kamera verfügt über eine hohe Auflösung, wodurch die Bewegungsmuster von Fußgängern ab einer Größe von 80 Zentimetern aufwärts, also auch Kinder, erkannt werden können.

Notbremsassistent mit automatischer Fußgängererkennung. Das System erkennt Fußgänger, die vor dem Fahrzeug die Fahrbahn betreten.

Das System ist zwischen 4 und 80 km/h aktiv. In einer Notsituation erhält der Fahrer zunächst eine akustische Warnung in Verbindung mit einem roten Blinklicht im Head-up-Display der Windschutzscheibe. Die optische Warnung ähnelt einem Bremslicht, um den Fahrer zu einer schnellen und intuitiven Reaktion zu veranlassen. Gleichzeitig wird das Bremssystem des Fahrzeugs vorgespannt. Wenn der Fahrer nicht auf die Warnung reagiert und ein Unfall droht, wird automatisch die volle Bremskraft aktiviert und das Fahrzeug bremst selbständig bis in den ABS-Regelbereich mit einer Verzögerung von bis zu 10 m/s² ab. Die Technik kann Kollisionen bis zu einem Tempo von 35 km/h verhindern, falls der Fahrer nicht rechtzeitig reagiert. Bei höherem Tempo geht es darum, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor dem Aufprall so weit wie möglich zu reduzieren. Bei einer Verringerung der Geschwindigkeit von 50 auf 25 km/h kann das System das Risiko tödlicher Verletzungen um 20 Prozent verringern, in bestimmten Situationen sogar bis zu 85 Prozent. Die Technik unterliegt den gleichen Limitierungen wie das menschliche Auge. Daher ist auch die „Sicht" der Kamera bei schlechtem Wetter und bei Dunkelheit eingeschränkt. Der Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger-Erkennung ist immer aktiv und kann nicht manuell abgeschaltet werden.  (Lesen Sie auch die Artikel zu CAPS oder zum Vorausschauenden Notbremssystem)

Lesen Sie auch den Test des ADAC zu Aktiven Fußgängerschutzsystemen

Ergänzung März 2013

Volvo präsentierte im März  2013 den ersten

Notbremsassistenten mit automatischer Radfahrer-Erkennung

Die neue Funktion baut auf dem Volvo Notbremsassistenten mit automatischer Fußgänger-Erkennung auf. Alle mit dem elektronischen System ausgestatteten Fahrzeuge erhalten ab dem neuen Modelljahr 2014 auch die Radfahrer-Erkennung. Sie ist ab Mai 2013 für die Baureihen Volvo V40, Volvo S60, Volvo V60, Volvo XC60, Volvo V70, Volvo XC70 und Volvo S80 verfügbar. Fahrradfahrer sind im Straßenverkehr besonders gefährdet. Laut Statistischem Bundesamt verunglückten im Jahr 2011 insgesamt 76.750 Radfahrer auf deutschen Straßen, 559 starben. Europaweit kommt sogar jeder zweite getötete Radfahrer bei einer Kollision mit einem Auto ums Leben.

Automatische Notbremsung - Ein Radfahrer, der in der Fahrspur pendelt oder plötzlich herausschert, ist ein typischer Fall für die neue Fußgänger- und Radfahrer-Erkennung. Das fortschrittliche, sensorbasiere System scannt die Objekte vor dem Fahrzeug. Eine neue, verbesserte Software mit einer noch schnelleren Bildverarbeitung ermöglicht es, auch Fahrradfahrer zu erkennen. Schert ein Radfahrer plötzlich vor einem Volvo Fahrzeug aus, erhält der Autofahrer eine sofortige Warnung. Gleichzeitig wird das Bremssystem vorgespannt. Wenn der Fahrer nicht auf die Warnung reagiert und ein Unfall droht, wird automatisch die volle Bremskraft aktiviert und das Fahrzeug bremst selbstständig ab. Die Fahrzeuggeschwindigkeit hat bei einem Unfall einen erheblichen Einfluss auf die Schwere der Verletzungen. Eine niedrigere Geschwindigkeit kann das Verletzungsrisiko des Fahrradfahrers deutlich reduzieren.

Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger- und Fahrradfahrer-Erkennung

System kombiniert Kamera und Radar - Der Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger- und Radfahrer-Erkennung nutzt eine Radareinheit im Kühlergrill, eine Kamera auf Höhe des Rückspiegels sowie eine zentrale Kontrolleinheit. Das Radar erkennt Objekte vor dem Fahrzeug und berechnet den Abstand zu ihnen. Die Kamera definiert die Art der Objekte - beispielsweise ob es sich um einen Fußgänger oder einen Radfahrer handelt. Dank des großen Sichtfelds des Dual-Mode-Radars werden Objekte vor dem Fahrzeug frühzeitig erkannt. Die hochauflösende Kamera erkennt die Fußgänger und Radfahrer und eine zentrale Steuereinheit errechnet aus den so übermittelten Daten kontinuierlich die Bewegungsmuster und überwacht die Verkehrssituation vor dem Auto. Erkennen sowohl Radar als auch Kamera ein Objekt vor dem Fahrzeug, greift das automatische Notbremssystem ein. Dank der fortschrittlichen Sensortechnik ist es möglich, die volle Bremskraft sofort anzuwenden.

Video zum Notbremsassistent

Aktives Fernlicht

Der aktive Fernlicht-Assistent (s.a. Fernlichtassistent) kommt erstmals im neuen Volvo V40 zum Einsatz. Er wechselt automatisch und situativ aus der Fernlichteinstellung in den Abblendlichtmodus. Der aktive Fernlicht-Assistent nutzt eine vorwärtsgerichtete Kamera, die mit einem hochentwickelten Bildverarbeitungsprogramm gekoppelt ist. Die Kamera überwacht den Verkehr und erfasst das Scheinwerferlicht entgegen kommender Fahrzeuge in einem Bereich von 400 bis 700 Metern sowie Heckleuchten bis zu 350 Meter Entfernung. Die komplexe Software analysiert permanent die übermittelten Daten und bestimmt die momentane Position und Fahrtrichtung der anderen Fahrzeuge. Die Berechnungen bilden die Grundlage für den automatischen Wechsel zwischen Fern- und Abblendlicht, um dem Fahrer die bestmöglichen Sichtverhältnisse bei Dunkelheit zu liefern.

Das System, das von 15 bis 200 km/h aktiv ist, kann zwischen Fahrzeug- und Straßenbeleuchtung unterscheiden, erkennt Motorräder und auch Fahrräder, deren Beleuchtung heller als 150 Candela ist. Der Fernlicht-Assistent ist tagsüber deaktiviert. Er ist einsatzbereit, sobald die Dämmerung einsetzt und nur noch ein Restlicht von 5 bis 10 Lux vorhanden ist. Zur Aktivierung muss der Schalter für das Abblendlicht auf „Auto“ gestellt und anschließend das Fernlicht betätigt werden. Ein Icon im Tachodisplay signalisiert, dass der Fernlichtassistent bereit ist.  

Das aktive Fernlicht erkennt entgegenkommende Fahrzeuge und blendet ab 

Automatische Verkehrszeichen-Erkennung

Die Technik, die erstmals im neuen Volvo V40 zum Einsatz kommt und ab Modelljahr 2013 auch für die Baureihen Volvo S60, Volvo V60, Volvo XC60, Volvo V70, Volvo XC70 und Volvo S80 erhältlich ist, erfasst mittels einer Frontkamera Verkehrsschilder am Straßenrand sowie an Schilderbrücken und übermittelt diese Informationen beispielsweise über Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Überholverbote auf das Infodisplay der neuen Tachoeinheit. Die letzte Meldung bleibt so lange in der Anzeige lesbar, bis das System den nächsten Hinweis erfasst hat. Die automatische Verkehrszeichen-Erkennung funktioniert bei jedem Tempo und kann mit einem Geschwindigkeitswarner kombiniert werden. Überschreitungen von 5 km/h werden durch ein blinkendes Verkehrszeichen im Display angezeigt. Zudem ist das System so programmiert, dass es auch Einschränkungen wie Tempolimits mit Zeitangaben (gültig von bis) erkennt. Zusatz-Hinweise wie „Bei Nässe“ werden nur dann berücksichtigt, wenn der Scheibenwischer aktiviert ist.

Verkehrszeichenerkennung

Volvo City Safety System

Das Volvo City Safety System hilft, Auffahrunfälle bei niedriger Geschwindigkeit vollständig zu vermeiden oder zumindest die Folgen deutlich abzuschwächen. Die weiterentwickelte Version ist bei Geschwindigkeiten zwischen 4 und 50 km/h aktiv (bisher bis 30 km/h). Stellt das System bei einem plötzlichen Bremsmanöver des Vordermanns oder durch ein still stehendes Fahrzeug eine Kollisionsgefahr fest, wird das eigene Bremssystem vorgespannt. Reagiert der Fahrer nicht auf die Gefahrensituation, wird automatisch eine Notbremsung mit einer Verzögerung von bis zu 10 m/s² eingeleitet.

Das City Safety System wurde weiterentwickelt und ist nun bei Geschwindigkeiten bis zu 50 km/h aktiv. Das System hilft, Unfälle bei niedriger Geschwindigkeit vollständig zu vermeiden oder zumindest die Folgen deutlich abzuschwächen.

Beträgt die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden Fahrzeugen weniger als 15 km/h, kann City Safety Zusammenstöße vollständig vermeiden. Im Bereich von 15 bis 50 km/h liegt der Fokus darauf, die Aufprallgeschwindigkeit so weit wie möglich zu verringern und damit die Folgen abzumildern. Das Volvo City Safety System arbeitet mit einem optischen Laser im oberen Bereich der Frontscheibe und reagiert auf Fahrzeuge in einem Abstand von bis zu sechs Metern. Auf der Basis dieses Abstandes und der eigenen Geschwindigkeit wird 50 mal/s die eventuell erforderliche Bremskraft berechnet, die zur Verhinderung eines Auffahrunfalls erforderlich wäre. Übersteigt dieser Wert ohne Reaktion des Fahrers eine definierte Grenze, reduziert City Safety selbsttätig das Antriebsmoment und aktiviert die Bremse.

Das Volvo City Safety System ist bei Tag und Nacht gleichermaßen einsatzbereit. Die Sensorik unterliegt jedoch den Einschränkungen aller konventionellen optischen Systeme. Da Nebel, Schnee oder Regen die Messung stören können, muss die Frontscheibe schmutz-, eis- und schneefrei gehalten werden. City Safety entbindet den Fahrer nicht von der Verantwortung, einen Sicherheitsabstand einzuhalten. Die automatische Bremsfunktion wird erst dann aktiv, wenn eine Notsituation eingetreten und eine Kollisionsgefahr gegeben ist.

Zur Überwachung des Umfelds kommen beim neuen Volvo V40 verschiedene Techniken zum Einsatz, die mithilfe von Kameras, Radar und Lasersensoren arbeiten. Das Bild zeigt, wie die Systeme Notbremsassistent mit automatischer Fußgängererkennung und City Safety den Fahrer vor gefährlichen Situationen warnen und so dazu beitragen, Unfälle zu verhindern.

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Quelle Text und alle Bilder: Volvo Car Germany

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