Notbremsassistenten (AEB) und Auffahrwarnsystemen (FCW)

Veröffentlicht in Fahrerassistenz- und autonome Systeme

Übersicht

Die VBOX GPS-Datenloggersysteme eignen sich ideal zur Entwicklung, Testung und Validierung von Notbremsassistenten („Autonomous Emergency Braking - AEB") und Auffahrwarnsystemen (Forward Collision Warning - FCW").

AEB- und FCW-Systeme sind Funktionen, die notwendig sind, um für einen neuen Personenkraftwagen eine Fünf-Sterne-Bewertung im Euro-NCAP-Rating zu erzielen. Bis 2018 werden Notbrems- und Spurhalteassistenten für alle neu zugelassenen Nutzfahrzeuge in Europa zur Pflicht werden (UNECE-Regelung zu AEBS, Schritte 1 und 2).

Die VBOX-Geräte bieten Ihnen eine Positionsgenauigkeit von unter 2 cm, sowie die Fähigkeit alle relevanten Parameter zur Entwicklung dieser Systeme in Echtzeit auszugeben. Wenn Euro-NCAP-zugelassene Lenk- und Pedalroboter verwenden werden, entsprechen die von der VBOX 3i RTK (VB3iSLR) ausgegebenen Daten ebenfalls den im Euro-NCAP-Bewertungsverfahren dargelegten Anforderungen.

Ein spezielles AEB NCAP Plugin für VBOX Test Suite erspart Ihnen wertvolle Zeit bei der Nachbearbeitung der Daten, sowie während der Testdurchführung auf der Teststrecke.

Leistungsmerkmale

Hauptleistungsmerkmale


Gemessene Parameter

  • Geschwindigkeiten für Ziel- und Testfahrzeug
    (0,1 km/h Effektivwert (RMS))
  • Längsabstand (0,02m RMS)
  • Querabstand (0,02m RMS)
  • TTC - Zeit zur Kollision (0,05 s)
  • Gierrate für Ziel- und Testfahrzeug
    (abhängig von Antennenabstand)
  • Winkel zum Zielfahrzeug (0,1º RMS)
  • AEB-/FC-Warnsignale

Eine Liste aller Standard-GPS-Datenkanäle und Messtoleranzen finden Sie auf unserer VBOX 3i RTK Produktseite.


Roboterintegration

Um die Euro-NCAP-Standards erfolgreich erfüllen zu können, ist der Einsatz von Lenk- und Pedalrobotern zur genauesten Beibehaltung aller Bedingungen für Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, Abstand und Bremsbetätigung erforderlich.

VBOX-Datenlogger können zusammen mit den offiziell genehmigten Robotern von Anthony Best Dynamics verwendet werden, um das notwendige Konsistenzniveau zu erreichen, das bei der Durchführung solcher Tests absolut kritisch ist.

Nachfolgend finden Sie zwei Beispiele für durchgeführte FCW-Tests, deren Ziel es war einen Sicherheitsabstand von 30 m zwischen beiden Fahrzeugen einzuhalten, während diese mit einer Geschwindigkeit von 72,5 km/h fahren.

Die Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge werden durch die rote und blaue Kurve angezeigt, während die grüne Kurve den Sicherheitsabstand darstellt. Im ersten Diagramm wird ein Test dargestellt, bei dem zwei erfahrene Fahrer den Test durchgeführt haben.

FCWS Human-driver

Das zweite Diagramm zeigt einen ähnlichen Test, bei dem jedoch Geschwindigkeit und Abstand von der VBOX und einem Brems-/Beschleunigungsroboter geregelt wurden..

FCWS Robot

Wie sich leicht erkennen lässt, erreicht das automatisierte System die korrekten Geschwindigkeits- und Abstandswerte innerhalb eines wesentlich kürzeren Weges (485 m) als die beiden Fahrer (1680 m).

Durch den Robotereinsatz kann außerdem gewährleistet werden, dass der auf das Bremspedal des Zielfahrzeugs ausgeübte Bremsdruck eine g-Kraft von 0,3 g nicht überschreitet, sobald die gewünschten Werte für Geschwindigkeit und Sicherheitsabstand erreicht worden sind. Dies reduziert die Fehlerwahrscheinlichkeit und spart dem Hersteller die Zeit, die für eine Wiederholung solcher Tests erforderlich wäre.


VBOX Test Suite Plugin speziell für Euro NCAP AEB

VBOX Autonomous Emergency Braking (AEB) ist ein kostenfreies Softwareplugin für VBOX Test Suite. Es enhält alle drei Euro NCAP Testmanöver: Car-to-Car Rear Stationary, Car-to-Car Rear Moving, und Car-to-Car Rear Braking (CCRs, CCRm, CCRb).  

Das NCAP Protokoll für Notbremsassistenten (AEB) in die VBOX Test Suite Software einprogrammiert, sodass alle relevanten Kanäle automatisch erstellt und während eines Tests aufgezeichnet werden: Geschwindigkeit des Test- und Zielfahrzeugs, relativer Abstand zwischen den Fahrzeugen, Seitenabweichung, Gier- und Lenkradgeschwindigkeit.

ADAS Test Suite AEB verarbeitet die aufgezeichneten Daten entsprechend der Euro NCAP Grenzwerte. Jeder Testlauf zeigt deutlich an, ob die Testbedingungen im noch Toleranzbereich liegen und ob ein Pass/Fail für den Gesamttest erreicht werden kann.

Dieses Niveau der Automatisierung erspart Ihnen wertvolle Zeit bei der Nachbearbeitung der Daten, sowie während der Testdurchführung auf der Teststrecke.

VTS AEB

Sie können VBOX Test Suite hier herunterladen.


FCWS screenshotVideointegration

In Verbindung mit Video VBOX oder VBOX HD können die gemessenen Parameter in Echtzeit in Videoaufnahmen grafisch überlagert werden, wodurch ein klarer visueller Bezug für den Test bereitgestellt wird.

Die grafische Überlagerung ist vollkommen frei konfigurierbar und kann leicht modifiziert werden, um die jeweils relevanten Informationen gemäß den durchgeführten Tests zu präsentieren.


Mehrere Kontaktpunkte

Um die Prüfung von ADAS-Anwendungen wie Totwinkelüberwachung und Rückfahrüberwachung zu unterstützen, ist es nun möglich, den Umriss eines Fahrzeugs unter Einsatz eines Vermessungsstabes, einer Antenne und eines VBOX Managers abzubilden (zu „mappen"). Bis zu vierundzwanzig Punkte rund um die gesamte Fahrzeugkarosserie können dabei vermessen und abgebildet werden, und jeder Fahrzeugumriss kann zur späteren Wiederverwendung abgespeichert werden.

Wenn der Test durchgeführt wird, wird der Abstand der am nächsten gelegenen Kontaktpunkte zwischen den Fahrzeugen mit einer Messtoleranz von +/-2 cm berechnet, wobei jeweils automatisch vom vorigen auf den nächsten, dichtesten Kontaktpunkt umgeschaltet wird, wenn sich die relative Position des Fahrzeugs ändert.

So können mehrere verschiedene Tests erfolgreich abgeschlossen werden, ohne dass eine Neukonfiguration für einzelne Kontaktpunkte notwendig ist - zum Beispiel bei der Bewegung eines Objekts von der hinteren rechten zur hinteren linken Flanke des Fahrzeugs in Totwinkeltests. Dieses Video zeigt Ihnen, wie das System funktioniert:


AEB-Tests auf offener Straße

Wenn Sie die DGPS-Basisstation gegen eine speziell konfigurierte VBOX 3i RTK austauschen, dann können Sie mit unserer MOVING BASE-Setup-Variante aktive Sicherheitssysteme außerhalb von Prüfgeländen testen und verifizieren. VBOX Moving Base erlaubt Ihnen ...

Moving-Base

  • die Durchführung realistischer Tests bei Anwesenheit anderer Straßenteilnehmer und der vorhandenen Straßenarchitektur.
  • Tests über einen großen Testbereich.
  • die Messung des Abstandes zwischen Ziel- und Testfahrzeug mit einer relativen Positionsgenauigkeit von unter 5 cm.
  • die Aufrechterhaltung der RTK-Verbindung zwischen zwei Fahrzeugen im Abstand von bis zu 600 m.

Mehr zu Moving Base


AEB-/ Kollisionswarnsignale

Wenn das Fahrzeug die AEB / FCWS-Betriebssignale auf dem CAN-Bus trägt, können diese gemeinsam mit den GPS-Daten geloggt (und in einem Video dargestellt werden, falls ein VBOX Videologger verwendet wird).

Dies ermöglicht Ihnen einen genauen Vergleich zwischen der relativen Fahrzeugpositionen und den On-Board-Prozessdaten.

Wenn das fahrzeugeigene CAN-System nicht verwendet werden kann, so kann ein AVAD3 Audio-Visual-Detektor von DTC Solutions eingesetzt werden, um aufzuzeichnen, wann ein FAS-System aktiv geworden ist. Der AVAD3 erfasst akustische und optische Signale, die vom Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs generiert werden. Es erzeugt ein CAN- oder digitales Signal, wenn Änderungen der Formen und Farben bestimmter Symbole oder akustische Signale erkannt werden. Der Ausgabe des AVAD3 kann dann von der VBOX verwendet werden, um den genauen Zeitpunkt zu protokollieren, an dem die Fahrzeugsicherheitsmeldung dem Fahrer angezeigt wird.


Testsysteme

VBOX-Testsysteme

Die Prüfung und Validierung von Notbremsassistenten („Autonomous Emergency Braking - AEB") oder Auffahrwarnsystemen („Forward Collision Warning - FCW") kann auf der Teststrecke unter Verwendung einer statischen DGPS-Basisstation oder mithilfe einer beweglicher Basisstation („Moving Base") durchgeführt werden. Je nach Testanforderungen können Sie zwischen drei VBOX-Systembündeln wählen.

Ein typischer ADAS-Testsystem besteht aus den folgenden Komponenten:

Prod-VB3iSL-RTK

VBOX 3i RTK (x2)
100Hz-GPS-Datenlogger, 1x im Test- und 1x im Zielfahrzeug

VBOX 3i RTK loggt bis zu 64 Kanäle simultan (nebend den Standard-GPS-Kanälen).

Mehre Info

Prod-Radios

Verschiedene Radiopaare
Zum Senden/Empfangen der differentiellen Korrektursignale; VBOX-zu-VBOX- oder VBOX-zu-PC-Kommunikation

Eine Vielzahl unterschiedlicher Telemetriesysteme mit unterschiedlichen Frequenzbereichen sind erhältlich.

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Prod-Base-Station

DGNSS-Basisstation mit RTK
Erlaubt Positionsgenauigkeit von ±2 cm

Die Basisstation (RLVBBS4RG) wird mit Antenne geliefert und kann RTCM-, CMR-, RTCMV3- oder proprietäre RL-Korrekturdaten (2 cm) per Funk übermitteln.

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RLVBCANHUB

VBOX CAN Hub

Der RLVBCANHUB erlaubt den Anschluss von mehreren externen Modulen an eine VBOX 3i. Er hat dieselbe Grundfläche wie die VBOX 3i und lässt sich exakt darunter platzieren.

Mehr Info

Prod-Tripod

Dreifuß-Stativ für GPS-Antenne

Das VBBSTRIPOD2-Stativ macht es möglich, die GPS-Antenne der Basisstation in einer geeigneten Höhe an einem nicht-permanenten Standort seitlich der Teststrecke zu montieren.

Prod-VVB-Pro

Video VBOX Pro

Wenn eine Video-VBOX oder VBOX HD in den Messaufbau einbezogen wird, können die Messparameter im Echtzeitmodus grafisch einer Videoaufnahme überlagert werden.

Mehr Info

Prod-Preview-Monitor

Vorschaumonitor

Der Vorschaumonitor wird mit der Video-VBOX mitgeliefert und ermöglicht Ihnen die Ausrichtung der Kameras am Fahrzeug.

Prod-Camera-Mounting-Arm

Kamera-Befestigungsarm

Justierbarer Kamerabefestigungsarm zum Einsatz der Videokameras.



Testverfahren

Testverfahren

Die VBOX-Systeme sind für folgende Tests geeignet:

  • ISO15623 für Auffahrwarnsysteme (FCWS)
  • NHTSA-NCAP-Bestätigungstest für Auffahrwarnsysteme
  • Tests von Notbremsassistenten (AEB) gemäß Euro NCAP

Testung gemäß Euro NCAP

Euro NCAP unterscheidet zwischen drei Testsmanövern:

  • AEB EuroNCAP EVTCar-to-Car Rear Stationary (CCRs)
    Fahrzeug fährt auf stationäres Fahrzeug zu

  • Car-to-Car Rear Moving (CCRm)
    Fahrzeug fährt auf ein mit einer konstanten Geschwindigkeit fahrendes Fahrzeug zu

  • Car-to-Car Rear Braking (CCRb)
    Fahrzeug fährt auf ein mit einer konstanten Geschwindigkeit fahrendes Fahrzeug zu, das abbremst

AEB-Systeme, die mit niedrigen Geschwindigkeiten arbeiten, AEB City genannt, müssen nur für CCRs getestet werden. AEB-Systeme, die mit höherer Geschwindigkeit arbeiten, AEB Inter-Urban, müssen mit allen drei Testmanövern getestet werden.

Anstatt eines Zielfahrzeugs sollte eine Euro NCAP Soft Target (EVT) verwendet werden (siehe Bild).

Das Testfahrzeug folgt der Soft Target (EVT), das von einem anderen Fahrzeug gezogen wird, mit verschiedenen Annäherungsgeschwindigkeiten. Sobald die Prüfbedingungen erfüllt sind, bremst das Schleppfahrzeug mit einer konstanten Abbremsung. Das AEB-System im Testfahrzeug sollte dies erkennen und die Bremse aktivieren.

Um die Testmanöver effektiv durchführen zu können, sollten Testroboter verwendet werden. VBOX-Testsysteme können mit ABD-Lenk- und Pedalrobotern, sowie VEHICO-Systemen verwendet werden.

Der Test startet, wenn die Zeit bis zur Kollision (TTC -Time to Collison) 4 Sekunden beträgt und Testfahrzeug (SV) und EVT auf die vorgesehene Geschwindigkeit beschleunigt wurden. Die folgenden Bedingungen müssen erfüllt sein.

  • SV-Geschwindigkeit: Testgeschwindigkeit +1.0 km/h
  • EVT-Geschwindigkeit: Testgeschwindigkeit ±1.0 km/h
  • Seitenabweichung von Testspur: 0 ± 0.1 m
  • Giergeschwindigkeit: 0 ±1.0 °/s
  • Lenkradgeschwindigkeit: 0 ±15.0 °/s
  • Relativer Abstand zwischen SV und EVT (CCRb): 12 m oder 40 m ± 0.5 m

The Test endet wenn die Geschwindigkeit des Testfahrzeugs 0 km/h erreicht hat, kleiner als die EVT-Geschwindigkeit ist oder ein Kontakt zwischen SV und EVT stattgefunden hat.

AEB EuroNCAP CCRs

AEB EuroNCAP CCRm

AEB EuroNCAP CCRb

  • Geschwindigkeit des zu testenden Fahrzeugs (Testgeschwindigkeit +1/-0 km/h)
  • Geschwindigkeit des Zielobjektes (Testgeschwindigkeit +1/-0 km/h)
  • Seitenabweichung von der Geradeausfahrtrichtung, beide Fahrzeuge (0 ±0,1 m)
  • Relativer Abweichung zwischen Testfahrzeug und Zielobjekt (0 ±0,5 m)
  • Giergeschwindigkeit, beide Fahrzeuge (0 ±1,0 °/s)
  • Lenkgeschwindigkeit (0 ±15,0 °/s)

Wenn alle Testbedingungen erfüllt sind, beginnt das Zugfahrzeug, mit konstanter Verzögerung seine Fahrt zu verlangsamen, während der Notbremsassistent (AEB) des Testfahrzeugs dies erkennen und die Bremsenbetätigung auslösen muss. Um eine effiziente Durchführung dieses Testverfahrens zu sichern, sollten Roboter eingesetzt werden.

VBOX-Testsysteme sind mit den ABD-Lenk- und Pedalrobotern kompatibel.

 

Testung gemäß NHTSA NCAP

In der Beschreibung des Bestätigungstests für Auffahrwarnsysteme (FCW) gemäß NHTSA NCAP werden drei Testverfahren aufgeführt:

1) Das Testfahrzeug (Subject Vehicle - SV) trifft auf ein stillstehendes Fahrzeug (Principal Other Vehicle - POV) auf gerader Strecke
2) Das SV trifft auf ein POV, dass seine Fahrt verzögert
3) Das SV trifft auf ein POV, dass mit geringerer Geschwindigkeit fährt

Test 1 - Stationäres POV

Dieser Test untersucht die Fähigkeit der FCW-Funktion zur Erkennung eines still stehenden Fahrzeugs vor dem Testfahrzeug. Um diesen Test zu bestehen, muss die FCW-Warnung bereits ausgegeben werden, wenn die Zeitdauer bis zur Kollision TTC („Time to Collision") noch mindestens 2,1 Sekunden beträgt.

Das Auffahrwarnsystem muss die Kriterien für den TTC-Alarm in mindestens fünf der sieben Testversuche einhalten.

FCWS Test1 StationaryPOV

Test 2 - Verzögerndes POV

Das Testfahrzeug (blau) folgt dem Zielfahrzeug (rot) mit einem konstanten Zeitabstand. Der Test untersucht die Fähigkeit des Auffahrwarnsystems, ein vorausfahrendes, langsamer werdendes Fahrzeug zu erkennen und rechtzeitig einen Alarm an den Fahrer des SV auszugeben.

Um diesen Test zu bestehen, muss die FCW-Warnung ausgegeben werden bevor die Zeit zur Kollision TTC („Time to Collision") 2,4 Sekunden unterschreitet.

FCWS Test2 DeceleratingPOV

Test 3 - Langsamer fahrendes POV

Der Test untersucht die Fähigkeit des Auffahrwarnsystems, ein vorausfahrendes und mit konstanter aber geringerer Geschwindigkeit fahrendes Fahrzeug zu erkennen und rechtzeitig einen Alarm auszugeben.

Um diesen Test zu bestehen, muss die FCW-Warnung ausgegeben werden bevor die Zeit zur Kollision TTC („Time to Collision") 2 Sekunden unterschreitet.

FCWS Test3 SlowerPOV

 

Testung gemäß ISO 15623

In der ISO 15623 werden drei Testverfahren definiert:

1) Erkennungszonentests („Detection Zone Tests")

Ermittelt, ob das Auffahrwarnsystem ein Testziel erkennt, wenn es sich im Erkennungsbereich befindet und den Sicherheitsabstand misst, wenn es sich im Messbereich befindet.

FCWS 1 DetectionZoneTests

2) Warnabstand-Präzisionstests („Warning Distance Accuracy Tests")

Ermittelt, ob das FCW-System tatsächlich bei jenem Abstand eine Warnung ausgibt, bei dem es vorgesehen ist.

Das Testfahrzeug wird mit der maximal möglichen Geschwindigkeit in Richtung des Zielobjekts gefahren, bei welcher das Auffahrwarnsystem gerade noch ordnungsgemäß funktioniert. Der Warnabstand wird beim kleinsten erkennbaren Abstand (t0) sowie zum Zeitpunkt gemessen, zu dem die Warnung ausgegeben wird (t1). Der Abstand, bei dem das Warnsignal aufgetreten ist (D), wird daraufhin mit dem Warnabstand verglichen, der vom Hersteller angegeben wurde.

FCWS 2 WarningDistanceAccuracy

3) Zielunterscheidungstests („Target Discrimination Tests")

An diesen Tests sind zwei oder mehr Fahrzeuge beteiligt, die als Hindernisse auftreten. Die Tests ermitteln, ob das Auffahrwarnsystem in der Lage ist, das (am nächsten befindliche) Fahrzeug in Fahrtrichtung des Testfahrzeugs zu identifizieren.

3a) Unterscheidungsvermögen in Längsrichtung auf gerader Strecke („Straight Road Longitudinal Discrimination")

Das Testfahrzeug fährt mit der maximal möglichen Geschwindigkeit hinter zwei Zielfahrzeugen hinterher, bei welcher das Auffahrwarnsystem gerade noch ordnungsgemäß funktioniert. Dabei darf das näher befindliche Zielfahrzeug das andere Zielfahrzeug nicht verdecken.

Das Testfahrzeug (blau) beschleunigt nun, bis im Fahrzeug eine Vorwarnung erzeugt wird, verzögert die Fahrt anschließend solange, bis die Warnung erlischt und hält die zu diesem Zeitpunkt erreichte Geschwindigkeit bei. Danach verzögert das näher befindliche Zielfahrzeug solange seine Fahrt, bis das Testfahrzeug eine Warnung produziert.

Der Test gilt als erfolgreich bestanden, wenn das Testfahrzeug dabei eine Warnung produziert hat.

FCWS 3a StraightRoadLong

3b) Unterscheidungsvermögen in Querrichtung auf gerader Strecke („Straight Road Lateral Discrimination")

Zwei Fahrzeuge (rot/grün) fahren dem Testfahrzeug mit der maximal möglichen Geschwindigkeit voraus, bei welcher das FCWS gerade noch ordnungsgemäß funktioniert. Das orange Fahrzeug befindet sich in derselben Spur. Der Abstand zwischen den Mittellinien des orangefarbenen Ziel- und des Testfahrzeugs in Längsrichtung beträgt 3,5 m ±0,25 m.

Das Testfahrzeug (blau) folgt dem Zielfahrzeug (rot) mit derselben Geschwindigkeit. Die seitliche Verschiebung zwischen Testfahrzeug und Zielfahrzeug darf, gemessen von den Mittellinien beider Fahrzeuge in Längsrichtung, nicht mehr als 0,5 m betragen.

Zuerst verzögert das voraus fahrende Fahrzeug 2 seine Fahrt (grün). Anschließend verzögert das Zielfahrzeug 1 (rot) solange seine Fahrt, bis es in den Erkennungsbereich des FCWS des Testfahrzeugs gelangt.

Der Test gilt dann als erfolgreich bestanden, wenn das Testfahrzeug ein Warnsignal für das zweite Szenario erzeugt und auf das erste Szenario nicht reagiert.

FCWS 3b StraightRoadLat

3c) Unterscheidungsvermögen in Querrichtung auf Kurvenstrecke („Curved Road Lateral Discrimination")

FCWS 3c CurvedRoadLateralHierbei wird derselbe Test durchgeführt, jedoch beschreibt die Strecke diesmal einen Kreis beziehungsweise ein ausreichend großes Kreissegment mit einem konstanten Kurvenradius, wie er von den ISO-Systemklassifikationen angegeben wird.

Der Test gilt dann als erfolgreich bestanden, wenn das Testfahrzeug beim Verzögern der Fahrt des voraus fahrenden Fahrzeugs (grün) keine Warnung ausgibt, andererseits jedoch eine Kollisionsvorwarnung ausgibt, wenn das Zielfahrzeug (rot) seine Fahrt verzögert.

3d) Höhenunterscheidung („Overhead Discrimination")

Ein Testziel, das Fehlwarnungen auslösen kann, wird in einer bestimmten Höhe oberhalb der Straße angebracht, wie sie in den Straßenverkehrsbestimmungen des jeweiligen Landes festgelegt ist. Das Testfahrzeug nähert sich dem Testziel.

Der Test gilt dann als erfolgreich bestanden, wenn das Testfahrzeug dabei keine Warnung produziert hat.

FCWS 3d OverheadDiscrimination