Autonomes Fahren ist einer der vier Megatrends, welcher neben der Vernetzung von Fahrzeugen mit Car-to-X- oder Car-to-Car-Funktionen, dem Carsharing sowie der Elektrifizierung von Fahrzeugen ein hohes Potenzial bietet, den Straßenverkehr komfortabler, effizienter sowie sicherer und barrierefrei zu gestalten. Jedoch erfordert das Vertrauen in autonome Fahrfunktionen eine zuverlässige und sichere Funktionsweise dieser ADAS-Systeme (Advanced Driver Assistance Systems). Der zunehmende Automatisierungsgrad von Fahrfunktionen und der multiple Einsatz von unterschiedlichsten Sensoren stellen Entwickler und Fahrzeughersteller vor die Herausforderung, Fahrerassistenzsysteme im System des Fahrzeugs bereits frühzeitig in der realen Welt zu erproben und realen Konfliktsituationen im Verkehr auszusetzen. Hierfür reichen reine Erprobungen in Simulationsumgebungen nicht aus, denn die Abbildung der Komplexität der realen Umweltkulisse mit – um nur wenige zu nennen – ihrem Licht- und Schattenwurf ist natürlich schwerlich digital nachzuahmen. Andererseits erlaubt die digitale Welt den Aufbau von vielfältigen Verkehrsszenarien – ohne materiellen Schaden.
Die Promotion von Michael Weber mit dem Titel „Development of a Method for Practical Testing of Camera-based Advanced Driver Assistance Systems in Automotive Vehicles Using Augmented Reality“ schlägt am Beispiel von kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen vor, die Vorteile der realen und virtuellen Welt für einen modernen Fahrzeugfunktionstest realistisch zu kombinieren. Dabei werden den Fahrzeugkamerabildern virtuelle Objekte „vor die Nase gezaubert“, welche eigentlich in der Realität nichtexistent sind. Mittels dieser überlagerten virtuellen Objekte wie Verkehrsschilder, Fahrzeuge oder Personen u. a. lassen sich Verkehrsereignisse reproduzieren, die in realen Fahrzeugtest mühsam nachzustellen sind. Sind die Objekt mittels Augmented Reality einmal „vor den Kameralinsen“, verhält sich das Fahrerassistenzsystem und Fahrzeug mit dem vorgeschlagenen Ansatz auf die Weise, als wären diese Objekte in der Wirklichkeit als reale interagierende „Hindernisse“ eingebettet.
Im Rahmen der Arbeit wurde ein Konzept für AR-basierte Fahrzeugtests erarbeitet, unter den Gesichtspunkten Reproduzierbarkeit sowie Kosten- und Zeiteffizienz der Methode. Dabei wurde ein robuster Algorithmus zur gleichzeitigen Lokalisierung und Kartierung des zu testenden Fahrzeugs und -Assistenzsystems für die praktischen Anwendung innerhalb von NCAP-Fahrzeugtests (The European New Car Assessment Programme) entwickelt. Es wurde untersucht, welche Merkmale für ein Umweltverständnis dieser Testmethode herangezogen werden müssen, um einen realistischen Augmentierungsprozess in NCAP-Testings vornehmen zu können. Schließlich wurden geeignete Testfälle und -szenarios für NCAP-Tests von kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen untersucht, ebenso wie die Umsetzung von realistischen Objekten.
Michael Weber hat an der Hochschule Karlsruhe (HKA) Fahrzeugtechnologie im Bachelor und Effiziente Mobilität in der Fahrzeugtechnologie (heute: Automotive Systems Engineering) im Master studiert. Im Rahmen einer Forschungskooperation des Instituts für Energieeffiziente Mobilität (IEEM) der HKA mit der EVOMOTIV GmbH entstand die genannte Methode für die vorgelegte Doktorarbeit. So konnte Herr Weber im Dezember 2023 seine Promotion erfolgreich in Frankreich verteidigen. An der französischen Université de technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM) erfolgte das Promotionsverfahren unter der Betreuung des Doktorvaters Prof. Dr. Frank Gechter und in Kooperation mit der HKA. Vonseiten der Hochschule wurde die Arbeit durch Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten betreut, Studiendekan des Masterstudiengangs Automotive Systems Engineering und Leiter des Instituts für Energieeffiziente Mobilität (IEEM).