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Car2X

Mehr Effizienz & Verkehrssicherheit durch Kommunikation & Vernetzung

Kommunikation ist für die zwischenmenschliche Miteinander und die Zusammenarbeit, aber mittlerweile auch in technischen Bereichen nicht mehr wegzudenken. Innerhalb von Industrie 4.0 kommunizieren vernetzte Anlagen und Systeme miteinander und führen zu mehr Effizienz, Schnelligkeit und Leistungsfähigkeit in der Produktion. Auch im automotiven Bereich ist Kommunikation längst kein Fremdbegriff mehr. Car-to-X-Kommunikation von Fahrzeugen rückt immer mehr in den Fokus der Entwicklungen, wobei diese hierbei untereinander sowie mit ihrer Umwelt wie z.B. Ampeln kommunizieren. Ein wesentliches Ziel ist einerseits die Verkehrssicherheit, denn das Fahrzeug erfasst wichtige, bis hin zu lebensnotwendige Informationen aus der Umgebung viel schneller als der Fahrer selbst und kann automatisiert reagieren sowie gleichzeitig nachfolgende Fahrzeuge warnen. Andererseits trägt Car-to-X auch zur einer verbesserten Regelung der Verkehrsdichte in Innenstädte bei, da sich Fahrzeuge und Infrastruktur gegenseitig registrieren und besser aufeinander abstimmen können. Diese gesamtheitliche Vernetzung kann zukünftig wesentlich dazu beitragen, mehr Verkehrsfluss und damit Kraftstoffeinsparungen sowie mehr Verkehrssicherheit in die Städte zu bringen.

Entwicklung von Demonstratoren für eine Car-to-X-Simulation

Mittels studentischer Arbeiten werden in diesem Projekt Demonstratoren für CANoe-Simulationen von Car-to-X-Kommunikation entwickelt. Die Demonstration erfolgt über ein Szenarium an realistischen Gefahrensituationen zur Verifizierung und Veranschaulichung der Fahrzeugkommunikation. Fahrzeuge erfassen gefährliche Verkehrssituationen und leiten Warnmeldungen an nachfolgende Fahrzeuge weiter. Hierbei wird generell zwischen zwei Car-to-X-Nachrichtenarten unterschieden: Ereignisgesteuerte Nachrichten (Decentralized Environmental Notification Messages, kurz DENM) und kontinuierliche Nachrichtenweiterleitung (Cooperative Awareness Messages, kurz CAM). 
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Schwerpunkte

Car-to-X-Kommunikation
CANoe-Simulation
Echtzeitkommunikation

Hard- & Software der CANoe-Simulation

Die Simulation des Car-to-X-Netzwerks der beteiligten Fahrzeuge und Komponenten wird mit der Software CANoe von Vector umgesetzt. Für den Simulationsaufbau lassen sich virtuelle und reale Steuergeräte implementieren und über eine Schnittstelle nach außen ansteuern. Als Interface (Bedienpanel) für die Visualisierung der Car-to-X-Kommunikation werden zwei VN4610-Devices von Vector eingesetzt, die über zwei Schnittstellen USB und High Speed CAN FD verfügen und an Rechner sowie CAN Bus angeschlossen werden können. Die Entwicklung des Demonstrators erfolgt mit der Software-Erweiterung CANoe.Car2x, welche speziell für die Entwicklung von Verkehrsszenarien konzipiert wurde.

Aufbau eines Demonstrators

Innerhalb eines sogenannten Szenarien-Editors in CANoe.Car2x lassen sich die Routen der Fahrzeuge sowie ihre spezifischen Daten für Geschwindigkeit etc. zeitlich festlegen. Ein Netzwerk-Explorer sowie ein Setup dienen weiter dazu, spezifischere Daten wie Fahrzeugbreite und –länge, Fahrzeugart wie Einsatzfahrzeug etc. sowie Nachrichtenformate und Steuergeräte zu konfigurieren. Zur Datenverschlüsselungen können sogenannte Zertifikate generiert werden, welche im Netzwerk Explorer den entsprechenden Netzwerkkomponenten zugewiesen werden. Mittels eines Szenarien-Managers erfolgt letztendlich die Verknüpfung des erstellten Szenariums mit dem Netzwerk.

Verkehrsszenario der Demonstratoren

Zur Demonstration von Car-to-X wurden in einem studentischen Projekt zwei Demonstratoren mit virtuellen und realen Steuergeräten und entsprechenden Interfaces entwickelt, wobei jeweils dasselbe Verkehrsszenarion eingesetzt wurde. Als Gefahrensituation wurden zwei hintereinanderfahrende Fahrzeuge ausgewählt, die auf eine Kreuzung mit rechts-vor-links-geltender Verkehrsordnung in Vorfahrtsrichtung zufahren und von einem Einsatzfahrzeug mit Blaulicht und Sirene überrascht werden. Über Car-to-X wird den Fahrzeugen das Signal der Sirene mitgeteilt, wobei das Vorderfahrzeug daraufhin eine Gefahrenbremsung durchführt und die Warnsignale mit Car-to-X an das nachfolgende Fahrzeug weiterleitet, welches ebenso die Gefahreninformationen an die Umgebung weitermeldet. Die installierten Interfaces (inkl. Warnblinker) dienen hier dazu, die empfangenen Nachrichten zu visualisieren.

Kontakt

Ansprechpartner für techn. Inhalte  
Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten
Tel.: +49(0)721 925-1747
reiner.kriestenspam prevention@h-ka.de

Adresse & Post

Zielsetzung

Das Projekt ermöglicht Studierende, ihr Wissen im Bereich Car-to-X in praktischer und anschaulicher Weise zu vertiefen. Der Demonstrator kann mit folgenden Arbeiten erweitert werden:

  • Ampelkommunikation
  • weitere Gefahrensituationen, ggfs. mit mehr Verkehrsteilnehmer
  • Erweiterung zu einem virtuellen Car-to-X-Testfeld zur Verifizierung des gesamtheitlichen Verkehrverhaltens
  • Ihre weitere Ideen

Eckdaten

Art des Projekts: Studentisches Forschungs- und Entwicklungsprojekt
Dauer des Projekts: unbegrenzt
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten
Fördergeber: Hochschule Karlsruhe

Karlsruhe
Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Moltkestr. 30
76133 Karlsruhe

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Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Postfach 2440
76012 Karlsruhe