Sim-Bike
Neben der Urbanisierung, welche die Anzahl der Verkehrsteilnehmer erhöht, ist auch die Art des Verkehrs im Wandel. So wird zunehmend auf Emissionsfreie Verkehrsmittel wie das Fahrrad oder E-Scooter gesetzt. Um dafür zu sorgen, dass die verschiedenen Verkehrsteilnehmer keine schmerzhaften Treffen erleiden, kann mit dem Mobilitätssimulator das Verhalten verschiedener Verkehrsteilnehmer, insbesondere von Fahrradfahrern, genauer untersucht werden. Der Simulator ermöglicht es, Probanden in unterschiedlichen Fahrzeugen durch eine virtuelle Welt fahren zu lassen, die über eine große Leinwand angezeigt wird. Durch die Anbindung an die Game-Engine Unity 3D ist es möglich, beliebige Verkehrssituationen zu provozieren, ohne den Probanden zu gefährden. Diese Untersuchungen sind zentral zur Evaluation von Verkehrskonzepten und zur Entwicklung neuartiger Fahrassistenzsysteme im PKW.
In Kooperation mit MMT und IUMS entsteht ein Aufbau, mit dem die Fahrradfahrt in verschiedensten Szenarien simuliert werden kann
Im Rahmen dieses Projekt soll ein Simulator aufgebaut werden, der den Probanden ein möglichst realistisches Fahrgefühl vermittelt.
Umsetzung
Die virtuelle Umgebung wird auf eine, in einem 180° Bogen gespannte, 2x6 Meter große Leinwand projiziert. Dadurch entsteht bei den Probanden das Gefühl, in die virtuelle Welt einzutauchen, ohne dass möglicherweise Schwindelgefühle entstehen, wie es häufig bei VR-Brillen der Fall ist. Die virtuelle Umgebung wird durch die Game-Engine Unity 3D realisiert. Diese Game-Engine ist auch in der Industrie zur Vorentwicklung autonomer Fahrassistenzsysteme weit verbreitet. Insbesondere die große Anzahl an vorgefertigten Modellen und Komponenten sind ein großer Vorteil dieser Plattform. Zurzeit wird auch daran gearbeitet, Teile der Stadt Karlsruhe in die Simulationsumgebung zu integrieren. Auf Basis des Mobilitätssimulator soll außerdem ein „Sandkasten“ entstehen, in dem weitere Projektarbeiten auf Basis von Unity zusammengeführt werden können. So wurde bereits ein Spurhalteassistent und eine Verkehrssimulation entwickelt.
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Video zum Projekt, Quelle: Paul Bäcker
Besonderes Augenmerk liegt des Weiteren auf der Untersuchung des Verhaltens von Fahrradfahrern. Im Rahmen einer Projektarbeit wird daher ein Fahrrad auf einen Rollentrainer aufgebockt und mit Sensoren für Lenkwinkel und Drehzahl ausgestattet. Die eingelesenen Daten werden dann über eine WLAN-Schnittstelle an den Simulationsrechner geleitet, um dort das virtuelle Fahrrad zu steuern. Um das Verhalten auf reale Situationen übertragen zu können, muss das Fahrgefühl möglichst authentisch sein. Dafür wird zunächst in der Simulation die Fahrwiderstände bestimmt, welche sich dann auf die Bremswirkung des Rollentrainers auswirken.
Ziele
In zukünftigen Projekten am MMT sollen noch weitere Formen der Rückkopplung an den Fahrer, beispielsweise das Übertragen von Stößen durch Bodenwellen oder ähnliches, entwickelt werden. Zur Entwicklung eines möglichst realistischen Fahrverhalten des simulierten Fahrrades, wurde eine Schnittstelle zwischen Unity und Matlab-Simulink erstellt, welche die einfache Anpassung des Dynamikmodells des Fahrradmodells ermöglicht.
Durch das Projekt können wichtige Erkenntnisse über das Verhalten von Fahrradfahrern gewonnen werden, was die Entwicklung vieler unterschiedlicher Konzepte, von Radwegen, bis KI-gestützte Erkennungssysteme für autonome Fahrzeuge unterstützen kann.
Folgende Arbeiten sind vorgesehen, zur umfassenden Erweiterung der Unity-Simulationsumgebung:
- Arbeiten am Spurhalteassistent
- Verkehrssimulation
- Teilautomatisierte Übertragung von realen Straßenzügen in Unity-Modelle
Eckdaten
Karlsruhe
Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Moltkestr. 30
76133 Karlsruhe
Post >
Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM)
Postfach 2440
76012 Karlsruhe