09.03.2018

Kooperationsprojekt zur Mobilität der Zukunft

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts UNICARagil haben sich die führenden deutschen Hochschulen im Automobilbereich mit ausgewählten Forschern aus der Industrie zusammengeschlossen, um das Fahrzeug und seine Entwicklungsprozesse revolutionär neu zu denken. Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm unter Leitung von Professor Klaus Dietmayer entwickelt im Projekt mit sechs Wissenschaftlern die Technologie zum autonomen, das heißt fahrerlosen Betrieb der Plattform und aller Anwendungsfälle. Die selbststeuernden Fahrzeuge werden unter anderem in der digitalen Zukunftsstadt Ulm erprobt.

Hochautomatisiertes Fahren an der Universität Ulm- Foto: Uni Ulm

Autonome, elektrische Fahrzeuge werden essentieller Baustein der Mobilität der Zukunft sein: sie schaffen die Grundlage für einen nachhaltigen und intelligenten Straßenverkehr, neuartige Mobilitäts- und Transportkonzepte, Verbesserungen der Verkehrssicherheit sowie Steigerung der Lebensqualität in urbanen Räumen.

Dafür geeignete Fahrzeugkonzepte erfordern jedoch eine wesentlich zentralisiertere und leistungsfähigere Informationsverarbeitung sowie -übertragung im Kraftfahrzeug und damit eine Abkehr von etablierten Architekturen und Prozessen. Die in der Automobilindustrie vorherrschenden und in den letzten 130 Jahren bewährten Methoden der evolutionären Weiterentwicklung bestehender Systeme und Konzepte werden daher nur begrenzt Erfolg haben können.

Im Vorhaben UNICARagil werden neueste Ergebnisse der Forschung zur Elektromobilität sowie zum automatisierten und vernetzten Fahren genutzt, um autonome elektrische Fahrzeuge für vielfältige zukünftige Anwendungsszenarien zu entwickeln. Dabei werden Anleihen aus der IT-Industrie mit ihren schnellen Entwicklungszyklen und Aktualisierungsmechanismen genommen. Basis ist ein modulares und skalierbares Fahrzeugkonzept, bestehend aus Nutz- und Antriebseinheiten, das sich flexibel an vielfältige Anwendungsfälle in Logistik und Personentransport anpassen lässt. Kernelement der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist die funktionale Fahrzeugarchitektur, die mit der Cloud, der Straßeninfrastruktur und sogenannten Info-Bienen (Drohnen als fliegende Sensorcluster) vernetzt ist. Weitere Schwerpunkte liegen in der Entwicklung generischer Sensormodule für die Umfelderfassung, einer flexibel erweiterbaren und update-fähigen Software- und Hardware-Architektur sowie in Dynamikmodulen zum individuellen Lenken, Antreiben und Verzögern einzelner Räder, die völlig neue Bewegungsformen im Straßenverkehr erlauben.

Das Projektkonsortium umfasst sechs Professoren aus dem Netzwerk des Uni-DAS e.V., die das Projekt initiiert haben. Hinzu kommen weitere Partner aus der Wissenschaft sowie Firmen aus den Bereichen Antrieb, Simulation, IT-Sicherheit, Embedded Software und Systeme, Kommunikation, Kartierung und Lokalisierung, Logistik sowie Elektromobilität. Das Vorhaben bietet die Chance, vielfältige Innovationen hinsichtlich Komponenten und Systemen für autonome elektrische Automobile sowie bei der Umsetzung automatisierter Fahrfunktionen zu initiieren.

UNICARagil leistet damit einen substantiellen Beitrag zur Steigerung der Innovationskraft am Standort Deutschland im autonomen elektrischen Fahren. Darüber hinaus wird die interdisziplinäre Forschung, Entwicklung und Lehre an mehreren Wissenschaftsstandorten in Deutschland im Vorhaben systematisch verzahnt sowie nachhaltig gestärkt.

Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) der Universität Ulm, geleitet von Professor Klaus Dietmayer, realisiert im Projekt UNICARagil in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die Automatisierung für alle Fahrzeugausprägungen der Plattform. Umgesetzt wird ein autonomer (das heißt fahrerloser) Betrieb innerhalb eines städtischen Umfeldes mit maximalen Geschwindigkeiten von 70 km/h. Der innerstädtische Bereich stellt eine besondere Herausforderung dar, da sich hier Fahrzeuge, Radfahrer und Fußgänger einen sehr engen Verkehrsraum teilen.

Die inhaltlichen Schwerpunkte in Ulm liegen in der Konzeption und Realisierung der gesamten maschinellen Umgebungserfassung und der Interpretationsalgorithmen zum „Verstehen“ der aktuellen Verkehrssituation. Hierzu werden in Ulm unter anderem neuartige generische Sensormodule basierend auf Lidar, Radar und Kamerasensoren entwickelt und für alle Fahrzeugausprägungen aufgebaut. „Basierend auf den Daten dieser Module erfolgt dann die Realisierung der Software zur Fahrumgebungsrepräsentation und des Verstehens der Situation. Darauf aufbauend können dann die Handlungsoptionen und das Verhalten des Fahrzeugs geplant werden“, sagt Dr. Michael Buchholz, Teilprojektleiter für den Bereich Sensorik.

Zusätzlich ist Ulm an der Entwicklung und Realisierung der Fahrzeugausprägung AUTOliefer beteiligt, der Umsetzung eines autonomen Lieferfahrzeugs zur automatisierten Verteilung und Auslieferung von Waren im Stadtgebiet. Diese „mobile Packstation“, die Waren eigenständig aufnehmen und abgeben kann, soll in der digitalen Zukunftsstadt Ulm und dem Testfeld für automatisiertes Fahren Baden-Württemberg in Karlsruhe erprobt werden. Allein an der Universität Ulm stehen für diese Forschungsaufgaben Fördermittel von knapp 2,6 Mio. Euro zur Verfügung. „Das Projekt ist mit sechs finanzierten Wissenschaftlerstellen über vier Jahre das größte und sicher auch herausfordernste Einzelprojekt, das das Institut bisher im Bereich des automatisierten Fahrens einwerben konnte“, sagt Professor Klaus Dietmayer, Leiter des Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik. „Es ist nur realistisch umsetzbar, weil alle Projektpartner, so auch das MRM, die Ergebnisse langjähriger Forschungsarbeiten – auch in Zusammenarbeit mit der Industrie wie im Tech-Center a-drive – als Vorarbeiten in das Projekt einbringen.“ 

Das Projekt startete am 1. Februar 2018 und hat eine Laufzeit von 4 Jahren. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderschwerpunktes „Disruptive Fahrzeugkonzepte für die autonome elektrische Mobilität“ (Auto-Dis) unterstützt. Das Projektvolumen beträgt 23,3 Millionen Euro (davon 94 % Förderanteil durch BMBF). Mitglieder des Konsortiums sind: RWTH Aachen, TU Braunschweig, TU Darmstadt, Karlsruher Institut für Technologie, TU München, Universität Stuttgart und Universität Ulm sowie die folgenden Industriepartner ATLATEC GmbH, flyXdrive GmbH, iMAR Navigation GmbH, IPG Automotive GmbH, Schaeffler Technologies AG & Co. KG und VIRES Simulationstechnologie GmbH.