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Kostengünstige Durchführung von "Naturalistic Driving"-Studien

Unterhaltungen, Essen und Trinken lenken einen Autofahrer weniger ab, als das Tippen auf einem Handy oder das Abwenden des Blickes – das haben US-amerikanische Wissenschaftler in einer “Naturalistic Driving”-Studie herausgefunden. Solche großangelegten Studien in Zukunft effektiver gestalten zu können, war Ziel eines Forschungsprojektes der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V., an dem Wissenschaftler des Interdisziplinären Zentrums für Fahrerassistenzsysteme (I-FAS) der TU Chemnitz beteiligt waren.

“Naturalistic Driving”-Studien erlauben eine repräsentative Untersuchung und Bewertung von kritischen Situationen und Unfällen im Straßenverkehr. Bei diesen Studien werden bis zu mehrere tausend Fahrzeuge mit Messgeräten ausgestattet, um das Verhalten von Autofahrern im Alltag über einen längeren Zeitraum zu beobachten und daraus Hinweise abzuleiten, welche Unterstützung Autofahrer benötigen, um das Unfallrisiko zu senken, und wie Fahrerassistenzsysteme künftig besser gestaltet werden können. “Die Versuchsfahrzeuge werden mit möglichst umfassender Messtechnik ausgestattet – etwa Kameras, Sensoren, eye and head tracker, GPS, CAN-Bus-Zugang und Beschleunigungsmessern”, berichtet Prof. Dr. Josef Krems, Inhaber der am I-FAS beteiligten Professur Allgemeine und Arbeitspsychologie an der TU Chemnitz, und ergänzt: “Der Fahrer stimmt der Aufrüstung seines Fahrzeuges zwar zu, vergisst die kontinuierliche Beobachtung aber mit der Zeit und verhält sich natürlich.” Die große Herausforderung besteht in der methodischen und technischen Erfassung, Verarbeitung und Auswertung der großen Datenmengen.

Im Auftrag der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) und der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde in einer Kooperation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) mit dem I-FAS an der TU Chemnitz eine technische Plattform für eine kostengünstige Durchführung von “Naturalistic Driving”-Studien mit einer großen Anzahl von Teilnehmern entwickelt. Ziel des Projektes “Methodische und technische Aspekte einer Naturalistic Driving Study” war unter anderem die Ermittlung einer notwendigen und hinreichenden Fahrzeugausstattung für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Fragestellungen, die angesichts des großen Datenumfangs praktikabel und vor allem kostengünstig betrieben werden kann. Das Ergebnis, das in enger Zusammenarbeit zwischen dem DLR und der ebenfalls am I-FAS beteiligten Professur Nachrichtentechnik (Prof. Dr. Gerd Wanielik) entstand, steckt in einer kleinen, schwarzen Kiste, die unauffällig im Kofferraum untergebracht wird, und einigen Sensoren, die mit dieser “black box” vernetzt sind. Von den Insassen unbemerkt, können damit verschiedene Daten für Forschungsaufgaben automatisch aufgezeichnet und vorgefiltert werden. Schon während der Fahrt kann eine Auswahl von Daten online vom Kontrollzentrum aus beobachtet werden.

Die Wissenschaftler haben dazu Einzelkomponenten mit Hilfe von DLR-Versuchsfahrzeugen getestet und serienreife Komponenten zu einem Gesamtsystem integriert. Die Funktionsfähigkeit und Robustheit der Plattform haben sie zusätzlich in Fahrzeugen unterschiedlicher Hersteller erprobt. “Die bisherigen vier Pilottests haben gezeigt, dass die entwickelte Messplattform den grundlegenden Anforderungen von Naturalistic Driving-Studien genügt. Sie ist einfach zu installieren, kann an verschiedene Fahrzeugtypen angepasst werden, ist kosteneffizient, erbringt eine hohe Datenqualität und arbeitet dabei zuverlässig”, fasst Wanielik die Projektergebnisse zusammen. Aufgabe der TU-Wissenschaftler war der Aufbau einer Datenbank zur Verwaltung und Auswertung der im Rahmen der Studien gesammelten Datenmengen. “Wir haben uns mit methodologischen Aspekten beschäftigt, etwa damit, welche Fragen man mit dieser Art Studien bearbeiten kann und welche nicht, sowie mit der benötigten Infrastruktur”, so Krems.

Am 1. Januar 2011 startete nun ein dreijähriges Folgeprojekt, in dem die TU-Wissenschaftler gemeinsam mit dem DLR eine Pilotstudie zur Datenerhebung durchführen. Rund 15 Fahrzeuge werden dabei mit der bereits entwickelten mobilen Sensorplattform ausgestattet. “Die Studie dient sowohl der Etablierung der bisher entwickelten technischen und methodischen Vorgehensweise als auch der Erhebung einer großen Datenmenge und deren Analyse unter Realbedingungen”, sagt Krems. Zu den Aufgaben der TU-Forscher – beteiligt ist neben der Professur Allgemeine und Arbeitspsychologie erneut die Professur Nachrichtentechnik – gehört das Untersuchungsdesign, die Datenanalyse sowie die ausführliche Dokumentation der Arbeitstätigkeit. Die Pilotstudie soll unter anderem zeigen, ob eine umfangreiche nationale “Naturalistic-Driving”-Studie möglich ist und welche Rahmenbedingungen nötig sind. Gefördert wird dieses Projekt von der BASt. (TU Chemnitz)