INSAA – Insassensimulation in automatisierten Automobilen

  • Projekttyp: Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung
  • Forschungsfeld: Digitale Menschmodellierung
  • Ansprechpartner: Martin Fleischer
  • Projektzeitraum: 07/2018 – 06/2021

Hintergrund

Viele produzierende Unternehmen setzen auf die digitale Produktentwicklung. So werden in der Fahrzeugbranche hierdurch auch ergonomische Anforderungen abgesichert. Bisher wurde der klassische Fahrerplatz vor allem mit Hilfe von digitalen Menschmodellen auf die ergonomische Durchführung der primären Fahraufgabe hin optimiert. Mit zunehmender Entwicklung des Automatisierungsgrades von Fahrzeugen findet jedoch ein Paradigmenwechsel in der Innenraumgestaltung durch die geänderte Rolle des Fahrers statt. Dem Fahrer wird einen Großteil der Zeit die primäre Fahraufgabe abgenommen, so dass er sich fahrfremden Tätigkeiten zuwenden kann. Diese Tätigkeiten zeigen eine hohe Variabilität und können zudem vom Fahrzeugtyp abhängen (z.B. Erholungsaktivitäten im PKW oder Bürotätigkeiten im LKW). Hierzu werden aktuell neue Konzepte für den Fahrzeuginnenraum entwickelt, die neue Auslegungen für die Mensch-Maschine-Interaktion nach sich ziehen. Analog zur klassischen Fahrzeugentwicklung ist die digitale ergonomische Absicherung auch dieser Konzepte für die Effizienz des Entwicklungsprozesses unbedingt notwendig, jedoch aktuell nicht möglich, da die zugrundeliegenden digitalen Menschmodelle für diese neue Situation nicht entwickelt worden sind. Daher besteht der Bedarf, die Anwendbarkeit von Menschmodellen auf die Bewertung von fahrfremden Tätigkeiten und Übernahmeprozessen für die ergonomische Auslegung von automatisierten Fahrzeugen auszudehnen.

Forschungsvorhaben

Für diesen Bedarf sollen in dem vom BMBF – KMU innovativ geförderten Forschungsvorhaben INSAA (Laufzeit 07/2018 - 06/2021) die Fähigkeiten des digitalen Menschmodells RAMSIS entsprechend erweitert werden. Ziel ist die Haltungsberechnung von RAMSIS durch wissenschaftlich valide Modelle so zu erweitern, dass mit Hilfe von RAMSIS Haltungen für verschiedene Aufgaben im automatisierten Fahrzeug (PKW & LKW) berechnen und abgesichert werden können. Zusätzlich soll aus diesen Haltungen die Bewegung in die Fahrerhaltung simuliert und hinsichtlich der Bewegungszeit bewertet werden. Das Projekt konzentriert sich dabei auf die SAE Automationslevel 3 und 4. Diese Zielsetzung wird durch Erweiterung der Datenbasis und Methoden des Menschmodells RAMSIS erreicht. Zunächst wird das reale Insassenverhalten bei fahrfremden Tätigkeiten und Übernahmeprozessen in einem Versuchsaufbau berührungslos gemessen. Die Messvorrichtung wird dabei so gestaltet, dass die Probanden vollständig und in Echtzeit beobachtet werden können. Aus den Messdaten werden Modelle für fahrfremde Tätigkeiten und Übernahmeprozesse erstellt und in die Simulationsumgebung integriert (siehe Abbildung 1).

Forschungsaufgaben des Lehrstuhls für Ergonomie

Der Lehrstuhl für Ergonomie stellt innerhalb des Projekts einen Zusammenhang zwischen fahrfremden Tätigkeiten und Haltungen her. Dieser Zusammenhang soll genutzt werden, um ergonomisch verbesserte Arbeitsräume in automatisierten Fahrzeugen entwickeln zu können. Eine weitere Herausforderung ist für den Lehrstuhl, die bereits geschaffenen Theorien zur Bewegungssimulation auf das Übernahmeszenario übertragen zu können und damit einen Beitrag zu leisten, das Menschmodell RAMSIS hin von einem rein statischen Bewertungstool in Richtung eines dynamischen Menschmodells zu verbessern.

Projektkonsortium

Neben dem Lehrstuhl für Ergonomie sind an dem Projekt die Human Solutions GmbH als Projektleiter und Simi Realty Motion System GmbH beteiligt. Um die Anforderungen der Praxis frühzeitig zu berücksichtigen und am Projektende zu validieren, sind mit AUDI, BMW, Daimler, Ford, MAN, Opel, Porsche, Recaro Aircraft Seating, Volkswagen und ZF Friedrichshafen namhafte assoziierte Partner in das Projekt eingebunden.