Assistenzsystem: Virtual Reality macht das Cockpit transparent

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Parkassistenzsysteme sind inzwischen weit verbreitetet. Trotzdem geschehen immer noch Rangierunfälle bei PKW und LKW, die hauptsächlich auf die toten Winkel des Fahrzeugs zurückzuführen sind. Am Fraunhofer IOSB wird deshalb am »transparenten Cockpit« geforscht. Eine Studie hat gezeigt, dass diese Technologie den Fahrzeugführern tatsächlich helfen kann.

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Parkassistenzsysteme sind inzwischen weit verbreitetet. Trotzdem geschehen immer noch Rangierunfälle bei PKW und LKW, die hauptsächlich auf die toten Winkel des Fahrzeugs zurückzuführen sind. Am Fraunhofer IOSB wird deshalb am »transparenten Cockpit« geforscht. Eine Studie hat gezeigt, dass diese Technologie den Fahrzeugführern tatsächlich helfen kann.

Daniel Reichert hat in seiner Masterarbeit am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Zusammenarbeit mit der Firma Rio, einer Tochter des MAN-Konzerns, ein neuartiges Fahrzeugassistenzsystem für Rangiermanöver von LKW entworfen, implementiert und evaluiert. Daran anschließend hat Daniel Secker im Rahmen seiner Masterarbeit ein Echtzeitsystem für PKW entwickelt und getestet. Mithilfe einer Virtual-Reality-Brille und Stereokameras macht es das Fahrzeug gewissermaßen durchsichtig, so dass der Fahrer alle Hindernisse direkt und dreidimensional an ihrer realen Position sehen kann. Genau genommen schafft das System eine erweiterte Realitätsdarstellung, eine Überlagerung der normalen Fahrer-Perspektive mit einer virtuellen Sicht, die ein Computer auf Basis der Kameraaufnahmen generiert.

»Das Ziel dieser Methode ist, die häufigen Unfälle beim Rangieren mit LKW und PKW zu minimieren. Bisher übersehen Fahrer oft Hindernisse oder verlassen sich zu sehr auf die vorhandenen Assistenzsysteme«, erklärt Daniel Secker. Insbesondere bei LKW mit Anhängern ist es nur durch zusätzliche Spiegel möglich, die relevante Umwelt zu erfassen. Selbst Objekte direkt vor dem Fahrzeug können nur indirekt gesehen werden. Dies stellt eine potentielle Fehlerquelle dar und erhöht die Reaktionszeit.

Visualisierung durch Kameraaufnahmen und VR

Das transparente Cockpit soll demgegenüber eine intuitive Visualisierung ermöglichen. Ein Algorithmus erkennt dabei anhand der Kameraaufnahmen die Position von Objekten im Raum und färbt sie erst orange und dann rot ein, wenn sie gefährlich nahekommen.  In einer Nutzerstudie bat Secker 15 Probanden, mit einem PKW rückwärts einzuparken – ohne und mit der VR-Brille. Als Hindernisse dienten Kartons. Das Ergebnis: Durch die Brille können die Fahrer den Abstand tatsächlich besser einschätzen, allerdings erst durch die farbliche Hervorhebung der Hindernisse. Die VR-Brille allein führte noch nicht zu dem gewünschten Effekt.

Für ein wirklich praxistaugliches System sind die verwendeten Virtual-Reality-Brillen allerdings zu klobig, wie Secker selbst betont. »Dafür bräuchten wir praxistaugliche VR- oder sogar Augmented-Reality-Brillen.« Letztere könnte der Fahrer wie eine normale Brille permanent tragen; erst bei Rangiermanövern würden dann die virtuellen Darstellungsebenen eingeblendet. »Leider haben die heute erhältlichen Modelle dafür noch ein zu schmales Sichtfeld«, so Secker.

Bild oben: Simulierter Blick aus dem Fahrerhaus eines LKW: Überlagerung von Kameraaufnahme aus Fahrerperspektive und realer Sicht. Es handelt sich bei der Aufnahme um das linke Bild einer 180°- Stereobildaufnahme. © Fraunhofer IOSB

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