Forschungsprojekt AHEAD - Optimal adaptive headlights to improve environment perception for automated driving

Abstract

Aktuell existiert kein Echtzeit-Scheinwerfer-Simulator für Systeme mit über 100.000 Pixeln, und gängige Fahrsimulationen bieten nur grundlegende Lichtfunktionen, was die Forschung auf reale Systeme beschränkt. Die Entwicklung eines fortschrittlichen Simulationswerkzeugs eröffnet hohe Flexibilität für die Forschung und neue Möglichkeiten zur Entwicklung, Verifikation, Validierung und Sensorsimulation für Lichtverteilungen für das automatisierte Fahren. Das Projekt AHEAD fokussiert sich auf die Entwicklung eines umfassenden 3D-Umgebungsmodells, das Objektgeometrien und Materialeigenschaften vereint und damit die bestehenden HD-Karten erweitert. Dieser innovative Ansatz, insbesondere die Berücksichtigung von Reflexionsgraden beim Design von Lichtverteilungen, stellt ein wissenschaftliches Novum dar und wurde bisher in keinem anderen Projekt bearbeitet. Im AHEAD Projekt hat die TU Dortmund eine flexible hochfunktionale Rapid-Prototyping-Entwicklungsumgebung für hochauflösende Pixelscheinwerfer entwickelt, den Lichtsimulator „See the optimal Lighting“ (SOL), und evaluiert. Dabei wurden Echtzeit-Ansteuerungsalgorithmen für beliebige Pixel-Scheinwerfer mit einer Schnittstelle zu realen Scheinwerfern realisiert. Zusätzlich wurde eine Bewertung und Optimierung der Scheinwerferausleuchtung sowohl für den Menschen als auch die Maschine erstellt und wissenschaftlich ausgewertet. SOL wurde durch virtuelle Evaluationen und den Vergleich mit der Realität validiert, insbesondere im Hinblick auf die Objekterkennung mittels neuronaler Netze, welche in automatisierten Fahrzeugen zur Detektion von Objekten zum Einsatz kommen. Der Lichtsimulator kann für viele weitere wissenschaftliche Fragestellungen, Forschungsprojekte und den Aufbau eines neuen Experimentalsystems als Kernwerkzeug dienen. Auf die im Projekt entstandenen Ergebnisse wird in kommenden wissenschaftlichen Publikationen aufgebaut. Zudem erlaubt SOL die Weiterqualifizierung von Studierenden und Nachwuchsforscher*innen im Bereich der Lichttechnik.