Verbundprojekt ConnRAD - Connectivity und Resilienz für automatisierte Fahrfunktionen in Deutschland

Abstract

Der vorliegende Schlussbericht dokumentiert die Beiträge von Fraunhofer FOKUS zum Verbundprojekt ConnRAD ("Connectivity und Resilienz für automatisierte Fahrfunktionen in Deutschland"), das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im Rahmen des Förderprogramms "Resilienz - widerstandsfähige digitale Systeme" gefördert wurde. Fraunhofer FOKUS leitete das Arbeitspaket 5 und übernahm wesentliche Aufgaben in den Arbeitspaketen 1 bis 4 sowie 6. Das Ziel von Fraunhofer FOKUS bestand darin, die Grundlagen für skalierbare, verlässliche und resiliente vernetzte Fahrfunktionen zu entwickeln, die auch für sicherheitskritische Anwendungen einsetzbar und zulassungsfähig sind. Die Arbeiten umfassten die Konzeption und Umsetzung einer rollenbasierten, technologieagnostischen Kommunikationsarchitektur für V2X-Kommunikation sowie die Erweiterung von V2X-Nachrichten (CAM, CPM) um Vertrauens- und Zustandsinformationen. Fraunhofer FOKUS entwickelte Sensorfusionsalgorithmen mit integrierten Trust-Mechanismen zur Bewertung der Vertrauenswürdigkeit von Kommunikationspartnern und führte umfangreiche Analysen der Standardisierungslandschaft durch. Die praktische Umsetzung erfolgte in Technologie- und Methodikdemonstratoren: Eine modulare Fahrzeugarchitektur mit Perception Unit und V2X Framework wurde aufgebaut, die entwickelten Konzepte wurden im Simulations-Framework PHABMACS erprobt und in einem Versuchsträger implementiert. Die Funktionsfähigkeit wurde in Testfahrten auf dem UTR-Gelände Berlin und der Bosch-Erprobungsbahn nachgewiesen. Der Demonstrationsinhalt umfasste den Use Case 1 (ungeschützter Linksabbieger mit Infrastrukturunterstützung), bei dem Trust-Mechanismen das sichere Anhalten bei Gegenverkehr und das sichere Abbiegen bei freier Kreuzung ermöglichten. This final report documents the contributions of Fraunhofer FOKUS to the joint project ConnRAD ("Connectivity and Resilience for Automated Driving Functions in Germany"), funded by the Federal Ministry for Research, Technology and Space (BMFTR) within the program "Resilience - Resilient Digital Systems." Fraunhofer FOKUS led Work Package 5 and took on significant tasks in Work Packages 1 through 4 and 6. The objective of Fraunhofer FOKUS was to establish the foundations for scalable, dependable, and resilient networked driving functions that can be used for safety-critical applications and are suitable for approval. The work encompassed the design and implementation of a role-based, technology-agnostic communication architecture for V2X communication as well as the extension of V2X messages (CAM, CPM) with trust and status information. Fraunhofer FOKUS developed sensor fusion algorithms with integrated trust mechanisms for evaluating the trustworthiness of communication partners and conducted extensive analyses of the standardization landscape. The practical implementation was carried out in technology and methodology demonstrators: A modular vehicle architecture with Perception Unit and V2X Framework was established, the developed concepts were tested in the PHABMACS simulation framework and implemented in an experimental vehicle. The functionality was verified through test drives at the UTR site in Berlin and the Bosch test track. The demonstration content included Use Case 1 (unprotected left turn with infrastructure support), where trust mechanisms enabled safe stopping when oncoming traffic was detected and safe turning when the intersection was clear.