Förderprojekt VERA

  Innenansicht eines Binnenschiffsimulators Urheberrecht: © VeLABi

Datengrundlagen, Infrastrukturen und Technologien für Virtuelle Erprobungen von Automatisierungsfunktionen

17.11.2022

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
17.11.2022 bis 17.02.2025
Akronym:
VERA
Gruppe:
Navigation
Fördergeber:
BMDV
 

Motivation

Für den Transport von Waren und Gütern spielt die Binnenschifffahrt in Deutschland und Europa eine wichtige Rolle. Aufgrund des, im Vergleich zum Straßengüterverkehr geringeren Energiebedarfs, besitzt sie nicht zuletzt für den Schutz des Klimas das Potential den Ausstoß von Treibhausgasen im Transportsektor zu reduzieren. Eine teilweise oder sogar vollständige Automatisierung von Binnenschiffen kann dabei zu einer Verbesserung der Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie der Effizienz des Verkehrs auf Wasserstraßen beitragen. Die Entwicklung der dafür benötigten Technologien setzt jedoch eine geeignete Forschungsinfrastruktur voraus, welche die Erprobung dieser Technologien unter realistischen Bedingungen ermöglicht. Digitale Testfelder bieten in diesem Zusammenhang die Chance die Lücke zwischen Labor- und Großversuchen zu schließen und darüber hinaus Szenarien zu untersuchen, die in der Realität mit hohen Risiken verbunden wären. Im Kontext der, vor diesem Hintergrund vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr, kurz BMDV, veröffentlichten zweiten Förderrichtlinie zur „Forschung und Entwicklung von Digitalen Testfeldern an Bundeswasserstraßen“, genannt DTW II, wurde daher das Verbundvorhaben VERA ins Leben gerufen.

 

Projektziele und Methoden

Ziel von VERA ist es, ein solches digitales Testfeld aufzubauen, welches es ermöglicht Assistenzsysteme und Automatisierungsfunktionen zur Steuerung und Regelung von Binnenschiffen zu entwickeln und zu erproben. Als Basis dient dabei das Versuchs- und Leitzentrum für Autonome Binnenschiffe (VeLABi) vom Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e. V. (DST) und dem Lehrstuhl für Mechatronik der Universität Duisburg-Essen (IMECH). Dieses soll im Rahmen des Forschungsvorhabens modular und somit an vielfältige Anforderungen anpassbar erweitert und ausgebaut werden. Zu den wesentlichen Arbeitspaketen, die im Zuge dessen vom Institut für Regelungstechnik (IRT) der RWTH Aachen University wahrgenommen werden, gehört unter anderem der Aufbau eines vernetzten Steuerstandes am Institut, welcher je nach Bedarf zur Darstellung kooperativer Szenarien mit dem Simulator des VeLABi sowie weiteren Simulatoren verknüpft oder alleinstehend betrieben werden kann. Dies umfasst die Einrichtung der benötigten Hard- und Software sowie von Schnittstellen zur Anbindung von Automatisierungssystemen. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die realitätsnahe Emulation von Sensordaten zur Umgebungswahrnehmung und Navigation, unter Anderem Kamera, LiDAR, Radar, GNSS und IMU, inklusive entsprechender Datenunsicherheiten, typischer Sensorfehler sowie störender Einflüsse und Anomalien. Neben der höchstmöglichen realitätsnähe der Messdaten liegt der Fokus dabei auf einer flexiblen Einstellbarkeit sowie Reproduzierbarkeit als Grundlage für zukünftige Erforschung von Navigations- und Automatisierungssystemen.

 

Innovationen und Perspektiven

Gefördert durch Bundesministerium für Digitales und Verkehr

Aufgrund des modularen Aufbaus und der offenen Schnittstellen, bietet das, im Rahmen dieses Vorhabens etablierte virtuelle Testfeld, zukünftig vielfältigen Anwendern aus der Forschung und Industrie Möglichkeiten der effizienten und risikofreien Untersuchung diverser Forschungsfragen auf dem Gebiet des automatisierten Fahrens in der Binnenschifffahrt. So ermöglicht der neue Steuerstand am IRT der RWTH Aachen University eine deutlich einfachere und frühzeitigere Evaluation neuer Navigations- und Automatisierungssysteme unter realitätsnahen Bedingungen und legt damit den Grundstein weiterer Forschungsvorhaben in besagtem Bereich. Speziell für Systeme mit einem hohen Automatisierungsgrad und entsprechend strengen Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Integrität, wird durch die realitätsnahe Emulation von Sensordaten in der geplanten kombinierten und kompakten Art ein signifikanter Vorteil in Bezug auf frühzeitige, ausgiebige Tests erzielt.

 
Projektpartner

Assoziierte Partner