1. Cars - the better drivers ?
Cars - the better drivers ?
……Und damit trägt die Fahrzeugsicherheit auf Ihre Weise dazu bei den Straßenverkehr sicherer zu machen, um die Zahl der Verkehrsunfälle mit Getöteten und Verletzten zu senken.
Wir bei Bosch sind überzeugt, dass Autos die besseren Fahrer sind.
Alternative: Mit zunehmende Automatisierung wird der Autofahrer in kritischen, unübersichtlichen aber auch eintönigen Verkehrssituationen von der Fahraufgabe entlasten.
Dr. Kay Stepper
Vice President, Driver Assistance and Automated Driving

2. Vision – Injury free driving
Vision – Injury free driving
Accidents involving fatalities 3
- 30%
Triebfeder für die Entwicklung des automatisierten Fahrens bei Bosch ist die Sicherheit.
Weltweit sterben jedes Jahr schätzungsweise 1,3 Millionen Menschen durch Verkehrsunfälle. In 90 Prozent der Fälle ist
menschliches Fehlverhalten der Auslöser (Achtung: Umkehrschluss gilt nicht!).
Autofahrer in kritischen Verkehrssituationen von der Fahraufgabe zu entlasten, kann Leben retten.
In den vergangenen 16 Jahren ist die Zahl der Verkehrsunfälle mit Personenschaden in Deutschland bereits um 30 % gesunken. (Achtung ESP hat nur Anteil 2-5 % daran)
Grund dafür sind eine verbesserte Verkehrsinfrastruktur, Fortschritte in der Verkehrserziehung und die Verbesserung der Aktiven Sicherheitssystemen im Fahrzeug wie z.B. das ESP. ESP hat seit der Markteinführung allein in Deutschland etwa Unfälle vermieden und mehr als Leben gerettet.
Hinweise:
Absolute Unfallzahlen
1999: = 100 % = Unfälle mit Personenschaden in D; Quelle: Statistische Bundesamt,
2013: 74 % Unfälle mit Personenschaden in D; Quelle: Statistische Bundesamt,
 2014: Vorläufige Zahlen Unfälle mit Personenschaden in D; Quelle: Pressemitteilung – 65/15, Statistische Bundesamt
 Offizielle Zahlen für 2014 ab Mitte 2015  ist in der Grafik eingearbeitet  leichter Anstieg  Witterungsbedingt ergeben sich stat. Streuungen.
Ab 2015: RB Prognosen unter einer sehr optimistische Marktdurchdringung inklusiver aller aktuellen und in der Entwicklung befindlichen PKW FAS Funktionen, PKW ESP, Motorrad ABS/MSC, LKW (ESP, AEB, LDW/LKS)
2015: 69 % Tsd
2025: 49 % Tsd
ESC 1
Source: Bosch Accident Research, DAT, DESTATIS 1 Installation rate and figures estimated % in 1999 = accidents w/ casualties

3. Nur Zusatzhinweise Hinwiese und Alternativen
Hinweise: Knick 2010 (harter Winter im Januar Feb und früher Winter im November) dadurch sinkt Anteil der Unfälle. Es gibt zwar mehr Blechschäden, aber im Winter wird vorsichtiger gefahren. Anstieg 2011: früh einsetzender Frühling und nahezu kein Schnee– Fahren mit hoher Geschwindigkeit, hohe Beteiligung von ungeschützten Personen im Verkehr (Fussgänger, Radfahrer, Motorradfahrer)( deckt die Streuung ab) 2013 offizielle Unfallzahlen 291 tsd. (2013) 74% , w/o ESP 76% 301 tsd., ESP hat noch Potential noch 4 % nur Prognose da die offiziellen Zahlen erst am Prognose 69% w/ESP. W/o ESP 74 % -> Auf Nachfrage: ESP rd. 5 %
Inzwischen ist ESP gesetzlich für Neufahrzeuge in der EU vorgeschrieben. Weiterhin ein Potential von 4 % bei weiterem Anstieg der Installationsraten
Achtung Artikel im Spiegel dass 2014 die Unfallzahlen angestiegen sind: 2013 auf 2014 sind die Unfalltoten um 0,9 % gestiegen weil 29 Person mehr getötet wurde. Ursache Milde Witterungsbedingungen.
Bemerkung zum 100% UNfallgeschehen: Enthalten sind Unfälle Quelle: Statistisches Bundesamt, DESTATIS F8 R7, 2014
Bemerkung zu Assistenzsystem im Markt (zu den 45%) (Door opening Assist 0,3 %, Crossing Assist 3-12%, Left Turn assist,lane change assist, AEB Pedestrian Night,.., AEB 9% , Wrong way warning )
Block 1: 26(% Overtaking Assist, Accidents with alcohol, U-Turn Manöver beim ausparken, phys. Disability (einschlafen, Herzschschwäche, Unterzucker,..), accidents against animals, accidents aufgrund von Fahrzeugschäden, Unfälle durch nicht fixierte Ladung)
Block 11 %: physikalische nicht vermeidbare Unfälle: z.B. Aquaplaning oder Person tritt zwischen Fahrzeugen auf die Straße ; zu wenig Zeit für Sensorerkennung, vollständiges Bremsmanöver,..)
Die nächste Generation von Fahrzeugsicherheitssystemen in Form von Fahrerassistenzsysteme sind bereits heute im Markt etabliert. Deren Funktionalität wird sich in den nächsten Jahren entfalten.
Unter Annahme einer optimistischen Marktdurchdringung heutiger DA-Systeme wurde eine Prognose für das Verkehrsunfallgeschehen durchgeführt. Nach unsere Schätzung dürfte sich das Niveau der Verkehrssicherheit im Jahre 2025 um weitere 19%-Punkte auf 49% absenken (in Bezug zu 1999). In Absolutzahlen ergibt dies ca Unfälle mit Personenschaden in Deutschland.
Ohne diese Systeme die die Grundlage für das automatisierte Fahren bilden werden wir nur eine Reduktion auf ca Unfälle (60%) mit Personenschaden erreichen. Ziel sollte es daher sien, diese Systeme zeitnah am Markt zu platzieren, so dass diese Ihre Wirkung schnell entfalten können. Darüber hinaus bilden diese Anwendungen die Grundlage zur Umsetzung von Hochautomatisiertem Fahren.
Bemerkung: Prognose berücksichtigt neben PKW (ESP und DA) auch Motorrad ABS/MSC als auch LKW DA Systeme (ESP, LDW/LKS, AEB) Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde im Rahmen einer Dissertation in der Unfallforschung ein Prognosemodell aufgebaut mit dem Ziel die zukünftige Entwicklung des Unfallgeschehens abzuschätzen. Dabei werden neben der Wirksamkeit heutiger und zukünftiger Fahrzeugsicherheits- und Assistenzsystemen auch die Markteinführung berücksichtigt.
Alternative:
Für das Jahr 2025 ist nach unserer Prognose damit eine weitere Reduktion um ca. 37% (tbd) in Deutschland zu erzielen.
In absoluten Zahlen sind das etwa (tbd) Unfälle mit Personenschaden.
Welche Unfälle könnte ein Hochautomatisiertes System verhindern?
- Unfälle mit Alkoholisierten Fahrern  Unfälle können auch mit Kontrollen zumindest eingeschränkt werden
- Unfälle mit Überschreiten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit Bsp. Anstelle von 120km/h wird konsequent 100km/h gefahren – ggf. Unfallvermeidung, aber auch Unfallfolgenminderung  Maßnahmen kann aber auch Verkehrsüberwachung sein
- Unfälle mit unangepasster Geschwindigkeit – Bsp. Nebelunfall – Sichtbarkeit so eingeschränkt, dass das System nicht schneller als 20km/h fährt, der Mensch aber ggf. höhere Geschwindigkeiten in Kauf nimmt  Gesellschaftliche Akzeptanz vorausgesetzt
- Unfälle verursacht durch Vorerkrankungen z.B. Herzinfarkt, Epilepsie, Unterzucker oder ähnliches
- Unfälle mit Risikoreichem Überholmanöver – ggf. nur auf Autobahn oder aber zumindest im Rahmen der Gesetzesvorschriften wie z.B. auf Landstrasse das Überholen eines Traktors wird erwartet, jedoch nicht wenn ein Fahrzeug mit max. erlaubter Geschwindigkeit fährt.
- Unfälle verursacht durch technischen Defekt  HAD muss sicherstellen, dass ein sicheres Anhalten ermöglicht wird.
Unfälle durch Übermüdung z.B. Einschlafen
 Und welche nicht?
 Solange keine vollständige Hochautomatisierung in allen Fahrzeugen stattgefunden hat als auch Bus, LKW, Schiene –d.h. alle Fahrzeuge fahren Hochautonom können Unfälle generell von anderen verschuldet werden insbesondere Fussgänger oder Radfahrer und Motorradfahrer da diese Teilnehmeram Strassenverkehr sind und damit gerechnet werden muss, dass dies in den Verkehrsfluss entsprechend einwirken. 
- Unfälle mit Tieren (nicht nur Wildwechsel) Bsp. Es ereignen sich auch Unfälle bei denen ein Greifvogel mit der Windschutzscheibe kollidiert, der Unfall wird nicht verhindert, aber Folgen bzw. Folgeunfälle ggf. vermieden.
- Unfälle mit Wendemanöver  Motorrad nähert sich von hinten oder als Entgegenkommender und wird vom PKW übersehen
- Unfälle mit FG zwischen 2 Fahrzeugen die zeitlich „physikalisch“ nicht vermeidbar sind.
- Unfälle verursacht durch Herabfallende Objekte von anderen Fahrzeugen LKW oder von Infrastruktur
- Unfälle durch technischen Mangel in dem Fall z.B. Reifenplatzer  Eher untergeordnet im Unfallgeschehen aber dennoch tritt dies in der Praxis auf
- Unfälle mit Entgegenkommenden Fahrzeug  Beispiel Motorradfahrer befährt Außerorts Landstrasse und schneidet Kurven oder ragt mit dem Oberkörper in die Gegenfahrbahn, derartige Unfälle sind grenzwertig könnte ggf. über C2X oder Vernetzung adressiert werden.
 Welche Unfälle könnte ein Hochautomatisiertes System nur mit Vernetzung adressieren welchen nicht?
- Auffahrunfälle oder Begegnungsunfälle an schwer einsehbaren Stellen im Besonderen Außerortsunfälle
- Unfälle in denen zwar Regelkonform gefahren wird, aber durch den Straßenzustand wie z.B. Glatteis ein Bremsmanöver nicht wirksam ist heißt ein Regeleingriff kann mangels Grip nicht im erforderlichen Maß abgesetzt werden
  Welche können nur durch C2X adressieret werden?
Beispiel mit FG der zwischen 2 Fahrzeugen plötzlich die Straße betritt und eine zeitliche Vermeidbarkeit nicht mehr möglich ist.
Nur Zusatzhinweise

4. Vision – Injury free driving
Vision – Injury free driving
Accidents involving fatalities 3
no car involved
(18%)
automation
(26%)
driver assistance systems/active safety
(45%)
v2x solutions
(11%)
Driver Assistance 1,2
Fahrerassistenzsysteme können Unfälle verhindern als auch Unfallfolgen verringern
Unsere Bosch Unfallforschung hat die heutigen Unfälle analysiert:
45 % der heutigen Unfälle können durch am Markt bekannte und verfügbare Assistenzsysteme adressiert werden.
Botschaft 1:
Je höher die Marktdurchdringung für Fahrerassistenzsysteme desto mehr Unfälle kann ich positiv beeinflussen.
Botschaft 2: Heutige Systeme adressieren nicht alle Unfallszenarien im Feld.
26 % der heutigen Unfälle können durch zunehmende Automatisierung adressiert werden. (z.B. Riskante Überholmanöver, Müdigkeit)
Botschaft 3: Bei Unfällen in denen trotz Erfassung durch die Sensorik eine Vermeidung zeitlich nicht ausreicht, hilft die Vernetzung mit Anderen dazu komme ich später.
ESC
Automated driving 4 1
Source: Bosch Accident Research, DAT, DESTATIS 1 Installation rate and figures estimated 2 AEB including AEB VRU, LDW/LKS, Night Vision, Lane Change Assist (incl. BSD), Crossing Assist, Left Turn Assist % in 1999 = accidents w/ casualties 4 possible Installation rate of automated function e.g.Highway Pilot

5. The human driver Overwhelmed Other Tasks Under stimulated Driving task
Hinweis: Folie soll erklären dass sich automated driving und Fahren nicht ausschließen, das passt nicht 100% zur Headline “Cars are the better drivers”
Zum Abschluss möchte ich noch mal den großen Mehrwert des Automatisierten Fahrens herausarbeiten:
Was ist die Motivation die Automatisierung voran zu treiben?
Die Automatisierung ist die Schlüsseltechnologie für mehr Comfort, Effizienz und vor allem Sicherheit
90 % aller Unfälle werden zumindest teilweise durch Menschen verursacht. Logische Konsequenz ist den Fahrer so viel wie möglich zu unterstützen. Dies ist der wichtigste Treiber für Bosch .
Das Fahrzeug ist der bessere Fahrer: Es hält sich immer an die Verkehrsregeln und läßt sich nicht zu riskanten Überholmanövern hinreißen, es trinkt nicht und wird auch nicht müde und abgelenkt .
Rechts oben: Die Automatisierung unterstützt den Fahrer in Situation in denen er überfordert ist , z.B. enge Baustellen, Kreuzungen. Das Fahrzeug bremst für mich oder führt mich sicher durch Gefahrenstellen.
Links unten: Die Automatisierung unterstützt mich bei Unterforderung, z. B. lange monotone Autobahnfahrten, Stop and Go im Stau-> Hier passieren viele Unfälle durch Ablenkung. Hier kann z.B. das Fahrzeug dem Fahrer aktiv anbieten, die Fahraufgabe zu übernehmen.
Rechts unten: Bosch-Untersuchungen haben ergeben, dass bereits heute über 50 % der Autofahrer automatisiertem Fahren positiv gegenüber stehen. Wichtig ist ihnen dabei, dass sie selbst entscheiden können, wann sie automatisiert fahren. Wichtigstes Feature: OFF-Button!
Fun to drive: Auch in Situationen, in denen der Fahrer selber fahren möchte, kann das System als "Co-Pilot" mit relevanten Informationen unterstützen. So kann z.B. die Idealgeschwindigkeit für die nächste Kurve im Head-up-Display angezeigt werden. Die Automatisierung kann hier als Co Pliot mit zusätzlichen Informationen unterstützen. (Kurvengeschwindigkeit)
Links oben: Die Möglichkeit, dem Fahrzeug die Verantwortung zu übergeben, bietet ein völlig neues Fahrgefühl. Die Fahrzeit kann anderweitig produktiv genutzt werden, um z.B. Mails zu bearbeiten oder Filme zu schauen.
Under stimulated
Driving task

6. Gradual progress toward automated driving
Gradual progress toward automated driving
Automatisiertes Fahren kommt schrittweise und in definierten Anwendungsfällen.
Beim Parken und Autobahn zuerst. Hier hat der Fahrer den größten Mehrwert. Parken, Stau sind Situation in denen der Fahrer entlastet werden möchte.
Die Definition des assistierten Fahrens :
1.) Fahrer muss das System dabei vollständig überwachen. „Hands on Wheel“
2.) Teilautomatisierte Systeme: Längs- und Querführung wird für gewissen Zeitraum übernommen, Fahrer überwacht jedoch weiterhin vollständig. „Eyes on Road“
3.) Hochautomatisierte Systeme: Fahrer übergibt, zumindest für gewisse Zeit, Kontrolle vollständig an das Fahrzeug. Funktionen als „Pilot“ bezeichnet und nicht mehr als „Assist“.
Vollautomatisierte Systeme oder Autopilot: Städtische Tür-zu-Tür-Fahrten ohne Kontrolle durch Fahrer
Hinweise:
Hier könnte man die unterschiedliche Vorgehensweise platzieren:
Google direkt fully vs OEMs evolutionär.
hallenger approach Starting with self-driving capabilities in narrowly defined traffic situations and expanding those traffic situations later on
(Ziel: möglichst schnell vollautomatisiert, damit Zeit für das Surfen im Internet ist, Einführung in eingeschränkten abgesperrten Vierteln, Campus
Zielen auf Zeit für den Fahrer ab: im Internet zu surfen,..
Currently favored by
tech players
Beliefs: introduce tech early, improve on the go
V2V communication optional
Introduction possibly via fleet operators (e.g., closed campuses, cities, taxis)
In addition to safety, focus on boosting convenience
Incumbent approach:
Diesen Weg verfolgt Bosch so wie auch viele andere OEMs:
Gradually adding more and more autonomous driving feature to increase level of automation
Currently favored by incumbent OEMs
Beliefs: Full automation takes time to materialize (societal attitude, technology maturity)
Vehicle-to-vehicle comm. crucial building block
Traditional introduction path: mass market launch starting with premium segment
Focus on safety

7. From driver to passenger
From driver to passenger
Automatisiertes Fahren kommt schrittweise und in definierten Anwendungsfällen.
Beim Parken und Autobahn zuerst. Hier hat der Fahrer den größten Mehrwert. Parken, Stau sind Situation in denen der Fahrer entlastet werden möchte.
Die Definition des assistierten Fahrens :
1.) Fahrer muss das System dabei vollständig überwachen. „Hands on Wheel“
2.) Teilautomatisierte Systeme: Längs- und Querführung wird für gewissen Zeitraum übernommen, Fahrer überwacht jedoch weiterhin vollständig. „Eyes on Road“
3.) Hochautomatisierte Systeme: Fahrer übergibt, zumindest für gewisse Zeit, Kontrolle vollständig an das Fahrzeug. Funktionen als „Pilot“ bezeichnet und nicht mehr als „Assist“.
Vollautomatisierte Systeme oder Autopilot: Städtische Tür-zu-Tür-Fahrten ohne Kontrolle durch Fahrer
Hinweise:
Hier könnte man die unterschiedliche Vorgehensweise platzieren:
Google direkt fully vs OEMs evolutionär.
hallenger approach Starting with self-driving capabilities in narrowly defined traffic situations and expanding those traffic situations later on
(Ziel: möglichst schnell vollautomatisiert, damit Zeit für das Surfen im Internet ist, Einführung in eingeschränkten abgesperrten Vierteln, Campus
Zielen auf Zeit für den Fahrer ab: im Internet zu surfen,..
Currently favored by
tech players
Beliefs: introduce tech early, improve on the go
V2V communication optional
Introduction possibly via fleet operators (e.g., closed campuses, cities, taxis)
In addition to safety, focus on boosting convenience
Incumbent approach:
Diesen Weg verfolgt Bosch so wie auch viele andere OEMs:
Gradually adding more and more autonomous driving feature to increase level of automation
Currently favored by incumbent OEMs
Beliefs: Full automation takes time to materialize (societal attitude, technology maturity)
Vehicle-to-vehicle comm. crucial building block
Traditional introduction path: mass market launch starting with premium segment
Focus on safety

8. Automatic emergency braking since 2010
Assisted driving
Lassen Sie mich kurz auf das assistierte Fahren und wichtige Assistenzsysteme eingehen.
Auf dem Weg zum automatisierten Fahren bringt Bosch eine Reihe von Assistenzsysteme auf den Markt, die Menschen begeistern, weil sie ihnen einen Nutzen bieten.
Hätten alle Fahrzeuge in Deutschland ein automatisches Notbremssystem an Bord ließen sich 72 % aller Auffahrunfälle mit Personenschaden verhindern. Bosch hat das Notbremssystem 2010 auf Basis eines Radarsensors auf den Markt gebracht.
Automatic emergency braking since 2010

9. Assisted driving Evasive steering support 2015
Assisted driving
Evasive steering support 2015
ACHTUNG: Empfehlung Überschrift Native Speaker:
Bosch system allows erasive action to be taken safely anstatt: Bosch system keeps drivers always on the safe path
ÜBERNEHMEN????
Botschaft: Bosch bringt Assistenzsysteme in Serie
Bosch bringt den Evasive Steering Assist in Serie. Die Funktion nutzt die Informationen des AEB und ist in die Warnkaskade eingebunden (Fahrerwarnung, Bremsruck, Teil- und Vollverzögerung), um den Fahrer im Ernstfall effektiv beim ausweichen zu unterstützen“
Diese geht 2015 mit Audi in Serie. (Audi Q7) Darf erwähnt werden.
Hintergrundinfo: ESS kann als stand-alone Funktion verkauft werden – daher „basiert“ er nicht auf dem AEB. ESS kann allerdings in ein AEB-System eingebunden werden und erweitert die Reaktion auf eine kritische Situation vom reinen Bremsen um einen Lenkeingriff
Automatic emergency braking since 2010

10. Example - Evasive steering support
Example - Evasive steering support
25% earlier
60 cm
Evasive steering support 2015
Redetext/Botschaft:
In manchen Fällen ist eine Bremsung nicht ausreichend, nur ein Ausweichmanöver kann einen Unfall verhindern.
Bosch beherrscht nicht nur die Bremse sondern auch die Lenkung und bringt 2015 den ESS mit Audi in Serie. (Audi Q7) Darf erwähnt werden.
Der Evasive Steering support unterstützt den Fahrer sobald dieser aktiv ein Ausweichmanöver einleitet .
Der Fahrer bleibt in der Verantwortung und kann das Lenkmoment aktiv übersteuern. (Sicherheitskonzept)
Untersuchungen einer Car Clinic einer Internen Studie hat ergeben:
Der Lenkeinschlag wird 25 % früher erreicht, das Lenkmanöver ist stabiler,
Das Fahrzeug kann das Hindernis 60 cm früher passieren
diese können u.U. entscheidend sein für das sichere Erreichen einer Standposition oder einem Crash.

11. Notes
Hinweise:
die ESS-Funktion muss die Gegenfahrbahn nicht überprüfen. Der Hintergrund ist folgender:
Mit dem aktuellen Sensorset ist das mit einem entsprechenden ASIL-Level nicht möglich (daher ist derzeit auch kein automatisiertes Ausweichen möglich)
Der Fahrer muss den Ausweichvorgang initiieren. Wenn der Fahrer nicht den Ausweichvorgang einleitet bleibt die ESS-Funktion deaktiviert
Wenn der Fahrer z.B. ein entgegenkommendes Fahrzeug erkennt, kann er das von der ESS-Funktion gestellte Lenk- oder Bremsmoment übersteuern. Dies wird durch ein max. zulässiges Lenk-/Bremsmoment sichergestellt.
Wenn möglich, z.B. wenn der Radar-Sensor ein entgegenkommendes Fahrzeug erkennt, werden wir natürlich die Funktion nicht aktivieren.
Ausblick: Erweiterung der Eingriffe auf querdynamische Bremseingriffe

12. Partial / Conditional Automation
Partial / Conditional Automation
Highway assist 2018
Evasive Steering Support 2015
Traffic jam assist 2015
Automatic emergency braking since 2010
Funktionalität und use cases nehmen schrittweise zu
Zunächst als Traffic Jam Assist: Im Stau bis 60km/h, von der Komplexität einfacher, da sich das Auto mit niedriger Geschwindigkeit bewegt.
2.) dann als Integrated cruise assist: kein Spurwechsel, aber laterale und longitudinale Führung des Fahrzeugs, bis 130 km/h. Komplexität höher . Das System muss sicher stellen dass die Strecke auch wirklich frei ist.
3.) Highway assist, übernimmt auch Überholmanöver
Entscheidend: der Fahrer muss weiterhin das Geschehen überwachen.
Hinweise:
As a next step in driver assistance, Adaptive Cruise Control and Lane Keeping Support will be combined into the Integrated Cruise Assist providing longitudinal and lateral guidance within one assistance system, 3. This system will be based on a radar sensor for longitudinal guidance and a monocular video camera for lateral guidance. Automated lane changes with driver confirmation will require additional mid range radar sensors for surround sensing. Speed may be adapted based on visual road sign recognition. Partially Automated Systems will still require permanent supervision by the driver and the availability of the driver as a backup.
Hinweis: In den Serienfunktionen bei Daimler und im Audi Q7 muss der Fahrer nach einer vom OEM definierten Zeit die Hände wieder ans Lenkrad nehmen sonst schaltet die Funktion ab.
Beim Traffic Jam Assist im Audi Q7 (unser erstes Serienprojekt) sollte man laut Handbuch die Hände am Lenkrad behalten.
Nimmt man sie unterhalb 30 km/h ab, wird man nach ca. 30s, zwischen 30 und 60 km/h nach ca. 10s aufgefordert, das Lenkrad wieder in die Hand zu nehmen. (Das Ganze sind geschwindigkeitsabhängige Kennlinien, also nicht 1:1 so kommunizierbar).

13. High / Full Automation Titel des Kapitels Auto pilot >2025
High / Full Automation
Auto pilot
>2025
Highway pilot
2020
Highway Assist 2018
Traffic Jam pilot
>2016
Evasive Steering Support 2015
Integrated Cruise Assist 2017
Traffic Jam Assist 2015
Automatic emergency braking since 2010
Die Namensgebung der Funktion wechselt von Highway assist to Highway Pilot. Der Aufwand für diesen Schritt ist enorm. Das Fahrzeug übernimmt erstmals die Verantwortung
Autopilot heißt von Tür zu Tür: Google Auto, Robo Taxi.

14. Key technologies for automated driving
Perception
Localization
Planning & Decision Making
cut in
Voraussetzung für hochautomatisierte Funktionen: sichere und zuverlässige Beherrschung der vollständigen Wirkkette Fahrer/Umfeld/Fahrzeug.
1.) Diese beginnt mit robuster Umfelderkennung. Erreichung durch Kombination verschiedener Sensorkonzepte, sogenannte Sensordatenfusion muss ein vollständiges 360 ° Grad Umfeldmodel erstellt werden.
2.) Lokalisierung.
3.) Dort erkannte Situationen gilt es zu interpretieren und daraus entsprechende Handlungsempfehlungen abzuleiten.
4.) Anschließend Umsetzung in präzise Bahnführung des Fahrzeugs. Vehicle Motion Control: Bremsen, lenken und Beschleunigen
5.) Um jederzeit zu wissen, ob der Fahrer in der Lage ist, die Kontrolle über Fahrzeug wieder übernehmen zu können, muss dieser überwacht werden.
Side Message: In der Vergangenheit haben wir Dinge automatisiert, die der Mensch schlecht macht: er bremst zu wenig, →AEB, fährt zu schnell in die Kurve → ESP
Jetzt wollen wir Dinge automatisieren die der Mensch sehr gut kann: Lenken und das vollständige Erfassen der Umgebung. Das ist von der Komplexität eine enorme Herausforderung
Hinweise: Sourround sensing:
Erreichung durch Kombination verschiedener Sensorkonzepte, sogenannte Sensordatenfusion.
Einsatz von Langstreckenradarsensoren (Reichweite bis zu 250 m) an Front und Heck: Sichere Erfassung des vor dem Fahrzeug liegenden Umfelds bei höheren Geschwindigkeiten bzw. Erkennung von sich schnell von hinten nähernden Verkehrsteilnehmern.
Stereo-Video-Kamera (Reichweite bis zu 150 m): Entfernungen zu Objekten sowie deren Höhe einschätzen
Mittelstreckenradarsensoren (Reichweite bis zu 150 m), Nahfeldkameras (Reichweite bis zu 10 m) und Ultraschallsensoren (Reichweite bis zu 6 m) komplettieren 360 Grad-Umfelderfassung.
Hinweise zu Lokalisierung:
Lokalisierung über GPS: zu ungenau (ca. 8 m) und lediglich Grundinformation. Notwendige Güte über Abgleich von Informationen aus hochpräzisen Kartensystemen und Umfeldsensorik.
Genauigkeitsanforderungen an Karte: dm-Bereich.
Inhaltlicher Bedarf geht weit über Angebot heutiger Karten hinaus, veränderliche Informationen (z. B. Fahrspuren in Baustellen oder Stauendeinformationen) müssen aktuell verfügbar sein.
Vehicle motion control
Driver monitoring

15. The car takes over fallback responsibilities
Titel des Kapitels
The car takes over fallback responsibilities t
Partial automation
Driver takeover (fail-safe)
Safe stop !
System maintains operation (fail-operational)
Driver takeover
High / full automation
No Driver takeover:
System in degraded operation until car is stopped
Stichworte für den Redetext:
Was passiert in einer Fehlaktivierung, im Fehlerfall: (rotes Dreieck)
Safe Stop ist nicht zwingend auf dem Seitenstreifen, das ist für jede Funktion unterschiedlich definiert
In der Teilautomatisierung: Die Entscheidung was zu tun ist, trifft das System (Lenken, Bremsen, Gasgeben), die Verantwortung was zu tun ist, hat der Fahrer.
Tritt ein Fehler auf, schaltet sich das System ab und der Fahrer übernimmt (greift in das Lenkrad, tritt auf die Bremse) .
Für das System reicht es völlig aus, wenn es sich kontrolliert in einen sicheren Zustand bringt und abschaltet (d. h. macht keine unkontrollierten Aktionen die den Fahrer in Gefahr bringt z.B. darf die Lenkung nicht im Lenkeinschlag stehen bleiben,..).
Im Unterschied dazu das Hochautomatisierte Fahren:
Das Fahrzeug kann zwar per haptischem oder akustischem Signal den Fahrer bitten zu übernehmen. Es kann aber sein, dass dieser gerade abgelenkt ist. Es wird Leute geben die das System herausfordern und bewusst nichts tun.
In Fachkreisen wird hier beim Hochautomatisierten Fahren von einer Zeit von rd. 10 Sekunden die das Fahrzeug übernehmen muss
Das System trifft die Entscheidung was zu tun ist und übernimmt auch die Entscheidung was zu tun ist. Der Fahrer passt per Definition nicht auf. Eine Fehlaktivierung ist nicht zulässig. Es darf hier keine Fehlaktivierung geben. 99,9 % Funktionsabdeckung ist nicht erlaubt. Alle Situation müssen beherrscht werden.
Fail operational bezieht sich auf alle Teile die wir im Fahrzeug verbauen. Wir brauchen intelligente Redundanzen. Fahrer steht beim HAD nicht mehr unmittelbar als Absicherung zur Verfügung

16. Highly automated driving requires redundancies
Highly automated driving requires redundancies
Automated parking
vmax < 10 kph
Safe-stop strategy:
emergency stop
Required redundancy
Solution
environmental sensors
Situation analysis + planner
Automated Parking Brake
ESC
motion control
Neue Systemarchitektur für das vollautomatisierte Fahren wird das heutige Bordnetz komplett verändern.
Basis der Systemarchitektur ist eine redundante Spannungsversorgung und redundante Steuergeräte (Nur TONSPUR ) ist nicht auf der Folie.
Entscheidend ist die Redunanz der Aktoren:
Schauen wir uns das Beispiel an:
Use case: hoch-automatisiertes Einparken,
im Falle eines Fehler übernimmt nicht mehr der Fahrer die Rückfallebene und bremst indem er manuel den Bremszylinder mit dem Fuß bedient.
In diesem Fall muss die Bremse redundant ausgelegt werden
Bosch Lösung: ESP with integrated parking brake control“
(Hintergrundinfo: Wettbewerber haben auch eine separate APB-ECU neben dem ESP im Angebot. Demzufolge also zwei Steuergeräte, während CC hier ein Steuergerät im Angebot hat, dass die APB mit ansteuern kann.)
brake
steer
accel.

17. Highly automated driving requires redundancies
Highly automated driving requires redundancies
Automated parking
vmax < 10 kph
Traffic jam pilot
vmax = kph
ESC as fallback for electric power steering
Safe-stop strategy:
stopping in same lane
Required redundancy
Solution
environmental sensors
situation analysis + planner
Electric power steering
ESC
ibooster
motion control
Use case: hoch automatisiertes Fahren bis 60km/h auf der Autobahn
der Fahrer übernimmt hier nicht mehr die Rückfallebene,
bei einem Ausfall der el. Lenkung in einer Kurve muss das Fahrzeug zumindest sicher in seiner Fahrspur bleiben
Bosch Lösung ESP und EPS und iBooster
ESP und EPS Bremslenken und ESP und ibooster Redundanz der Bremse
Hinweis von CC:
Lenken über Bremseingriffe an Einzelrädern (LDI) ermöglicht im Idealfall eine Kurvenfahrt entsprechend einem Lenkeingriff (via Lenkung) von ca. 2° Lenkwinkel am Rad. Dies ist maßgeblich abhängig von der Geometrie der Vorderradaufhängung (konstruktiver Parameter Lenkrollradius).
Der Reibwert geht in allererster Näherung linear ein, also mit LDI kann man im Idealfall entsprechend einem Radlenkwinkel von µ*2° um die Kurve fahren.
Diese Darstellung zeigt es eigentlich ganz gut:
Beim Highway Pilot ist für den sicheren Zustand ein erhöhter Lenkbedarf (kleinere Kurvenradien) notwendig. Daher sehen wir hier das hochverfügbare Lenksystem.
Falls wir in der Spur zum halten kommen können (bsp. Traffic Jam Pilot oder Auto Park Pilot) ist ESP + EPS denkbar.
Konkrete Geschwindigkeiten sollten wir aber nicht nennen!
Redundant steering system
brake
steer
accel.
Redundant braking system

18. Highly automated driving requires redundancies
Highly automated driving requires redundancies
Automated parking
vmax < 10 kph
Traffic jam pilot
vmax = kph
Highway pilot
vmax = 130 kph
Required redundancies
environmental sensors
environmental sensors
environmental sensors
Situation analysis + planner
situation analysis + planner
situation analysis + planner
motion control
motion control
motion control
Wir dürfen erwähnen dass Automotive Steering eine HAD-fähige Lenkung an das Eva geliefert hat. Aber nicht, dass wir die Motoren verschmelzen wollen.
Use case:
Hochautomatisiertes Fahren bis 130km/h auf der Autobahn
der Fahrer übernimmt hier nicht mehr die Rückfallebene,
Redundanz der Bremse und der Lenkung. Ein Bremslenken bei 130 km/ ist nur schwer vorstellbar um sicher zum Fahrbahnrand zu kommen.
Bosch Lösung: redundante Wicklungen im Motor der Lenkung. Kostengünstig.
Bosch hat Lenkungs know how
brake
steer
accel.
brake
steer
accel.
brake
steer
accel.

19. Test, Verify, Validate … Repeat
Botschaft:
Bosch on the road A81 und USA
Ggf Anekdote aus der Erprobung (nächste Folie): aufgrund der Neugier am Bosch Prototypenfahrzeug behinderten Verkehrsteilnehmer das automatisierte Fahrzeug beim Einfädeln. Der Mensch als Fahrer entscheidet in diesem Moment entweder abzubremsen um sich hinten einzureihen oder Gas zugeben um sich vor dem Fahrzeug einzufädeln. Das Fahrzeug muss in diesen Fällen wissen, dass die Fahrspur in wenigen hundert Metern zu Ende ist und sich „aktiv“ und frühzeitig den Spurwechsel umsetzen.
Aber was ist nötig um dies in Serie zu bringen..
Es darf kein Fehler passieren,….

20. Connectivity based development and validation
Example
Perception
Data-storage
Back-end
Actuators
Database for field data
Product development

21. Connected vehicles are better vehicles
Titel des Kapitels
Connected vehicles are better vehicles
Information on future behavior
Redundancy (360° vehicle environment)
Small latency
(e.g. electronic brake light)
Negotiation of maneuvers (lane merge assist)
Non-visible area (e.g. crossing traffic)
Nur auf der Tonspur Connecitivity of the car requires increased security measures
Die onboard-Sensoren wie z. B. Radar-, Video- oder Ultraschallsysteme, ermöglichen die Erfassung des Fahrzeug- und Verkehrsumfelds und bilden die Voraussetzung für die fortschreitende Automatisierung des Fahrens.
Allerdings ist zu berücksichtigen, dass jeder dieser Sensoren technische Einschränkungen bezüglich Sichtbereich, Zuverlässigkeit und Verarbeitungsgeschwindigkeit der Objekterkennung, etc. aufweist.
Insbesondere für das hoch-und vollautomatisierte Fahren ergeben sich diesbezüglich aber sehr hohe Anforderungen, die durch eine redundante Auslegung der Sensorsysteme und intelligente Sensordatenfusion erreicht werden soll.
Betrachtet man die car-to-car Kommunikation oder der Verkehrsinfrastruktur (V2X) als zusätzlichen Sensor, so ergeben sich die auf der folgenden Folie dargestellten Möglichkeiten
Mittels V2X-Kommunikation können Informationen über andere Fahrzeuge in für onboard Sensoren nicht einsehbaren Bereichen, wie z. B. Kreuzungsbereiche mit enger Bebauung oder Senken im Straßenverlauf, frühzeitig ausgetauscht werden, so dass kritische Situationen vermieden werden können
Die Weitergabe von besonders zeitkritischen Informationen, wie z. B. eine Notbremsung, ist innerhalb von Millisekunden möglich
Der deutlich größere „Sichtbereich“ sowie die Möglichkeit, Sensordaten mit den benachbarten Fahrzeugen auszutauschen und zu fusionieren führt zu einer besseren Erfassung des Umfeldes.
Ebenso ist es möglich, dass Fahrzeuge bestimmte Fahrmanöver untereinander aushandeln und abgestimmt durchführen.
Über V2X ist es weiterhin möglich, hochdynamische Daten mit lokal begrenzter Gültigkeit – z. B. die derzeitige Verkehrssituation an der nächsten Kreuzung – in eine sog. „Local Dynamic Map“ einzubringen, die dann als Basis für die Berechnung der Fahrmanöver genutzt werden kann.
Eine Besonderheit, die ein onboard System nicht bieten kann, besteht in der Möglichkeit, Informationen zum zukünftigen Verhalten von Verkehrsregelungsanlagen zu erhalten, die zur Vorhersage des optimalen Fahrverhaltens herangezogen werden kann. So kann eine Lichtsignalanlage z. B. sowohl Informationen über ihren aktuellen Zustand als auch über das zukünftige Umschaltverhalten bereitstellen, mit deren Hilfe die Fahr- und Verkehrseffizienz optimiert werden kann.
Möglichkeit, alle möglichen Mobilitätsdaten, wie z. B. Verkehrsfluss, Verkehrszeichen, Straßenattribute (Steigung, Kurvenradius, Reibwert, Schlaglöcher, etc.), Wetterereignisse, zu erfassen und zur Aggregation an einen Server zu übertragen, um aktuelle und zuverlässige Informationen zu generieren, die anschließend den Fahrzeugen wieder bereitgestellt werden.
Information on future behavior
(e.g. remaining red light phase)
Sensor data fusion (e.g. dynamic map)

22. Notes
Wichtig: Car2x-Konzepte sind keine notwendige Voraussetzung für automatisiertes Fahren, erhöhen aber in Kombination nochmals Sicherheit und Effizienz.
Erster Schritt in Richtung Car2x: Europäische Organisationen für Standardisierung ETSI und CEN einigten sich Mitte auf ein erstes Regelwerk für vernetzte Fahrzeuge. Darin wird Kommunikation zwischen den Fahrzeugen in Europa standardisiert.
Feasibility of car2x concept was proved during simTD project
· Reduction of accidents could save up to EUR 6.5bn p.a.1 in Germany
· Efficiency effects and reduced pollution are estimated at EUR 4.9bn p.a.1

23. Cars - the better drivers ?
Relieve human from driving task
-> enable non-driving tasks
Crash avoidance /
Collision mitigation
Overwhelmed
Be connected,
Communicate,
Be productive
Driving pleasure
Other Tasks
Involve human, offer information, offer driving tasks
“Co-Pilot“: Observe, evaluate, offer
Active Driving
Hinweis: Folie soll erklären dass sich automated driving und Fahren nicht ausschließen, das passt nicht 100% zur Headline “Cars are the better drivers”
Zum Abschluss möchte ich noch mal den großen Mehrwert des Automatisierten Fahrens herausarbeiten:
Was ist die Motivation die Automatisierung voran zu treiben?
Die Automatisierung ist die Schlüsseltechnologie für mehr Comfort, Effizienz und vor allem Sicherheit
90 % aller Unfälle werden zumindest teilweise durch Menschen verursacht. Logische Konsequenz ist den Fahrer so viel wie möglich zu unterstützen. Dies ist der wichtigste Treiber für Bosch .
Das Fahrzeug ist der bessere Fahrer: Es hält sich immer an die Verkehrsregeln und läßt sich nicht zu riskanten Überholmanövern hinreißen, es trinkt nicht und wird auch nicht müde und abgelenkt .
Rechts oben: Die Automatisierung unterstützt den Fahrer in Situation in denen er überfordert ist , z.B. enge Baustellen, Kreuzungen. Das Fahrzeug bremst für mich oder führt mich sicher durch Gefahrenstellen.
Links unten: Die Automatisierung unterstützt mich bei Unterforderung, z. B. lange monotone Autobahnfahrten, Stop and Go im Stau-> Hier passieren viele Unfälle durch Ablenkung. Hier kann z.B. das Fahrzeug dem Fahrer aktiv anbieten, die Fahraufgabe zu übernehmen.
Rechts unten: Bosch-Untersuchungen haben ergeben, dass bereits heute über 50 % der Autofahrer automatisiertem Fahren positiv gegenüber stehen. Wichtig ist ihnen dabei, dass sie selbst entscheiden können, wann sie automatisiert fahren. Wichtigstes Feature: OFF-Button!
Fun to drive: Auch in Situationen, in denen der Fahrer selber fahren möchte, kann das System als "Co-Pilot" mit relevanten Informationen unterstützen. So kann z.B. die Idealgeschwindigkeit für die nächste Kurve im Head-up-Display angezeigt werden. Die Automatisierung kann hier als Co Pliot mit zusätzlichen Informationen unterstützen. (Kurvengeschwindigkeit)
Links oben: Die Möglichkeit, dem Fahrzeug die Verantwortung zu übergeben, bietet ein völlig neues Fahrgefühl. Die Fahrzeit kann anderweitig produktiv genutzt werden, um z.B. Mails zu bearbeiten oder Filme zu schauen.
Under stimulated
Driving task

24. Vision – injury free driving
Vision – injury free driving
Accidents involving fatalities 3
no car involved
(18%)
Automation
(26 %)
driver assistance systems/active Safety
(45%)
V2x solutions
(11 %)
Driver Assistance 1,2
ESC
Automated Driving 4
11 % der Unfälle können nur mit neuen Technologien V2V oder C2X adressiert werden.
Anmerkung CR/AEV:
Mit den Technologien lassen sich auch Systeme und Funktionen für andere Fahrzeuge realisieren. Damit profitieren auch die verbleibenden 18 % der Unfälle in denen kein PKW involviert ist. 1
Source: Bosch Accident Research, DAT, DESTATIS 1 Installation rate and figures estimated 2 AEB including AEB VRU, LDW/LKS, Night Vision, Lane Change Assist (incl. BSD), Crossing Assist, Left Turn Assist % in 1999 = accidents w/ casualties

25. Invented for life Hinweise zur Folie davor
Invented for life
Hinweise zur Folie davor
Automated Driving is a key enabling technology for increased efficiency, comfort and safety. More than 90 % of all accidents are at least partly caused by human error. The Texas Transportation Institute estimates that in 2011, congestion in 498 metropolitan areas caused urban Americans to travel 5.5 billion hours more and to purchase an extra 2.9 billion gallons of fuel for a total congestion cost of $121 billion [6].
Increased vehicle automation still leaves plenty of room for driving pleasure. Fig. 1 shows situations where automation can assist overwhelmed or understimulated drivers through accident avoidance or assistance functions. In situations where the driver enjoys active driving, systems may offer information to the driver. In situations where the driver would much rather sit back and be productive, communicate or relax and consume media, vehicle automation can relieve the driver of tedious driving tasks and take over control.
F/A: von CES
automated driving will make traffic much safer. >90% of all accidents are caused by human failure. Automated vehicles can avoid risky situations much better than a human driver and will reliably stick to the rules without getting tired, bored or emotionally affected.
Will AD vehicles be held to a much higher safety standard?
As nearly 90 % of all accidents are caused by drivers, the logical consequence must be to assist drivers as much as possible, and to gradually relieve them of driving tasks altogether. In introducing automated driving, we want to make sure that the positive trend of fewer and fewer road deaths continues.