Um herauszufinden, ob ein automatisiertes und vernetztes Fahrzeug der Realität im Straßenverkehr gewachsen ist, muss es mehrere tausend Situationen erfolgreich meistern. Alle in praktischen Tests auf der Straße zu erproben, sprengt den Rahmen jedes Zulassungsprozesses. „Nur mit leistungsfähigen simulationsbasierten Werkzeugen und Methoden, die entwicklungsbegleitend und bei der Zulassung zum Einsatz kommen, lassen sich automatisierte Fahrzeuge sicher auf die Straße und in die Anwendung bringen“, erklärt Prof. Frank Köster vom DLR als einer der beiden Koordinatoren des Projekts SET Level. „Simulationen sind dabei eine wichtige Ergänzung bestehender Instrumente, wie Prüfstände und Testgelände.“ Das DLR bringt vor allem seine langjährige Erfahrung beim digitalen und realen Betrieb von Testfeldern und Testinfrastruktur in das Projekt ein sowie Know-how im Bereich des digitalen Zwillings. Dahinter verbirgt sich eine entwicklungstechnische Methode, Objekte oder Prozesse aus der realen in die digitale Welt zu transferieren. Neben dem DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik arbeiten auch die beiden im Aufbau befindlichen Institute für Systems Engineering für zukünftige Mobilität sowie für KI-Sicherheit auf diesem Themenfeld.

Komplexe Realität möglichst effizient in Code umsetzen

Die Herausforderungen für das SET Level-Team sind vielfältig: Es gilt neben dem zu testenden Auto inklusive seiner Software, Sensorik und Regelungstechnik auch ein digitales Abbild des Verkehrsraums in seiner ganzen Komplexität zu erstellen. Dazu gehören Straßen, Infrastruktur, Fahrzeuge aller Art sowie weitere Verkehrsteilnehmende zu Fuß oder auf dem Rad, unterschiedliche Wetterbedingungen und Störfaktoren. Ein wichtiger Punkt dabei ist die Auswahl der Szenarien: „Auch in der Simulation können wir nicht alle theoretisch denkbaren Szenarien abdecken. Sonst würden wir ewig rechnen. Stattdessen müssen wir zuverlässig diejenigen Szenarien auswählen, die repräsentativ für die Beurteilung der Sicherheit des Fahrzeugs sind. Wie man zu diesen Szenarien kommt und sie in der Simulation umfassend abprüft, diese Fragen sind ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des Projekts“, beschreibt Dr. Hardi Hungar, der die DLR-Aktivitäten im Projekt wissenschaftlich leitet. Am Ende kann man sich einen simulativen Test wie folgt vorstellen: „Das virtuelle Testfahrzeug fährt durch die Nachbildung eines Verkehrsraums. Parallel werden Situationsbewertung und Prüfausgaben des Fahrzeugs angezeigt. Man kann also verfolgen, wie das Testfahrzeug mit unterschiedlichen Herausforderungen umgeht.“

Einen ersten Meilenstein hat das Projekt-Team schon erreicht: Es hat die einzelnen Bestandteile der Simulation entwickelt und gezeigt, dass diese Tools auch zusammen funktionieren. Am 29. April 2021 stellen die Forschenden dieses Ergebnis anhand von drei simulierten Verkehrsszenarien auf dem virtuellen Halbzeitevent des Projekts einem internationalen Fachpublikum vor.

Eine Besonderheit des SET Level-Projekts ist zudem: Es setzt soweit wie möglich auf Open Source-Lösungen. So können die entwickelten Methoden nach Projektende von vielen Unternehmen und Forschungseinrichtungen genutzt und weiterentwickelt werden. Das wirkt sich auch spürbar auf die Partnerschaft und Kooperation im Projekt aus: „Wir wollen zusammen Methoden etablieren und Standards setzen für das Zulassungsverfahren hochautomatisierter Fahrzeuge in Deutschland und Europa. Um das zu erreichen, hat sich das breit aufgestellte Konsortium unseres Projektes zusammengefunden“, fasst Henning Mosebach, Leiter Forschungsstrategie am Institut für Verkehrssystemtechnik, zusammen.