Kommunikation und Vernetzung

Als von Politik und Industrie unabhängige, allgemeinnütze Forschungsgesellschaft gilt Fraunhofer als wichtiger Akteur für die neutrale Gestaltung von Technologien, Protokollen, Normen und Richtlinien des IuK-Sektors. Insbesondere bei der Vernetzung automatisierter Fahrzeuge besteht noch ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf um sichere und herstellerübergreifende Lösungen umsetzen zu können.

Projektbeispiel: Multi-Gigabit-Datenübertragung über Automotive-Netzwerke

© Foto Kurt Fuchs Fraunhofer IIS

Im Automotivebereich werden heute sehr hohe Datenmengen übertragen. Der fachliche Fokus des Fraunhofer IIS ist die Entwicklung von Konzepten, ASICs und IPs für drahtgebundene Gigabit-Datenübertragung (1 bis 10 Git/s) mit Reichweiten von einigen Metern bis wenigen 100 Metern.

Die besonderen Herausforderungen im Automobilbereich liegen in der Verwendung eines dünnen Kupferkabels und eines einfachen, robusten Steckers sowie in der Einhaltung der strengen EMV-Anforderungen. Herkömmliche Lösungen, wie z. B. die Verwendung des 10-Gigabit-Ethernet-Standards, sind dafür nicht geeignet.

Hier liegt der Fokus des IIS auf der Entwicklung von Sender- und Empfänger-IPs sowie -ASICs zur Datenübertragung über eine einzelne Twisted-Pair-Leitung. 

Projektbeispiel: Intelligente Vernetzung

Die Verfügbarkeit aktueller Daten – zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort – ist eine wichtige Voraussetzung für das autonome Fahren.

Hierfür bieten wir Lösungen rund um die Datenübertragung im und zum Fahrzeug.

Wir arbeiten an

  • Hochgeschwindigkeits-Bus-Systemen zur Datenverteilung im Auto,
  • Connectivity über Rundfunk oder Mobilfunk für die Datenübertragung vom und zum Auto
  • sowie intelligenten Antennen für einen zuverlässigen Empfang.

Offene Testeinrichtungen zur Validierung von Antennen, Funksystemen und Modems (z.B. LTE-A Testbed, DAB/DRM Sender) runden unser Leistungsspektrum ab.

 

Projektbeispiel: TIMON: Enhanced real Time services for optimized multimodal Mobility relying on cooperative Networks and open data

Im Rahmen von Smart Cities werden alle Verkehrsteilnehmern in der Zukunft von der Vernetzung miteinander und mit Backend-Diensten profitieren. Eine der Grundbausteine für das kooperative Ecosystem sind zuverlässige Vernetzung und offene Daten. Fraunhofer ESK entwickelt Konzepte und Algorithmen, um die Verkehrsteilnehmer über verschiedene drahtlose Kommunikationstechnologien (LTE, ITS-G5, Bluetooth) effizient und zuverlässig zu vernetzen. Die simulierten und im Feld erprobten Assistenzsysteme und Dienste tragen zu mehr Sicherheit, Effizienz und Komfort im Straßenverkehr bei.

Projektbeispiel: Heterogene Vernetzung von Fahrzeugen für zuverlässige Kooperation

© Foto Fraunhofer ESK

Kooperation und Kommunikation sind wichtige Bestandteile für das automatisierte Fahren. Hierzu bedarf es eines zuverlässigen Nachrichtenaustausches mit minimalen Verzögerungen. Lokale Kommunikation via ETSI ITS-G5 und globale Kommunikation über Mobilfunk bilden dabei komplementäre Ansätze, deren jeweilige Stärken sich optimal ergänzen können. Aus diesem Grund entwickelt das Fraunhofer ESK Ansätze zur adaptiven Nutzung beider Technologien, abhängig von ihrer Verfügbarkeit, der aktuellen Auslastung sowie den Anforderungen der jeweiligen Applikation.

 

Projektbeispiel: Verkehrswarn- und Informationsplattform mit Car-to-Roadside Vernetzung

© Foto Fraunhofer ESK

Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit werden von Infrastruktursensoren und mittels Car2X-Kommunikation Verkehrsdaten erfasst und über Road Side Units an eine Verkehrsanwendung übertragen. Diese berechnet in Echtzeit die aktuelle Verkehrslage und warnt bei Gefahrensituation den relevanten Verkehr über Warnleuchten und Car2X-Nachrichten. Fraunhofer ESK forscht an einem robusten und modularen Vernetzungskonzept sowie an adaptiver Aggregation der Daten in Abhängigkeit von der lokalen Kanallast für eine zuverlässige Vernetzung.

 

Projektbeispiel: Integrierte Simulation von kooperativen Fahrzeugen

© Foto Fraunhofer ESK

Für die Entwicklung kooperativer Assistenz- und automatisierter Fahrfunktionen sind Simulationen ein unverzichtbares Werkzeug. Je nach Anwendungsgebiet sind unterschiedliche Detailgrade erforderlich, die von verschiedenen Simulationstools bedient werden. Hierfür entwickelt Fraunhofer ESK Lösungen zur Kopplung etablierter Tools, wie bspw. Verkehrs-, Fahrdynamik oder Netzwerksimulatoren, um zukünftige Anwendungen mit einem hohen Detailgrad zu simulieren und bewerten, bevor sie den Weg in die Praxis finden.

Projektbeispiel: Hochgenaue Indoor-Lokalisierung und Navigation für Fahrzeuge und Menschen

© Foto Fraunhofer FOKUS

Automatisiertes Fahren setzt hochgenaue digitale Karten voraus, die nicht nur für den Außenbereich, sondern auch für Gebäude, wie Parkhäusern, hochaktuell zur Verfügung stehen müssen. Fraunhofer FOKUS hat basierend auf diesen HD-Karten eine kostengünstige und robuste Indoor-Navigation entwickelt, die ohne Funk-Beacons mittels Bildauswertung Menschen und Fahrzeuge erkennt und trackt. Bei einem internationalen Wettbewerb erzielte das System bei 95% der Messungen eine Genauigkeit von unter 50 cm. In unserem speziell ausgestatteten Parkhaus wird sogar eine Genauigkeit von unter 0,5 cm erreicht. Die FOKUS-Navigation wird als Ground-Truth-System für alternative Lokalisierungsverfahren eingesetzt.