Automatisierte Fahrzeuge erobern den Straßenraum. Also höchste Zeit zu erforschen, wie Zuverlässigkeit und Sicherheit in der Kommunikation zwischen menschlichen und technischen Systemen optimiert werden können. Genau dieser Aufgabe stellt sich das Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThIMo) an der TU Ilmenau mit einer neuen Forschungsgruppe.
Wie nehmen Kommunikations- und Radarsysteme Teilnehmende im Straßenverkehr wahr und wie lässt sich dies präzise und effizient messen? So lautet die Kernfrage der Forschungsgruppe „BiRaUM – Bistatische Radarsignaturen von Verkehrsobjekten als Bindeglied zwischen Umfelderfassung und Mobilkommunikation“. Wir haben mit dem Leiter der Forschungsgruppe und Fachgebietsleiter Funktechnologien für automatisierte und vernetzte Fahrzeuge sowie Mitglied im ThIMo, Prof. Dr. Thomas Dallmann, über die Ziele der Forschungsgruppe gesprochen.
Herr Professor Dallmann, automatisierte und vernetzte Fahrzeuge haben großes Potenzial für eine klimafreundliche und leistungsfähige Mobilität. Die komplexen und sich ständig verändernden Realitäten des Straßenverkehrs mit unterschiedlichsten Verkehrsobjekten bringen jedoch besondere Herausforderungen mit sich, was die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine bzw. Fahrzeug angeht. Wie adressieren Sie diese Herausforderungen in der neuen Forschungsgruppe?
Funk- und Radarsignale werden von Objekten in unserer Umgebung reflektiert – im Straßenverkehr sind das Fahrzeuge, Fahrradfahrer und Fußgänger, aber auch Straßenausstattung und Gebäude. Dies beeinflusst die funkbasierte Fahrzeugkommunikation, die für das vernetzte Fahren notwendig ist, und stellt Zuverlässigkeit und Sicherheit des vernetzten Fahrens vor Herausforderungen. Je besser das Reflexionsverhalten erforscht ist, desto besser kann es bei der Auslegung von Kommunikationssystemen und -netzen berücksichtigt werden.
Eine besondere Rolle spielt in diesem Kontext der künftige Mobilfunkstandard 6G: Mit diesem wird es möglich werden, Mobilkommunikation gleichzeitig zur Umgebungswahrnehmung zu nutzen – vergleichbar mit einem Radarsystem. Somit lässt sich unser Mobilfunknetz zusätzlich zur Verkehrserfassung oder sogar zur Detektion von Drohnen nutzen. Das eröffnet die Möglichkeit, sowohl die Sicherheit im Straßenverkehr als auch die zivile Sicherheit zu erhöhen. Diese Technologie ist mittlerweile unter dem Begriff „Integrated Communications and Sensing“, kurz ICAS, bekannt. Auch für ICAS brauchen wir Kenntnisse über das Reflexionsverhalten von Objekten, um zu verstehen, wie zuverlässig diese Objekte detektiert werden können.
Am ThIMo steht uns einzigartige Infrastruktur für Mobilitätsforschung zur Verfügung – darunter auch die bistatische Radarreflektivitätsmessanlage BiRa als Teil der virtuellen Straße – Simulations- und Testanlage (VISTA), welche sich zur Messung dieser Reflektivitäten eignet.
Dies ist jedoch mit einer großen Herausforderung verbunden: Die vollständige Charakterisierung von großen und komplex geformten Objekten im Millimeterabstand kann Wochen oder sogar Monate dauern. Genau hier setzt BiRaUM an:
Wir erforschen Messverfahren, mit denen sich das Reflexionsverhalten solcher Objekte schnell, aber dennoch präzise charakterisieren lässt.
Welche Fachgebiete der Universität sind an dieser Forschungsgruppe beteiligt?
Das Projekt wird vollständig am ThIMo umgesetzt. Beteiligt sind das Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik unter der Leitung von ThIMo-Direkt Professor Matthias Hein sowie die Fachgebiete Funktechnologien für Automatisierte und Vernetzte Fahrzeuge FAVF und Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung EMS, welche derzeit beide von mir geleitet werden. Als dritter Antragssteller unterstützt uns Professor Reiner Thomä mit seiner Fachexpertise.
Welchen gesellschaftlichen Nutzen versprechen Sie sich von Ihren Forschungsergebnissen?
Die Ergebnisse von BiRaUM tragen dazu bei, automatisierte Fahrzeuge sicherer und den Straßenverkehr effizienter zu machen. Wenn Fahrzeuge ihre Umgebung zuverlässiger erkennen und Informationen präzise untereinander austauschen können, lassen sich Unfälle vermeiden und Verkehrsflüsse optimieren.
Die im Projekt entwickelten Modelle helfen außerdem bei der Planung und Weiterentwicklung zukünftiger Mobilfunk- und Sensorsysteme, insbesondere mit Blick auf 6G und ICAS. Hersteller, Netzbetreiber und Entwickler können diese Erkenntnisse nutzen, um neue Technologien realitätsnah zu testen, zu verbessern und schneller in die Praxis zu bringen.
Kurz gesagt: BiRaUM liefert wichtige Messwerkzeuge und Modelle zur Auslegung von Mobilkommunikation und Sensorik für die Mobilität von morgen.
Weiterführende Informationen
ThIMo: Forschungseinrichtung BIRA ebnet den Weg für neuartige Radarsensor- und 6G-Mobilfunksysteme
Drohnenflüge – sind wir blind im unteren Luftraum? Interview mit Prof. Reiner S. Thomä vom Fachgebiet Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung zur Rolle von Mobilfunk und ICAS für mehr Sicherheit
Das vom Freistaat Thüringen geförderte Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds Plus kofinanziert.
Kontakt
Jun.-Prof. Thomas Dallmann
Fachgebietsleiter Funktechnologien für Automatisierte und Vernetzte Fahrzeuge FAVF und Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung EMS