05/14/2019

Hochschule Rhein-Waal entwickelt mit Partnern ein Lkw-Andockassistenzsystem

Weil das Andocken von Sattelzügen oder Lang-Lkw an Logistikzentren hohe Ansprüche an den Fahrer stellt und immer wieder Zeit kostet, macht sich jetzt ein deutsch-niederländisches Konsortium daran, ein innovatives Assistenzsystem zu entwickeln. Mithilfe eines Sichtsystems soll das „Docking“ effizienter werden und schadenfrei ablaufen können. Die Hochschule Rhein-Waal ist einer der Konsortialpartner.

Das Andocken von Sattelzügen oder Lang-Lkw an Logistikzentren ist ein wichtiger Teilprozess innerhalb der gesamten Logistikprozesskette. Häufig dauert der Vorgang länger als vorgesehen und kann schnell zu Staus führen. Zudem kommt es immer wieder zu Sachschäden. Auch wenn ein robotisierter Lkw dies verhindern könnte, so ist davon auszugehen, dass mittelfristig Lkw weiterhin von Menschenhand gesteuert werden. Hilfreich wäre da ein entsprechendes Assistenzsystem. Dabei sollte auf Änderungen an den derzeitigen Lkw und Aufliegern vollständig verzichtet werden, damit das System für den gesamten Fuhrpark genutzt werden kann.

Um ein solches System zu entwickeln, hat sich jetzt im Rahmen des Projekts VISTA ein deutsch-niederländisches Konsortium aus 13 Partnern zusammengeschlossen. VISTA steht für Vision Supported Truck Docking Assistant und ist eine auf Technology Readiness Level 7 ausgerichtete Lösung. Dabei wird das System in einer komplexen Praxissituation demonstriert. Das Projekt wird über das europäische Programm INTERREG V A „Deutschland-Nederland“ mit einem Etat von 2,1 Millionen Euro gefördert. Neben der europäischen Union mit einem Anteil von 50 Prozent sind auch das Land Nordrhein-Westfalen und die niederländische Provinz Gelderland jeweils mit 8,87 Prozent beteiligt. Die übrige Finanzierung erfolgt durch die Projektpartner, zu denen die Hochschule Rhein-Waal, die Hogeschool van Arnhem en Nijmegen HAN, weitere Einrichtungen, Technologieunternehmen sowie Anbieter und Endnutzer aus der Logistikbranche gehören. Das Projekt hat eine Laufzeit von dreieinhalb Jahren und endet am 30. Juni 2022.

Entwickelt werden soll ein Sichtsystem, das die Position von Sattelzügen mittels hoch hängender Kameras in Echtzeit lokalisiert. Aus den daraus resultierenden Standortinformationen berechnet das System eine Reihe von Fahrmanövern, mit denen sich präzise andocken lässt. Dabei werden sowohl die kinetischen Möglichkeiten des Sattelzuges als auch eventuell zu umfahrende Hindernisse berücksichtigt. Auf der Grundlage des berechneten Fahrweges werden über einen speziellen Algorithmus die passende Fahrzeugbewegung und der Lenkwinkel angegeben. Diese Informationen können über eine Bedienoberfläche eingesehen werden. Auch wenn der Fahrer das Fahrzeug weiterhin selbst steuert, hält er sich während des Andockens an die Anweisungen des Assistenzsystems. Die Benutzeroberfläche ist dafür ein wesentliches Element. Die genaue Ausgestaltung dieser Oberfläche ist Teil der Forschungsarbeit.

Die Hochschule Rhein-Waal wird das Projekt bei der Planung, Durchführung und Auswertung von Usability Engineering Methoden unterstützen. Darüber hinaus wird sie mithilfe agiler Entwicklungsmethoden die Planung und Ausführung der Nutzertests begleiten, um so frühzeitig Optimierungsempfehlungen für die natürliche Ausgestaltung der Mensch-System-Interaktion geben zu können. Ziel ist, diese Erkenntnisse in die weitere Entwicklung einfließen zu lassen. Den Einsatz von mobilem Eyetracking nutzt die Hochschule für die Aufnahme und das Analysieren der bewussten und unbewussten Wahrnehmungs- und Handlungsprozesse des Fahrers beim Docking. Der darauffolgende Abgleich dieser Daten mit denen der anderen Projektpartner dient dem Erstellen von Computermodellen zur Vorhersage des Entscheidungsverhaltens von Lkw-Fahrern. Auf diese Weise kann das VISTA System intelligenter und nutzerzentrierter gestaltet werden. Ferner leistet die Hochschule Rhein-Waal einen Beitrag zur Realisation eines VR-Simulators (Virtual Reality) für den Docking-Prozess sowie zum Einsatz von AR-Hilfshinweisen (Augmented Reality) für die Fahrer, beispielweise durch AR-Brillen. „Das ist ein großartiges Projekt für unsere Hochschule. Hier können wir unser zukunftsgerichtetes Fachwissen konkret unter Beweis stellen und nicht nur innerhalb der Hochschule interdisziplinär arbeiten“, zeigt sich Professor Dr.-Ing. Rolf Becker, Professor für Physik mit dem Schwerpunkt Sensorik und Mechatronik, erfreut. Und Professor Dr. Kai Essig, Professor für Human Factors, Interactive Systems, ergänzt: „Dass so viele und unterschiedliche Partner an dem Projekt beteiligt sind, zeigt, wie komplex die Thematik ist. Eine echte Herausforderung für alle Beteiligten, aber ein Gewinn auch für die Logistik-Region Niederrhein.“

Indirekt involviert ist die Hochschule Rhein-Waal noch an ganz anderer Stelle: Das Unternehmen CODUCT GmbH mit Sitz im Starter-Zentrum Dieprahm in Kamp-Lintfort, ist ebenfalls als Partner an dem Projekt beteiligt. Gegründet wurde es im November 2017 von einem ehemaligen Studenten der Hochschule Rhein-Waal. Auch das Team um den Gründer Rafael Regh besteht hauptsächlich aus ehemaligen Studierenden des Studiengangs Medien- und Kommunikationsinformatik. CODUCT verantwortet die Entwicklung und Umsetzung der Benutzeroberfläche und unterstützt bei der Erkennung der Position, der Orientierung und der Fahrzeugabstandmessungen für die anschließende Berechnung der optimalen Gelenkwinkel des Lkw für den Docking-Prozess über Computer Vision sowie der Integration und Demonstration.

Über INTERREG

INTERREG, oder wie es offiziell heißt, die "europäische territoriale Zusammenarbeit", ist Teil der Struktur- und Investitionspolitik der Europäischen Union. Seit mehr als 20 Jahren werden damit grenzüberschreitende Kooperationen zwischen Regionen und Städten unterstützt, die das tägliche Leben beeinflussen, zum Beispiel im Verkehr, beim Arbeitsmarkt und im Umweltschutz. Das Fördergebiet des INTERREG-Programms Deutschland-Nederland erstreckt sich von der Nordseeküste bis zum Niederrhein. Das Gebiet umfasst Teile der deutschen Bundesländer Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen sowie der niederländischen Provinzen Friesland, Groningen, Drenthe, Flevoland, Overijssel, Gelderland, Noord-Brabant und Limburg.

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