Projekt INSITEX

Im Verbundforschungsprojekt INSITEX wird die Nutzung Intelligenter Technischer Textilien in Kraftfahrzeugen zur Erhöhung der aktiven Insassensicherheit untersucht. Dabei sollen über die Integration von textilen Sensorelementen in Fahrzeugkomponenten (Sitz, Lenkrad, Himmel, etc.) innovative Anwendungen zur Unfallprävention realisiert werden. Insbesondere werden die Anwendungen Fahrerzustandserkennung, Vigilanzmessung und Sitzbelegungserkennung betrachtet.

Ausgangslage

Trotz erheblicher Verbesserungen in der Verkehrssicherheit sind im Straßenverkehr allein in Deutschland jährlich etwa 6000 Todesopfer und 440.000 Verletzte zu beklagen. Der überwiegende Teil der Unfälle wird dabei durch menschliches Versagen verursacht. Allein das als Sekundenschlaf bekannte Phänomen verursacht der Deutschen Verkehrswacht zufolge 25% aller Verkehrsunfälle. Die von der Bundesanstalt für Straßenwesen ermittelten jährlichen volkswirtschaftlichen Kosten, die infolge von Straßenverkehrsunfällen entstehen, beliefen sich allein 2001 auf 34,5 Mrd. €. Das Einsparpotenzial durch Vermeidung müdigkeitsbedingter Unfälle betrüge dadurch allein in Deutschland in erster Näherung über acht Milliarden Euro.

Eine technische Einrichtung, die in gewissen Grenzen aufkommende Müdigkeit erkennen und somit drohenden Sekundenschlaf vorhersagen kann, würde also einen Meilenstein in der Entwicklung der Sicherheitstechnik im Straßenverkehr darstellen. Aus der Literatur ist bekannt, dass Müdigkeit und andere Fahrleistungs-relevante Zustände (z.B. Stress) durch eine Kombination von fahrdynamischen Parametern (z.B. Lenkwinkel-Messung) und physiologischen Messparametern (z.B. Herzrate, HRV, Hautimpedanz) relativ gut erkannt werden können. Eine Erfassung solcher Vitalsignale ist jedoch mit heutigem Stand der Technik nur mit erheblichem Aufwand möglich und die Instrumentierung (Klebeelektroden, Kabelverbindungen, etc.) sowie die Kosten für eine generelle Anwendung in Fahrzeugen nicht akzeptabel.

Eine ideale Lösung hierfür stellt die Anwendung Intelligenter Technischer Textilien dar, welche die physiologischen Parameter ohne Beeinträchtigung des Komforts erfassen und für Fahrsicherheits- Anwendungen zur Verfügung stellen können. Zugleich lassen sich mit solchen Intelligenten Technischen Textilien im Fahrzeuginnenraum zusätzliche Sicherheitsfunktionen, wie z.B. die Sitzbelegungserkennung für selektive Airbag-Auslösung, zuverlässig realisieren.

Projektziele

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuartiger Lösungen zur Verbesserung der aktiven Sicherheit
in Kraftfahrzeugen auf Basis von Intelligenten Technischen Textilien. Durch die Integration von mikrosystemtechnischen Komponenten in textile Teile des Fahrzeuginnenraums (wie z.B. Sitz, Gurt, Lenkrad, Himmel) sollen dabei folgende neue Sicherheits-Anwendungen ermöglicht werden:

• Überwachung des Müdigkeitszustands (Vigilanzmessung)
• Überwachung sonstiger Einflüsse auf die Fahrleistung (Stress, Aufmerksamkeit)
• Zuverlässige Sitzbelegungserkennung (inklusive Unterscheidung verschiedener Gewichtsklassen)
• Überwachung der Sitzposition und Gurteinstellung

Für die Realisierung dieser Funktionen müssen verschiedene Signale und Parameter des Fahrers (EKG, Kopfposition, Atmung, Hauttemperatur, etc.) erfasst werden, welche als Grundlage für die oben beschriebenen Anwendungen dienen können. Mit bisher verfügbaren Technologien ist eine im Fahrzeug akzeptable Erfassung dieser Informationen nicht möglich, da hierfür am Körper angebrachte Sensoren (Elektroden, etc.) nötig wären.

Im Rahmen dieses Vorhabens sollen daher Lösungen auf der Grundlage Intelligenter Technischer Textilien für solche Anwendungen untersucht werden. Hierfür sollen in einem interdisziplinären Ansatz Probleme aus dem kompletten technologischen Spektrum von der Textiltechnik über die Mikrosystemtechnik bis zur Fahrzeugsicherheit erforscht werden.
Darunter fallen unter anderem:

• Die Entwicklung innovativer Garne mit speziellen sensorischen Eigenschaften
• Die Entwicklung von textilen Flächenstrukturen als Sensorelementen
• Die Entwicklung von Messverfahren für Vitaldaten und andere Parameter auf Basis von textilen Sensorelementen
• Die Untersuchungen von zuverlässigen Aufbau- und Verbindungstechniken für textilintegrierte Elektronik in Automotive-Anwendungen
• Die Integration der entwickelten Messverfahren in Fahrzeugkomponenten (Strukturintegration, Produktionsprozesse, Anbindung an Fahrzeugelektronik)
• Die Weiterentwicklung von Anwendungen zur Fahrzeugsicherheit durch Anpassung an die textile Sensorik

Neben den genannten Forschungsaktivitäten sollen bereits im Rahmen des Projektes Fragestellungen zum Transfer der Entwicklungsergebnisse in verwertbare Produkte (wie z.B. Zuverlässigkeitsaspekte, Integration in Massenproduktionsprozesse und die automobile Zuliefererkette, Kundenakzeptanz, etc.) betrachtet werden.

Zur Verdeutlichung der Projektergebnisse soll ein Demonstrator des Intelligenten Fahrzeuginnenraums mit prototypisch implementierten Anwendungen realisiert werden. Mit dem Demonstrator sollen zur Evaluierung der Nutzbarkeit und zur Vorbereitung der Verwertung abschließend Fahrsimulations- bzw. Fahrtests durchgeführt werden.

Konsortium

• DaimlerChrysler AG, Stuttgart
• FZI, Karlsruhe
• FHG IZM, Berlin
• W. Zimmermann GmbH, Weiler-Simmerberg
• Fritz Moll Textil KG, Altshausen
• I.G. Bauerhin GmbH, Gründau

• Gefördert: BMBF
• E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spam-Bots geschützt, Sie müssen Javascript aktivieren, damit Sie sie sehen können
• beteiligte Forschungsbereiche: ESS