Auf dem Weg zu Level 5

Schrittweise rückt das autonome Fahren näher – IAV testet bereits das voll automatisierte Fahren

Moderne Fahrerassistenzsysteme wie Abstandsregeltempomaten und Einparkassistenten können bereits heute in Lenkung, Beschleunigung und Verzögerung eingreifen. Einige Versuchsfahrzeuge beherrschen schon die nächste Stufe: das hochautomatisierte Fahren. Bis zur Vollautomatisierung und zum Auto ohne Lenkrad wird es aber noch einige Jahre dauern.

Der Weg hin zum autonomen Fahren führt über mehrere Stufen: Auf der untersten („Level 0“) hat der Fahrer keinerlei Unterstützung – er muss selbst lenken, bremsen und Gas geben. Etwas Erleichterung verschaffen ihm auf Level 1 Assistenzsysteme wie der Abstandsregeltempomat (ACC), der den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant hält, ohne dass der Fahrer dazu ständig das Brems- und Gaspedal bedienen muss. Noch mehr Komfort bietet Level 2: Hier greifen zum Beispiel Einparkassistenten aktiv in die Lenkung ein. Das ist heute in Serienfahrzeugen der Stand der Technik.

Die nächste Stufe (Level 3) ist das hochautomatisierte Fahren: „Hier muss der Fahrer das Auto nicht mehr ständig überwachen“, erklärt Karsten Schulze, Fachbereichsleiter Aktive Sicherheit und Fahrerassistenzsysteme bei IAV. „Es kann viele Aktionen selbst ausführen, etwa einen Spurwechsel. Der Mensch kann sich währenddessen mit anderen Dingen beschäftigen, er muss aber innerhalb von 10 bis maximal 30 Sekunden wieder die Kontrolle übernehmen können (laut derzeitigem Stand der internationalen Diskussion).“ Bis spätestens 2020 werden solche Systeme voraussichtlich in Serie gehen.

Auf Level 3 zwischen Chemnitz und Dresden

Was diese Systeme in der Zukunft einmal können werden, zeigen verschiedene Versuchsfahrzeuge. Seit Jahren legt beispielsweise IAV mit einem umgerüsteten VW Golf die rund 70 Kilometer lange Strecke von Chemnitz zum Flughafen Dresden hochautomatisiert zurück. Der Fahrer ist dabei kaum mehr gefragt – lediglich an einigen Ampeln muss er noch eingreifen, weil das System die Lichtsignale nicht eindeutig den Fahrspuren zuordnen kann. Dafür müsste das Fahrzeug über eine Car-to-Infrastructure-Vernetzung weitere Informationen bekommen.

Sobald die Fahrzeuge Level 4 – das voll automatisierte Fahren – erreicht haben, muss sich der Fahrer kaum noch um das Verkehrsgeschehen kümmern. „Er hätte die Möglichkeit, während der Fahrt entspannt Zeitung zu lesen“, so Schulze. „Das Fahrzeug kümmert sich dann um fast alles und die Vorwarnzeit für menschliche Eingriffe könnte bei etwa einer Minute liegen.“ Diesen Grad der Automatisierung beherrscht das IAV-Versuchsfahrzeug ebenfalls – im Moment allerdings nur auf einer Teststrecke. In Serie werden solche Systeme wohl ab 2020 kommen.

Autos ohne Lenkrad und Pedale

Das Maximum an Automatisierung ist mit dem autonomen Fahren erreicht, das Level 5 entspricht. Diesen Fahrzeugen sieht man ihre Selbstständigkeit auch sofort an: Sie haben weder ein Lenkrad noch Pedale – ein Eingriff des Menschen ist hier überhaupt nicht mehr vorgesehen. Diese Fahrzeuge sind keine Weiterentwicklungen konventioneller Modelle mehr, sondern von Grund auf für das autonome Fahren entwickelt.

Auf dem Weg zum Fahrzeug ohne Fahrer müssen aber noch einige Hürden genommen werden. Zwar wurde die Wiener Konvention bereits so verändert, dass sie der zunehmenden Automatisierung nicht mehr im Wege steht – jetzt gilt es aber, weitere Fragen zu beantworten: Wie soll die Serienzulassung solcher Fahrzeuge ablaufen? Und gibt es für sie überhaupt eine breite gesellschaftliche Akzeptanz?

Auch die Technik muss noch weitere Fortschritte machen. Um den Fahrer ersetzen zu können, muss die Umfeldsensorik ein RundumAbbild des Verkehrsgeschehens liefern. „Dafür brauchen wir ein redundantes Sensorkonzept, bei dem beispielsweise die Daten einer Videokamera und eines LIDAR-Sensors kombiniert werden“, erklärt Schulze. „Wichtig ist aber auch die Vernetzung des Fahrzeugs mit der Umgebung, etwa Ampeln. Darum ist es gut, dass der Car2X-Standard jetzt auch die Infrastruktur miteinbezieht.“ IAV arbeitet unter anderem im Car2Car-Konsortium an den entsprechenden Standards mit.

Bessere Straßenkarten benötigt

Ein zukünftiger Erfolgsfaktor für das autonome Fahren wird das Kartenmaterial sein, auf dessen Basis die Algorithmen entsprechende Fahrstrategien ermitteln. Hier besitzt Google einen Vorsprung, basierend auf dem eigenen Kartendienst, welchem nun durch die Allianz der deutschen Hersteller Audi, BMW und Daimler mit dem Erwerb des Kartendienstes „Here“ und dem damit verbundenen Zugriff auf hochwertige Daten begegnet werden soll. Allerdings müssen auch hier noch weitere Anstrengungen in die Verbesserung der Daten einfließen: „Aktuell existieren noch Unstetigkeiten im Informationsgehalt zwischen benachbarten Kartenabschnitten“, berichtet Schulze. „Das kann zu einem sprunghaften Verhalten des Fahrzeugs und damit zu einer undefinierten Fahrdynamik führen – was sowohl aus Sicht der Sicherheit als auch des Fahrkomforts inakzeptabel ist. Eine Verbesserung der Karten zur Behebung des Problems ist hierbei unumgänglich.“

Grundsätzlich gibt es auf dem Weg zum autonomen Fahren kaum technische Unterschiede zwischen Pkws und Nutzfahrzeugen und auch die Level-Einteilung ist identisch. Allerdings sind die Business-Cases verschieden: Beim Platooning fahren Lkws beispielsweise dicht aneinander, um Kraftstoff zu sparen. Dafür müsste der Fahrer an der Spitze des Platoon vergütet werden – denn er profitiert als Einziger nicht vom Windschatten, in dem alle anderen fahren.

Im internationalen Wettbewerb sieht Schulze die deutschen OEMs auch gut aufgestellt. „Uns freut es natürlich ganz besonders, dass IAV beim autonomen Fahren in der Branche als führendes Engineering-Unternehmen gilt. Das zeigt sich auch bei der großen Nachfrage nach Projekten.“ Diese Führungsposition will IAV festigen und ausbauen. So soll das Versuchsfahrzeug bald nicht nur auf der Landstraße und der Autobahn, sondern auch in der Innenstadt von Dresden hochautomatisiert fahren können.