Autonome Fahrzeuge: Die wichtigsten Meilensteine

Von Mark Patrick, Mouser Electronics.

Die SAE-Level der Fahrautonomie 

Inhalte dieser Blog-Serie

• Neue Technologien für autonome Fahrzeuge revolutionieren den Automotive-Sektor
• Vorurteile überwinden und Technologien für autonomes Fahren fördern
• Autonome Fahrzeuge: Die wichtigsten Meilensteine
• Sensortechnologien für autonome Fahrzeuge
• Zeitkritische Daten für autonome Fahrzeuge durch V2V und V2I
• Schaffung eines ethischen Rahmens für autonome Fahrzeuge

Schon seit Jahren ist es das Ziel vieler Automobilhersteller, vollständig autonome Fahrzeuge zu entwickeln. Auch nationale und internationale Organisationen für Verkehrssicherheit verfolgen dieses Ziel. Doch die Entwicklung eines autonomen Fahrzeugs ist alles andere als einfach. Die Gründe hierfür erläutern wir in dieser Serie. Neben den vielen technischen Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, gibt es auch gesellschaftliche Bedenken darüber, ob die künstliche Intelligenz dem menschlichen Leben Vorrang einräumen wird. Wenn der Mensch nicht mehr die Kontrolle über das Verhalten eines Fahrzeugs hat, entstehen daraus auch rechtliche Komplikationen für die Versicherer. Somit werden die Entwickler der Algorithmen und letztendlich die Fahrzeughersteller noch stärker in die Verantwortung genommen.

Ungeachtet dieser Herausforderungen sind Fortschritte auf dem Weg zum autonomen Fahrzeug notwendig. Unsere Straßen werden immer voller, und leider gibt es unwiderlegbare Beweise dafür, dass die meisten Unfälle im Straßenverkehr nach wie vor von menschlichen Fahrern verursacht werden. Es gibt allerdings noch einen weiteren interessanten Aspekt von autonomen Fahrzeugen, der in der Gesellschaft immer mehr an Bedeutung gewinnt. Die Einstellung zum Autobesitz ändert sich. Das liegt zum Teil an den steigenden Spritkosten, aber auch daran, dass die Menschen die Beweggründe für den Kauf eines teuren Fahrzeugs überdenken, das die meiste Zeit ungenutzt bleibt und für das noch Wartungs-, Versicherungs- und Kfz-Steuergebühren anfallen.

„Mobility-as-a-Service“ (MaaS), bei dem man mit einer Smartphone-App ein autonomes Fahrzeug bestellen kann, das einen von A nach B bringt, wird sich wahrscheinlich schnell durchsetzen. Die „MaaS Alliance“ hat sich bereits mit einer Mischung aus öffentlichen und privaten Partnern etabliert, um ein nachhaltiges und inklusives Transportmittel rund um den Globus zu entwickeln.

Definition von autonomen Fahrzeugen
Als Rahmen für die Entwicklung autonomer Fahrzeugsysteme hat die Society of Automotive Engineers (SAE) sechs Stufen der Fahrzeugautonomie definiert, die von Level 0 bis Level 5 reichen. Die ersten drei Level, also von Level 0 (Keine Automation) bis Level 2 (Teilautomatisierung), werden von den meisten Fahrzeugherstellern bereits in Form von fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (FAS) angeboten. FAS-Funktionen bieten dem Fahrer in erster Linie Unterstützung, indem sie ihn während der Fahrt warnen und leiten. Gängige FAS-Funktionen wie der adaptive Tempomat, Totwinkelerkennung, Spurhalteassistent, adaptive Beleuchtung, Notbremsassistent und Verkehrszeichenerkennung sind heute in den meisten Fahrzeugen verfügbar. Fahrzeuge der Oberklasse enthalten häufig ein umfassendes FAS-Paket, während Fahrzeuge der mittleren Preisklasse nur eine begrenzte Anzahl an Funktionen bieten.

Der Fahrer ist immer noch für die Lenkung und die Gesamtkontrolle des Fahrzeugs verantwortlich, auch wenn einige FAS-Funktionen scheinbar teilautonomes Fahren ermöglichen. Diese unterstützenden Funktionen sind in der Regel voneinander abhängig und nutzen gemeinsame Sensoren für mehrere Funktionen. Der Radar des adaptiven Tempomats kann zum Beispiel auch eine Notbremsfunktion übernehmen.

Auf Level 3 werden die Fahrzeuge immer stärker integriert und sind in der Lage, die FAS-Funktionen miteinander zu verbinden. Dennoch ist immer noch der Fahrer für die sichere Steuerung des Fahrzeugs verantwortlich. Auch ohne Fuß auf den Pedalen muss er aufmerksam sein, das Fahrzeug überwachen, auf potenzielle Gefahren achten und bereit sein, sofort die Kontrolle zu übernehmen.

Von der Fahrerunterstützung zum autonomen Fahren
Die SAE-Spezifikation geht ab Level 3 davon aus, dass das Fahrzeug autonom fährt. Für Level 3 selbst ist die Abgrenzung unscharf und es gilt der Vorbehalt, dass der Fahrer das Kommando übernehmen muss, wenn ein selbstfahrendes System dies verlangt. Bei Level 4 und 5 ist kein menschlicher Fahrer erforderlich. Pedale und Lenkrad sind optional und liegen im Ermessen des Fahrzeugherstellers.

Auch das Konzept des „Fahrersitzes“ wird abgeschafft: Selbst wenn man dort sitzt, wo normalerweise der Fahrer sitzt, gibt es keine Möglichkeit, dass ein Mensch die Kontrolle übernimmt. Auf Level 5 kann das Fahrzeug unter allen Bedingungen vollständig autonom fahren. Bei Level 3 und 4 können die Systeme des autonomen Fahrzeugs unter bestimmten Bedingungen arbeiten – außerhalb der festgelegten Parameter bewegt sich das Fahrzeug jedoch nicht.

Im Vergleich zu den FAS-Funktionen bis Level 2, die bereits in vielen Fahrzeugen vorhanden sind, ist der technologische „Sprung“ von Level 3 auf Level 5 erheblich. Die Kommunikationsinfrastruktur und -standards, die für die vollständige Autonomie erforderlich sind, stecken noch in den Kinderschuhen, ebenso wie die Zusammenarbeit zwischen den Fahrzeugherstellern. Allerdings werden gute Fortschritte erzielt: Mercedes Benz ist der erste Automobilhersteller, der in seiner neuen S-Klasse einen Autopiloten des Levels 3 einsetzt.

In Deutschland dürfen die Fahrer die Autopilot-Funktion des Fahrzeugs auf 13.191 Kilometern bei Stausituationen und bis zu einer Geschwindigkeit von 60 km/h nutzen. Andere Fahrzeughersteller und Technologieanbieter arbeiten mit automatisierten Transportdienstleistern zusammen und führen in mehreren Ländern Robotertaxis ein.

In diesem kurzen Blog-Beitrag haben wir einen Blick auf die von der SAE definierten Standards für autonome Fahrzeuge geworfen. Im nächsten Beitrag beschäftigen wir uns mit den wichtigsten Sensortechnologien, die erforderlich sind, damit selbstfahrende Autos Wirklichkeit werden können.

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