Automatisiertes Fahren Lass doch das Auto machen

Lange Autobahnfahrten verlieren ihren Schrecken: Was Geschäftsleuten einfach nur Zeit raubt, gerät zur Wellness-Tour. Kein ermüdender Stop-and-go-­Verkehr mehr, keine ­Adrenalinschübe, weil plötzlich ein Fahrzeug mit gefühlten 250 km/h von hinten heranbraust, wenn man selbst gerade zum Überholen ­ansetzt. Fahrzeuge der Zukunft werden solche Dinge selbstständig regeln. In der ­Zukunft? Die hat schon begonnen. Die Sensorik und Aktorik eigengesteuerter Fahrzeuge sind heute schon Realität. In den USA machen Fahrzeuge mit dem ­Logo von Google Schlagzeilen, weil sie selbst wissen, welchen Weg sie steuern müssen. Schon von Weitem sind die ­Roboterautos durch ein klobiges Gerät auf dem Dach zu erkennen, das per Laser die Route erkundet.

Autonomes Fahren könnte die Zahl der Unfälle senken

Hierzulande ist man noch nicht allzu sehr auf das Thema eingestellt. Nichtsdestotrotz sind in der deutschen Automobilindustrie Entwicklungen schon weit fortgeschritten, die Fahrzeuge zu eigenen Aktionen und Manövern befähigen. Das Thema ist in den Chefetagen der Hersteller angekommen, die Strategie ist klar: Die EU hat sich vorgenommen, die Zahl der Unfalltoten bis 2020 weiter zu halbieren. Laut Statistischem Bundesamt ist menschliches Fehlverhalten für mehr als 80 Prozent der Verkehrsunfälle mit Personenschaden verantwortlich.

Künftig soll kühl rechnende, allzeit hundertprozentig aufmerksame Elektronik die Katastrophen verhindern, die heute noch auf das Konto fahrerseitiger Schlafmützigkeit oder Testosteron-induzierter Aggression gehen.

Die Roboter werden die Herrschaft ­jedoch nicht per Handstreich komplett übernehmen. Vielmehr wird der Übergang zur voll automatisierten Fahrweise in kleinen Schritten vor sich gehen, darin ist sich die Industrie einig. "Das ist kein Technologiesprung, sondern eine evolutionäre Entwicklung", erklärt Ralf Cramer, Leiter der Division Chassis und Safety beim Zulieferer Continental.

Fahrassistenten als erster Schritt

Assistiertes Fahren ist heute schon Stand der Technik, etwa in Gestalt von adaptiven Tempomaten oder Parkassistenten. Die nächste Stufe umfasst die Längs- und Querführung in spezifischen Situationen wie der Autobahnfahrt. Dabei muss der Fahrer das System weiterhin dauerhaft überwachen und bei Problemen sofort eingreifen.

Darüber rangiert das hoch automatisierte Fahren, wobei das Auto über einen längeren Zeitraum die Führung übernimmt. Hier kann der Fahrer das Steuer abgeben und bei Übernahmeaufforderung mit einer gewissen Zeitreserve ­reagieren. Gibt es Probleme, so führt der Computer das Auto in einen "risiko­minimalen Zustand" über. Sprich: Er lässt es rechts abfahren und stoppen.

Den Heiligen Gral der autonomen ­Mobilität repräsentiert schließlich das voll automatisierte Fahren. Jetzt endlich muss der Fahrer das System nicht mehr überwachen, er wird zum Passagier und könnte es sich theoretisch auch auf dem Rücksitz bequem machen. Der Fahrer kann sogar aussteigen und die Aufgabe des Einparkens dem Auto überlassen –Parkplatzsuche eingeschlossen.

Enorme Rechenpower nötig

Zu alledem benötigt der Chauffeur aus Silizium und Software drei Dinge: Sensoren, Aktoren und die erforderliche ­Rechenleistung. Lenkung und Bremse moderner Firmenwagen sind schon weitgehend für den Eingriff durch elektrische Steuerungen erschlossen, ebenso Brems- oder Blinkleuchten. "Das haben wir ­alles seit Jahren in Fahrerassistenzsystemen implementiert", erklärt Dr. Werner Huber, Leiter Fahrerassistenz und Perzeption bei der BMW Group Forschung und Technik.

Das Instrumentarium aus Radar, Ultra­schall und Kameras müsse aber noch ­verbessert werden, ebenso die Aussagefähigkeit der Sensordaten. Zu diesem Zweck führen die Ingenieure die Daten vieler unterschiedlicher Sensoren zu einem Gesamtbild zusammen. "Automatisiertes Fahren geht nur, wenn der Computer eine 360-Grad-Rundumsicht hat. Jeder Punkt muss mindestens mit zwei verschiedenen Sensoren erfasst werden", macht Huber deutlich.

Nicht alle Sensortechnologien kommen dafür in Frage. Lidar, wie es in US-Versuchsfahrzeugen von Google verwendet wird, liefert zwar eine gute räumliche Auflösung, ist aber empfindlich gegenüber Schnee und Nebel. Außerdem eignet es sich aus einem ganz prosaischen Grund nicht für die Verwendung in ­Serienfahrzeugen: Es ist viel zu teuer. Und weil es zu einem großen Prozentsatz aus mechanischen und optischen Bauelementen besteht, dürfte es auch in Großserienfertigung kaum billiger werden. In der Großserie wird die Industrie daher ­bewährte Techniken wie Radar, Mono- und Stereo-Video, Infrarot und Ultraschall einsetzen und verknüpfen.

Schon heute sehen Autos bis zu 50 Meter weit räumlich

Daimler etwa positioniert vier Radarsensoren an die vier Ecken des Fahrzeugs und dazu jeweils noch einen Fernbereichsradar mittig vorne und hinten. Kamera und Radar ergänzen sich perfekt, erklärt Prof. Dr. Ralf Herrtwich, Leiter Konzernforschung und Vorentwicklung Fahrerassistenzsysteme. Relativgeschwindigkeit und Distanz von Objekten ließen sich ausgezeichnet per Radar ermitteln, Kameras hingegen seien sehr gut darin, Objekte aufzulösen. Stereokameras liefern ein dreidimensionales Umgebungsmodell und können selbst bei einer Entfernung von 50 Metern und mehr räumlich sehen. "Damit sind wir schon mal besser als der Mensch. Der kann nur bis 30 Meter räumlich auflösen." Allerdings müssten die Kamerasysteme gegenüber Witterungs- und Lichteinflüssen noch ­unempfindlicher werden.

Das bedeutet nicht, dass die Sensorik die natürlichen Begrenzungen mensch­licher Wahrnehmung überwinden muss. "Es ist nicht unbedingt ein Entwicklungsziel, mit 200 km/h durch Nacht und ­Nebel zu fahren", stellt Herrtwich klar. "Viel wichtiger ist es, dass das System selbst erkennt, wenn es an die Grenze ­seiner Leistungsfähigkeit kommt, und das dem Fahrer mitteilt. Er soll dann selbst entscheiden, wie er weiter verfährt."

Freie Fahrt ist das größte Problem

Die große Herausforderung ist, die Daten der Sensoren zu interpretieren und in Fahrstrategien umzusetzen. "Es ist nicht schwer, einem Führungsfahrzeug auf der Autobahn hinterherzufahren", erläutert Herrtwich. "Etwas ganz anderes ist es, in einer Stadt mit lebhaftem Verkehr zu navigieren und frei die Spuren zu wählen." Je mehr Problem­fälle die ­Algorithmen beherrschen sollen – Baustellen, Radfahrer, die plötzlich die Spur wechseln, Fußgänger, die hinter einem geparkten Auto auftauchen –, ­desto komplexer ist die Software.

Dabei könnte helfen, dass Autos untereinander kommunizieren, sich vor Gefahren warnen. Ein Großversuch dieser Car-to-X-Kommunikation ist eben erfolgreich zu Ende gegangen. Allerdings sollte man sich nicht alleine auf externe Datenquellen verlassen, warnt BMW-Experte Huber. "Alles, was man für ein sicheres Fahren braucht, muss man selbst an Bord haben."

2016 könnten die ersten teilautomatisierten Fahrzeuge kommen

Wann ist mit der Einführung automatisch fahrender Autos zu rechnen? Dazu will sich keiner der großen Autokonzerne allzu sehr aus dem Fenster lehnen. Continental hat immerhin drei Eckpunkte vorgegeben: teilautomatisiertes Fahren bereits 2016, hoch automatisiertes Fahren auch mit höheren Geschwindigkeiten bis 2020 und vollautomatisches Fahren bis 2025, erklärte CEO Elmar Degenhart im Dezember des vergangenen Jahres.

Noch zu klären sind Aspekte, die oberhalb des technischen Levels liegen – ­etwa Rückfallstrategien bei einem System­ausfall. "In 99 Prozent aller Fälle wird die Automatik schneller und besser reagieren als ein menschlicher Fahrer", sagt Herrtwich. "Aber wohl keiner kann für sich in Anspruch nehmen, heute wirklich alle denkbaren Szenarien abgedeckt zu haben." Aber, so der Daimler-Technikvordenker, das sei auch gar nicht nötig. "Man muss nicht gleich von Anfang an mit einem Produkt auf den Markt kommen, das in jeder beliebigen Situation autonom zu fahren in der Lage ist."

Ferngesteuertes Auto

Erfolgreicher Test

Die Technische Uni München hat zusammen mit BMW, Daimler und anderen Partnern erfolgreich getestet, ob sich Autos fernsteuern lassen. Damit ließe sich beispielsweise ein Mietwagen bestellen, den die Mietfirma ferngesteuert beim Kunden vorfahren lässt. Oder ein Parkdienst steuert das Auto des Kunden von der Zentrale aus in die Tiefgarage. Für den Test haben die Ingenieure ein Elektroauto mit sechs Videokameras ausgerüstet, die ihre Bilder über das Hochgeschwindigkeits-Mobilfunknetz LTE an einen externen Arbeitsplatz senden. Dort sitzt der Fahrer wie in einem Fahrsimulator mit Lenkrad, Schalttafel und Pedalen vor drei riesigen Monitoren und steuert den Wagen. Reißt der Funkkontakt ab, hält das Auto automatisch an.