lassedesignen

Analyse der technischen
Voraussetzungen und
Entwicklungen für
hochautomatisiertes Fahren auf
Autobahnen
Die damit erreichbaren Informationen sind für eine Routennavigation vollkommen
ausreichend, sie stellen allerdings keine Alternative für im Fahrzeug eingesetzte
Sensorik im Hinblick auf die HAF-Funktionalität auf Autobahnen dar.
4.7.2
Bedeutung der kartenbasierten Lokalisierung
Eine Grundvoraussetzung für HAF ist eine robuste Eigenlokalisierung des Fahrzeugs.
Dies ist weniger bedingt durch die Anforderung der Kollisionsvermeidung (diese erfolgt
hauptsächlich durch die sensorische Umfelderfassung), als vielmehr durch die
notwendige Trajektorienplanung. So muss dem System, beispielsweise für die
Durchführung eines Spurwechsels, jederzeit eindeutig bekannt sein, auf welcher
Fahrspur sich das Ego-Fahrzeug befindet und welche Spuren für die geplante
Fahrtrajektorie geeignet sind (z.B. an Autobahnkreuzen). Auf Streckenabschnitten,
deren bauliche Eigenschaften keine rein sensorische Erfassung der
Umgebungssituationen zulassen (z.B. aufgrund unvollständiger Straßenmarkierung,
temporärer Baustellen oder schwer zu detektierender Verkehrsschilder), wird eine
dezimeter-genaue Ortung benötigt, um HAF weiterhin gewährleisten zu können.
Hierfür ist die Karte von zentraler Bedeutung (Experteninterview Zulieferer 5).
Die Lokalisierung in digitalen Karten mit Fahrstreifeninformation erfolgt bislang in der
Regel ausschließlich GNSS-basiert und ist somit, erstens, anfällig für GNSS-
Empfangsprobleme und Kartenfehler 72 und bietet, zweitens, keine ausreichende
Präzision zur spurgenauen Verortung – ein Problem, das sich in Bereichen mit
schlechtem Empfang weiter verstärkt. Die Fahrzeugortung auf Basis von GNSS erreicht
auf geraden Autobahnstrecken zwar Genauigkeiten im Submeterbereich
(typischerweise kleiner als 0,5m). An Autobahnabfahrten oder auch Autobahnkreuzen
tritt jedoch in den Kurven ein zum Teil noch erheblicher Versatz auf. Durch die
Einbeziehung von Inertialsensorik und Odometrie (diese liefern fahrdynamische
Informationen aus der fahrzeuginternen Sensorik) lässt sich dieser Fehler zwar nahezu
eliminieren. Intertialsensorik bietet jedoch immer nur eine relative Ortung (dead
reckoning), die nie besser werden kann als die zugrundeliegende absolute Ortung
(durch GNSS). Eine mögliche, aber derzeit noch zu teure Lösung, ist differentielles
GNSS. Das Galileo Satellitensystem kann eventuell eine Lösung bieten, allerdings liegen
bisher lediglich Präzisionsschätzungen vor. Aktuelle Fahrzeugversuchsträger, mit
welchen Automatisierungsfunktionen getestet werden, nutzen oft eine Kombination
aus differentiellem GPS und präziser Inertialsensorik, allerdings verursachen diese
Systeme Kosten im hohen fünfstelligen Euro-Bereich (Applanix 2015). Heutige
Navigationskarten in Verbindung mit GNSS sind daher keine ausreichende Lösung für
HAF.
Eine Ergänzung zu satellitengestützten Verfahren sind Methoden der kartenbasierten
Lokalisierung. Indem Sensormessungen und Kartendaten zu einer Positionsbestimmung
ausgewertet werden, wird das Egofahrzeug innerhalb einer Karte lokalisiert
(Lategahn/Stiller 2012, S. 40). Sämtliche Lokalisierungsverfahren für HAF benötigten
eine vorangehende Abschätzung der aktuellen Position und nutzen darauf basierend
einen Vergleich von Sensordaten mit einer vorher erstellten Karte. Dieser Karte kommt
daher eine besondere Rolle in der Lokalisierung zu. Durch hochpräzise Kartendaten
lassen sich mehrere Sensortypen unterstützen und mit Hilfe von Multilateration 73 die
72
Matthaei/Lichte/Maurer 2014, S.9.
73
Unter Multilateration versteht man die Bestimmung der eigenen Position durch Abgleich mit mehreren
bekannten ortsfesten „Landmarken“, beispielsweise Schildern, Bäumen, Straßeninfrastruktur. Diese werden
in der Perzeption mit präziser Distanz und ggf. Erfassungswinkel detektiert und erlauben durch Anwendung
84 | 358 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
HAF auf Autobahnen – Industriepolitische Schlussfolgerungen