KEM Konstruktion Automobilkonstruktion 01.2017

FAHRERASSISTENZ

FAHRERASSISTENZ AUTONOMES FAHREN Bild: Autoliv Das Multifunktionslenkrad von Autoliv unterstützt den Übergang zwischen manuellem und automatisiertem Fahren Die Roadmap zur Einführung des Automatisierten Fahrens steht Wann sitzt der virtuelle Pilot an Bord? Automatisiertes Fahren ist in aller Munde und könnte als „next big thing“ schon im kommenden Jahrzehnt das Verkehrsgeschehen grundlegend verändern. Bis dahin müssen OEM und Zulieferer aber noch einige Hausaufgaben erledigen. Hartmut Hammer, freier Mitarbeiter der KEM Konstruktion Die technischen Voraussetzungen für vollautomatisiertes oder autonomes Fahren scheinen alle schon vorhanden zu sein. „Zur Umfelderkennung wird sich wohl eine redundante Kombination aus Kamera-, Radar- und Lidarsensoren etablieren“, konstatiert Ralph Lauxmann, Leiter Systems & Technology der Division Chassis & Safety von Continental und konzernweit für das Thema Automatisiertes Fahren verantwortlich. Wichtig sei dabei nicht nur die horizontale, sondern auch die vertikale Sensorauflösung, um auch bei Autobahnabfahrten und Rampen in Parkhäusern das Umfeld oberund unterhalb des eigenen Fahrzeugs zu detektieren. Die Umgebungsdaten dienen anschließend zusammen mit hoch - genauen digitalen Karten zur exakten Positionsbestimmung des Fahrzeugs und zur Berechnung des künftigen Fahrwegs. Per Mobilfunknetz in die Cloud transferiert, aktualisieren sie zudem die Qualität der digitalen Karten. Derzeit werden solche Karten unter Hochdruck flächendeckend erstellt, bis 2020 sollten sie über die erforderlichen Datenmengen und -präzision verfügen. Als zusätzliche Orien- tierungshilfe bieten sich straßenbegleitende Infrastrukturen an – etwa Verkehrsschilder, Leitplanken und Spurmarkierungen, an denen sich die Fahrzeuge ebenfalls orientieren können. „Allerdings wäre eine weltweit einheitliche Ausgestaltung solcher Elemente in Grafik, Farbe und Anordnung sehr hilfreich“, erläutert Miklos Kiss, Leiter Vorentwicklung pilotiertes Fahren bei Audi. Bei der durchgängigen Vernetzung der Fahrzeuge setzt die Branche große Hoffnungen auf den 5G-Mobilfunkstandard. Er soll ebenfalls ab etwa 2020 sukzessive eingeführt werden und im Vergleich zur heutigen LTE-Technik bis zu 100 mal schneller Daten von bis zu 1000 mal mehr Geräten übertragen und die Latenzzeiten deutlich senken. Altbekannt: die Schnittstellenproblematik Bis dahin fokussieren sich OEMs und Lieferanten auf die Einführung von hochautomatisierten Funktionen der Stufe 3. Dieses Szenario hat das Bundeskabinett Ende Januar 2017 adressiert, als es einen Gesetzentwurf auf den Weg brachte, der dem Fahrer ermöglichen soll, „dem technischen System in bestimmten Situationen die Fahrzeugsteuerung zu übergeben“. 16 K|E|M Konstruktion Sonderausgabe Automobilkonstruktion 01 2017

AUTONOMES FAHREN FAHRERASSISTENZ Bild: Audi Seit 2016 vernetzt Audi seine Fahrzeuge in einigen US-amerikanischen Großstädten mit den Ampeln, um eine flüssigere Fahrweise zu ermöglichen Bild: Continental Besonders das vertikale Objekttracking der Bilder ist herausfordernd und wird deutlich mehr Rechenpower als bisher erfordern Audi etwa will schon in diesem Jahr mit dem neuen A8 einen Staupiloten anbieten, der bis zu Tempo 60 die Längs- und Querführung übernimmt. Als nächste Level-3-Funktion will man später einen Autobahnpiloten in Serie bringen, der bis etwa Tempo 130 die Regie übernimmt. Aber ob der Fahrer angesichts der eingeschränkten Möglichkeit für andere Tätigkeiten genügend Nutzen im hochautomatisierten Fahren der Stufe 3 sieht? „Orientierungshilfen in Grafik, Farbe und Anordnung weltweit einheitlich gestalten – das wär‘s!“ Ein weiterer Schwachpunkt ist die Übergabe der Verantwortung vom System an den Fahrer. Falls dieser nicht innerhalb einer definierten Zeitspanne (acht bis zehn Sekunden stehen zur Diskussion) oder bei Gefahrensituationen sofort die Verantwortung übernimmt, muss das System eine andere Lösung finden. OEMs und Zulieferer favorisieren sogenannte Minimal Risk Manoeuvres (MRM), bei denen das das Fahrzeug in einen sicheren Zustand gebracht wird, zum Beispiel durch Anhalten auf dem Autobahn-Standstreifen. Solche Algorithmen sind bereits erprobt, für die Serie fehlt allenfalls noch der letzte Feinschliff. Der übernächste vor dem nächsten Schritt? Einen anderen Ansatz bringt Christoph Schmickler ins Spiel, Director Business Development Active Safety bei Autoliv Europe. „Warum nicht das hochautomatisierte Fahren der Stufe 3 möglichst überspringen und gleich vollautomatisierte Fahrfunktionen der Stufe 4 einführen“, regt er an. Dann wäre statt des Fahrers eine redundante Systemfunktion Rückfallebene und der Fahrer könnte sich deutlich intensiver anderen Betätigungen widmen. Allerdings sind dann für die weiterhin erforderlichen Notfall-Fahrmanöver (MRM) sehr sichere Algorithmen Pflicht, die aber bisher noch nicht realisiert sind. Erste vollautomatisierte Fahrfunktion der Stufe 4 könnte nach Ansicht von Christoph Schmickler Anfang des nächsten Jahrzehnts das Valet Parking werden. Sukzessive dürften dann längere Autobahnfahrten, aber auch Teile des Stadtverkehrs voll automatisiert werden. Rechtsrahmen und Akzeptanz müssen sein Allerdings muss sich für das vollautomatisierte Fahren rechtlich, gesellschaftlich und ethisch noch einiges bewegen. Viele Staaten erkennen inzwischen die Dringlichkeit rechtlicher Neuregelungen, allerdings verläuft ihre Umsetzung im nationalen und erst recht im internationalen Rahmen teilweise sehr zäh. Auch Fragen etwa der Datensicherheit, zum Persönlichkeitsrecht, zu Versicherungstarifen und existenzielle Aussagen wie zum Wert eines Lebens müssen noch geklärt werden. „Wo und wann letztendlich die ersten Fahr - zeuge mit Automatisierungsstufe 4 und 5 über die Straße rollen werden, hängt – neben den technischen und infrastrukturellen Voraussetzungen – nicht zuletzt von einer Klärung solcher Fragestellungen ab“, ist Ralph Lauxmann von Continental überzeugt. Und vom Autofahrer, der solchen Fahrzeugen vertrauen und ihren Nutzen erkennen muss. www.continental-corporation.com www.autoliv.com www.audi.de Direkt zur Themenseite „Automatisiertes Fahren“ des Bundesverkehrsministeriums: http://hier.pro/MZxDL K|E|M Konstruktion Sonderausgabe Automobilkonstruktion 01 2017 17