Autonomes Fahren – Computer übernehmen das Steuer

Wir erklären, was autonomes Fahren bedeutet. Erfahren Sie, welche Fahrzeuge bereits auf dem Markt erhältlich sind und welcher Hersteller aktuell führend auf dem Gebiet ist.

07.08.2018

Autonomes Fahren

Der Begriff „autonomes Fahren“ taucht seit einiger Zeit verstärkt in den Medien auf. Bei diesem futuristischen Konzept übernimmt ein Computer die komplette Steuerung des Fahrzeugs. Bis sich derartige Autos am Markt finden lassen, werden noch einige Jahre vergehen. Aber bereits heute verfügen viele Mittelklassewagen über Fahrassistenzsysteme wie beispielsweise eine Einparkhilfe oder einen Stauassistenten.

Autonome Fahrzeuge werden in der Zukunft den deutschen Straßenverkehr stark verändern. Bei wirkaufendeinauto.de erfahren Sie, was unter autonomem Fahren genau zu verstehen ist und zwischen welchen Autonomiestufen unterschieden wird. Anschließend zeigen wir auf, welche Hersteller bereits Modelle mit Computerassistenz im Angebot haben. Außerdem untersuchen wir, bei welcher Marke die Technologie bereits am ausgereiftesten ist.

1. Was ist autonomes Fahren?

Mit autonomem Fahren ist die selbständige, zielgerichtete Fortbewegung eines Fahrzeugs im realen Verkehr gemeint. Alle Fahrzeugreaktionen (Lenk-, Blink, Beschleunigungs- sowie Bremsmanöver) werden hier durch Algorithmen gesteuert. Der Wagen verhält sich dabei ähnlich wie ein Flugzeug im Autopilot-Modus. Ein Eingriff des Fahrers ist nicht notwendig. In ihren Vorstufen unterstützt die verbaute Technik den Fahrzeugführer durch das Bereitstellen der gesammelten Daten. Die Informationen ermöglichen einerseits eine schnellere Reaktion des Fahrers und andererseits eine sichere Entscheidungsfindung.

Am 12. Mai 2017 wurde ein Gesetz verabschiedet, welches das automatisierte Fahren in Deutschland erlaubt. Damit setzte die Regierung eine im April 2016 in Kraft getretene Überarbeitung des Wiener Übereinkommens über den Straßenverkehr um. Demnach darf sich der Fahrer in einem entsprechend ausgestatteten Wagen vom Verkehrsgeschehen abwenden, muss jedoch wahrnehmungsbereit bleiben.

Die Technologie ist ein echter Paradigmenwechsel, stellt sich jedoch aus technischer Sicht als evolutionärer Prozess dar. Die Erfassung des visuellen Umfelds erfolgt dabei durch verschiedene Sensoren – per Radar, Laser sowie Video. Aus den gesammelten Daten errechnet der Computer ein Bild der Umgebung. Beschleunigt, gebremst und gelenkt wird das Auto mithilfe sogenannter Aktoren, die elektrische Energie in mechanische Bewegungen umsetzen.

2. Die verschiedenen Autonomiestufen

Automatischer Parkassistent

Seit Januar 2014 gilt für Autos mit Systemen zum autonomen Fahren eine von der Society of Automotive Engineers erstellte Klassifizierung. Die Norm SAE J3016 definiert insgesamt sechs verschiedene Fahrszenarios. Dies trifft auch auf die in Deutschland genutzte Einteilung zu. Allerdings gibt es hier geringfügige Unterschiede in den verwendeten Begrifflichkeiten. Die einzelnen Level beziehungsweise Stufen werden wie folgt voneinander abgegrenzt:

  • Level 0 – keine Automation: Der Fahrer fährt vollkommen eigenständig, auch wenn unterstützende Systeme wie ABS vorhanden sind.
  • Level 1 – Fahrassistenz: Verschiedene Fahrerassistenzsysteme, zum Beispiel ein Totwinkelwarner, helfen dem Fahrer bei der Längs- und Querführung des Vehikels
  • Level 2 – teilautomatisiertes Fahren: Das Auto übernimmt einzelne Fahraufgaben bei gleichzeitiger Längs- und Querführung des Wagens.
  • Level 3 – hochautomatisiertes Fahren: Die Steuerung des Fahrzeuges erfolgt via Computer, wobei der Fahrer auf Anforderung das Lenkrad übernimmt.
  • Level 4 – vollautomatisiertes Fahren: Alle zum Fahren benötigten Funktionen werden in spezifischen Situationen, also zum Beispiel auf der Autobahn, vom Fahrzeug übernommen.
  • Level 5 – autonomes Fahren: Hier bewältigt das System während der kompletten Fahrt jegliche Situationen allein, so dass kein Fahrer mehr erforderlich ist.

Darüber hinaus beschreibt die Klassifizierung auch die Zuständigkeiten für dynamische Fahraufgaben wie das Beschleunigen und Bremsen. Nachfolgend zeigen wir, wie die Verantwortung zwischen Mensch und Maschine in den verschiedenen Autonomiegraden aufgeteilt ist:

Level 0 – keine Automation

  • Führung: Fahrer
  • Beobachtung des Fahrumfelds: Fahrer
  • Reservesystem / Rückfallebene: Fahrer

Level 1 – Fahrassistenz

  • Führung: Fahrer und System
  • Beobachtung des Fahrumfelds: Fahrer
  • Reservesystem / Rückfallebene: Fahrer

Level 2 – teilautomatisiertes Fahren

  • Führung: System
  • Beobachtung des Fahrumfelds: Fahrer
  • Reservesystem / Rückfallebene: Fahrer

Level 3 – hochautomatisiertes Fahren

  • Führung: System
  • Beobachtung des Fahrumfelds: System
  • Reservesystem / Rückfallebene: Fahrer

Level 4 – vollautomatisiertes Fahren

  • Führung: System
  • Beobachtung des Fahrumfelds: System
  • Reservesystem / Rückfallebene: System (spezifische Situation)

Level 5 – autonomes Fahren

  • Führung: System
  • Beobachtung des Fahrumfelds: System
  • Reservesystem / Rückfallebene: System (jegliche Situation)

3. Der aktuelle Stand der Technik

Mittlerweile lassen sich Funktionen zur Fahrassistenz wie ein Spurhaltepilot oder eine Berganfahrhilfe in immer mehr Fahrzeugmodellen finden. Auch teilautomatisierte Systeme wie das automatische Einparken werden immer öfter integriert. Nachdem der Fahrer ausgestiegen ist, weist er das Auto per Knopfdruck an, in die Parklücke zu fahren. Ein weiteres Beispiel sind Stauhilfeassistenten, die bei zähfließendem Verkehr das Steuer übernehmen. Die ersten hochautomatisierten Funktionen sind in den nächsten ein bis zwei Jahren zu erwarten. Hier greift der Fahrer nur im Notfall ein.

Autonomes Fahren Testfahrt

Natürlich ist jeder Autohersteller bestrebt, das erste Unternehmen zu sein, welches der Welt ein funktionstüchtiges, vollkommen autonom fahrendes Fahrzeug präsentiert. Daher ist es nicht verwunderlich, dass weltweit verschiedenste Pilotprojekte unter Hochdruck durchgeführt werden. Bisher ist das autonome Fahren jedoch nur zu Testzwecken erlaubt.

Als Vorreiter bei der Erprobung selbstfahrender Autos gelten die USA. Eine bedeutende Stellung nehmen vor allem Kalifornien sowie Arizona ein. Dort sind seit April 2018 sogar Tests mit automatisierten Autos ohne Lenkrad und Pedal zulässig. Alphabets Tochterunternehmen Waymo erhielt beispielsweise die Genehmigung für einen Robotertaxi-Dienst in einem Stadtbezirk von Phoenix. Allerdings zeigen sich auch andere Staaten interessiert an der Technologie. So testet das chinesische Startup Iconiq Motors aktuell einen Level 5-Wagen in den Vereinigten Arabischen Emiraten.

Testfahrten in Deutschland

In Deutschland fuhr erstmals im Juli 2014 ein Auto völlig selbstständig auf einer Teststrecke. Es handelte sich dabei um einen Prototypen der Daimler AG, der auf einem damals noch nicht eröffneten Teilstück der A14 nördlich von Magdeburg erprobt wurde.

Auch BMW verfügt mittlerweile über eine Flotte von 40 Testfahrzeugen, die auf den Straßen im Großraum München unterwegs sind. Das deutsche Traditionsunternehmen hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2021 ein teilautonomes Auto auf den Markt zu bringen. Um bis dahin die benötigte Technik bereitzustellen, kooperiert der Autobauer mit dem Kameraspezialisten Mobileye und dem Chiphersteller Intel.

4. Welche Marken bieten bereits autonomes Fahren?

Der erste Serienwagen mit Funktionen der Autonomiestufe 3 wurde von Audi auf der IAA im August 2017 vorgestellt. Bei dem neuen Modell der Luxuslimousine A8 geben Sie auf Autobahnen bei einem Tempo von unter 60 Kilometern je Stunde sowie im Falle eines Staus die komplette Verantwortung an das Fahrzeug ab. Allerdings steht eine ECE-Zulassung noch aus, wodurch das System voraussichtlich erst ab 2019 in Deutschland einsetzbar ist.

Verkehrssituation beim autonomen Fahren

Seit Oktober 2016 werden jegliche Tesla-Fahrzeuge mit der für das autonome Fahren nötigen Hard - und Software ausgestattet. Bei der Software kommt eine neue Version zum Einsatz, welche verglichen mit dem Vorgänger über die 40-fache Rechenleistung verfügt. Dies soll es den Vehikeln künftig erlauben, vollkommen autonom zu navigieren. Bisher läuft das System im Hintergrund, sammelt also Daten, ohne dabei in den Fahrbetrieb einzugreifen. Laut Hersteller ist das Fahrzeug in der Lage, jegliche Situation im Straßenverkehr zu meistern.

Die aktuelle Baureihe der S-Klasse wurde der Öffentlichkeit im Jahr 2013 präsentiert. Vier Jahre später erhielt das Modell ein Update, welches den Funktionsumfang der Fahrassistenz-Systeme stark erweiterte. Wesentlich interessanter dürfte für viele Autofahrer sein, dass mit dem W223 eine neue S-Klasse geplant wird. Diese kommt voraussichtlich 2020 auf den Markt. Falls der Gesetzgeber bis dahin die erforderlichen Rahmenbedingungen schafft, ist sogar eine Deklaration als vollautomatisiertes Fahrzeug der Autonomiestufe 4 möglich.

5. Wer ist aktuell führend auf dem Gebiet?

Im Moment liefern sich die Automobilindustrie und die Tech-Branche einen harten Wettkampf um die Vorherrschaft beim autonomen Fahren. Traditionelle Autohersteller automatisieren ihre Modelle schrittweise immer stärker. Firmen wie Waymo oder Apple lassen die ersten vier Autonomiestufen einfach aus. Stattdessen fokussieren sie sich gänzlich auf ohne Fahrer arbeitende Systeme.

Die Technologieunternehmen haben frühzeitig realisiert, dass die Herstellung des Kraftfahrzeugs die kleinere Herausforderung ist. Als wesentlich aufwendiger gestaltet sich dagegen das Programmieren der Algorithmen und die Verarbeitung sowie Aufbereitung der gesammelten Daten. Ziel ist es, dass das selbstständig agierende Auto in jeglichen Fahrsituationen stets die richtigen Entscheidungen trifft. Dazu werden von der künstlichen Intelligenz sehr große Datenmengen verarbeitet. Hier sind Unternehmen wie Waymo oder Apple besser aufgestellt als die Konkurrenten aus dem Automobilsektor.

Waymo verwendet eine Simulationssoftware namens Carcraft, um Videodaten zu sammeln. Mittlerweile setzt sich die Datenbasis der Software aus sechs Millionen real gefahren sowie erstaunlichen vier Billionen simulierten Kilometern zusammen.

6. Fazit: Autonomes Fahren wird den Straßenverkehr revolutionieren

Selbstfahrende Autos werden zukünftig die Beförderung wesentlich komfortabler gestalten und höchstwahrscheinlich ebenso für eine höhere Sicherheit auf den Straßen sorgen. Ein serienreifes Modell ist allerdings erst in einigen Jahren zu erwarten. Schon zum heutigen Zeitpunkt finden in Kalifornien und Arizona mit Erfolg Testfahrten ohne einen menschlichen Begleiter statt. Bevor der Einsatz von vollständig autonomen Systemen auch auf deutschen Straßen möglich ist, hat der Gesetzgeber noch die entsprechenden Grundlagen zu schaffen.

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