Autonomes Fahren von A bis Z: Teil 2

Beendet das autonome Fahren die Parkplatzsuche? Und weshalb können selbstfahrende Autos nicht in die Waschanlage fahren? In Teil 2 unserer Faktensammlung finden Sie Informationen von N wie Navigation bis Z wie Zug.

23. Juli 2020

mask Wald Straße

Navigation

Daten einfacher Navigationsgeräte sind für autonome Fahrzeuge zu ungenau. Eine herkömmliche Navi-Karte bildet Kreuzungen nur auf ca. sieben Meter genau ab. Außerdem stellt sie Straßen breiter als normal dar, damit sie der Mensch besser sehen kann. Für das autonome Fahren müssen Navigationsdienste daher weiterentwickelt werden. Hochgenaue Kartendaten müssen Kreuzungen und Hindernisse zentimetergenau und in Echtzeit darstellen. Auch müssen sie Bereiche abdecken, die bislang für die Navigation nicht wichtig waren. Dazu gehören beispielsweise Parkhäuser, bei denen ein fahrerloses Auto ein bestimmtes Parkdeck ansteuern soll.

Paris von oben

ÖPNV

Im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) eröffnet das autonome Fahren neue Möglichkeiten. Städte könnten ergänzend zu bestehenden Transportmitteln fahrerlose Fahrzeuge einsetzen, um die Kapazitäten zu erhöhen sowie eine dichtere Taktung und Fahrten rund um die Uhr zu ermöglichen. Ländliche Gebiete, in denen der ÖPNV bislang nicht wirtschaftlich darstellbar ist, könnten durch autonome on-demand Shuttles erschlossen werden. In verschiedenen deutschen Kommunen sind testweise bereits selbstfahrende Kleinbusse unterwegs. Denkbar sind daneben auch andere Mobilitätskonzepte wie autonome Sammeltaxis und autonomes Carsharing.

Parken

Rund 41 Stunden pro Jahr verbringen deutsche Autofahrerinnen und Autofahrer im Schnitt auf der Suche nach einem freien Parkplatz. Mit dem autonomen Fahren könnte das jedoch der Vergangenheit angehören. So können in Parkhäusern fahrerlose Autos mittels vernetzter Technik eine freie Parklücke ansteuern, während die Passagiere längst ausgestiegen sind und ihre freie Zeit anders nutzen können. Zum sogenannten Automated Valet Parking gibt es bereits erste Pilotprojekte.

Quer durch die USA

Eine beliebte Langstrecke für den Test autonomer Fahrzeuge ist die Fahrt von der amerikanischen West- zur Ostküste. Im Jahr 2015 durchquerte ein selbstfahrendes Auto erstmals das Land. Ein Testfahrer war nach wie vor an Bord und musste in einigen Bundesstaaten aus rechtlichen Gründen eine Hand am Steuer behalten. Seitdem gab es mehrere weitere Testfahrten, unter anderem auch mit hochautomatisierten Trucks. Der erste Gütertransport dieser Art von Küste zu Küste fand im Dezember letzten Jahres statt. Auf der Ladefläche des LKWs mit SAE-Level 4 befanden sich rund 18.000 Kilogramm Butter.

Risiko

Erfolgsentscheidend für das autonome Fahren ist die Verlässlichkeit der Systeme. Ein autonomes Fahrzeug muss eine Risikosituation erkennen und entsprechend reagieren können. Das Fraunhofer IKS entwickelt daher Verfahren des Safety Engineerings weiter, mit denen sich Risiken ermitteln und bewerten lassen. Hierfür stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Risikomodelle auf, anhand derer ein autonomes Fahrzeug seinen Zustand erkennen und nachvollziehbar optimieren kann. Das Auto kann zudem das Risiko für eine konkrete Situation bewerten. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.

Safety

Um Unfälle zu verhindern und Menschenleben zu schützen, müssen für autonome Fahrzeuge und die darin enthaltene KI stringente Sicherheitsnachweise erbracht werden. Diese Form der Sicherheit im Sinne einer fehlenden Gefährdung durch das Auto selbst bezeichnet man als Safety. Belastbare Sicherheitsgarantien für autonome Systeme stellen Industrie und Forschung jedoch noch immer vor große Herausforderungen. Das Fraunhofer IKS adressiert diese mit dem Konzept der Vier-plus-Eins-Sicherheitsarchitektur. Ziel ist es, ein ganzheitliches Sicherheitskonzept zu entwickeln, das mehrere Bausteine und Lösungsansätze kombiniert.

Kolosseum

Teststrecken

Auf einigen Teststrecken dürfen hierzulande bereits hoch- oder vollautomatisierte Fahrzeuge der Level 3 und 4 im normalen Straßenverkehr fahren. Um die Autos in möglichst unterschiedlichen Situationen zu testen, reichen die Strecken von Autobahnen über Bundes- und Landstraßen bis hin zu Stadtgebieten und Wohnsiedlungen. So sind beispielsweise selbstfahrende Autos in der Hamburger Innenstadt sowie auf der Autobahn A9 in Bayern unterwegs. Im Dreiländereck zwischen Deutschland, Luxemburg und Frankreich befindet sich außerdem ein internationales Testgebiet. Es soll zeigen, wie die Autos mit unterschiedlichen Ampeln, Schildern und Mobilfunksystemen zurechtkommen.

Unsicherheit

Wenn ein autonomes Fahrzeug per Sensor ein Objekt auf der Straße entdeckt, muss es innerhalb von Sekundenbruchteilen zuordnen, ob es sich dabei um einen Menschen handelt, oder um etwas Anderes. Dabei geben Unsicherheitswerte (uncertainty values) darüber Auskunft, wie zuverlässig die aktuelle Vorhersage der KI ist. Um herauszufinden, wie sicher sich ein autonomes Fahrzeug in seiner Einschätzung ist, muss man die Unsicherheit genau bestimmen. In diesem Blogartikel vergleichen wir vier Methoden, die sich dafür eignen.

Verkehrsschilder

Prinzipiell können autonome Fahrzeuge herkömmliche Verkehrszeichen mittels Bilderkennung identifizieren. Doch das klappt nicht immer problemlos. Ist ein Schild nur leicht gedreht, kann das Fahrzeug es auf sich beziehen, obwohl es für die Querstraße gedacht ist. Auch ist die maschinelle Wahrnehmung anfällig für unabsichtlich oder böswillig veränderte Schilder. Was für das menschliche Auge als unverdächtiger Fleck erscheint, führt bei einem autonomen Fahrzeug unter Umständen zur Verwechslung von der Geschwindigkeitsbegrenzung mit einem Stopp-Schild. Lösungsansätze für dieses Problem reichen vom speziellen »Training« der Fahrzeuge bis hin zu für den Menschen unsichtbaren Verkehrszeichen.

Waschanlage

Das selbstfahrende Auto mal eben in die Waschanlage um die Ecke schicken? So einfach ist es leider nicht. Autonome Fahrzeuge sind nicht für herkömmliche Waschstraßen geeignet. Zu sensibel sind Sensorik und Elektronik. Bürsten und Seife könnten die Sensoren zerstören oder zumindest dafür sorgen, dass sie nach der Wäsche nicht mehr richtig funktionieren. Bisher übernehmen daher Menschen die Wäsche der Fahrzeuge. Zwar gibt es erste Ansätze, um die Sensoren zumindest teilweise automatisch zu reinigen. Doch bis das Waschen von Hand nicht mehr nötig ist, wird wohl noch viel Zeit vergehen.

Wasser

Xylophon

Na, wollten Sie nur mal kurz nachsehen, ob wir tatsächlich einen passenden Begriff mit X gefunden haben, oder haben Sie den Artikel tatsächlich bisher komplett gelesen? Ja okay: Ein Xylophon hat tatsächlich nicht so viel mit dem autonomen Fahren zu tun. Doch im vollautomatisierten oder autonomen Fahrzeug stünde dem Fahrerin oder dem Fahrer nichts im Weg, wenn sie oder er zwischendurch ein bisschen auf seinem Instrument üben möchte (Puh, gerade nochmal die Kurve gekriegt).

Yoga

Yoga im Auto ist heute schon möglich. Glauben Sie nicht? Dann sehen Sie doch mal unter »car yoga« auf Y wie Youtube nach. Allerdings funktioniert das Ganze natürlich nur im geparkten Zustand außerhalb des laufenden Straßenverkehrs. Im autonomen Fahrzeug sind auch Yogaübungen während der Fahrt kein Problem – vorausgesetzt, man ist beweglich genug.

Zug

Im Schienenverkehr ist autonomes Fahren längst keine Seltenheit mehr. Bereits seit den 1980er Jahren gibt es vollautomatisierte Bahnen. So sind die Nürnberger U-Bahn-Linien U2 und U3 beispielsweise ohne Fahrer unterwegs. In Frankreich sollen bis 2025 auch autonome Regional- und Frachtzüge fahren. Der Lokführer bedient hier je nach Automatisierungsgrad noch die Türen und behebt Störungen.

Nächster Artikel

Einblicke
So funktioniert KI-Forschung: Ein Blick in das Labor

Dominika Giselbrecht / Fraunhofer IKS
Dominika Giselbrecht
Fraunhofer blog icon mono Industrie 4 0
Industrie 4.0