Von reinen Assistenzsystemen zu automatisierten Autos – So fahren wir zukünftig
Autofahrer werden bereits heute von High-Tech-Helfern unterstützt. Morgen werden sie von fahrerlosen Taxen an ihr Wunschziel gebracht. In unserem Themenspezial erfahrt Ihr, wo wir stehen, wie wir in Zukunft fahren und was Bosch damit zu tun hat.
Schon heute sind moderne Autos teilweise automatisiert. Ferngesteuerte Parkassistenten oder Stauassistenten erledigen für den Fahrer einzelne Aufgaben. In spezifischen Situationen übernehmen sie die allgemeine Fahrzeugführung. Die Verantwortung hat weiter der Fahrzeugführer. Er muss das System stetig überwachen und jederzeit eingreifen können.
Festgelegte Fahrsituationen beherrscht das Fahrzeug komplett selbstständig. Zum Beispiel steuert der Fahrer das Fahrzeug lediglich beim Auf- und Abfahren auf die Autobahn. Alle anderen erforderlichen Fahraufgaben übernimmt dann für die Dauer der Autobahnstrecke der Autobahnpilot. Selbst bei einem Systemfehler oder falls das System an seine Grenzen gelangt, verbleibt die Verantwortung beim Fahrsystem. Beispielsweise bremst es dann ab und führt einen sicheren Zustand herbei.
Das System übernimmt die Fahraufgaben in bestimmten Fällen komplett. Beispielsweise wechselt das System selbstständig die Spur, wenn der Fahrer den Blinker setzt. Der Fahrer muss das Fahrzeug nicht die ganze Zeit überwachen und kann sich anderen Dingen widmen. Im Falle einer Fehlfunktion oder falls die Situation das System überfordert, wird der Fahrer allerdings aufgefordert, wieder selbst zu steuern.
Vorstufe der Automatisierung: Einfache Fahrerassistenzsysteme wie Totwinkel-Warner, adaptiver Abstandsassistent oder Spurhalteassistent unterstützen den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen. Das führt zu mehr Komfort während der Fahrt und erhöht die Sicherheit im Straßenverkehr. Der Fahrer behält weiter die Verantwortung und volle Kontrolle: Er lenkt, beschleunigt und bremst selbst.
Der Mensch als Fahrer ist hier überflüssig. Er wird zur Steuerung des Fahrzeuges nicht mehr benötigt, das Lenkrad kann entfallen. Das Fahrzeug beherrscht dauerhaft auch komplexe Fahrsituationen wie Stadtverkehr oder Autobahnauffahrten. Es genügt, das System zu aktivieren und das Ziel vorab einzugeben. Das automatisierte Fahren wird damit endgültig Realität.
Wie ein menschlicher Fahrer
Automatisierte Fahrzeuge müssen im Prinzip über ähnliche Fähigkeiten verfügen wie ein menschlicher Fahrer. Drei Eigenschaften stehen dabei im Vordergrund: Erkennen (Sense), Verarbeiten (Think) und Agieren bzw. Reagieren (Act). Sensoren erfassen das Umfeld, ein Fahrzeugcomputer verarbeitet die Informationen und entwickelt eine Fahrstrategie für die Steuerung von Antrieb, Lenkung und Bremse.
Der Mensch sieht und hört den Straßenverkehr. Automatisierte Autos nehmen ihre Umgebung mit Hilfe von Kameras, Ultraschall und Radar wahr. Sie registrieren Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Hindernisse und andere Verkehrsteilnehmer im 360-Grad-Umfeld.
Darüber hinaus verfügen automatisierte Autos über hochauflösende digitale Karten mit deutlich mehr Details, als die Karten heutiger Navis beinhalten. Aktuelle Verkehrs- und Wetterdaten tragen dazu bei, dass die Beschaffenheit der Straße besser eingeschätzt werden kann. Über die Cloud werden die gewonnenen Daten auch mit anderen Fahrzeugen geteilt.
Der Fahrzeugcomputer übernimmt als Gehirn des Autos das Denken. Einzelne Systeme wie Antrieb, Bremsen und Lenkung werden von ihm angesteuert. Die Software analysiert und interpretiert die von den Umfeldsensoren erfassten Daten in kürzester Zeit.
Ein wichtiger Punkt in der Entwicklung von künftigen Lösungen sind lernfähige Algorithmen und künstliche Intelligenz. Mit ihrer Hilfe werden die charakteristischen Verhaltensweisen von anderen Verkehrsteilnehmern ermittelt und daraus Voraussagen getroffen. In kritischen Situationen kann das System beispielsweise das Verhalten von Fußgängern besser einschätzen und gegebenenfalls abbremsen. Im Gegensatz zu einem menschlichen Fahrer wird die Technik niemals müde und kann deutlich schneller reagieren.
Ein automatisiertes Auto übernimmt während der Fahrt dieselben Aufgaben wie ein menschlicher Fahrer: Es lenkt, beschleunigt und bremst selbstständig. Es weiß zu jeder Zeit punktgenau, wo es sich befindet, wie die Fahrbahn beschaffen ist und wie es um das Auto herum aussieht. Neben der Sicherheit berücksichtigt das automatisierte Auto auch den Komfort seiner Fahrzeuginsassen, wenn es die Fahrstrategie berechnet.
Da der Fahrer seine Verantwortung zukünftig in definierten Fahrsituationen abgeben kann, wird ein “Back-up” für Gefahrensituationen nötig. Deshalb müssen alle Komponenten redundant ausgelegt sein: Fällt zum Beispiel das ESP aus, kann der elektromechanische Bremskraftverstärker stattdessen das Fahrzeug abbremsen.
So funktioniert automatisiertes Fahren in Zukunft
Du findest das Thema automatisiertes Fahren spannend und möchtest noch mehr Fragen beantworten?
Hier geht's zur großen Umfrage@classicmac: Und das sind (neben etlichen anderen) auch einige der Gründe, weshalb ich und die meisten meiner Bekannten den ÖPNV nur dann nutzen, wenn es gar nicht anders geht.
@classicmac und @Blueskin: 100% Zustimmung! Ich genieße mein Auto mit dem von mir bestimmten Innenraumklima, meinem Radioprogramm etc.
@markfromc
Du brauchst dir doch bloß die aktuellen Statistiken anzugucken, dann ist eindeutig klar dass das einfach falsch ist. Gerade in den Großstädten gibt es viele , die deutlich über 20 sind und kein Führerschein haben, wollen und auch nicht mehr darüber nachdenken anzumachen. Von einem privaten Auto wollen wir mal gar nicht reden.
Auf dem Land funktioniert das ganz einfach nicht, aber in den Großstädten ist es doch schon heute mit dem jetzigen öffentlichen Nahverkehr so, dass ein Auto einfach nur gleichbedeutend ist mit Geld verbrennen. ( Und Parkplatz suchen, und im schlimmsten Fall mehrere Kilometer vom Parkplatz nach Hause zu laufen
)
Und mit irgendwelchen Argumenten der heutigen Technik begründen zu wollen, das autonome Fahrzeuge auch das in Zukunft nicht funktionieren können macht doch gar keinen Sinn.
Nimm bis zum Beispiel das Thema mit der Start-Stopp-Automatik. Start-Stop-Automatiken waren früher extrem nervig. auch wenn diese angeblich beim Anfahren zu keiner Verzögerung füren, fühlt man sich damit extrem langsam, behäbig und es war einfach ätzend. Eine moderne Start-Stopp-Automatik ist heutzutage allerdings an die Sensoren gekoppelt. Das heißt: fährt an der Ampel der vor dir auch nur leicht an, erkennt dein Fahrzeug das und starte den Motor. Wenn du dann anrollst hast du absolut keinen Nachteil mehr. Die nächste Generation ( ich glaube bei Mazda habe ich das gesehen, bin mir nicht ganz sicher ) bezieht hier auch die Kamerasysteme mit ein. Das heißt: auch wenn du erster an der Ampel bist, springt der Motor lange an bevor du das Gaspedal auch nur berührt hast. Und wenn man jetzt noch einen (mild) Plug in fährt, wird der Verbrenner zum Anfahren ja eh nicht gebraucht. Nach diesem Prinzip könnte man jeden deiner Punkte widerlegen... Du sagst Helligkeitssensor anmachen das Licht erst an, wenn man schon im Tunnel ist? Ich bin mir nicht sicher ob das auf alle Hersteller so zutrifft, ich könnte mir vorstellen dass es schon heute Hersteller gibt die anhand des Kartenmaterials erkennen dass man bald in einen Tunnel fährt. Sollte das heute noch nicht so sein, wird das mit hochpräzisen Karten aber selbstverständlich kommen. Und zwar lange vor selbstfahrenden Autos...,...
@poloman59
dir ist aber schon aufgefallen, dass das ein Argument für selbstfahrende Autos ist, und keins dagegen? Warum solltest du in einem selbstfahrenden Leihwagen denn nicht Musik und Klimaanlage so einstellen können wie du willst?
Mein Beitrag war eine Zustimmung an @classicmac, der schrieb, Zitat Anfang:
"Aber die Vorstellung, dass man keine eigenen Fahrzeuge mehr besitzen soll, sondern eines "bestellt", ist abstrus. Für mich zumindest.
Will ich...
- in ein Auto sitzen, in dem vorher einer seinen Kebap gegessen hat?
- in dem bereits eine wildfremde Person sitzt, weil die meine und seine Route (partiell) übereinstimmen?
- in ein verdrecktes, versifftes Auto sitzen, weil der Vorgänger was weiss ich darin "veranstaltet" hat?
Alle drei Punkte kann ich mit einem klaren "Nein" beantworten. Mein Auto ist meine persönliche Privatzone, die ich mit niemandem teilen will. Und ich bin 100%ig sicher, dass die allergrößte Mehrheit der Automobilisten genau so denken."
Zitat Ende
Das empfinde ich genauso und deswegen bevorzuge ich mein Auto und nicht irgendein Carsharing-Fahrzeug.
@Stefres: Ich kenne zwar nich soooo viele Leute, welche in der Großstadt wohnen und kein Auto haben... aber deren Gründe liegen unisono darin, dass die Haltung eines Autos (einschließlich Garage oder Stellplatz) für ihr verbleibendes Einkommen einfach nicht bezahlbar ist.
Im Laufe etlicher Jahre habe ich aber seeeehr oft gesehen, dass das Thema "... kann man doch alles mit dem Rad oder den Öffis machen" sofort erledigt ist, sobald die Finanzen (notfalls die des neuen Partners ;-) ) ein eigenes Auto erlauben. Dann ist auch immer Ende mit dem Carsharing.
Insofern kann ich nicht so recht glauben, dass die PKW-Abstinenz der jungen Generation tatsächlich durch wahres ökologisches Bewusstsein bestimmt und DAUERHAFT ist.
Insofern würden da auch autonom fahrende Autos nicht viel ändern.
Aber das sind natürlich nur meine ganz persönlichen Eindrücke und Erfahrungen.
Leute: Phantasie ist der Sprit für Entwicklungen!
Muss ein geliehenes Fahrzeug immer dreckig und versifft sein? Fahrt schon mal Leihwagen? Kann der evtl. Deine Musik aus Spotify holen, die Klimaanlage nach vorher definierten Profilen einstellen und wird regelmäßig gereinigt? Mein Wagen ist selten so sauber, wie die von Sixt oder Europcar. 
Muss es immer ein Car-Sharingwagen sein? Nein - es ist ein Teil der Überlegungen! Wer bewusst die Vorteile automatisierter Verkehrsabläufe im Tagesgeschäft genießt und sich nicht heroischen Erinnerungen aus Käferszeiten hingibt, wird erkennen, wie schön, sicher und besser das Fahren heute schon geworden ist. Das wird mit den nächsten Schritten ebenso passieren. Und "Ja" es wird Fehler, Pannen, Rückschritte, Probleme o.ä. geben. Aber kein Meister ist vom Himmel gefallen. Und wenn "Wired" heute schreibt, dass ein Wymo-Auto wieder einen Unfall hatte, dann lesen wir gerne weiter und merken uns das. (Warum passierte der Unfall? Der Aufpasser-Fahrer war eingeschlafen!).
Und "Ja" hier sind Enthusiasten unterwegs und Hardliner. Aber das Groß der Autofahrerkilometer wird von uns hier nicht definiert, nur eine besondere Spitze. Wenn wir alle mit 17m, Admiral und Käfer die zigtausenden Kilometer auf unseren heutigen Strassen mit den heutigen Verhältnissen bewältigen müssten, hätte es nur einen Vorteil: Es gäbe kein Geschrei mehr, wenn der nächste 2,0 l Motor eines Herstellers als "30" verkauft wird, 4 Zylinder hätte und mit seinen (nur) 235 PS unendliche 8,2 sek. auf 100 bräuchte.
@StefanLi:
Diese Dunkelschwarz/Hellweiß-Vergleiche sind doch recht polemisch.
Man muss nicht gleich ein ewig Gestriger sein, um dem vollautonomen Fahren durchaus skeptisch gegenüber zu stehen.
Nicht jeder, der das eigentliche Fahren nicht gerne aus der Hand geben möchte, will gleich den VW-Käfer oder Uropas Handkurbel-Anlasser zurück.
So wie ich das sehe, haben die meisten Autofahrer nichts gegen gewisse Assistenzen - sofern sie denn fehlerfrei funktionieren.
Aber zwischen "assistieren" und "den Laden komplett übernehmen" ist es doch ein viel größerer Schritt als z. B. der Einbau von ABS als Ersatz für die manuelle, meist fehlerhafte "Stotterbremse" durch den Fahrer. (Und schon das hatte lange seine Kritiker)
Oft wird ja auch die Einführung des autonomen Fahrens einfach mit der Einführung des PC, des Handys oder des Smartphones verglichen.
Ich sehe da aber den großen Unterschied, dass bei den genannten Produkten die Vorstellung eines Gerätes auf einen darauf nur wartende breite Nachfrage stieß.
Abspeicherbare Berechnungen und Briefe(PC), Telefonische Erreichbarkeit unabhängig von zu Hause (Handy) und Kommunikation via WhatsApp u Facebook , Navigation, Googeln Fotografieren - und das alles mit EINEM Gerät (Smartphone) waren Dinge, die bei den meisten Menschen nicht wirklich gegen einen durchaus funktionierenden Status Quo ankämpfen mussten.
Auch die ersten bezahlbaren Autos (Ford T in USA, VW Käfer in D) übrigens nicht, denn es war keineswegs so, dass das Gros der Menschen Kutschen und Pferde besaß von denen sie sich nur schwer trennen konnten.
Das verstehe ich, aber es steht im Eingangsthema sinngemäß geschrieben "Wenn es denn so geht..."
Nehmen wir die Anekdoten von der Einführung der Eisenbahn, wo Geschwindigkeiten, die heute als "zu langsam" definiert sind, den Leuten Angst wegen gesundheitlicher Schäden bereiteten. Davon reden wir nicht mehr und wenn im Hyperloop > 1.000 km/h im streckengebundenen Verkehr erreicht werden sollen, sehen wir das heute nicht als Problemfall an.
Ich hätte mir auch nicht vorstellen können, dass mein Auto teilautonom lange Strecken schafft oder auf Wunsch perfekt einparkt. Das war vor wenigen Jahren undenkbar, heute serienmäßig. Es gibt heute schon genügend Testmodelle und erste praktische Erfahrungen von voll autonomen Fahrzeugen, die sehr gut viele Situationen bewältigen. Sie sind noch nicht perfekt und können nicht alles, deshalb testen und verbessern die Techniker das ja. Aber wir müssen auch erkennen, dass sich Entwicklungszyklen massiv beschleunigen. Was bedeutet, dass die nächste Stufe dann in der halben Zeit erreicht wird.
Um zurück zu kommen auf die Eisenbahn, anfangs verteufelt, dann wurde die Technik besser. Ja, es gab Unfälle im Betrieb und mit der Technik. Es wurde aber kontinuierlich verbessert und konnte man zuerst nicht beschleunigen, wurden die Antriebe verbessert. Hielt die Schiene nicht, wurde die Unterkonstruktion optimiert, lange Zeit waren die Bremsen ein großes Problem, heute nicht mehr vorzustellen. Nein: Heute ist auf der Schiene die veralterte Technik, das (in Deutschland) stark heterogene Material und zu viel Bedarf auf zu wenig Strecke unser Problem. Da wurde vor 30 Jahren in die falsche Richtung gedacht, deshalb haben wir u.a. die Güterlast auf den Autobahnen. Also rechtzeitig vorausdenkend investiert kann man mit Technik Problemstellungen von Morgen gut entgegenwirken. Es braucht nur Mut
Und in den allermeisten Regionen kommen tragische Situationen bei der Eisenbahn nur noch dann vor, wenn man nicht bereit war in verfügbare Technik zu investieren und stattdessen der Mensch die Fehler machen darf. Im Straßenverkehr sterben über 3.000 Menschen direkt. Wer würde nicht investieren wollen, wenn es weniger wären und dafür sein Nachbar, seine Geschwister, Kinder oder Freunde noch leben würden?
An Kritiken gegen das ABS kann ich mich nicht erinnern. Ende der 70er fuhr ich einen Audi 200 Turbo, der hatte schon ABS, das aber noch mittels Schalter am Amaturenbrett abschaltbar war. Damit konnte man optimal die Wirkung ausprobieren, die wirklich verblüffend war. Ob Schotterstraße, Regen, oder - auf einem Flugfeld ausprobiert - Vollbremsung mit raschem Ausweichen, etc. Mal mit, mal ohne ABS, überzeugte das ABS so absolut, daß ich es dann stets eingeschaltet ließ. Bei dem damals sehr schnellen 200 Turbo ein wesentlicher Vorteil.
Der einzige "Nachteil": Noch lange nicht alle Autos damals hatten ABS verbaut, weil es meist noch eine Zusatzausstattung aus der "Extras-Liste" war. Und irgendwo zwischen 1500-2000 DM kostete, wenn ich mich recht erinnere. Deshalb hatten damals Autos hinten einen Aufkleber "Achtung ABS", weil es anfangs eine Reihe Auffahrunfälle gab, weil mit dem ABS ein kürzerer Bremsweg erreicht wurde. Doch bald verschwanden die Aufkleber aus zwei Gründen: 1) die Zahl der durch Auffahrunfälle auf ABS-Fahrzeuge war sehr gering, und 2) immer mehr Autos wurden mit ABS geordert, und bald auch serienmäßig ausgestattet.
Das ABS ist also schon immer ein unproblematisch gewesen. Extrem seltene Ausnahmen mögen die Regel bestätigen.
Anders ist es mit dem Elektronikschrott, der heute - und nun schon seit gut 10-15 Jahren immer mehr - als "unbedingt notwendig" dem Kunden eingeredet wird. Kürzlich sprach ich anläßlich der Überprüfung zur H-Zulassung meines W124 mit einer Werkstatt. Der Besitzer kannte den W124 kaum, (schmunzelnd kam ich seiner Bitte nach, die Motorhaube zu öffnen), dann sagte er "so ein Auto" hätte er in seinen 25 Jahren Abschlepppraxis bestenfalls 5x gesehen. Doch die Folgemodelle, bis hin zu den Neuesten hätte er praktisch täglich wegen irgendwelcher elektronischen Wehwehchen abzuschleppen. Aber nicht nur Mercedes, auch die anderen "Premiummarken".
Die hier zu Recht oft kritisierte Abblend-Automatik ist grauenhaft! Ich wohne in einem der Mittelgebirge, und auf den sehr kurvigen Straßen kommen nachts immer mehr BLENDER entgegen, weil die Automatik erst reagiert, wenn sie meine Scheinwerfer erkennt. Dann schaltet sie zwar ab, aber zu spät, denn die Autos kommen AUFGEBLENDET aus der Kurve, DANN ERST reagiert die "Automatik". Als es noch keine Automatik gab, blendete jeder schon VOR der Kurve ab, wenn er den Schein eines entgegenkommenden Autos sah.
Die meisten solcher "Assistenten" sind einfach SAUBLÖD! Das sind keine Hilfen, sondern Streßverursacher. Angestellte, die sich so idiotisch verhalten, würde ich sofort kündigen - bzw. ich hätte sie erst gar nicht eingestellt. Aber bei Assistenten im Auto hat man oft keine Wahl, wenn man einen neuen Wagen kauft. Man muß sich "vergewohltätigen" lassen, ob man will oder nicht.
Weshalb bieten die Hersteller ihre Autos nicht OHNE diesen ganzen Schrott an? Dann kann jeder entscheiden, welche Assistenten er ggf. will, und welche nicht.
Die KFZ-Produzenten haben den Kunden/Käufer ebenso im Griff wie die Nahrungsmittelindustrie:
Den aromatisierten Yoghurt finden junge Verbraucher mittlerweile besser als echten Fruchtyoghurt. Die noch zu Vergleichen fähige Autofahrergeneration stirbt langsam aus. Jüngere Fahrer kennen Fahrzeuge ohne nervende Assistenten nicht mehr.
Noch ein Beispiel gefällig? Kennt jemand den Beifahrer-Sitzbelegungssensor eines Corolla E12? Liegt meine Arbeitstasche dort, plärrt das Teil so lange bis ich die Tasche in den Fußraum befördert habe..
Gruß
Ok, ein Wort zur Güte: Radar für automatische Abstandshaltung hätte ich ebenso gerne an Bord wie ein Notbremssystem, welches den Aufprall verhindern oder wenigstens vor Schlimmerem bewahren kann! Alles andere ist Firlefanz!
Bei den schlechten Erfahrungen mit verschiedenen Notbrems-Assistent
Systemen von verschiedenen Autoherstellern die ich gemacht habe,
stellen sich mir die Nackenhaare auf,
wenn ich dran denke das selbstständig
fahrende Autos schon unterwegs sind !
Hier sollten schon noch einige Jahre
des Probierens erfolgen ,bevor man
solche Autos auf die Menschheit losläßt.
Ich bin von einigen Wochen mal 600km mitgefahren in einem teilautonomen (Lenkung macht der Fahrer) Fahrzeug eines Herstellers, der diese Systeme entwickelt. Also so richtig gefiel mir das nicht. Okay, das war keine Serienversion und man sah immer, was los war, aber dass der in der Linkskurve den Vordermann verliert und den auf der rechten Spur anpeilt und dann sich das Bremspedal automatisch heftig senkt, naja. Mein Vorschlag war dann, das mit dem Navi zu koppeln, dass der den Straßenverlauf hat und sich entsprechend einstellt. Die Fahrt diente dem Test der schnellen annäherung an langsame Hindernisse. Und wenn links und rechts Leitplanken sind, kannst du alles kriegen Echo. Und klar ist eins, querende Hindernisse sind ausgeblendet, ebenso wie stehende Hindernisse.
Was das Abblenden von Menschenhand angeht, da wurde ich früher mind. genauso oft geblendet wie heute. Die meisten denken nicht daran, und dann ist mir lieber, das Auto macht es selbst. Wenn ich die aktuellen Testvideos der neuen LEDs ansehe, vor allem jene, die sehr genau das vorausfahrende Auto ausblenden, um eben nicht zu blenden, die auch in die Kurven schauen - dann habe ich den Eindruck, das hier viel geschehen ist und das auch zu besseren Blendergebnissen führen wird.
Die Reaktionen zum automatischen Stopp der diversen Systeme sind unterschiedlicher Qualität, da von diversen Herstellern. Heute sah ich einen Vergleich vom aktuellen Focus mit Hyundai. Der Focus stoppte bis 31 km/h vor stehenden Objekten, langsam fahrenden Objekten und auch vor Fußgängern - und zwar egal, ob stehend, langsam gehend oder von der Seite kommend.
Der Hyundai verpasste den Fußgänger, bzw. fuhr ihn an, da er noch nicht genügend gestoppt hatte.
Fahrspurassistenten sollte man wohl z.Zt. noch auf Stufe "normal" und nicht "stark eingreifend" stellen, damit sie es nicht übertreiben.
Mein Focus kommt wahrscheinlich nächste Woche, dann werde ich diese Dinge ausführlich testen und berichten.
dem ist wohl nichts hinzuzufügen, das sehe ich genauso! :-)