Köln: 24.–26.05.2023 #polismobility

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Der aktuelle Stand

Autonomes Fahren

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Der aktuelle Stand der Forschung auf dem Gebiet des autonomen Fahrens macht deutlich, dass die Visionen nicht mehr in allzu ferner Zukunft liegen und bereits jetzt in urbane Zukunftsplanungen eingebunden werden können.

Auf dem Weg zum fahrerlosen Auto. Foto: Blue Planet Studio

Auf dem Weg zum fahrerlosen Auto. Foto: Blue Planet Studio

Bei näherer Betrachtung des aktuellen Forschungsstandes rund um das autonome Fahren zeichnet sich ab, dass einige Visionen nicht mehr in allzu ferner Zukunft liegen. Der Innovationsgeist treibt kreative Köpfe auf der ganzen Welt an, immer neue Wege zu finden, um dem fahrerlosen Auto einen Schritt näher zu kommen. Die Frage danach, wann die ersten dieser Fahrzeuge durch unsere Städte fahren und damit womöglich die urbane Mobilität revolutionieren werden, bleibt spannend.

In 6 Levels zur vollständigen Autonomisierung

Autonome Fahrzeuge werden nach der SAE International Norm J3016 in 6 Levels kategorisiert. Dies ermöglicht sowohl die Objektivierung der verschiedenen Systeme als auch die Festlegung eines rechtlichen Rahmens. Level 0 beginnt mit überwiegend manuell gesteuerten Fahrzeugen, bei denen womöglich bereits Assistenzsequenzen wie Warnhilfen oder Notfallbremsen installiert sind.

Die in Level 1 erreichte Fahrassistenzstufe bezieht sich auf umfassendere Bereiche wie das Beschleunigen und Bremsen. Somit übernimmt das System einen bestimmten Grad der Kontrolle, dies jedoch in einem sehr begrenzten Rahmen und unter ständiger Beobachtung des Fahrenden. Eine Teilautomatisierung in Level 2 übernimmt bereits etwas komplexere Aufgaben. Neben der Steuerung in Längsrichtung (Beschleunigung und Bremsen) kommt die seitliche Steuerung – also die Lenkung des Fahrzeugs – hinzu. Für diese ersten drei Stufen ist jedoch festzuhalten, dass die Fahrumgebung zu jedem Zeitpunkt vom Cockpit aus überwacht werden muss.

Ab Level 3, der bedingten Automatisierung, muss das Fahrzeug sowohl den Zustand der fahrenden Person als auch deren Umwelt überwachen können. In bestimmten regelhaften Situationen, bedingt durch den Straßentyp, die Wetterlage oder die Geschwindigkeit, kann die Aufmerksamkeit kurzzeitig dem Verkehrsgeschehen entzogen werden. Für die hohe Automatisierung in Level 4 ist die präzise Überwachung der Umwelt erforderlich. Im Regelfall dient das System bereits als Rückfallebene, sodass ein manuelles Eingreifen durch den Fahrenden nur in sehr seltenen Fällen, zum Beispiel bei starkem Schneefall, erforderlich ist.

In Level 5 setzt die Vollautomatisierung ein. Das Fahrzeug agiert vollkommen autonom und benötigt im Grunde genommen weder Lenkrad, noch Brems- oder Gaspedal. Die Fahrerkabine wird zum reinen Aufenthaltsraum. Derzeit sind jedoch sowohl die rechtlichen Rahmenbedingungen als auch die technischen Möglichkeiten noch nicht auf dem Stand, Fahrzeuge nach Level 4 und 5 für die Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

Der deutsche Gesetzesentwurf

Ende März dieses Jahres befassten sich Bundestag und Bundesrat erstmals mit einem Gesetzesentwurf, der in Deutschland als erstes Land weltweit die Nutzung eines Fahrzeugs nach Level 4 der SAE Norm zulassen würde. Dieser soll noch Mitte 2021 beschlossen werden. Mit dem Gesetzesbeschluss würden Forschung und Entwicklung autonom fahrender Systeme in Deutschland enorm vorangetrieben werden und könnten 2022 bereits am Regelbetrieb teilhaben. Das Gesetz legt sowohl die Einsatzbereiche – zum Beispiel Shuttle-Verkehre, People-Mover, usw. – als auch konkrete Anforderungen an das Fahrzeug und die „Aufsichtsperson“ fest. Bestimmt sind unter anderem die technischen Anforderungen an den Bau der Fahrzeuge, das Zulassungsverfahren, die Pflichten der verantwortlichen Person, die Datenverarbeitung und das nachträgliche Aktivieren autonomer Fahrfunktionen. Als Vorreiterin muss die deutsche Gesetzgebung in Zukunft an die internationalen Entwicklungen in diesem Bereich angepasst werden.

Der aktuelle Stand

Weltweit forschen einige marktführende Unternehmen an Systemen, um autonomes Fahren zu ermöglichen. Der Wettkampf um Level 4 und 5 treibt sie an und hält die Branche in stetigem Innovationsdrang.

Aptiv

Eines der führenden Unternehmen auf diesem Forschungsgebiet ist Aptiv. Das Unternehmen aus Jersey, UK hat weltweit 12 technologische Zentren und 124 Produktionsstätten. Als Joint Venture mit der Hyundai Motor Group entwickelte Aptiv 2020 das autonome Fahrzeug „Motional“ und erreichte in diesem Zuge Level 4 der SAE Norm. Ab 2022 soll die Technologie für Robotaxi-Anbieter und Flottenbetreiber verfügbar sein. Das übergeordnete Ziel, die Mobilität sicherer, grüner und ‚connected’ zu machen, zieht sich bis in die Ebene der einzelnen Standorte. Die explizite Motivation ist es, von den verschiedensten regionalen und globalen Kompetenzen zu profitieren. Auch in der Stadt Wuppertal befindet sich eines der Aptiv-Technologiezentren. In enger Kooperation mit der Bergischen Universität und dem Cluster automotiveland.nrw werden auf regionaler Ebene innovative Ideen entwickelt, die von globaler Qualität sind. In diesem Rahmen entstand das bergisch.smart.-Mobilitätskonzept für das bergische Land, das die Vorteile autonomer Fahrzeuge explizit in einen ganzheitlichen Mobilitätskontext mit dem ÖPNV und dem Rad-/Fußverkehr einbindet.

Waymo

Waymo, das Tochterunternehmen von Google, gehört ebenfalls zu den führenden Unternehmen im Bereich der Softwareentwicklung. Mit ca. 550.000 zurückgelegten Meilen, bei denen lediglich 21 Eingriffe erforderlich waren, überzeugt es im Bereich der Sicherheit mit einer beeindruckend niedrigen Fehlerquote. Das Ziel ist es, Level 5 zu erreichen, um in Zukunft das Betriebssystem für Robotaxis liefern zu können. In einem Vorort von Phoenix im US-Bundesstaat Arizona sind diese bereits im Einsatz, müssen jedoch noch beaufsichtigt werden.

Tesla

Der Autohersteller Tesla stattet bereits seit Oktober 2016 alle neuen Fahrzeuge mit der Hardware aus, welche die Aktivierung eines autonom fahrenden Systems nach Level 5 ermöglicht. Seit Oktober 2020 ist in den USA die Beta Version des Full Self-Driving Modus erhältlich, die das SAE Level 2 erreicht. Ein auf YouTube veröffentlichtes Video zeigt eine Testfahrt von San Francisco nach Los Angeles, bei der innerhalb der ca. 600km nur einmal eingegriffen werden musste.

Daimler/Bosch

Die deutsche Kooperation zwischen der Daimler AG und der Bosch GmbH befasst sich insbesondere mit der Entwicklung autonom fahrender Systeme im urbanen Kontext. Diese sollen im Zusammenhang mit dem ÖPNV-Wegenetz zu einer verbesserten Verkehrssituation in Städten beitragen. Mit der Fokussierung auf Carsharing und Robotaxi-Angebote wird ebenfalls das Erreichen von Level 4 und 5 der SAE Norm angestrebt.

Autorin

Helena Busmann