Herausforderungen bei selbstfahrenden Autos

Verfasst von am 07.04.2020 - 3 min

Das Auto von morgen ist elektrisch. Und es fährt selbst! Das ist die große Herausforderung der kommenden Jahre, die mehr Straßensicherheit, eine Revolution in Sachen Mobilität und erheblich weniger Staus mit sich bringen. Und wie funktioniert ein selbstfahrendes Auto im Privatbereich? Welche Vorteile bietet es und wie ist der aktuelle Stand? Eine erste Bilanz.

Was ist ein selbstfahrendes Auto?

Ein selbstfahrendes Auto bietet seinem Fahrer verschiedene Fahrmodi. Einige davon ermöglichen ein selbstständiges Fahren des Autos.
Zunächst verfügen die Autos über unterschiedliche Fahrhilfen. Deren Kombination und Optimierung führen letztlich zu einer möglichst vollautomatischen Fortbewegung des Fahrzeugs.

Wie funktioniert ein selbstfahrendes Auto?

Ein selbstfahrendes Auto benötigt mehrere wichtige Elemente: zunächst einmal eine Reihe von Sensoren (Radaranlagen, Lidarmessgeräte, Kameras, satellitengestützte Ortungssysteme, Kilometerzähler …) sowie ein hochauflösendes Kartensystem (das sogar Bodenmarkierungen umfasst), um die Umgebung genau zu erfassen und die exakte Position des Fahrzeugs zu ermitteln. Aber auch Kommunikationssysteme, die einen Informationsaustausch mit anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur (Ampeln, etc.) ermöglichen. Und schließlich eine intelligente Berechnung, die diese Informationen auswertet und Entscheidungen trifft, die dann von einer Mechatronik umgesetzt werden, die wiederum Lenkung, Beschleunigung und Bremsvorgänge steuert. Darüber hinaus verfügt ein autonomes Auto über entsprechende Schnittstellen, die mit dem Benutzer interagieren, aber auch mit anderen Straßennutzern kommunizieren können.

Der Hauptvorteil eines selbstfahrenden Autos besteht darin, dass es in jeder Situation eine höhere Sicherheit bietet, als würde der Mensch selbst hinter dem Steuer sitzen. Die Sensoren bieten eine umfassendere Wahrnehmung und die Elektronik reagiert schneller als der Mensch. Dazu wird ein selbstfahrendes Auto nicht müde und lässt sich auch nicht ablenken.
Die Anfänge autonomer Fahrzeuge lassen sich bis in die 80er Jahre zurückverfolgen: Dabei handelte es sich hauptsächlich um vom US-Militär finanzierte Projekte. 2009 nahm auch das Interesse im Zivilbereich zu – zunächst bei Google, dann bei den großen Autobauern weltweit.

Welche unterschiedlichen Autonomiestufen gibt es?

Allgemein bezeichnet der Begriff „selbstfahrendes Auto“ ein Fahrzeug, das sich in seiner Umgebung ohne menschliches Eingreifen bewegen kann. Diese vollständige Autonomie vollzieht sich aber in mehreren Schritten. Daher hat die Organisation SAE International, der Automobilingenieure angehören, 2014 unterschiedliche Autonomiestufen je nach Fähigkeiten der Systeme und der mit dem Fahrer erforderlichen Interaktion festgelegt.

Stufe 0: keine Automatisierung

Bei Stufe 0 fährt der Fahrer vollkommen eigenständig.

Stufe 1: Assistenzsysteme

Bei Stufe 1 verfügt das Fahrzeug über Fahrassistenzsysteme (ADAS), die ein Notmanöver ausführen (ABS, ESP) oder vor einer Gefahr warnen können (Toter-Winkel-Assistent, Spurhalteassistent), oder über Ausstattungen, die den Komfort erhöhen, wie etwa die adaptive Geschwindigkeitsregelung (die den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug überwacht). Der Fahrer ist nach wie vor für sein Fahrzeug verantwortlich und erhält nur sehr vereinzelte Hilfestellungen.

Stufe 2: Teilautomatisierung

Bei Stufe 2 verfügt der Fahrer über ein Assistenzsystem, das die Lenkung und die Steuerung von Gaspedal und Bremse vereint. Es kann automatisch Abstände regulieren, das Auto anhand von Bodenmarkierungen auf seiner Spur zentrieren und eventuell, nachdem der Fahrer seine Absicht durch Blinken bestätigt hat, bei einem Spurwechsel behilflich sein. Es kann auch ohne Eingriff durch den Fahrer in einem Stau halten und wieder losfahren. Der Fahrer muss dafür die Pedale nicht betätigen, aber die Hände stets am Lenkrad haben und grundsätzlich alle Manöver überwachen. Das ist die maximale Autonomie, die nach europäischem Recht derzeit zulässig ist. Der neue Clio und der neue Captur können mit einer solchen Teilautomatisierung der Stufe 2 ausgestattet werden, genannt Autobahn- und Stauassistent.

Stufe 3: Bedingte Automatisierung

Die Stufe 3, auch „Eyes off – Hands off“ genannt, wird vor allem durch das Concept Car Renault Morphoz versinnbildlicht. Ab dieser Stufe ist es dem Fahrer gestattet, zeitweise die Hände vom Lenkrad zu nehmen. Er kann in bestimmten Situationen – beispielsweise in Staus auf der Autobahn – das Auto selbstständig fahren lassen. Der Fahrer muss sich jedoch weiterhin hinter dem Steuer befinden und jederzeit bereit sein, innerhalb weniger Sekunden wieder die Kontrolle zu übernehmen, wenn das Auto meldet, dass es zum selbstständigen Fahren nicht mehr in der Lage ist. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn das Fahrzeug das Ende eines Streckenabschnitts auf der Autobahn erreicht. Eine Automatisierung der Stufe 3 ist in Frankreich noch nicht zulässig, in anderen Ländern jedoch bereits Realität.

Stufe 4: Hochautomatisierung

Bei Stufe 4 muss der Fahrer das Fahren nicht mehr überwachen. Er ist zwar an Bord des Fahrzeugs und kann jederzeit eingreifen, die Elektronik überwacht jedoch alles und gestattet es dem Fahrer so, ein Buch zu lesen oder einen Film anzuschauen. Stufe 4 wird es zunächst auf Autobahnen geben, wo die Kontrolle einfacher ist.

Stufe 5: Vollautomatisierung

Das ist die höchste Stufe. Es gibt überhaupt keinen Fahrer mehr, denn das Auto kann selbstständig einen Parkplatz suchen oder – wenn es sich um ein Robotaxi handelt – Kunden an Bord nehmen. Bei dieser Stufe ist auf allen Strecken jederzeit alles vollautomatisiert. Ein Auto der Stufe 5 braucht noch nicht einmal mehr ein Lenkrad oder Pedale.

Vorteile eines fahrerlosen Autos

EZ-PRO
Vorteil Nummer Eins eines fahrerlosen Autos ist sein Beitrag zur Verkehrssicherheit. Tatsächlich werden 94 % aller Unfälle durch eine fehlerhafte Einschätzung des Fahrers verursacht. Einer Studie des Unternehmens McKinsey von 2015 zufolge ließen sich durch eine massenhafte Verbreitung selbstfahrender Autos allein in den USA 190 Milliarden Dollar an Medizin- und Versicherungskosten einsparen! Darüber hinaus würde ein selbstfahrendes Auto Menschen mit Behinderung (Blinden, Gehörlosen, etc.) Mobilität und Unabhängigkeit ermöglichen. Auch die Straßen wären bei einer allgemeinen Verbreitung viel aufnahmefähiger, denn der Abstand zwischen den einzelnen Autos könnte bei elektronisch gesteuerten Fahrzeugen verringert werden. Ganz nebenbei würde sich bei einem besseren Verkehrsfluss auch der Energieverbrauch verringern. Schließlich bahnen selbstfahrende Autos auch den Weg für gemeinsam genutzte „Robotaxis“ – im Wissen, dass das eigene Auto 95 % der Zeit auf seinem Parkplatz verbringt.

Selbstfahrende Autos von Renault

Renault zählt zu den aktivsten Herstellern im Bereich der autonomen Fahrzeuge. So stellte das Unternehmen etwa hochmoderne Concept Cars vor – als Vorgeschmack auf eine Zukunft, in der selbstfahrende, gemeinsam genutzte Fahrzeuge die Norm sind: den EZ-GO für das tägliche Carsharing, den EZ-ULTIMO, einen Luxuskokon für eine geteilte Mobilität der Oberklasse, oder auch den EZ-PRO, einen autonomen Lieferwagen für die Last-Mile-Zustellung.
Der Symbioz ist Vorbote einer nahen Zukunft und Sinnbild eines autonomen Fahrzeugs, das bis zu 130 km/h auf der Autobahn fahren und Mautstellen ohne menschliches Eingreifen passieren kann. Renault hat in Frankreich auch Tests unter Realbedingungen gestartet – in Rouen und auf dem Stadtcampus Paris-Saclay laufen Versuche zu einem Ridesharing-Dienst mit selbstfahrenden Autos.
Schließlich gab die Allianz Renault-Nissan-Mitsubishi bekannt, dass bis 2022 40 Fahrzeuge, die für autonomes Fahren der Stufe 2 (Teilautomatisierung) ausgerüstet sind, auf den Markt kommen, darunter 15 Renault. Die Technologie ist zudem beim Clio und Captur sowie dann auch beim Espace ab 2020 verfügbar.

Welche Zukunft haben selbstfahrende Autos?

Wie schon gesagt: Das selbstfahrende Auto kommt nicht von heute auf morgen. Nach und nach wird es immer mehr automatisierte Funktionen geben, auch die Vernetzung an Bord sowie die Konnektivität für eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen und mit den Straßeninfrastrukturen wird zunehmen.

Stufe 3 ist in Europa noch nicht zulässig, befindet sich im Rahmen der Allianz Renault-Nissan-Mitsubishi aber in der Entwicklung und dürfte mittelfristig die Straßen erobern. Dafür müssen sich jedoch auch die Vorschriften weiterentwickeln. Tatsächlich muss eine Koexistenz von Fahrzeugen mit Selbstfahrfunktion und anderen Straßennutzern geregelt werden, seien es nun „herkömmliche“ Autos, Motorräder, Fahrräder oder Fußgänger. Die Regelungen zur Zulassung von Fahrzeugen der Stufe 3 werden derzeit erarbeitet. Ein gesetzlicher Rahmen dürfte in Europa in zwei bis drei Jahren gegeben sein.

 

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