Was ist eigentlich… Level 5?

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Morgens aufstehen, erstmal frühstücken und ganz entspannt auf die Arbeit fahren. Klingt alles noch realistisch, bis auf das “entspannt auf die Arbeit fahren” – denn schließlich gibt es noch viele andere Verkehrsteilnehmer auf den Straßen, die dasselbe planen. Staus sollen in Zukunft der Vergangenheit angehören, denn für den fließenden Verkehr sollen autonome Fahrzeuge sorgen. So müsste man einfach ins Auto einsteigen, das Ziel ansagen und sich entspannt fahren lassen.

Futuristische Autos sind immer wieder ein beliebtes Extra in alten als auch in neuen Hollywood Filmen – doch wie weit ist die Automobilindustrie wirklich, was das autonome Fahren betrifft? Die bisher bekanntesten autonomen Fahrzeuge, die teilweise schon ohne Fahrer auskommen, ermöglicht die Google-Schwester Waymo. Waymo ist Vorreiter was das autonome Fahren angeht, doch selbst ihre Technik erfüllt nicht die Kriterien der SAE Definition für Level 5 Fahrzeuge

In Deutschland sind bereits “Roboterautos” unterwegs, jedoch sind das lediglich Prototypen, die nur auf bestimmten Strecken unterwegs sein dürfen. Das sind Level-4 Fahrzeuge, deren Route vorprogrammiert wird und gesetzlich nur in Begleitung eines Sicherheitsfahrers verkehren, der zur Not eingreifen kann. Aus diesem Grund sind die Fahrzeuge noch mit einem Lenkrad und Pedalwerk ausgestattet, die bei der höchsten Autonomie-Stufe entfallen.

Was genau bedeutet “Level 5”?

Bei der Definition der Entwicklungsstufen automatisierter Fahrzeuge spricht man von “Level”.

“Level 5” ist die Bezeichnung für die höchste Stufe automatisierter Fahrzeuge, das “autonome Fahren”. In dieser Stufe verkehren Fahrzeuge völlig autonom und müssen alle Fahraufgaben inklusive Rückfallebene dauerhaft übernehmen  – der Mensch hat somit keine Möglichkeit mehr in das Fahrgeschehen einzugreifen. Demnach gilt man als Insasse nicht mehr als Beifahrer sondern als Passagier und kann sich auf der Rückbank auf andere Dinge konzentrieren. Das Fahrzeug soll in Zukunft in der Lage sein auch in komplexen Situationen ohne zusätzliche Hilfe zu agieren.

“Level 5-fähige” Fahrzeuge sollten nach der SAE Definition folgende Kriterien erfüllen:

  • Das Fahrzeug fährt vollkommen selbstständig auch ohne Passagier
  • Fahrten funktionieren komplett ohne Lenkrad und Pedalwerk
  • Eingebaute Sensoren und künstliche Intelligenz führen alle Entscheidungen durch – selbstständig und in allen Verkehrssituationen
  • Die Software des Fahrzeugs ist voll verantwortlich und kann nicht mehr auf die “Rückfallebene Mensch” zurückgreifen

Mit welcher Technik sollten autonome Fahrzeuge ausgestattet sein, um eine sichere Autofahrt zu gewährleisten?

Unabhängig von der jeweiligen Verkehrssituation sollte ein autonomes Fahrzeug in der Lage sein, genau im richtigen Moment zu agieren. Mit unseren Augen erkennen wir Hindernisse und handeln entsprechend – entschleunigen oder beschleunigen, weichen aus oder halten an – deshalb dürfen Kameras bei der Grundausstattung autonomer Fahrzeuge nicht fehlen. Eingebaute Kameras ersetzen das menschliche Auge und verschaffen dem Fahrzeug eine Rundum-Sicht. Die Kameras sind unentbehrlich für autonome Fahrzeuge. Unterstützt werden die Kameras durch Radar-, Lidar- und Ultraschallsensoren. Aus diesem Grund sollten die Kameras an mehreren Punkten am Fahrzeug sitzen, um eine 360° Sicht sicherzustellen.

Nicht nur Kameras sind notwendig für selbstfahrende Fahrzeuge, sondern auch eine hochauflösende Weltkarte, die bei der Orientierung helfen soll. Ein schlichtes Navigationssystem reicht bei Level-5-fähigen Fahrzeugen nicht mehr aus. Denn das Fahrzeug braucht präzise Informationen über das Straßennetzwerk, um Fahrten genauestens berechnen zu können.

Besonders wichtig für autonome Fahrzeuge ist ihre Sensortechnik, da diese dazu beitragen, dass der Mensch als Fahrer durch Sensoren und künstliche Intelligenz ersetzt wird. Welche Aufgabe haben also Ultraschall-, Radar- und Lidarsensoren in einem Fahrzeug?

Ultraschallsensoren

  • Werden bereits in Fahrerassistenzsystemen eingesetzt und können beim Einparken helfen
  • Warnen den Fahrer oder in Zukunft das selbstständig fahrende Fahrzeug vor zu geringen Abständen beim Einparken (“Piepser”)

Radar = Radio detection and ranging

  • Übersetzt bedeutet das: Funkortung und -abstandsmessung
  • Auch bei Geschwindigkeitskontrollen werden Radare verwendet, aber die Radartechnik ermöglicht viele Funktionen des bereits bekannten Fahrerassistenzsystemen wie beispielsweise den Tempomaten für die Abstandsregelung, das Notbremssystem und den Staupiloten.
  • Liefert Objektdaten von anderen Verkehrsteilnehmern und der Infrastruktur. Die Stärke des Radars ist, dass eine direkte Geschwindigkeitsmessung der erkannten Objekte möglich ist (Doppler Effekt).

Lidar = Light Detection Ranging

  • Ermöglicht die optische Erfassung der Umgebung und schätzt Bewegungen sowie Entfernungen zu anderen Verkehrsteilnehmern ein
  • Ergänzt die Radartechnik, das Verknüpfen beider Techniken erlaubt eine bessere Erkennung und Einordnung von Objekten
  • Unterschied zum Radar: Es werden Laserpulse statt Radiowellen verwendet um exakte Bilder zu liefern

Die Sensoren sind für ein autonomes Fahrzeug besonders wichtig, da sie dabei helfen den Menschen als Fahrer zu ersetzen und eigenständig agieren müssen. Denn in Zukunft sollen die Fahrzeuge mit Höchstgeschwindigkeit über die Autobahn fahren, Gefahren rechtzeitig erkennen sowie Verkehrsschilder interpretieren, was laut der European Automobile Manufacturers Association (ACEA) noch Probleme darstellt.

Noch keine fehlerfreie Verkehrszeichenerkennung in Sicht

Heutzutage sind neuere Fahrzeuge mit einer Verkehrszeichenerkennung ausgestattet, die den Fahrer auf Geschwindigkeitsbegrenzungen und andere Regelungen hinweisen soll. Für autonome Fahrzeuge wird das System in Zukunft zur Grundausstattung gehören, da sie bei den Verkehrsregelungen immer auf dem neuesten Stand sein sollten. Nach Angaben des ACEA funktioniert das bisher noch nicht einwandfrei. Es entstehen wiederholt Falschmeldungen aufgrund inkorrekter und veralteter Informationen – was schwere Folgen haben kann. Fehlerquellen seien die zur Verkehrszeichenerkennung eingebauten Kameras und Daten aus Navigationssystemen. Demnach verursachten widersprüchliche und verdeckte Verkehrsschilder Probleme bei der fehlerfreien Erkennung. So, beeinträchtigten oft Baustellen, Äste und bestimmte Wetterbedingungen (Regen, Schnee) die Verkehrszeichenerkennung. Navigationssysteme wiesen fehlende Updates auf. Um autonome Fahrzeuge in Zukunft auf den Straßen zulassen zu können, müssten diese Systeme optimiert und verlässlicher werden.

Wann werden autonome Fahrzeuge wirklich auf den Straßen unterwegs sein?

Obwohl die Technik für “Roboterfahrzeuge” bereits vorhanden ist, sind diese in ihrer Entwicklung noch nicht so weit fortgeschritten, dass in naher Zukunft “Geisterautos” auf den Straßen zu sehen sind. Zudem bedarf es noch einige wichtige Schritte, wie beispielsweise Gesetzesvorlagen für die Mobilität der Zukunft und einer entsprechenden Infrastruktur in den Städten. Nicht nur die Sensortechnik müsste verbessert werden, sondern auch das korrekte Fahrverhalten sollte tief in der autonomen Fahrzeugtechnik verankert werden, um einen sicheren Verkehr mit selbstfahrenden “Roboterautos” zu schaffen. Bis das eintrifft, werden sicherlich noch ein paar Jahre vergehen.

Bild 1 (alle Rechte vorbehalten): SAE.org

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