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Autonomes Fahren ist eine Herausforderung

Fahrzeughersteller und Geodienste kooperieren

Volvo Trucks autonomer E-Lkw Foto: Volvo Trucks

Auf dem Weg zum autonomen Fahren arbeiten Fahrzeugbauer, Zulieferer und Geodienste zusammen, um Herausforderungen zu meistern.

Das automatisierte beziehungsweise das autonome Fahren fordert Akteure aus ganz unterschiedlichen Bereichen. So ist es nicht weiter verwunderlich, dass es dabei immer wieder zu Kooperationen kommt. Im Fall des Geodatendienstes Here Technologies, der einst dem Handyhersteller Nokia gehörte, wurde daraus ein Joint Venture, hinter dem neben den Fahrzeugbauern Audi, BMW und Daimler auch die Zulieferer Bosch und Continental, der Chiphersteller Intel sowie mehrere asiatische Investoren stehen.

Sensordaten beflügeln sicherheitsrelevante Dienste

Bei so viel Know-how im Hin­tergrund ist es nicht weiter verwunderlich, dass in der Entwicklung bei Here jede Menge Bewegung drin ist. „Wir haben auf Basis von Fahrzeugsensordaten sicherheitsrelevante Dienste entwickelt und zu Beginn des Jahres in den Markt eingeführt“, erklärt Sebastian Kurme, Leiter der Unternehmenskommunikation bei Here Technologies, gegenüber trans aktuell.

Diese Sensordaten spielen auch für die Aktualisierung der sogenannten Here HD Live Map, der Karte fürs autonome Fahren, eine entscheidende Rolle. „Im Frühjahr haben wir einen Forschungs- und Entwicklungsstandort in Boulder, Colorado, eröffnet. Dort arbeiten Experten aus den Bereichen Geodaten-Engineering, maschinelles Lernen und Data-­Science zusammen, um Prozesse weiterzuentwickeln, mit denen sich die Here HD Live Map sozusagen selbst heilt“, erklärt Kurme. Daimler habe bereits angekündigt, diese zu einem integralen Bestandteil fürs autonome Fahren zu machen.

Zudem schreite die Kartenabdeckung immer weiter voran. Ende des Jahres sollen allein in Nordamerika und Europa rund eine Million Straßenkilometer erfasst sein. Zudem gründete Here Mitte Mai mit Navinfo aus China, der Pioneer-Tochter Increment P aus Japan und SK Telecom aus Korea die One-Map Alliance. „Damit wollen wir ab 2020 eine globale, standardisierte und dynamische hochauflösende Karte anbieten. Diese Karte wird den für die Here HD Live Map entwickelten Spezifikationen entsprechen“, berichtet Krume.

Hinzu kommt mit Here OTA Connect eine Over-the-air-­Lösung für ihre vernetzten Fahrzeuge. „Diese stellt sicher, dass Daten, Software und Firmware zwischen dem Fahrzeug und der Cloud sicher ausgetauscht werden können, um Fahrzeugfunktionen zu aktualisieren und zu erweitern“, erläutert Kurme.

Volkswagen mit WLANp in allen Modellen

Im Volkswagenkonzern an sich setzen die Verantwortlichen auf die Einführung des WLANp-Standards, der ab 2019 in den Volumenmodellen Einzug hält. Wireless Local Area Network bezeichnet dabei das international standardisierte drahtlose Funknetzwerk, welches mit dem Zusatz „p“ speziell für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und der In­frastruktur entwickelt wurde. Letztlich sollen alle zum VW-Konzern gehörigen Neuwagen – vom kompakten Pkw bis zum Nutzfahrzeug – serienmäßig mit dieser Technologie ausgestattet werden.

WLANp ermöglicht es, innerhalb von Millisekunden im Umfeld von etwa 500 Metern verkehrs­relevante Informationen zwischen Fahrzeugen sowie auch zwischen Fahrzeugen und der Verkehrs­infrastruktur auszutauschen. Ein Prinzip, das auch beim Platooning zum Einsatz kommt. „Mit der einsatzbereiten und ausgereiften WLANp-Technologie schaffen wir schnell eine deutliche und flächendeckende Erhöhung der Verkehrssicherheit auf den Straßen Europas“, erklärt Dr. Ulrich Eichhorn, Leiter der Konzernforschung und -entwicklung.

Da die Wirksamkeit durch eine Vielzahl von Nutzern steige, sei Volkswagen in Projekten mit Behörden, Verkehrsministerien und Partnern der Automobil- und Verkehrsindustrie aktiv, um die Verbreitung der Technologie bis zur Serieneinführung weiter zu steigern, heißt es dazu aus Wolfsburg. Sobald etwa Polizei- oder Rettungsdienste ebenfalls mit der WLANp-Technik ausgerüstet werden, könnten Autofahrer frühzeitig Informationen über Entfernung und Richtung eines herannahenden Einsatzfahrzeugs erhalten, lange bevor das Fahrzeug hör- oder sichtbar wird.

Zusätzlich hätten die Verkehrsinfrastrukturbetreiber in Deutschland, den Niederlanden und Österreich angekündigt, Baustellensperranhänger mit der WLANp-Technologie auszurüsten. Das werde das Risiko von Auffahrunfällen im Baustellenbereich auf Autobahnen vermindern.

Auf dem Weg zum automatisierten und kooperativen Fahren arbeitet Volkswagen zusätzlich daran, die Verkehrsinfrastruktur wie beispielsweise Ampeln einbinden zu können.

Unterstützung erhalten die Fahrzeugbauer von der Zuliefererindustrie. „Wir bieten Nutzfahrzeugherstellern Komponenten und Subsysteme für das automatisierte Fahren aus einer Hand“, erklärt Dr. Michael Ruf, Leiter der Business Unit Commercial Vehicles and Aftermarket bei Continental, im Gespräch mit trans aktuell. Dazu gehören Sensoren ebenso wie Fahrerassistenzsysteme. „Auf der IAA präsentieren wir zudem ein Umfeldmodell für Nutzfahrzeuge“, berichtet Ruf. Beim Realisieren künftiger Assis­tenzfunktionen werden laut Ruf Kameras, Radar und Lidar-Systeme eine entscheidende Rolle spielen, um dem Fahrzeug ein vollständiges Bild der Umgebung zu geben.

Bereit für die Serie

„Für den Einsatz unserer Sensoren in der Serie sehen wir keine ungelösten Probleme mehr. Wir können auf einen großen Erfahrungsschatz der ADAS-Kollegen aus dem Pkw-Bereich zurückgreifen. Diese Lösungen applizieren wir dann mit einem eigenen Team auf Lkw“, so Ruf. Zu den neuesten Sensorlösungen von Continental für Nutzfahrzeuge gehören die dritte und vierte Generation des Long Range Radar und der Hi Res 3D Flash Lidar (HFL), der voraussichtlich 2022 verfügbar sein wird. Während die Kameras für Spurhalteassis­tenten inklusive Objekt­erkennung ja bereits in Serie bei den Nfz-Herstellern verbaut werden.

Automatisiertes Fahren funktioniert nicht ohne ein zuverlässiges Umfeldmodell. Dies ermöglicht es dem Fahrzeug, sich von der realen Welt überhaupt erst ein Bild zu machen und daraus Entscheidungen für Fahrmanöver abzuleiten. Um dies zu erreichen, führt ein zentrales, intelligentes Steuer­gerät, die sogenannte Automated Driving Control Unit (ADCU), die Signale aus den unterschiedlichen Sensoren zusammen und bildet sich ein eigenes Bild: das Umfeldmodell.

Das System definiert die Fahrspuren, klassifiziert Objekte und liest die geltende Regeln ein. Mittels Vehicle-to-X gibt’s zudem Daten zum Umfeld, die von den Sensoren des Fahrzeugs nicht erfasst werden können, weil sie außerhalb des Horizonts liegen. Hier fließen die Informationen aus dem dynamischen eHorizon von Continental ein. Dieser steuert Informationen zu Verkehrsdichte und vorausliegenden Staus bei. Auf dieser Basis kann das Fahrzeug schließlich weitere Schritte planen.

Künstliche Intelligenz ist ein weiterer wichtiger Schritt auf dem Weg zum autonomen Fahren. Sie wird die Serienreife von Level-4- und Level-5-Lkw beschleunigen. „Mit Artificial-Intelligence-basier­ten Systemen sind wir bei der Erkennungsleistung heute schon besser als der Mensch“, erklärt Ruf. So wird der künftige Rechtsab­biegeassistent von Continental, der Daten von Kameras und Radar fusioniert, mit künstlicher Intelligenz ausgestattet sein. Damit sollen sich dann komplexe und nicht vorhersehbare Verkehrs­situationen exakt interpretieren lassen.

Gerade mit Blick auf den Austausch der Fahrzeuge untereinander sowie mit der Infrastruktur sind aber auch noch die Mobilfunkbetreiber gefragt. Sie müssen mit 5G einen lückenlosen Datenfunk mit hoher Durchsatzrate und niedrigen Latenzzeiten bringen. Davon würde dann auch ein Kartenanbieter wie Here profitieren, der dann die Infos zur aktuellen Strecke immer parat hat.

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Jan Bergrath, Experte für Fahrerthemen Jan Bergrath Journalist
Carsten Nallinger Carsten Nallinger Lkw-Navigation
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