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Autonomes Fahren kommt in Fahrt Technik und Regeln sind bereit

Shaping Future Transportation 2015– Campus Safety – Mercedes-Benz Future Truck 2025 

Shaping Future Transportation 2015– Campus Safety – Mercedes-Benz Future Truck 2025 Foto: Daimler AG

Das autonome Fahren nimmt wieder Geschwindigkeit auf. Deutsche Gesetzgebung ist richtungsweisend und setzt hier Maßstäbe.

Zwischenzeitlich war es um das autonome Fahren still geworden. 2014 hatte es den ersten Hype darum gegeben. Damals hatte Daimler den sogenannten Mercedes-Benz Future Truck 2025 vorgestellt. Und der damalige VDA-Präsident Matthias Wissmann hatte zu diesem Zeitpunkt prognostiziert, dass spätestens ab 2020 das autonome Fahren seinen Durchbruch feiern werde.

Acht Jahre später hat sich die Euphorie etwas gelegt. Mit dazu beigetragen hat sicherlich auch das Scheitern des Platoonings. Das Projekt „Ensemble – Enabling Safe Multi-Brand Platooning for Europe“ lief Ende 2021 sang- und klanglos aus, hatten die beteiligten Lkw-Hersteller das Spritsparziel doch massiv verfehlt. Die elektronische Deichsel war zunächst immer als Steigbügel fürs autonome Fahren gehandelt worden.

Autonomes Fahren: Ampel steht auf Grün

Peter Fintl, Director of Technology and Innovation, Capgemini Engineering Foto: Capgemini Engineering
Peter Fintl, Director of Technology and Innovation, Capgemini Engineering.

Für Peter Fintl, Leiter Technology and Innovation beim Beratungsunternehmen Capgemini Engineering, steht die Ampel aktuell dennoch eindeutig auf Grün, wenn es ums autonome Fahren geht, auch wenn er einige der damaligen Annahmen infrage stellt und stattdessen andere Schlüsse zieht. „Es gibt an dieser Stelle gleich zwei Beschleuniger: Zum einen hat die Technik mittlerweile bewiesen, was sie kann, und fährt selbst im Stadtverkehr sicher. Und es hat sich zum anderen gezeigt, dass es möglich ist, entsprechende rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen“, berichtet Fintl im Gespräch mit trans aktuell. An dieser Stelle lobt er den ansonsten viel gescholtenen ehemaligen Verkehrsminister Andreas Scheuer (CSU), denn das Gesetz zum autonomen Fahren trat in Deutschland im vergangenen Jahr in Kraft.

„Das hat das Bundesverkehrsministerium gut hinbekommen, damit ist man hierzulande sicherlich Vorreiter und setzt weltweit Maßstäbe“, sagt Fintl. In anderen Staaten seien es meist nur temporäre und geografische Sonderregelungen. „Lediglich Deutschland hat einen Standard geschaffen“, lobt er. Auch China und die USA müssten hier erst noch nachlegen, was der deutschen Automobilindustrie einen gewissen Vorteil verschaffe.

Mercedes darf bereits Level-3-System einsetzen

Ebenfalls eine Vorreiterrolle nimmt an dieser Stelle Mercedes-Benz ein. Das Stuttgarter Unternehmen hat als erster Autohersteller weltweit die Genehmigung erhalten, Fahrzeuge zu verkaufen, die autonom nach Level 3 fahren. Bereits in der ersten Jahreshälfte 2022 rüstet Mercedes demnach die S-Klasse sowie den EQS auf Wunsch mit dem sogenannten Drive Pilot aus, der das autonome Fahren nach Level 3 ermöglicht. Aus regulatorischer Sicht – nicht aus technischer – sind damit Fahrten bis zu einer Geschwindigkeit von maximal 60 km/h erlaubt. Selbsttätige Spurwechsel sind gegenwärtig noch verboten.

Aktuell kommt tatsächlich wieder mehr Bewegung in die Sache. So hat etwa der Elektronikkonzern LG erst Ende Februar verkündet, dass das Unternehmen die Fahrzeuge eines europäischen Premiumherstellers mit der sogenannten 5G-V2X-Technologie ausrüstet. Doch dazu später mehr. Des Weiteren hatten kurz vorher Forscher am Lehrstuhl Nachhaltige Transportlogistik 4.0 der Johannes-Kepler-Universität Linz vermeldet, dass sie in St. Valentin erfolgreiche Tests im Bereich automatisiertes Fahren durchgeführt haben. Zum Einsatz kamen dabei Lidar und eine Kamera, um die Fahrbahnmarkierungen zu erkennen. Und Ende Januar hatte die Geis-Gruppe an ihrem Stammsitz in Bad Neustadt ein Projekt zur Weiterentwicklung des autonomen Lkw-Fahrens mittels 5G-Mobilfunkstandard gemeldet.

Praxistaugliche Lösung für die Logistik

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Der Logistikdienstleister will eine praxistaugliche Lösung entwickeln, die das Überwachen und Steuern eines autonom fahrenden Lkw aus der Ferne ermöglicht. Für Fintl sind solche sogenannten ­Teleoperatoren der Schlüssel zum autonomen Fahren – und das nicht nur auf dem Speditionshof, wie es aktuell der Logistiker DB Schenker und das Start-up Fernride machen. „Durch die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander und mit der Infrastruktur werden Hindernisse frühzeitig erkannt. Kann das das System nicht selbsttätig lösen, übernimmt ein Mensch die Fernsteuerung“, erklärt Fintl. Im Anschluss könne die Fahrt dann wieder autonom fortgesetzt werden.

Oft noch als Damoklesschwert angeführt ist das Thema Cyber­sicherheit, gab es hier in der Vergangenheit doch immer wieder erhebliche Lücken. Daher hatte auch das Deutsche Verkehrsforum (DVF) schon im Jahr 2017 vor Cyberkriminellen gewarnt und zugleich die Frage gestellt: „Wie viele Unfälle wollen wir akzeptieren?“ Fintl beschwichtigt und verweist an dieser Stelle auf die Regelwerke UN R155 und UN R156, die vom UNECE World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations auf den Weg gebracht wurden. Die UNECE-Regulierung UN R155 fordert den Betrieb ­eines zertifizierten Cybersecurity-Managementsystems (CSMS), die UN R156 den eines Software-Update-Managementsystems (SUMS) als zukünftige Bedingung für die Typgenehmigung. „Wer das nicht erfüllt, bekommt folglich keine Typgenehmigung und kann keine Fahrzeuge mehr verkaufen“, erläutert der Automotive-Experte.

Ganz vom Tisch scheint das Thema damit allerdings trotzdem noch nicht zu sein. So hatte das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) erst zur IAA Mobility 2021 in München auf derartige Gefahren hingewiesen. „Wir brauchen einen Crashtest für Cybersicherheit“, forderte BSI-Präsident Arne Schönbohm auf der Messe. Schließlich seien Computer das Hirn der Fahrzeuge. Und mit Mobilfunk, WLAN oder Bluetooth würden Hacker auch Einfallstore für sicherheitskritische Funktionen der Fahrzeugelektronik finden und sie attackieren. Beim BSI gehen die Verantwortlichen daher gar von einer sich verschärfenden Bedrohungslage aus.

Typzulassung von Fahrzeugen schwieriger

Derweil rüsten sich auch Prüforganisationen wie Dekra für neue Aufgaben. Die sind allerdings alles andere als einfach. Denn anders als bei den herkömmlichen Typzulassungen beim Kraftfahrtbundesamt, bei denen es um gleichbleibende Teile am und im Fahrzeug geht, ist die IT aufgrund von Programmupdates einem ständigen Wandel unterworfen. Für Fintl handelt es sich dabei dennoch um ein überschaubares Risiko. „Bei den neuen Bordnetzwerken müssen sich die einzelnen Komponenten gegenseitig verifizieren, was einen Hackerangriff schwierig macht“, erklärt er. In der Automobilindustrie sei man sich dessen jedenfalls bewusst und arbeite daran.

Als „großes Missverständnis“ bezeichnet der Capgemini-Berater hingegen die Rolle von 5G mit Blick aufs hoch automatisierte Fahren nach SAE-Level 4 und 5. „In den Anfängen wurde oft auf die technologischen Möglichkeiten von 5G, kurze Latenzzeiten und höchste Bandbreiten in Hinblick auf die externe Steuerung der Fahrautomatisierungsfunktionen geachtet“, erklärt Fintl. Tatsächlich ist 5G aber nicht unbedingt notwendig, „damit das Fahrzeug selbstständig sicher in der Spur bleibt“.

Der Betrieb über Teleoperatoren profitiert natürlich von den Echtzeitfähigkeiten der 5G-Netze. Ebenso ist die Kommunikation sowohl zwischen Fahrzeugen (Car2car) als auch mit der Infrastruktur (Car2x) ein mögliches Anwendungsfeld für 5G. Der Mobilfunkstandard wurde in den vergangenen Jahren um diese Funktionen erweitert, damit über 5G nicht nur die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Mobilfunkstation, sondern auch zwischen den Fahrzeugen direkt möglich ist. Erste Anwendungen wird man hier in naher Zukunft sehen.

Drahtlos verbunden mit WLANp

Bereits heute findet sich WLANp auf der Straße: Wireless Local Area Network bezeichnet dabei das international standardisierte drahtlose Funknetzwerk, das mit dem Zusatz „p“ speziell für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur entwickelt wurde. Wobei die US-Regulierungsbehörde FCC der Autovernetzung auf WLAN-Basis bereits Ende 2020 das Funkspek­trum entzogen hatte und stattdessen auf die Mobilfunktechnik C-V2X setzt. Das steht für Cellular Vehicle-to-Everything und gründet auf LTE und 5G. In Europa läuft die Diskussion noch, welche Übertragungsform besser geeignet ist.

Die Krux: Damit autonome Fahrzeuge gemeinsam noch sicherer fahren können, müssen sie untereinander Informationen austauschen. Dafür ist eine gemeinsame Sprache notwendig. Mit dieser kollaborativen Umfelderkennung können die Autos buchstäblich ums Eck schauen. „Kommt das Fahrzeug an eine unübersichtliche Kreuzung, in die es etwa nach rechts abbiegen soll, bekommt es dann von den Autos, die sich auf dieser nicht einsehbaren Straße befinden, Informationen zur Verkehrssituation übermittelt – da­runter erkannte Objekte und deren Position“, erläutert Fintl.

Zahl der Sensoren ist eine Frage der Kosten

Noch zeichnet sich auch nicht zweifelsfrei ab, welche Fahrzeugtechnik unbedingt an Bord sein muss, um sicheres autonomes Fahren zu realisieren. So bieten etwa unterschiedliche Sensorsysteme individuelle Stärken bei verschiedenen Umweltsituatio­nen und ergänzen sich durchaus in ihren Eigenschaften. „Aber es ist natürlich auch eine Kostenfrage, welche Sensoren und Schnittstellen verbaut werden“, sagt Fintl. Neben WLAN, 4G beziehungsweise 5G, UWB und Bluetooth zur Datenübertragung sind auch Ultraschall, Radar, Lidar und Kameras zum Erfassen der Umgebung im Einsatz – und das in vielfacher Ausführung.

„Im Sinne der Redundanz und der Sicherheit könnte man jetzt natürlich sagen, dass man einfach alles verbaut. Doch das macht das Fahrzeug teuer – und damit für manche Anwendungsfälle zu teuer“, erklärt Fintl. Daher möchte Tesla in Zukunft ausschließlich auf kamerabasierte Erkennung setzen. „Was grundsätzlich keine schlechte Idee ist, da es bei der Bilderkennung unglaubliche Fortschritte gibt. Fragen zur Robustheit und Leistungsfähigkeit des Systems unter vielfältigen Umwelt- und Verkehrsbedingungen müssen jedoch noch beantwortet werden.“

Hochauflösende Karten waren ein Irrweg

TomTom RoadDNA Foto: TomTom
Hochauflösenden Karten haben sich als unnötig erwiesen.

Ein anderer Hype aus der Anfangsphase des autonomen Fahrens hat sich laut Peter Fintl hingegen als nicht unbedingt notwendig herausgestellt (siehe unten). Auch an dieser Stelle habe sich gezeigt, dass die Funktionalität im Fahrzeug vorhanden sein müsse, um mit wechselnden Umgebungen und Verkehrssituationen sicher umgehen zu können. Allerdings werden laut Fintl in diesem Bereich die Möglichkeiten von intelligenten Fahrzeugen schon bald besser genutzt werden können. Hierbei werde die in modernen Fahrzeugen verbaute Kamerasensorik genutzt, um während der Fahrt die Umgebung auszuwerten und damit automatisiert Kartenupdates nahezu in Echtzeit zu erstellen. Dass das autonome Fahren jetzt richtig in Fahrt kommt, steht für ihn hingegen außer Frage. Die deutsche Automobilindustrie sei dafür jedenfalls gut aufgestellt.

Der Hype um die HD-Karten

  • Ein anderer Hype aus der Anfangsphase des autonomen Fahrens hat sich als nicht unbedingt notwendig heraus­gestellt: Die Rede ist von HD-Kartenmaterial
  • Hier hatten sich die Anbieter Here Technologies und ­Tomtom ein regelrechtes Wettrennen geliefert
  • Präzises digitales Kartenmaterial, das aus verschiedenen Ebenen bestand, galt als Voraussetzung, um Fahrzeuge millimetergenau ans Ziel führen zu können
  • „Die gesamte Welt derart zu kartografieren, ist aber eine Herkulesaufgabe und durch die rasche Weiterentwicklung im Bereich maschinelles Sehen oft auch gar nicht mehr notwendig“, resümiert der Capgemini-Experte Peter Fintl
Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
trans aktuell 04 2022
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11. März 2022
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