Mit dem Begriff \u201eautonomes Fahren\u201c verbindet man Fahrzeuge, die sich ohne einen Fahrzeuglenker oder einer Fernsteuerung eines Bedieners selbst\u00e4ndig fortbewegen. Hierzu geh\u00f6ren auch selbst\u00e4ndig fahrende Transportsysteme und Roboter. Das bedeutet, dass diese Fahrzeuge mit Sensoren, Aktuatoren und Steuerungssystemen ausgestattet sind, die es erm\u00f6glichen, das Fahrzeug autark zu bewegen. Autonomes Fahren geh\u00f6rt neben der Elektrifizierung, der Konnektivit\u00e4t und den Car-Sharing Diensten zu den Megatrends in der Automobilindustrie.<\/p>\n
Die Gr\u00fcnde f\u00fcr die Einf\u00fchrung von autonom fahrenden Fahrzeugen sind vielf\u00e4ltig. An erster Stelle steht dabei die Steigerung der Verkehrssicherheit, v.a. weil die Verkehrsdichte steigt und der demographischen Wandel die Erm\u00f6glichung altersgerechter Mobilit\u00e4t notwendig macht (zur Minimierung der Unfallrisiken verschiedener Altersgruppen lt. Publikation der Technologie Stiftung Berlin). Daneben k\u00f6nnten selbstfahrende Fahrzeuge effizienter fahren und sparen damit CO2 ein. Schlie\u00dflich kommt Autonomem Fahren starke Bedeutung bei der Automatisierung in der Logistik zu, wie z.B. in Form von selbstfahrenden Logistikfahrzeugen innerhalb von Produktionsst\u00e4tten oder beim \u201ePlatooning\u201c (siehe auch unten).<\/p>\n
Um die unterschiedlichen Stufen eindeutig unterscheiden zu k\u00f6nnen wurden folgende Definitionen getroffen:<\/strong><\/p>\n Level 0: Fahrer zu 100% aktiv (lenkt, beschleunigt, bremst, etc.), keine Automation.<\/p>\n<\/li>\n Level 1: Fahrzeug bietet einen assistierten Modus, bei dem unterst\u00fctzende Systeme wie z. B. Tempomat, ABS, ESP automatisch eingreifen.<\/p>\n<\/li>\n Level 2: Fahrzeug bietet einen assistierten Modus, der bereits Teilaufgaben \u00fcbernimmt ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Hierzu geh\u00f6ren z. B. der Einparkassistent, Spurhalteassistent und Stauassistent.<\/p>\n<\/li>\n Level 3: Fahrzeug bietet den automatisierten Modus, bei dem der Fahrer nicht dauerhaft die Kontrolle \u00fcbernimmt, sondern nach einer bestimmten Vorwarnzeit die Kontrolle des Fahrzeugs \u00fcbernehmen muss. Das Fahrzeug ist in der Lage die notwendigen Funktionen (Spurwechsel, Blinken, Bremsen) selbst zu \u00fcbernehmen.<\/p>\n<\/li>\n Level 4: Fahrzeug bietet den hochautomatisierten Modus, bei dem das Fahrzeug die dauerhafte F\u00fchrung \u00fcbernehmen kann. Ist das System nicht mehr in der Lage die Aufgaben zu bew\u00e4ltigen kann die F\u00fchrung an den Fahrer zur\u00fcckgegeben werden.<\/p>\n<\/li>\n Level 5: Fahrzeug bietet den vollautomatischen Modus. Ein Fahrer ist nicht vorgesehen.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n Schon lange bevor der Begriff \u201eautonomes Fahren\u201c thematisiert wurde, hat sich die Automobilindustrie mit ersten Technologien in dieser Richtung befasst. Bereits Ende der 1950iger Jahre hat Chrysler die Anwendung \u201eCruise Control\u201c entwickelt, die die Fahrzeuggeschwindigkeit unabh\u00e4ngig vom wirklichen Verkehrsfluss konstant h\u00e4lt. Dies war der Startschuss f\u00fcr weitere Entwicklungsschritte bis hin zu autonom fahrenden Fahrzeugen auf einem Testgel\u00e4nde in den 1960iger Jahren, mit dem Ziel reproduzierbare Bedingungen f\u00fcr Reifentests zu haben. Neuentwicklungen aus den 1990iger Jahren wie beispielsweise Radar oder LiDAR haben wesentlich dazu beigetragen, dass das autonome Fahren im Stra\u00dfenverkehr m\u00f6glich wird.<\/p>\n Unter dem Begriff \u201ePlatooning\u201c setzen auch Nutzfahrzeughersteller die Systeme des autonomen Fahrens ein. Hierbei werden mehrere Lkws \u00fcber eine sogenannte \u201eelektronische Deichsel\u201c gekoppelt. Dies funktioniert \u00fcber die Steuerung des ersten Lkw, der von einem Fahrer bzw. teilautonom gesteuert wird. Weitere Lkws folgen dem ersten Fahrzeug synchron und in definiertem Abstand.<\/p>\n Um ein Fahrzeug autonom fahren zu lassen ist es notwendig, dass an einem leistungsf\u00e4higen Steuerger\u00e4t eine Vielzahl von Sensoren (Radar, LiDAR, Kamera, Ultraschall) angeschlossen sind. Diese analysieren die Umgebung so, dass alle Objekte, Fahrzeuge, Personen, etc. wahrgenommen werden. Wichtig ist hierbei, dass deren Richtung, Geschwindigkeit, Gr\u00f6\u00dfe, Abstand, etc. erkannt bzw. gemessen wird. Zus\u00e4tzlich m\u00fcssen die Sensoren Verkehrsschilder, Ampeln, etc. erfassen, damit die aktuellen Verkehrsvorgaben verarbeitet und erf\u00fcllt werden k\u00f6nnen. Damit im Steuerger\u00e4t ein gesamtes Abbild der Lage entstehen kann, ist es notwendig, dass alle Daten dieser Sensoren gesamtheitlich erfasst werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Die so erhaltenen Daten werden im Anschluss mit einem aufwendigen Algorithmus zu einem Gesamtbild verarbeitet. Aus dieser Verarbeitung werden Entscheidungen getroffen, die es erforderlich machen, dass das Steuerger\u00e4t auf alle notwendigen Aktuatoren (Bremse, Lenkung, Beschleunigung) wie auch alle Assistenten zugreifen kann, um das Fahrzeug auch bei kritischen Fahrsituationen sicher zu bewegen. Um zus\u00e4tzliche entscheidende Informationen von au\u00dferhalb des Fahrzeuges (z. B. Leitsysteme, Cloud oder anderen Fahrzeugen) zu erhalten, sind autonome Fahrzeuge mit der sog. Car-to-X Technologie ausgestattet. Hierbei werden Informationen wie z. B. Fahrbahnbeschaffenheit, Unfallwarnungen, Fu\u00dfg\u00e4nger an einer Ampel, etc. an das Fahrzeug \u00fcbermittelt, um fr\u00fchzeitig auf Gefahren reagieren zu k\u00f6nnen. Im Falle von Systemausf\u00e4llen sind im Fahrzeug Redundanzen vorgesehen, die in einem Notlauf-Modus das Fahrzeug sicher zum Stehen bringen.<\/p>\n Ein Beispiel:<\/strong><\/p>\n 2022 hat Mercedes als erster Autohersteller weltweit die Genehmigung erhalten, Fahrzeuge in Deutschland zu verkaufen, die autonom nach Level 3, mit maximal 60 km\/h fahren d\u00fcrfen. Es sind hierf\u00fcr 12 Ultraschallsensoren, 4 Kameras, 1 Stereokamera, 6 Radarsensoren, 1 LiDAR-Sensor, sowie eine hochempfindliche GPS-Antenne im Einsatz. Die erfassten Sensordaten werden in einem Steuerger\u00e4t mit gigantischer Rechenleistung (vergleichbar mit ca. 15 Notebooks) verarbeitet<\/p>\n Um ein Fahrzeug bei Level 4 zu betreiben, ben\u00f6tigt das Auto nur noch zeitweise und auf Anforderung die Aufmerksamkeit des Fahrers. Ein autonomes Fahrzeug Level 5 ben\u00f6tigt keinen Fahrer mehr, sondern hat nur noch Passagiere. Die derzeit verf\u00fcgbaren Studien zeigen, dass dies erhebliche Auswirkungen auf das Fahrzeugdesign und das Interieur haben wird.<\/p>\n Beispielsweise wird sich bei einem Level 4 Fahrzeug das Lenkrad in die Instrumententafel wegklappen lassen. Fahrzeuge im Level 5 (\u201eechte\u201c autonome Fahrzeuge) werden \u00fcberhaupt kein Lenkrad besitzen. Das Interieur wurde von verschiedenen Herstellern so konzipiert, dass sich z. B. ein Sofa in U-Form oder auch f\u00fcr Langstreckenfahrzeuge ein Bett im Fahrzeug findet. Bei manchen Konzepten l\u00e4sst sich der Fahrersitz zum mobilen Arbeitsplatz umr\u00fcsten, oder alle Passagiere sitzen einander zugewandt.<\/p>\n Ein wichtiger Schritt in Richtung Rechtssicherheit war die \u00c4nderung des EU-weit anerkannten \u201eWiener \u00dcbereinkommen \u00fcber den Stra\u00dfenverkehr\u201c von 1968, das den Grundgedanken festlegte, dass jedes im Stra\u00dfenverkehr bewegte Fahrzeug einen Fahrzeugf\u00fchrer haben muss. Dieses Abkommen wurde 2016 dahingehend ge\u00e4ndert, dass erstmals Fahrzeugsysteme erlaubt wurden, die einen Einfluss (Systeme zur Unterst\u00fctzung des Fahrers, Fahrerassistenzsysteme oder automatisierte Fahrfunktionen) auf das F\u00fchren des Fahrzeuges haben.<\/p>\n Es ist weltweit schwierig eine vollst\u00e4ndige Zulassung zu bekommen, da die rechtlichen Rahmenbedingungen komplex sind. Ein Beispiel daf\u00fcr ist die Tatsache, dass es keinen Fahrer gibt und sich die Frage stellt, wer bei Unf\u00e4llen haftet. Aktuell kann bei einem autonomen Fahrzeug weder Halter noch Hersteller daf\u00fcr haftbar gemacht werden.<\/p>\n Eine zentrale, ethische Frage wird intensiv diskutiert. Wie entscheidet ein autonomes Fahrzeug (algorithmisch gesteuert), wenn sich folgende Situation ergibt: Ein Passant geht auf die Fahrbahn, eine Gruppe Fu\u00dfg\u00e4nger geht am Rand der Gegenfahrbahn und ein Fahrzeug kommt entgegen. Weicht das Auto aus und f\u00e4hrt in den Gegenverkehr oder wird ein Zusammensto\u00df mit dem Passanten in Kauf genommen, um eine Kollision mit der Gruppe von Fu\u00dfg\u00e4ngern zu vermeiden?<\/p>\n Immer mehr namhafte Automobilhersteller bieten Mittel- und Oberklassemodelle mit Assistenzsystemen bis Level 3 an. Es wird intensiv an Fahrzeugen f\u00fcr Level 4 und 5 gearbeitet. Verschiedene OEMs haben \u2013 teilweise schon vor mehreren Jahren \u2013 entsprechende Prototypen vorgestellt.<\/p>\n Hier einige Beispiele von namhaften OEM:<\/strong><\/p>\n Derzeitig eingesetzte Systeme zeigen bereits, dass ein wesentlicher Teil der Anforderungen erf\u00fcllt wird, wenn die Umweltbedingungen f\u00fcr das Fahrzeug g\u00fcnstig sind. Wenn es zu schwierigen Bedingungen (wie Schneefall, fehlende Fahrbahnmarkierung, unklare Verkehrssituationen) kommt, k\u00f6nnen diese mit den jetzigen Systemen nicht hinreichend sicher bew\u00e4ltigt werden. Hierzu wird zuk\u00fcnftig KI (k\u00fcnstliche Intelligenz) zum Einsatz kommen. Einige Hersteller verwenden KI in Verbindung mit neuronalen Netzen und werten die aus Versuchsfahrzeugen gesammelten Daten unter Zuhilfenahme von \u201eDeep Learning\u201c Algorithmen aus. Diese Ma\u00dfnahme erh\u00f6ht die Sicherheit, schwierige Entscheidungen richtig zu treffen (z. B. Unterscheiden von Personen und Objekten).<\/p>\n Glaubt man den Prognosen der renommierten Unternehmen (Statista 06.02.2020), wird der Anteil der autonomen Fahrzeuge 2030 bereits 10% betragen. Bis zum Jahr 2040 wird (lt. Bain) erwartet, dass der Anteil der autonomen Fahrzeuge bis auf 40% Marktanteil steigt. Somit kann man davon ausgehen, dass diese Technologie in rund 10 Jahren in den Massenmarkt eintreten wird.<\/p>\n\t\n
Wann begann die Geschichte des autonomen Fahrens?<\/h2>\n
Welche Sonderform des autonomen Fahrens gibt es?<\/h2>\n
Was ben\u00f6tigt ein Fahrzeug f\u00fcr autonomes Fahren?<\/h2>\n
Welche Auswirkungen hat autonomes Fahren auf das Fahrzeugdesign?<\/h3>\n
Wie sieht es mit dem Thema Rechtssicherheit beim autonomen Fahren aus?<\/h2>\n
Was ist der aktuelle Entwicklungsstand beim autonomen Fahren?<\/h2>\n
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Welche Rolle spielt k\u00fcnstliche Intelligenz?<\/h2>\n
Wie wird sich der Markt f\u00fcr autonomes Fahren entwickeln?<\/h2>\n