Autonomes Fahren ist schon seit Längerem keine Zukunftsmusik mehr. Die Entwicklung in diesem Bereich des Autobaus ist in den vergangenen Jahren deutlich vorangeschritten und mit Mercedes-Benz, Tesla und co. fahren auch bereits die ersten Modelle mit autonomen Assistenzsystemen über die Straßen dieser Welt. Autonomes Fahren, ein Konzept, das einst als Science-Fiction galt, wird zunehmend zur Realität. Dieser Artikel beleuchtet, was autonomes Fahren ist, wie es funktioniert, seine Vorteile, Herausforderungen und was wir in der Zukunft erwarten können.
Mercedes-Benz hat im Bereich „autonomes Fahren“ gleichermaßen einen Schlusspunkt wie Auftakt geliefert. Beendet ist die Zeit der Ankündigungen, des Sprechens über Potenziale und des reinen Blickens in die Zukunft. Gleichzeitig birgt die Technik noch eine Fülle an Möglichkeiten und dürfte sich in den kommenden Jahren rasant weiterentwickeln. Der US-amerikanische Autobauer Tesla steht schon in den Startlöchern und hat in den USA vergleichbare Technologien auf Lager und auch bei den anderen „Big Playern“ der Branche legt man die Hände nicht in den Schoß.
Doch was bedeutet autonomes Fahren überhaupt? Und wie funktioniert das? Eine Definition ist schnell geliefert und einleuchtend. Autonomes Fahren bedeutet schlichtweg das Fahren ohne menschliche Fahrerin oder Fahrer. Betroffen hiervon sind sowohl das Beschleunigen und Bremsen als auch das Lenken und damit das Ausweichen. Des Weiteren ist ein autonom fahrendes Auto in der Lage, Verkehrsschilder zu erkennen und sicher von A nach B zu navigieren.
Seitens der renommierten Society of Automotive Engineers (SAE) werden sechs Levels des autonomen Fahren unterschieden:
Stufe | Bedeutung |
Level 0 | Keine Automatisierung. Der Fahrer kontrolliert das Fahrzeug vollständig. |
Level 1 | Assistiertes Fahren, wie z.B. Tempomat oder Lenkassistenz. Level 1 ist bereits Standard und besteht in unterstützenden Systemen wie einem ABS oder ESP, die je nach Gefahrensituation von selbst eingreifen und nicht vorher aktiviert werden müssen. |
Level 2 | Teilautomatisierung, bei der das Fahrzeug bestimmte Funktionen wie Beschleunigung und Lenkung übernehmen kann, aber der Fahrer muss bereit sein, jederzeit zu übernehmen. |
Level 3 | Bedingte Automatisierung. Das Fahrzeug kann in bestimmten Szenarien selbstständig fahren, erfordert aber, dass der Fahrer in der Lage ist, bei Bedarf die Kontrolle zu übernehmen. Diese Automatisierungsstufe ist mit einer Warnfunktion kombiniert, d.h. wann immer es brenzlig werden könnte, übernehmen Fahrerin oder Fahrer wieder sicher das Steuer. Level 3 ist auch die Automatisierung, die hierzulande möglich ist, wobei manche der Funktionen des Mercedes-Benz „Drive Pilot“ auch schon in den Bereich von Level 4 fallen dürften. |
Level 4 | Hohe Automatisierung. Das Fahrzeug kann in den meisten Situationen selbstständig fahren, ohne dass ein menschlicher Eingriff erforderlich ist. |
Level 5 | Vollständige Automatisierung. Das Fahrzeug kann unter allen Bedingungen selbstständig fahren, ohne dass ein Fahrer benötigt wird. |
Autonomes Fahren erfolgt über mehrere Systeme im Auto:
1. Sensoren und Kameras: Diese sind die "Augen" des autonomen Fahrzeugs. Sie erfassen kontinuierlich Daten über die Umgebung des Fahrzeugs. Kameras erkennen Verkehrsschilder, Ampeln, Fußgänger, andere Fahrzeuge und Straßenmerkmale. Sensoren wie Radar und Lidar messen Entfernungen zu Objekten und erkennen Hindernisse.
2. GPS und Kartenmaterial: GPS wird verwendet, um die genaue Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Detaillierte Karten helfen dem Fahrzeug, seine Umgebung besser zu verstehen und Routen zu planen.
3. Computersysteme und Künstliche Intelligenz: Diese Systeme verarbeiten die von Sensoren und Kameras gesammelten Daten. Sie treffen Entscheidungen wie Beschleunigen, Bremsen oder Lenken, ähnlich wie ein menschlicher Fahrer es tun würde.
Der Entwicklungschef von Mercedes-Benz sprach von einer „Mondlandung“ und unterstrich damit die Bedeutung der ersten Zulassung eines autonomen Fahrzeugs für Deutschlands Straßen. Der „Drive Pilot“ ermöglicht autonomes Fahren auf der Autobahn und zwar bis zu einer Geschwindigkeit von 60 km/h. Wer möchte, könnte auch von einem erweiterten Stauassistenten sprechen oder von einem System, dass sich insbesondere in zähflüssigem Verkehr bewährt. Dabei arbeitet der „Drive Pilot“, indem er seine Verfügbarkeit anzeigt und Fahrerin oder Fahrer in die Lage versetzt, einer anderen Tätigkeit nachzugehen. Diese kann sowohl im Anschauen eines Filmes als auch im Schreiben von E-Mails oder im Spielen bestehen, beinhaltet jedoch nicht das Verlassen des Platzes hinter dem Lenkrad oder das Einschlafen. Interessant an der neuen Technik ist die Überwachung durch Kameras, d.h. sobald der Platz verlassen wird, schlägt das System Alarm und es Bedarf wieder der Übernahme durch einen menschlichen Fahrer.
Eine Besonderheit, die der „Drive Pilot“ bietet, liegt in der Übernahme der Haftung durch den Automobilhersteller. Ereignen sich Unfälle, die nicht durch unsachgemäße Nutzung entstehen, so ist auch gegenüber dem Gesetzgeber klar, wer dafür gerade steht.
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Wenn in den Medien der vergangenen Jahre von autonom fahrenden Autos die Rede war, handelte es sich oftmals um die Modelle des US-Herstellers Tesla. In den USA sind bereits die ersten Elektrofahrzeuge autonom unterwegs, in Deutschland wurde bislang hingegen noch keine Zulassung für die Autopiloten erteilt. Warum das so ist? Das hat zum Teil mit der unterschiedlichen Sicherheitstechnik zu tun.
Bei Mercedes-Benz wird auf dreidimensionales Laserscanning gesetzt. Die Technik stammt vom US-Unternehmen Luminar und ist vor allem deshalb so gefragt, weil die Abtastsystem vergleichsweise günstig integrierbar sind. Möglich ist sowohl das Erkennen von Fahrzeugen in der Umgebung als auch die Ermittlung der Geschwindigkeit und natürlich des Abstands. Lidar-Sensoren sind die modernste Technik für autonomes Fahren, werden allerdings von Tesla bislang gemieden.
Das Unternehmen von Elon Musk setzt hingegen auf die Kombination aus Kameras und Ultraschallsensoren. Mit acht Kameras wird eine 360° Überwachung ermöglicht und zwölf Ultraschallsensoren runden die Sicherheit bis zu einer Distanz von 250 Meter ab. Mit „Full Self Drive“ (FSD) hat Tesla seit einigen Jahren einen Modus im Automatisierungsgrad Level 2 auf Lager, Mercedes-Benz hat mit seinem neuen System allerdings schon Level 3 erreicht und hat derzeit die Nase vorn.
Während die Berichterstattung über autonomes Fahren aktuell von Mercedes-Benz und Tesla dominiert wird, waren in den letzten Jahren auch andere Unternehmen nicht untätig. Mit anderen Worten ist das Rennen um die beste und erfolgreichste Technologie keineswegs schon entschieden und auch die Zulassung für EQS und S-Klasse markiert nur eine Zwischenstation.
Da ist zum Beispiel der Suchmaschinengigant Google, der bereits 2011 ein erster Patent für eine Technik zum Betrieb autonomer Fahrzeuge in den USA erhielt. Gebaut wurden eine Reihe von Testfahrzeugen, die unter anderem im US-Bundesstaat Nevada eine Zulassung erhielten. Das Roboterauto galt und gilt als vielversprechend, hat jedoch bei widrigen Straßenverhältnissen erhebliche Schwierigkeiten. Technisch ist auch selbstständiges Lernen und somit künstliche Intelligenz mit von der Partie.
Im schweizerischen Sitten sowie in Lyon in Frankreich wurden 2016 Modellversuche mit autonom fahrenden Bussen durchgeführt, ein Jahr später hat der irische Automobilzulieferer Delphi Automotive ein Demonstrationsfahrzeug gebaut und auch der Audi A8 besaß bereits im Jahr 2017 die Fähigkeit zum autonomen Fahren in Level 3. Genau genommen handelt es sich bei dem Modell aus Ingolstadt um das erste Serienfahrzeug in einem solchen Automatisierungsgrad doch fehlte es an der Zulassung für den Straßenverkehr.
Auch Volvo hat in seinen neuesten Modellen wie dem XC60 und dem XC90 fortschrittliche Fahrassistenzsysteme integriert, die auf dem Weg zur vollständigen Autonomie sind. Ford arbeitet ebenso an autonomen Fahrsystemen und hat Pläne für deren Einführung in zukünftigen Modellen bekannt gegeben, insbesondere in Zusammenarbeit mit ihrem autonomen Fahrzeugunternehmen Argo AI.
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Zuletzt ist beim autonomen Fahren immer auch auf die Gesetzgebung zu achten. Technisch ist eine Menge möglich, doch wird eine Zulassung erst dann erteilt, wenn die Verantwortlichkeiten geregelt sind und zudem effektive Kontrollmechanismen existieren. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr hat am 21. Juni 2017 das Gesetz zum automatisierten Fahren als Änderung des Straßenverkehrsgesetzes auf den Weg gebracht und Deutschland damit in eine Vorreiterrolle manövriert. Explizit genannt werden die Nutzung in Shuttles, Bussen oder auch das Valet Parking.
Autonomes Fahren wird die Zukunft des Autoverkehrs bestimmen. Mercedes-Benz hat mit seinem „Drive Pilot“ einen wichtigen Meilenstein erreicht und erstmals unter bestimmten Voraussetzungen die Zulassung für das Fahren in Level 3 erreicht. Es steht jedoch zu vermuten, dass andere Autobauer nachfolgen und sich die Technik in den kommenden Jahren rasant weiterentwickelt. Der Traum vom selbstfahrenden Auto rückt somit in greifbare Nähe.
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