Autonome Fahrzeuge

Einleitung 

Herzlich willkommen zu unserem ersten Blogeintrag zu der Themenreihe autonomes Fahren. 

Unser Redaktionsteam besteht aus Lina Elmessari, Franz-Müller Held und Kevin Giesen. In den folgenden zehn Wochen, werden wir hier wöchentlich einen Blogartikel zu dem Thema autonomes Fahren veröffentlichen. In diesem Blogartikel soll es zunächst darum gehen, was überhaupt unter autonomen fahren zu verstehen ist. 

Was ist Autonomes fahren? 

Derzeit ist das autonome fahren ein viel diskutiertes Thema. Das öffentliche Interesse geht daraus hervor, dass sich viele große Firmen und Universitäten erfolgreich an der Forschung beteiligen.[1]

Beim Autonomen fahren, sollen Fahrzeuge selbstbestimmt fahren. Nötig für das selbstbestimmte Fahren ist eine gewisse Festlegung im Vorfeld.  Durch diese Festlegung werden Verhaltensweisen des Fahrzeugs programmiert. Im Straßenverkehr agiert das programmierte Auto dann nach den im Vorhinein festgelegten Verhaltensregeln.[2]

Für die bessere Unterscheidung solcher Fahrzeuge wurden unterschiedliche Automatisierungsgrade von der Bundesanstalt für Straßenwesen definiert. Ein Auto, welches ohne den Eingriff eines Menschen fahren könnte, wird laut dieser Definition der Bundesanstalt für Straßenwesen „vollautomatisiert“ genannt.[3]Ein laut Definition vollautomatisiertes Auto ist dazu fähig, von einem Ausgangspunkt zu einem festgelegten Ziel, ohne den Eingriff eines Menschen zu fahren. Einer der wichtigsten Aspekte dabei ist, dass sich das Fahrzeug vollständig selbst überwacht. Dies bedeutet, dass technische Fehler des Autos vom Fahrzeug selbst erkannt werden müssen.[4]

Um die Definition des vollautomatisierten Fahrens anschaulicher zu machen, werden im Folgenden zwei Anwendungsfälle beschrieben.  Der erste Anwendungsfall ist der sogenannte „Autobahnpilot“. Der genannte Anwendungsfall gilt nur auf Autobahnen oder bestimmten Schnellstraßen. Bei dem Autobahnpilot wird das Fahren des Autos vollständig an das Fahrzeug abgegeben. Unter Eingabe eines Ziels entscheidet sich das Auto vollständig selbstständig, wie es zu diesem Ziel kommt. In einem Sicherheitskritischen Zustand begibt sich das Auto ohne Einwirkung des Passagiers wieder in einen sicheren Modus. Bei einer Fahrt mit dem Autobahnpilot ist auch kein Situationsbewusstsein vom Insassen gefordert und gilt daher als eine vollautomatisierte fahrt. [5]

Ein zweiter Anwendungsfall ist das sogenannte „Vehicle-on-Demand“. Beim Vehicle-on-Demand wird dem Fahrroboter ein Fahrtziel mitgeteilt. Dieses Fahrtziel wird im Folgenden völlig selbstständig vom Fahrzeug erreicht. Durch die Vielseitigkeit dieses Anwendungsfalles gibt es verschiedene Nutzungsbeispiele. Ein Beispiel ist dabei der Personentransport auf Abruf. Ein Fahrzeug kommt den Fahrgast völlig autonom abholen und bringt diesen an sein Ziel. Für den Fahrgast ist es dabei nicht möglich in die Fahrt einzugreifen. Lediglich das Ziel wird noch von der Person selbst festgelegt. Auch der Transport von Gegenständen wäre so über das Vehicle-on-demand möglich.[6]

Als teilautomatisiert gelten Fahrzeuge, bei welchen noch die Überwachung durch einen Menschen nötig ist. Vom Fahrzeughersteller kann nicht garantiert werden, dass sich das Fahrzeug vollautomatisiert bewegen kann. Durch die Überwachung durch einen Menschen kann im Fall eines technischen Versagens des Fahrzeugs eingreifen und das Fahrzeug wieder in einen sicheren Modus versetzten.[7]Laut Definition teilautomatisierte Fahrzeuge sind demnach jene, welche uns aktuell am bekanntesten sind und immer wieder von führenden Autounternehmen vorgestellt werden. 

Funktionsweise von autonomen fahren

Wie schon beschrieben, agieren autonome Fahrzeuge aufgrund vordefinierter Verhaltensregeln.[8]Für die Entscheidungen werden jedoch zunächst Daten benötigt. Durch diese Daten erkennt das Fahrzeug, in welcher Situation es steckt und kann dann letztendlich nach festgelegten Regeln agieren. Somit muss das Fahrzeug also selbstständig fähig sein, seine Umgebung wahrzunehmen und sich somit zu navigieren. Um dies gewährleisten zu können, nutzen autonome Fahrzeuge Techniken wie GPS (Global Positioning System), Kilometerzähler Radars, Laserscanner, Ultraschallsensoren, Kamera Systeme und Computer Vision. Die verwendeten Techniken helfen dem autonomen Fahrzeug so die Umgebung zu erfassen und anhand dieser und der vor Definition zu agieren.[9]Zudem benutzen autonome Fahrzeuge zu ihrer Navigation ein System, welches „SLAM“ genannt wird. Dies steht für Simultaneous Localization and Mapping. Bei diesem System wird durch im Vorfeld gesammelte Daten eine Karte für das Fahrzeug entwickelt. Die Daten werden durch manuelle Fahrten durch das Gebiet gesammelt. Durch die Sensoren und Kameras des Autos können die Daten erfasst und somit die Karte erstellt werden. Objekte werden dabei durch Sensoren erfasst. Informationen zu der Konturierung der Objekte können dann durch die Kamerasysteme gesammelt werden. Auch im letztendlich Fahrbetrieb dienen die Sensoren zur Erkennung von nicht auf der Karte definierten Objekten. Dazu gehören Personen und andere Verkehrsteilnehmer. Diese werden von den Fahrzeugsensoren erkannt und können so umfahren werden.[10]


[1]Can Autonomous Vehicles be Safe and Trustworthy? Effects of Appearanceand Autonomy of Unmanned Driving Systems; Jae-Gil Lee, Ki Joon Kim, Sangwon Lee, Dong-Hee Shin 2015

[2]Autonomes Fahren Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte ; Markus Mauer, J. Christian Gerdes, Barbara Lenz, Hermann Winner; 2015 Seite; 2-4

[3]Handbuch Fahrerassistenzsysteme; Hermann Winner, Stephan Hakuli, Gabriele Wolf ; 2015; S 15-23

[4]Autonomes Fahren Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte ; Markus Mauer, J. Christian Gerdes, Barbara Lenz, Hermann Winner; 2015 Seite; 2-4

[5]Use-Cases des autonem Fahrens; Walther Wachenfeld, Hermann Winner, Chris Gerdes, Barbara Lenz, Markus Maurer, Sven A. Beiker, Eva Fraedrich, Thomas Winkle; 2015; Seite 12-14

[6]Use- Cases des autonem Fahrens; Walther Wachenfeld, Hermann Winner, Chris Gerdes, Barbara Lenz, Markus Maurer, Sven A. Beiker, Eva Fraedrich, Thomas Winkle; 2015; Seite 19-22

[7]Handbuch Fahrerassistenzsysteme; Hermann Winner, Stephan Hakuli, Gabriele Wolf ; 2015

[8]Autonomes Fahren Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte ; Markus Mauer, J. Christian Gerdes, Barbara Lenz, Hermann Winner; 2015 Seite; 2-4

[9]Autonomous Vehicles Basic Issues; Piotr Czech, Katarzyna Turon, Jatek Barcik; 2018

[10]Implementierung eines selbsfahrenden und individuell abrufbaren Personentransportsystems; Sven A. Beiker; 2015 ; S290

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One thought on “Autonome Fahrzeuge

  1. Marcus Birkenkrahe

    Herzlichen Dank – schön detailliert, viele Informationen, gut belegt! Frage: Im Artikel von Czech et al (2018), werden verschiedene Klassifikationen vorgestellt – allerdings nicht die von Ihnen erwähnte (aus Deutschland nur die des VDA). Finden sich Ihre Use Cases dort auch wieder, und warum gibt es überhaupt verschiedene Klassifikationen? Zu bedenken wäre auch, ob Sie Definitionen (wie z.B. was autonome Fahrzeuge sind) nicht per Anhang oder Link lösen können – insbesondere, wenn es solche Beschreibungen im Netz bereits gibt.

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