Autonomes Fahren
Der Begriff „autonomes Fahren“ gewinnt zunehmend an Bedeutung in der öffentlichen Diskussion. Dabei handelt es sich um ein Übergangskonzept, bei dem ein Computer die vollständige Kontrolle über das Fahrzeug übernimmt.
Während die flächendeckende Verbreitung dieser Technologie noch einige Jahre auf sich warten lässt, sind viele moderne Mittelklassewagen bereits mit Fahrassistenzsystemen ausgestattet, die der Fahrerin oder dem Fahrer das Fahren auf den Straßen erleichtern. So sind Systeme wie Einparkhilfen oder Stauassistenten mittlerweile weitverbreitet.
Die Schritte der Automobilindustrie werden größer und schneller, um assistiertes Fahren auf die Stufe der autonomen Mobilität zu bringen.
Mit den Informationen aus diesem Artikel lernst Du die komplexe und spannende Welt des autonomen Fahrens besser kennen. Bereit für die Zukunft? Dann solltest Du weiter lesen!
Was genau versteht man unter autonomem Fahren?
Autonomes Fahren bezeichnet die Fähigkeit eines Fahrzeugs, selbstständig und zielgerichtet im realen Straßenverkehr zu navigieren. Dies bedeutet, dass sämtliche Fahrzeugreaktionen – sei es Lenken, Blinken, Beschleunigen oder Bremsen – durch komplexe Algorithmen gesteuert werden. Der Fahrer muss in diesem Zusammenhang nicht aktiv eingreifen, ähnlich dem Autopilotmodus eines Flugzeugs.
Diese Technologie ist ein grundlegender Wandel, der durch verschiedene sensorische Systeme – Radarsysteme, Laser oder Kameras – ermöglicht wird, welche die Umgebung des Fahrzeugs erfassen.
Autonome Fahrzeuge und ihre Autonomie-Stufen
Um die unterschiedlichen Fähigkeiten autonomer Autos zu kategorisieren, wurde 2014 eine Norm von der Society of Automotive Engineers eingeführt, die sechs verschiedene Autonomie-Stufen definiert.
Level 0 – Kein autonomes Fahren
Bei dieser Stufe fährt die Person vollkommen eigenverantwortlich und selbstständig. Auch wenn Unterstützungssysteme wie Antiblockiersystem (ABS) vorhanden sind, beeinflussen diese nicht aktiv die Steuerung des Fahrzeugs. Der Fahrer ist in allen Fahrsituationen selbst gefordert.
Level 1 – Assistiertes Fahren
Im ersten Level behält der Fahrer stets die Kontrolle über sein Auto. Es ist wichtig, dass der Fahrer die Verkehrssituation kontinuierlich überwacht und seine Aufmerksamkeit auf das Geschehen auf der Straße richtet.
Um die Bedienung der Autos zu erleichtern, stehen verschiedene Assistenzsysteme zur Verfügung, die bei spezifischen Fahraufgaben Unterstützung bieten. Beispielsweise sorgt der Tempomat dafür, dass das Auto eine einmal festgelegte Geschwindigkeit beibehält, wobei der adaptive Tempomat (ACC – Adaptive Cruise Control) weitere Funktionen übernimmt: Er passt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an, je nachdem, wie nah es dem vorausfahrenden Auto oder Lkw ist, wodurch ein sicherer Abstand eingehalten wird.
Zudem wird der automatische Spurhalteassistent zunehmend von Autoherstellern verbaut. Dieser hilft, die Fahrspur nicht zu verlassen, indem er das Auto gegebenenfalls sanft in die richtige Richtung lenkt.
Level 2 – Teilautomatisiertes Fahren
Das teilautomatisierte Fahren stellt die Stufe 2 dar. In diesem Modus hat der Fahrer zwar noch die Kontrolle über den Pkw, jedoch kann das Auto unter bestimmten Bedingungen einige Fahraufgaben selbstständig ausführen. Das bedeutet, dass der Fahrer nicht dauerhaft in die Fahrweise eingreifen, aber ständig den Verkehr im Blick behalten muss. Bei aktivem Teilen des Fahrens können Level-2-Fahrzeuge beispielsweise auf der Autobahn meist die Spur und den Sicherheitsabstand einhalten, ohne dass der Fahrer ständig manuell eingreifen muss.
Im Gegensatz zu Level 1 hat der Fahrer in Level 2 die Möglichkeit, kurzzeitig die Hände vom Lenkrad zu nehmen, wenn der Pkw im teilautomatisierten Modus fährt. Dennoch ist es unerlässlich, dass der Fahrer die Funktionen der Assistenzsysteme im Auge behält und bereit ist, bei Fehlfunktionen einzugreifen.
Level 3 – Hochautomatisiertes Fahren
In der dritten Stufe, dem hochautomatisierten Fahren, hat der Fahrer die Möglichkeit, sich vorübergehend von der Fahraufgabe und dem Verkehrsgeschehen abzuwenden. Unter bestimmten Bedingungen, die vom Autohersteller genau definiert sind, kann das Fahrzeug selbstständig fahren und verschiedene Anforderungen allein bewältigen.
Hochautomatisierte Fahrzeuge sind in der Lage, zu überholen, zu bremsen und zu beschleunigen, je nachdem, was die Verkehrslage erfordert. Diese Pkw werden zunächst hauptsächlich auf Autobahnen eingesetzt. Wenn der Fahrer das Fahrzeug in den hochautomatisierten Modus versetzt, kann er seine Aufmerksamkeit vom Verkehr abwenden.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Fahrer bereit sein muss, das Steuer kurzfristig zu übernehmen. In solchen Fällen erfolgt die Aufforderung des Systems durch ein deutliches Signal.
Level 4 – Voll automatisiertes Fahren
In der vierten Stufe, dem voll automatisierten Fahren, kann der Fahrer die komplette Kontrolle über den Pkw abgeben und wird somit zum Passagier. Diese Technologie ermöglicht es dem Fahrzeug, ganz selbstständig auf bestimmten Strecken, wie Autobahnen oder in Parkhäusern, zu navigieren. Das System ist so konzipiert, dass es seine eigenen Grenzen erkennt und in der Lage ist, einen sicheren Zustand zu erreichen, wenn es an seine Grenzen stößt.
Level 5 – Autonomes Fahren
Im Level 5 des autonomen Fahrens ist das Konzept des Fahrens vollständig revolutioniert. Bei dieser Stufe gibt es ausschließlich Passagiere, sodass der Fahrersitz frei bleiben kann. Die Technik ist so fortschrittlich, dass sie in der Lage ist, alle Verkehrssituationen autonom zu bewältigen.
Der autonome Wagen meistert komplexe Situationen, wie das Überqueren von Kreuzungen, das Navigieren durch Kreisverkehre und das angemessene Verhalten an einem Zebrastreifen.
Ein voll automatisierter Wagen kann etwa nahtlos auf die Autobahn auffahren, sich bei hohen Geschwindigkeiten in den Verkehr einordnen, die Spur halten, blinken, überholen und nach Bedarf bremsen oder beschleunigen.
Aktuelle Entwicklung der Technologie mithilfe von künstlicher Intelligenz
Das autonome Fahren hat in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte gemacht und steht an der Schnittstelle zwischen innovativer Technologie und praktischer Anwendung. Verschiedene Automobilhersteller und Technologieunternehmen arbeiten intensiv daran, die Entwicklung autonomer Fahrsysteme voranzutreiben und die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen.
Tests und Pilotprojekte
Weltweit laufen zahlreiche Tests und Pilotprojekte, bei denen autonome Autos in realen Verkehrsszenarien getestet werden. In den USA sind Kalifornien und Arizona führend in der Erprobung des autonomen Fahrens. Hier dürfen Unternehmen wie Waymo und Cruise den Entwicklungsstand von Robotertaxis ohne menschliche Fahrer im Straßenverkehr testen. Die Software dieser Autos wird kontinuierlich aus den gesammelten Daten verbessert, um Sicherheitsstandards und Effizienz zu erhöhen.
In Europa hat Deutschland ebenfalls bedeutende Fortschritte gemacht. Hier wurden erste Tests mit autonomen Fahrzeugen auf Teststrecken durchgeführt. Hersteller wie BMW und Mercedes haben spezielle Flotten für Tests im urbanen und ländlichen Verkehr aufgestellt. Auch in Städten wie Hamburg und München gibt es Pilotprojekte, die den Einsatz autonomer Shuttle-Dienste erproben.
Herausforderungen und Sicherheitsbedenken
Trotz der fortschreitenden Entwicklung stehen autonomes Fahren und die entsprechenden Systeme vor erheblichen Herausforderungen. Sicherheit hat oberste Priorität, und es wird viel investiert, damit autonome Fahrzeuge in verschiedensten Echtzeitszenarien zuverlässig reagieren. Die Technik muss in der Lage sein, die unterschiedlichsten und oft unvorhersehbaren Verkehrssituationen zu bewältigen, was enorme Datenverarbeitungsfähigkeiten erfordert.
Außerdem gibt es ethische und gesellschaftliche Fragen zu beachten. Die Entscheidungsfindung eines autonomen Fahrzeugs in kritischen Situationen kann komplex und moralisch herausfordernd sein. Fragen, wie das Fahrzeug in einem potenziell gefährlichen Szenario reagieren sollte, stellen Ingenieure und Gesetzgeber vor Dilemmas, die bislang nicht vollständig gelöst sind.
Der aktuelle Stand der Entwicklung im Bereich autonomes Fahren ist somit vielversprechend. Die Integration fortschrittlicher Sensorik, leistungsstarker Datenverarbeitung und umfangreicher Tests zeigt, dass die Branche rasch Fortschritte macht. Mit einem kontinuierlichen Fokus auf Sicherheit, Regulierung und technische Weiterentwicklungen wird autonomes Fahren allmählich zur Realität und könnte in naher Zukunft die Art und Weise revolutionieren, wie Menschen sich fortbewegen.
Automobilhersteller und ihre Fortschritte im Bereich autonomes Fahren
Audi war der erste Hersteller, der ein serienmäßiges Fahrzeug mit Autonomie-Level 3 präsentierte. Der A8, der im August 2017 auf der IAA vorgestellt wurde, kann auf Autobahnen unter bestimmten Bedingungen die Verantwortung des Fahrers übernehmen.
Tesla hat seit Oktober 2016 alle Fahrzeuge mit der erforderlichen Soft- und Hardware für autonomes Fahren ausgestattet. Die neueste Softwareversion bietet eine 40-fache Rechenleistung im Vergleich zu früheren Modellen, was den Fahrzeugen die Fähigkeit verleiht, autonom zu navigieren.
Der Wettlauf um die Führungsposition im Bereich des autonomen Fahrens findet sowohl zwischen traditionellen Automobilherstellern wie Audi, BMW und Mercedes, die ihre Modelle schrittweise automatisieren, als auch zwischen Technologieunternehmen wie Waymo und Apple statt, die sich vollständig auf die Entwicklung fahrerloser Systeme konzentrieren.
Autonomes Fahren revolutioniert die Mobilität der Menschen
Die Einführung selbstfahrender Autos wird die Art und Weise, wie Menschen sich fortbewegen, erheblich verändern und voraussichtlich auch die Sicherheitsstandards auf den Straßen erhöhen.
Ein vollständig autonomes Fahrzeug sollte früher oder später auf den Markt kommen, auch wenn wir noch einige Jahre darauf warten müssen. So finden bereits jetzt in den USA Testfahrten ohne Fahrer oder Fahrerin statt, was einen vielversprechenden Ausblick auf die Automatisierung des Fahrens bietet. Dennoch müssen in Deutschland noch Gesetze rechtliche Grundlagen schaffen, bevor vollautonome Systeme auch hierzulande uneingeschränkt eingesetzt werden können.
