Der Stadtbus der Zukunft Mit Sensorfusion sicher im Nahverkehr

Entspannt hinter dem Lenkrad: Der Sicherheitsfahrer musste während der Testfahrt kein einziges Mal eingreifen.
Entspannt hinter dem Lenkrad: Der Sicherheitsfahrer musste während der Testfahrt kein einziges Mal eingreifen.

Ausgestattet mit dem neuen Sensorkonzept und einer robusten Lokalisierung des FZI startete der Mercedes-Benz-Future-Bus im Juli seine 20-km-Testfahrt. Ob Tunnelfahrten mit wechselnden Lichtverhältnissen oder Fahrten bei 70 km/h; der Bus meisterte alle Hürden selbstständig und ohne Hilfe.

Ob Tunnelfahrten mit wechselnden Lichtverhältnissen, Ampelkreuzungen, eintönige Strecken und blasse Markierungen, Geschwindigkeiten bis 70 km/h, andere Verkehrsteilnehmer oder das Fahren auf Deichen: Für menschliche Fahrer gibt es viele Faktoren, die höchst anstrengend sind. Doch auch für selbstfahrende Fahrzeuge bedeuten diese eine echte Herausforderung. Wissenschaftler des Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (FZI) haben Daimler unterstützt, dass eine solche Fahrt automatisiert ohne Eingriff des Sicherheitsfahrers gelingt – und das mit einem 12 m langen Bus. Das neue Konzept für den Stadtbus der Zukunft wurde im September bei der IAA Nutzfahrzeuge Messe in Hannover vorgestellt.

Bei der Weltpremiere im Juli zeigte der Mercedes-Benz-Future-Bus, wie der autonome Stadtbus im Nahverkehr aussehen könnte. Das Fahrzeug auf Basis eines Mercedes-Benz Citaro hatte mit dem sogenannten CityPilot im Shuttlebetrieb ein 20-km-Teilstück der längsten Bus-Rapid-Transit-Linie Europas gemeistert. Auf der Busschnellspur zwischen dem Flughafen Amsterdam Schiphol und der Stadt Haarlem fuhr der Bus drei Tage lang zuverlässig und souverän ohne ein Eingreifen des Sicherheitsfahrers.

Für das autonome Fahren gibt es verschiedene Hürden, wie schlecht zu unterscheidenden Umgebungsmerkmalen, schwachen Markierungen, wechselnde Licht- und Wetterverhältnisse und Tunnelfahrten. Doch neue Sensorkonzepte und eine robuste Lokalisierung ermöglichten eine sichere Fahrt. Robuste Lokalisierung bedeutet, dass ein Fahrzeug jederzeit absolut zuverlässig weiß, wo genau es sich befindet; eine Grundvoraussetzung, für das autonome Fahren. Der menschliche Fahrer sieht das Verkehrsgeschehen kann auf seine Erfahrung zurückgreifen. Dagegen muss ein selbstfahrendes Fahrzeug die persönliche Erfahrung durch Sensoren und Algorithmen ersetzen. Gerade ein Bus von 12 m Länge, der auslädt und pendelt, ist schwierig automatisiert auf der Spur zu halten.

Damit der Bus automatisiert fahren kann, setzten die Wissenschaftler daher nicht nur auf eine Art von Sensorik wie Spurkameras, sondern auf die Fusion mehrerer Sensordaten. Durch das intelligente Zusammenführen aller Information von Kameras, Sensoren und Signalen sowie durch eingelerntes Wissens des Fahrsystems wird die Lokalisierung so präzise, dass der Future Bus zentimetergenau fahren kann; eine Eigenschaft, die besonders bei den Zustiegsrampen der Haltestellen und bei Gegenverkehr notwendig ist. Das vom FZI entwickelte System zur Lokalisierung des Busses ist hochkomplex und wurde vor der Weltpremiere auf der Bus-Rapid-Transit-Strecke sowohl am Rechner, als auch mit einem Standardbus ohne spezielle Umbauten als Versuchsträger und mit dem tatsächlichen Vorführungsfahrzeug erprobt.