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Der Weg zum autonomen Fahren

Durch unbekanntes Terrain

22. Mai 2018, 09:30 Uhr   |  Von Prof. Dr. Götz Roderer

Durch unbekanntes Terrain
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Die evolutionären Entwicklungen und Veränderungen auf Produkte und Umwelt in der Automobilindustrie.

Fahrzeugvernetzung, E-Mobilität und autonomes Fahren – wie reagiert die Automobilbranche, die einer disruptiven Revolution entsprang, allerdings seitdem einen evolutionären Entwicklungsansatz verfolgt? Wie wirken sich tief greifende Veränderungen der Automobilindustrie auf Produkte und Umfeld aus?

Wie sehr sich die Welt aktuell im Umbruch befindet, wird beispielsweise an der Anzahl neuer Marktteilnehmer deutlich erkennbar – insbesondere dann, wenn neue Ideen in neue Konzepte und Produkte für einen Zukunftsmarkt münden.
Zweifellos erfasst ein solcher Umbruch derzeit die Automobilindustrie. Die Branche befindet sich am »Ground Zero« in unterschiedlichen Entwicklungsbereichen und sucht nach Chancen, Risiken und optimalen und zugleich praktikablen Strategien für eine erfolgreiche Zukunft. Für OEMs wie für Zulieferer beginnt der Weg mit einer möglichst klaren und unvoreingenommenen Situationsanalyse, um Aussagen bezüglich möglicher Produkte, Services und Dienstleistungen treffen zu können. Das ist besonders dann eine Herausforderung, wenn es sich um disruptive Veränderungen handelt, deren Folgen sich nicht einfach auf Basis der Extrapolation des Gewohnten ableiten lassen – eines der Wesensmerkmale.

Das autonome Fahren

Als naheliegendes Beispiel für Veränderung kann das autonome Fahren (Bild 1) angeführt werden – die Fähigkeit des Fahrzeugs, unabhängig von Nutzereingaben zu agieren und zu navigieren.

 Der Fahrer wird zum Passagier, da beim autonomen Fahren das Fahrzeug die Fahraufgabe übernimmt
© shutterstock – chombosan

Bild 1. Der Fahrer wird zum Passagier, da beim autonomen Fahren das Fahrzeug die Fahraufgabe übernimmt.

Die Diskussionen rund um das automatisierte Auto sind nicht eine singuläre Entwicklung, sondern die Koinzidenz mehrerer technischer Trends – und entsprechend beschränken sich die Auswirkungen auch nicht auf das Fahrzeug alleine. Für den Arbeitnehmer in einer globalisierten Arbeitswelt, der gerade von einer langen Dienstreise zurückkehrt, wäre es komfortabel, wenn ihm sein Fahrzeug den Ein- und Ausparkvorgang sicher und verlässlich abnehmen würde. Es wäre vermutlich noch eine zusätzliche Erleichterung, wenn das Auto sich auf der Autobahn einfach einem Konvoi anschließen könnte.

Zahlreiche Sensoren informieren das autonome Kraftfahrzeug über die Fahrzeugumgebung
© shutterstock – Andrey Suslov

Bild 2. Zahlreiche Sensoren informieren das autonome Kraftfahrzeug über die Fahrzeugumgebung.

Die für die Funktion erforderlichen Sensoren wie Kameras, Radar (in verschiedenen Frequenzbereichen) und Lidar sowie ausgereifte Abstands-, Spur- und Geschwindigkeitsregelungen sind bereits heute verfügbar. Der entscheidende Durchbruch liegt folgerichtig im Bereich der Software, durch die Bild- und Lageanalyse (Bild 2).

Über die Anforderungen macht sich ein Autofahrer gewöhnlich keine Gedanken, wenn er sich am Wochenende mit der Parkplatzsituation einer Großstadt konfrontiert sieht und sein Fahrzeug künftig mit dem Befehl »such dir einen Parkplatz« verlässt – idealerweise gleich mit einer Ladestation für die Autobatterie. Der autonome »Chauffeur« muss nun zusätzliche Aufgaben erledigen:

  • Drop and Park
  • Pick-me-up
  • »Selbsttanken«

Damit wird eine klare Trennung der Funktion Fahrer und Kontrollinstanz vom Menschen erforderlich – mit allen juristischen und technischen Konsequenzen, wenn sich Steuer- und Regelsysteme in eine Art entscheidungstreffender künstlicher Intelligenz verwandeln. Hier fließen Entwicklungen aus dem Militär- und Spielebereich bezüglich der Lageanalyse und Entscheidungsfindung ein. Die Trennung stellt die Basis für Entwicklungen im Bereich Car Sharing und Mobilität dar – mit Konsequenzen für die Rahmenbedingungen der eingesetzten Techniken.

Der oben erwähnte Fahrer wird zu einem späteren Zeitpunkt wieder von seinem Fahrzeug mit voll geladener Batterien abgeholt. Von dort geht es auf einen SUV-Erprobungskurs, wo er sich eine erlebnisreiche Stunde im Gelände gönnt – ohne das Fahrzeug aufs Spiel zu setzen. Die autonomen Fahrsysteme überwachen alle Fahraktionen, greifen regelnd und helfend ein oder übernehmen bei drohenden Gefahren sogar vollständig die Fahrzeugkontrolle. Derartige Systeme sind nicht nur für den fiktiven SUV-Fahrer interessant, sondern beispielsweise auch für den wachsenden Kundenkreis der »Golden-Ager«. Mobilität und Unabhängigkeit im Alter sind in Bezug auf das autonome Fahren ein interessantes Verkaufsargument.

Hinter den funktionalen Innovationen stehen technische Entwicklungen in den Bereichen Kommunikation und Datenverarbeitung. Die Cloud wird eine entscheidende Funktion einnehmen. Der Datenspeicher mit zusätzlicher Verarbeitungskapazität ist ein Verbund aus vielen verteilten Knoten, die über schnelle Kommunikationskanäle verbunden sind. Eine schnelle Datenübertragung ist also die entscheidende Voraussetzung – ob im Fahrzeug, zwischen Fahrzeugen oder zwischen Fahrzeugen und der Umwelt. Aufgrund der damit erreichten Datenaktualität werden neue Services möglich, wie beispielsweise erweiterte Verkehrsinformationen, Parken mit integriertem Lademanagement oder nutzungsbasierte Versicherungen. Gleichzeitig nimmt die verfügbare Verarbeitungskapazität pro Kosteneinheit immer weiter zu. Durch den Einsatz moderner Prozessorarchitekturen, wie der GPU-Familie (Graphics Processing Unit), eröffnen sich neue Möglichkeiten in den Bereichen Bildanalyse, Situationserkennung und somit Fahrzeugführung – »Deep Learning«. Die Weiterentwicklungen, die im Bereich künstlicher Intelligenz zu verzeichnen sind, stammen allerdings größtenteils nicht aus der Automobilindustrie.

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