Teleoperation als Brückentechnologie

Wenn das autonome Fahrzeug nicht weiter weiß

6. April 2022, 12:57 Uhr | Irina Hübner
Ein Teleoperations-Arbeitsplatz, wie ihn sich das DLR vorstellt.
Ein Arbeitsplatz für Teleoperation.
© DLR

Noch schaffen es autonome Fahrzeuge nicht, alle Verkehrssituationen zu meistern. Treffen sie auf ein Problem, bei dem sie nicht weiterwissen, geht Sicherheit vor. Meist heißt das: an den Straßenrand fahren und anhalten. Das DLR forscht nun an der Teleoperation von Fahrzeugen in unklaren Situationen.

Im Fokus der Arbeiten des DLR-Instituts für Verkehrssystemtechnik steht das autonome Fahren auf SAE-Level 4. Dabei übernimmt die Automation alle Fahraufgaben. Insassen müssen nicht eingreifen, auch wenn es über Steuerungselemente wie Lenkräder noch möglich wäre.

Technische Aufsicht: Gesetzlich vorgeschrieben

Noch sind autonome Fahrzeuge nicht marktreif. Die rechtlichen Rahmenbedingungen für ihren Einsatz existieren aber bereits– auch in Deutschland. Das »Gesetz zum Autonomen Fahren« trat im Juli 2021 in Kraft und wurde mit der »Verordnung zum Autonomen Fahren« genauer geregelt. Es erlaubt das autonome Fahren nach SAE-Level 4 auf speziellen Strecken oder innerhalb festgelegter Betriebsbereiche, zum Beispiel auf öffentlichen Straßen in der Stadt, auf Autobahnen oder in speziellen Bereichen wie Flughäfen und Logistikhöfen.

Möglich ist damit auch der Transport von Personen oder Gütern mit fahrerlosen Shuttles. Neue automatisierte Mobilitätsdienste können so perspektivisch eine wichtige Rolle bei der Gestaltung eines klimaneutralen Verkehrssystems übernehmen. Für Betrieb und Haftung spielt dabei die Teleoperation beziehungsweise die Technische Aufsicht – so die Formulierung im Gesetz – eine entscheidende Rolle.

»Die Teleoperation von autonomen Fahrzeugen ist eine Brücke, um bereits vorhandene Technologien im Bereich der Automation zügig in die Anwendung und auf die Straßen zu bringen«, beschreibt Dr. Michael Oehl vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik in Braunschweig.

 

Weitere Aktivitäten des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums in der Verkehrsforschung

 

Im Fokus: Die Zusammenarbeit von Mensch und Automation

»Wir stehen am Anfang der Entwicklung mit vielen Ideen und Konzepten, um die Teleoperation von Fahrzeugen effizient und sicher zu machen«, schildert DLR-Wissenschaftler Oehl. »Wir konzentrieren uns aktuell vor allem auf das Zusammenspiel von Mensch und Automation sowie auf die Gestaltung der notwendigen Schnittstelle, also das Human-Machine-Interface, kurz HMI. Dabei schauen wir uns zum Beispiel an, wie ein Arbeitsplatz für die Teleoperation aussehen könnte, welche Anforderungen der Job an den Menschen stellt und wie er aus arbeits- und ingenieurpsychologischer Sicht gestaltet sein muss.«

Der Faktor Mensch: Anforderungen und Arbeitsplatzdesign für Teleoperation

Ausgerüstet mit Monitoren, Bedienoberflächen und Headsets könnten in Zukunft mehrere Teleoperateur:innen in einer Zentrale zusammensitzen und autonome Fahrzeuge durch schwierige Situationen lotsen. Parkt zum Beispiel ein autonomes Lieferfahrzeug in zweiter Reihe, fährt dieses nicht aus eigener Entscheidung über eine durchgezogene Linie, sondern bleibt stehen. Ähnliche Situationen können bei Baustellen entstehen, die im System noch nicht hinterlegt und der Automation deshalb nicht bekannt sind.

Bevor es allerdings an die unzähligen konkreten Verkehrsszenarien geht, müssen die DLR-Forschenden noch jede Menge grundsätzlicher Fragen lösen: Wie und mit welchen Informationen bildet man die zu betreuenden Fahrzeuge am besten ab? Wie viele Fahrzeuge kann eine einzelne Person parallel auf dem Schirm haben und betreuen? Welche Live-Bilder können die Kameras in den hochautomatisierten Fahrzeugen liefern, um die Technische Aufsicht bei der Entscheidung zu unterstützen? Wie lange dauert die durchschnittliche Bearbeitung einer Assistenzanfrage? Und wie lange benötigt man, um sich in die jeweilige Situation des Fahrzeugs hineinzuversetzen und eine Entscheidung zu treffen?

»Besonders wichtig bei solchen Überwachungsaufgaben ist beispielsweise die Vigilanz. Damit bezeichnen wir in der Forschung einen Zustand der andauernden Aufmerksamkeit. Auch wenn über längere Zeit nichts passiert, muss man zügig reagieren können. Um Ablenkung, Abschalten und Müdigkeit vorzubeugen, muss der Arbeitsplatz in der Teleoperation deshalb speziell gestaltet sein. Man darf – ähnlich wie bei Zugführenden oder in der Flugüberwachung – nicht permanent überfordert, aber auch nicht unterfordert sein«, beschreibt Michael Oehl.

Um diesen Fragen im Kontext der Teleoperation von autonomen Fahrzeugen genauer auf die Spur zu gehen, hat das Team auch einen solchen Arbeitsplatz als Prototyp aufgebaut. Damit untersuchen die Forschenden sehr anwendungsnah, welche Informationen Teleoperateurinnen und Teleoperateure in Zukunft konkret an ihrem Arbeitsplatz benötigen, um autonome Fahrzeuge in für die Automation unklaren Situationen zügig und sicher unterstützen zu können.


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