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Lokalisierung beim autonomen Fahren

Zuverlässige Standortbestimmung durch Radarerfassung

8. Juni 2017, 10:30 Uhr | Andreas Pfeffer

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Fahrzeugumgebung durch Radarsensoren erfassen

An der Radarerfassung und ihrer Integration in die Gesamtkarte von TomTom haben beide Unternehmen seit Beginn ihrer Kooperation im Juli 2015 intensiv gearbeitet. Bosch hat die Kompetenz im Bereich der Radarsensoren mit 77-GHz-Technik und Erfassungsreichweiten von bis zu 250 m – Videosensoren haben eine maximale Reichweite von maximal 150 m. Die Herausforderung lag vor allem darin, die bestehenden Radarsensoren umzupolen. Bei Fahrerassistenzsystemen erkennen die Radarsensoren sich bewegende Objekte. Zum Erstellen der »Radar Road Signature« sind dagegen die statischen Objekte von Bedeutung. Durch entsprechende Modifikationen sind die Bosch-Radarsensoren der nächsten Generation in der Lage, die Straßen zu erfassen. Kraftfahrzeuge, die in den kommenden Jahren mit zukünftigen Assistenzfunktionen auf den Markt kommen, erfassen die Karte für die automatisierten Fahrzeuge von über-morgen. Spätestens im Jahr 2020 sollen in Europa und den USA erste Fahrzeuge Daten für die »Radar Road Signature« bereitstellen.

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Hochauflösendes Kartenmaterial für autonomes Fahren

Hochauflösendes Kartenmaterial ist für das automatisierte Fahren unumgänglich. Autonome Fahrzeuge benötigen Informationen, die über den Erfassungsbereich der fahrzeugseitigen Sensoren hinausgehen. Im Unterschied zu Karten für heutige Navigationsgeräte bestehen sie daher aus mehreren übereinanderliegenden Schichten:

Lokalisierungsschicht: Anhand der Lokalisierungsschicht, bestehend aus der Bosch »Radar Road Signature« plus zusätzlicher Video-Lokalisierungskarte, ermittelt ein automatisiert fahrendes Auto seine Position in einer Fahrspur. Dazu vergleicht es beispielsweise Informationen zu Objekten, die es über die Umfeldsensoren erhalten hat, mit den entsprechenden Informationen in der Lokalisierungsschicht. So bestimmt das Fahrzeug seine relative Position zu diesen Objekten.
Planungsschicht: Über die Planungsschicht erfolgt beim automatisierten Fahren die Berechnung einzelner Fahrmanöver. Dazu beinhaltet die Planungsschicht Informationen zu Fahrbahnverläufen, Verkehrsschildern und Tempolimits sowie Kurvenradien und Gefälle. Mit Hilfe der Planungsschicht entscheidet ein automatisiert fahrendes Auto beispielsweise, wann es die Spur wechselt.
Dynamikschicht: Informationen zu allen schnell veränderlichen Verkehrssituationen wie Staus, Bau- und Gefahrenstellen oder freie Parkplätze werden in der Dynamikschicht hinterlegt.

Die einzelnen Schichten der hochauflösenden Karten für autonomes Fahren müssen regelmäßig aktualisiert werden – die Dynamikschicht sogar in Echtzeit. Beide Unternehmen gehen davon aus, dass für die Autobahnen in Europa, Nordamerika und Asien-Pazifik jeweils eine Flotte von etwa einer Mil. Fahrzeugen erforderlich ist, um die Aktualität zu gewährleisten. Auf Basis der fahrzeugseitigen Sensoren werden aktuelle Daten für die einzelnen Schichten im Fahrbetrieb erzeugt. Über Kommunikationsboxen gelangen die Daten der Sensoren in die Bosch IoT Cloud. Aus den Informationen wird die »Radar Road Signature« generiert, die mit allen gängigen Kartenformaten kompatibel ist. Die Integration der Straßeninformationen in die Gesamtkarte sowie deren Bereitstellung kann dann durch TomTom erfolgen.