Energie Schweiz

Autonomes Fahren

Entscheidung in Echtzeit

Autonome Autos sollen in Zukunft Situationen auf der Strasse selbst analysieren – und so flexibler und sicherer werden.
Autonome Autos wie hier die Volvo-Studie sollen künftig den Verkehr in Echtzeit analysieren

Autonome Autos sollen künftig nicht mehr nur stur nach erlernten Regeln fahren, sondern in Echtzeit eigene Entscheidungen treffen. Forscher der Technischen Universität München haben eine entsprechende Software vorgestellt. Mit ihrer Hilfe könnten die Robotermobile besser auf unerwartete und vom Hersteller nicht vorhergesehene Zwischenfälle im Strassenverkehr reagieren.

Die Software berechnet auf Basis der Kamera- und Radardaten für jeden Verkehrsteilnehmer in der Nähe alle möglichen nächsten Bewegungen – zumindest, solange sich jeder an die Verkehrsregeln hält. Das System blicke somit drei bis sechs Sekunden in die Zukunft, erläutern die Forscher um Professor Matthias Althoff den Ansatz. Auf Grundlage der so errechneten Szenarien ermittelt die Software verschiedene Bewegungsoptionen für das Auto, inklusive von Notmanövern wie Abbremsen oder Gasgeben. Nur wenn eine Route ohne voraussehbare Kollision befahren werden kann und gleichzeitig ein Notmanöver möglich ist, darf sie anschliessend genutzt werden. Für ihre Software erstellten die Informatikerinnen und Informatiker ein virtuelles Modell, das auf realen Daten basiert, die bei Testfahrten mit einem autonomen Fahrzeug in München gesammelt worden waren.

Eine derart detaillierte Live-Prognose des Verkehrsgeschehens habe in der Branche bisher als zu aufwändig und nicht praktikabel gegolten, so die Münchner Forscher. Nach eigenen Angaben konnten sie jetzt nicht nur zeigen, dass eine Datenauswertung in Echtzeit und eine gleichzeitige Simulation der künftigen Verkehrssituation theoretisch möglich ist, sondern auch den Nachweis erbringen, dass sie zuverlässige Ergebnisse liefert.

Für die Entwicklung autonomer Fahrzeuge würde eine derartige Software grosse Erleichterungen bedeuten. Denn bislang müssen sich die Autos weitgehend nach vorprogrammierten Regeln und Modellen verhalten, was ihre Flexibilität im meist viel komplexeren Verkehrsalltag einschränkt.

Die Ergebnisse der Münchner sorgen in der Branche allerdings für verhaltenen Optimismus. «Generell geht das in die richtige Richtung», so Professor Philipp Slusallek vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI). «Wir müssen dazu kommen, Garantien über das Verhalten von KI-Systemen abgeben zu können.» Das sei bisher oft nicht der Fall und dann ein grosses Problem, wenn auch Menschenleben davon abhängen. Er sieht allerdings auch zwei Schwierigkeiten: Zum einen mache der Ansatz die starke Einschränkung, dass er nur rechtlich erlaubte Bewegungen für die anderen Verkehrsteilnehmer annehme. «Wie wir alle wissen, ist das aber im täglichen Verkehr nicht immer gegeben – etwa, wenn ein Auto über eine durchgezogene Linie fährt, um einem in zweiter Reihe parkenden Fahrzeug auszuweichen.»

Das Hauptproblem mit dem Ansatz sei aber, dass er davon ausgehe, dass das Roboterauto über die Sensoren ein akkurates Bild der Umgebung erhalte. In diesem Bereich liegen seiner Ansicht nach die grössten Probleme beim autonomen Fahren. «Wenn ein Hindernis nicht als solches erkannt wird – wie beim bekannten Uber-Unfall oder immer wieder bei Teslas mit statischen Hindernissen – oder bei einer Fehlinterpretation an komplexen Kreuzungen oder Baustellen, dann bekommt das Verfahren falschen Input und geht von falschen Voraussetzungen aus und kann daher nur fragwürdige Ergebnisse liefern.» In Zusammenhang mit dem „autonomen Fahren“ stellen sich also auch moralische sowie rechtliche Fragen. Wie soll das Auto in Zukunft in einer Notsituation reagieren, wenn es nicht mehr ausweichen kann und sich entscheiden muss, in die Richtung einer alten Person oder eines Kindes zu lenken? Und wer entscheidet, wie die Software dementsprechend programmiert ist? Antworten zu diesem ethischen Dilemma müssen in den nächsten rund zwanzig Jahren geliefert werden. Es kommt also noch viel Arbeit auf die Wissenschaft und Politik zu bis Autos völlig autonom auf den Strassen unterwegs sein werden.

Autobahnpiloten im Test

Auf der Autobahn können schon heute viele Autos kurzzeitig autonom fahren. Am besten gelingt das drei deutschen Modellen.

Die besten Autobahnpiloten gibt es bei den deutschen Premiumherstellern. Die entsprechenden Fahrer-Assistenzsysteme im Mercedes GLE, im BMW 3er und im Audi Q8 erreichten bei einem Test der Sicherheitsorganisation Euro-NCAP die Höchstbewertung «sehr gut». Die Experten attestierten ein stimmiges Verhältnis zwischen den automatisierten Fahrfähigkeiten der Systeme und der Einbindung des Fahrers. Dazu kommt ein leistungsfähiges Notfallprogramm, etwa bei einem Systemausfall oder einer drohenden Kollision

Der Mercedes GLE reüssiert im EuroNCAP-Test

Insgesamt hat Euro-NCAP in der aktuellen Runde zehn Pkw-Modelle getestet. Mit der Note «gut» schnitt der Ford Kuga ab, bei Nissan Juke, Tesla Model 3, Volvo V60 und VW Passat reichte es lediglich für eine «mäßige» Note. Peugeot 2008 und Renault Clio zeigten lediglich Ansätze und landeten am Ende des Testfelds. Beide Modelle sind allerdings keine klassischen Autobahn-Autos.

Den Test von Autobahnpiloten hat die Sicherheitsorganisation EuroNCAP im vergangenen Jahr eingeführt. Die Bewertung soll potenziellen Käufern analog zum bekannten Crash-Test einen Einblick in die Sicherheit neuer Fahrzeuge geben. Neben der Leistung im automatisierten Fahrmodus berücksichtigen die Experten auch, wie stark der zur Überwachung verpflichtete Fahrer in diesen Phasen eingebunden ist. Wichtig ist etwa, wie schnell und übergangslos der Mensch im Notfall wieder das Steuer übernimmt. Als dritter Faktor spielen die Notfallfunktionen eine Rolle, beispielsweise was passiert, wenn der Fahrer zu lange inaktiv ist.

5 Level bis zum Ziel

Autonomes Fahren? Noch lange nicht. Erst die höchste Stufe der Automatisierung –Level 5 – ist im wahrsten Sinne des Wortes autonom. Darum spricht man heute noch lieber von automatisiertem Fahren. Die aktuellen Systeme sind maximal für Level 2 ausgelegt.

Level 0
Keine Automatisierung, der Fahrer fährt. Zwar wird er durch Assistenzsysteme gewanrt (z.B. Piepston beim Verlassen der Spur), sie greifen aber nie selbst ein.

Level 1
Der Fahrer fährt zwar, aber Einzelsysteme (z.B. Radartempomat, Spurhalte-Lenkhilfe) unterstützen ihn dabei.

Level 2
Das Auto fährt in bestimmten Situationen – hauptsächlich Autobahnen – eine gewisse Strecke selbst. Der Fahrer muss das System überwachen, um jederzeit übernehmen zu können. Das Auto fordert den Fahrer nach einer bestimmten Zeit auf, das Lenkrad wieder zu übernehmen.

Level 3
Bedingt automatisiert: Das Auto fährt in bestimmten Situationen selbst. Der Fahrer muss das System nicht überwachen, aber nach Vorwarnung sofort eingreifen können. Level 3 kommt frühestens Ende 2021.

Level 4
Hoch automatisiert: Jetzt fährt das Auto komplette Teilstrecken (vor allem Autobahn) vollständig situationsunabhängig selbst. In Parkhäusern laut Experten schon vor 2025 denkbar, sonst wohl frühestens 2030.

Level 5

Voll automatisiert: Das Auto kann autonom ganz ohne Fahrer und auch ohne Mensch an Bord selbst fahren. Kaum vor 2040.