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Fahrerassistenz

Zukünftige Assistenzsysteme machen das Fahren komfortabler. Videokameras beobachten andere Verkehrsteilnehmer und erkennen deren Absichten. Radar- und Lasersensorik erfassen die aktuelle Verkehrssituation. Mittels Kommunikation zwischen Fahrzeugen und zur Infrastruktur werden die Grenzen der eigenen Sensoren überwunden. Das Fahrzeug kann "um die Ecke" sehen und weiß im Vorfeld über Ampelphasen Bescheid.

Das Fahrzeug erhält technische Möglichkeiten, mit denen es die nahe und ferne Umgebung wahrnimmt. Es macht sich so ein Bild von der Verkehrssituation. Der Fahrer erhält Informationen, die es ihm ermöglichen Gefahrensituationen vorausschauend zu entschärfen.

Bei allen diesen Aktivitäten bleibt der Mensch im Fahrzeug die bestimmende Instanz. Seine Sicherheit und die Sicherheit aller anderen Verkehrsteilnehmer sind die Grundlage aller Assistenzsysteme.

„Bei allen diesen Aktivitäten bleibt der Mensch im Fahrzeug die bestimmende Instanz.“

Mit dem Auto-Pilot pilotiert vom Silicon Valley nach Las Vegas

Januar 2015

Der Auto-Pilot Versuchsträger („Jack“) in neuem Design

Ein Audi A7 fährt auf einer Strecke von etwa 560 Meilen, unter großem medialem Interesse, automatisch von Stanford in Kalifornien zur Consumer Electronics Show (CES) nach Las Vegas in Nevada. Mit diesem „Audi Piloted Driving Concept“ genannten Versuchsträger demonstriert Audi einmal mehr seine Vorreiterrolle beim pilotierten Fahren. Die Technik zu dieser eindrucksvollen Testfahrt stammt aus dem Projekt Auto-Pilot der Konzernforschung. Bereits im Frühjahr 2014 fuhr der Auto-Pilot automatisch über eine Distanz von 650 Kilometern auf der Strecke von Ingolstadt nach Genf (siehe Newsletter der Konzernforschung vom April 2014). Für die Testfahrt zur CES 2015 in den USA wurden die Ansprüche allerdings nochmals deutlich gesteigert. In dem Audi A7 saßen auf einer Strecke von etwa 900 Kilometern erstmals keine Ingenieure, sondern fünf ausgewählte internationale Journalisten auf dem Fahrersitz (Phil LeBeau, CNBC – Jason Harper, Fortune – Alex Davies, Wired – Jürgen Schmieder, Süddeutsche – Kim Reynolds, Motor Trend). Diese konnten sich hinter dem Lenkrad des Auto-Pilot Versuchsträgers persönlich von der Leistungsfähigkeit und den Vorzügen des Systems überzeugen. Hierfür hatten die Journalisten im Vorfeld ein eintägiges Training für das Erproben von automatischen Fahrzeugen absolviert und damit die Freigabe zum Testbetrieb von pilotierten Fahrzeugen gemäß kalifornischem Recht erhalten. Das Auto-Pilot Fahrzeug musste beweisen, dass es in der Lage ist, mit erheblich schlechteren Straßenbedingungen sowie den Verkehrssituationen in den USA umgehen zu können und dabei noch genauso souverän zu Fahren (inkl. Fahrstreifenwechsel) wie auf deutschen Autobahnen. Begleitet von einem Filmteam aus Hollywood erstreckte sich diese zweitägige Testfahrt von Stanford über Bakersfield bis nach Las Vegas. 

Die Ankunft in Las Vegas

Das System wurde bewusst so ausgelegt, dass die pilotierte Fahrt ausschließlich auf Highways möglich war. Über das so erstmalig in einem automatischen Fahrzeug gezeigte integrierte HMI-Konzept wussten die Journalisten zu jeder Zeit, in welchem Modus sich das Fahrzeug gerade befindet und wann sie die Fahrzeugführung wieder übernehmen müssen (z.B. vor dem Verlassen des Highways oder in urbanen Bereichen). Ziel war es, basierend auf Serien- bzw. seriennaher Sensorik, die nächste Entwicklungsstufe des pilotierten Fahrens zu demonstrieren. Dieses Ziel wurde von dem Auto-Pilot Team auf eindrucksvolle Art und Weise erreicht. Alle Journalisten waren von der Performance des Systems begeistert. Unter anderem auch deshalb, da sie auf der gesamten Strecke nicht ein einziges Mal während der pilotierten Fahrt korrigierend eingreifen mussten.

Dank der hervorragenden Organisation sowie Begleitung der Kollegen von Audi und dem ERL, hat diese Fahrt ein sehr breites, positives Echo in der internationalen Presse hervorgerufen. Interessierte Leser können sich z.B. unter http://blog.audi.de/ oder https://audimedia.tv/ über dieses zweitägige Event informieren.  

Fahrerlos am Limit

Wie faszinierend pilotiertes Fahren ist, hat Audi mit Unterstützung durch die Konzernforschung und das Electronics Research Laboratory (ERL) beim Saisonfinale der DTM am 19.10.2014 gezeigt. Der Audi RS 7 piloted driving concept umrundete den Grand Prix Kurs in Hockenheim – im Renntempo, ohne Fahrer.

Mit tatkräftiger Unterstützung durch die Konzernforschung und das ERL hat Audi hat einen weiteren bedeutenden Erfolg bei der Entwicklung zum pilotierten Fahren verzeichnet: Vor dem Saisonfinale der Deutschen Tourenwagen Masters (DTM) war der neueste Technikträger fahrerlos am physikalischen Limit unterwegs. In knapp mehr als zwei Minuten umrundete der Audi RS 7 piloted driving concept hochpräzise den Grand Prix Kurs in Hockenheim. Nach der zentimetergenauen Bremsung auf die Pole-Position am Schluss der automatischen Fahrt gab es Szenenapplaus von der Zuschauertribüne (und sogar der Mercedes-Tribüne) an Start und Ziel. „Die heutige Top-Performance des Audi RS 7 piloted driving concept unterstreicht die Kompetenz unseres Entwicklungsteams hinsichtlich des pilotierten Fahrens von Audi“, sagt Prof. Dr. Ulrich Hackenberg, Audi-Vorstand für Technische Entwicklung. „Die Ableitungen für die Serie gerade in puncto Präzision und Performance sind für unsere weiteren Entwicklungsschritte sehr wertvoll.“ Die Audi RS7 Fahrzeuge „Bobby“ und „AJ“ wurden im Rahmen des Kooperationsprojekts Race-Pilot gemeinsam mit Audi, der Volkswagen-Konzernforschung, des ERL und der Stanford University (beide Kalifornien) aufgebaut und appliziert. Es war schön zu sehen, wie dieses internationale und konzernweite Team eng verzahnt zusammengearbeitet hat. Seitens der Konzernforschung sind wir stolz darauf, Teil dieses Teams zu sein und bedanken uns, dass wir live dabei sein durften.

Für technisch Interessierte: Audi RS7 Serienfahrzeuge wurden hinsichtlich ihrer Sensorik, Aktorik und Algorithmik weiterentwickelt. Architektonisch basieren die Race-Pilot Fahrzeuge mit den integrierten Systemen auf den existierenden Projekten zum automatischen Fahren, wie dem Auto-Pilot. Die primäre Orientierung auf der Strecke erfolgt über eine GPS gestütztes Trägheitsnavigationssystem, das durch eine auf Stereo-Kameras basierende Backup-Ortung überwacht wird. Für die fahrerlosen Fahrten werden die Fahrzeuge und die Umgebung zudem extern durch Streckenbeobachter überwacht. Redundante Funkstrecken zum Fahrzeug ermöglichen hierbei eine Kontrolle der Fahrt sowie den Austausch von Telemetrie und Ortungsdaten.

Historie: Parklenkassistent

Platz ist in der kleinsten Lücke – Der neue „Park Assist“ von Volkswagen

  • Parklenkassistent scannt die Lücke ab und fädelt den Wagen ein
  • Mindestgröße der Parklücke verringert

Der seit zwei Jahren erhältliche Volkswagen „Park Assist“ hat einen neuen Schliff bekommen: Mit dem verfeinerten System, das das Einparken in Lücken parallel zum Fahrbahnrand erleichtert, ist nun auch das mehrzügige Einparken möglich. So bietet die neueste Generation des erfolgreichen Parklenkassistenten (PLA) höchsten Komfort beim Einparken in kleinere Parklücken. Das überarbeitete Technologie-Highlight ist im neuen Golf Plus bereits bestellbar, weitere Modelle werden in Kürze folgen.

Die neuste Generation des „Park Assist“ wird auf Knopfdruck aktiviert. Es sucht auf der per Blinker vorgegebenen Fahrbahnseite nach möglichen Parklücken. Sobald der Parklenkassistent eine geeignete Lücke erkannt hat, die mindestens 1,1 Meter länger ist als die Gesamtfahrzeuglänge, wird dies dem Fahrer im Display des Kombiinstruments angezeigt. Um die perfekte Parkposition zu erreichen, erhält der Fahrer alle weiteren Aufforderungen zum Vor- und Rückwärtsfahren weiterhin über das Display. Genau wie bei der Ursprungsversion, in der die Parklücke noch 1,4 Meter länger sein musste als das Fahrzeug, übernimmt der neue Parklenkassistent dabei die Lenkbewegungen. Der Fahrer bleibt weiterhin für Gas, Kupplung, Bremse und die Beobachtung des Umfeldes verantwortlich.

Historie: Kreuzungsassistent

  1. Häufige Unfallursachen...

    ...an Kreuzungen sind Fehleinschätzungen des Fahrers von Geschwindigkeiten und Entfernungen oder Rotlicht- und Stoppschild-Missachtungen.

  2. Der "Kreuzungsassistent"...

    ...erkennt derartige kritische Situationen an Kreuzungen und warnt den Fahrer vor Rotlichtverstößen und riskanten Abbiegevorgängen. Das System kann ebenfalls Empfehlungen für die richtige Fahrgeschwindigkeit zur „grünen Welle“ oder beim Anfahren an eine rote Ampel geben.

  3. An Straßenkreuzungen...

    ...unterstützt der „Kreuzungsassistent“ den Fahrer mittels direkter Kommunikation zwischen Fahrzeug und Lichtsignalanlage. An der Kreuzung installierte Kamerasysteme erfassen das Verkehrsgeschehen und senden diese Informationen und die Signalzeiten der Ampel drahtlos an das Fahrzeug. Das System wertet die empfangenen Daten zusammen mit fahrzeugspezifischen Informationen wie Geschwindigkeit, Entfernung zur Kreuzung und Bewegungsrichtung aus.

  4. Eine entsprechende Ausstattung...

    ...der Verkehrsinfrastruktur und Kopplung mit der Kommunikationstechnik im Fahrzeug bietet Potenzial zur Erhöhung der Verkehrssicherheit. Dabei behält der Fahrer stets die Verantwortung für sein Fahrzeug, wird aber von dem Kreuzungsassistenten in riskanten Situationen unterstützt.

Historie: Temporary Auto Pilot

(Teil-)Automatisch fahren heißt sicherer fahren

Jeder Verkehrsunfall ist ein Unfall zu viel. Man kann die Regeln verschärfen, und man kann die passive Sicherheit erhöhen, um Fahrer und Mitfahrer zu schützen. Beides hilft, aber noch besser wäre es, wenn man die unfallfreie Automobilität erreichen könnte. Eine Utopie? Nicht so sehr, wie mancher denken mag. Volkswagen hat beispielsweise zum Abschluss eines EU-weiten Forschungsprojekts mit dem Temporary Auto Pilot (TAP) einen, so der Leiter der Volkswagen Konzernforschung Prof. Dr. Jürgen Leohold, „wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur unfallfreien Mobilität“ vorgestellt. Der TAP fährt, natürlich vom Fahrer überwacht, auf Autobahnen bis zu einer Geschwindigkeit von 130 Kilometern pro Stunde teilautomatisch. Dabei kombiniert er seine erstaunlichen Fähigkeiten mit heutigen Fahrerassistenzsystemen wie der automatischen Distanzregelung ACC und dem Spurhalteassistenten Lane Assist. „Damit sind wir einen wichtigen Schritt weitergekommen“, erklärt Leohold. „Die Verantwortung liegt allerdings weiterhin beim Fahrer.“ Gefahren umgehen, Fehler vermeiden. Der Temporary Auto Pilot ist ein flexibles System, das dem Fahrer abhängig von der jeweiligen Situation – Verkehrsdichte, Straßenführung, Verkehrsregeln etc. – den jeweils optimalen Automatisierungsgrad anbietet. Unfälle in der Folge von Fahrfehlern eines überraschten, unaufmerksamen oder abgelenkten Fahrzeuglenkers werden so vermieden.

Hat der Fahrer sich für den teilautomatischen Fahrmodus – kurz Pilot-Modus – entschieden, hält der TAP den sicheren Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, fährt mit der voreingestellten Wunschgeschwindigkeit, reduziert diese beispielsweise vor einer engen Kurve und hält das Auto stabil in der Fahrstreifenmitte. Allgemeine Verkehrsregeln wie das Verbot, rechts zu überholen, werden dabei ebenso berücksichtigt wie örtliche Geschwindigkeitsbeschränkungen. Auch das Anhalten und Wiederanfahren im Stau erfolgen automatisch. Auf Autobahnen oder autobahnähnlichen Straßen arbeitet der TAP bis zu einer Geschwindigkeit von 130 Kilometer pro Stunde absolut zuverlässig. Was nicht bedeutet, dass der Fahrer einfach abschalten kann. In sicherheitskritischen Situationen kann und soll er nach wie vor eingreifen. Dafür bietet das System ihm alle Möglichkeiten – bis hin zur kompletten Deaktivierung.

Im Unterschied zu früheren Forschungsfahrzeugen wie Junior und Stanley konnten die TAP-Entwickler bei Volkswagen auf eine Menge Erfahrung sowie einiges an existierender Hard- und Software zurückgreifen. Beispielsweise wurden überwiegend Radar-, Kamera- und Ultraschallsensoren aus der Serienproduktion eingesetzt. Der eingesetzte Laserscanner und ein „Elektronischer Horizont“ sind hingegen Neuentwicklungen. Internationale Kooperation für EU-Forschungsprojekt Der Temporary Auto Pilot ist Teil des EU-Forschungsprojekts HAVEit (Highly Automated Vehicles for Intelligent Transport). In diesem Projekt arbeiten Fahrzeughersteller, Automobilzulieferer und Forschungsinstitute aus Deutschland, Frankreich, Griechenland, Österreich, Schweden, der Schweiz und Ungarn arbeitsteilig an der Weiterentwicklung von Konzepten und Technologien für das hochautomatisierte Fahren. Letztlich geht es dabei darum, Unfälle zu verhindern, Autofahrer zu entlasten und Umweltbelastungen zu verringern.

„Der Temporary Auto Pilot ist ein flexibles System, das dem Fahrer abhängig von der jeweiligen Situation – Verkehrsdichte, Straßenführung, Verkehrsregeln etc. – den jeweils optimalen Automatisierungsgrad anbietet. Unfälle in der Folge von Fahrfehlern eines überraschten, unaufmerksamen oder abgelenkten Fahrzeuglenkers werden so vermieden.“

Dieses Thema ist Bestandteil der Volkswagen Konzernforschung, um die Machbarkeit zu studieren und nicht Serienumfang, bzw. ist derzeit kein Einsatz in Serie geplant.