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So sieht eine hochgenaue Karte von Nokia Here für autonome Autos aus.
So sieht eine hochgenaue Karte von Nokia Here für autonome Autos aus. (Bild: here)

Autonomes Fahren: Wer hat die besten Karten?

So sieht eine hochgenaue Karte von Nokia Here für autonome Autos aus.
So sieht eine hochgenaue Karte von Nokia Here für autonome Autos aus. (Bild: here)

Autonome Autos können ohne digitales Kartenmaterial nicht navigieren. Doch wie genau und aktuell müssen die Daten sein? In dieser Frage verfolgen die Autohersteller und Kartendienste unterschiedliche Konzepte.
Von Friedhelm Greis

Es ist eine ziemliche triviale Feststellung: Damit ein autonomes oder hochautomatisiertes Auto sicher fahren kann, muss es zunächst einmal wissen, wo es sich überhaupt befindet. Doch die Frage, wie genau die Ortung auf der Straße erfolgen muss, ist alles andere als einfach zu beantworten. Zwar scheint klar, dass autonome Autos auf Basis des bisherigen Kartenmaterials nicht überall sicher fahren können. Aber noch wissen die Autohersteller nicht genau, welchen Aufwand sie bei der Erstellung der Karten und deren Aktualisierung betreiben müssen. Sicher ist: Der Aufwand wird sehr groß sein.

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  • Nokia Here nimmt mit einer eigenen Fahrzeugflotte weltweit hochgenaue Karten auf. (Fotos: Nokia Here)
  • Der Lidar verfügt über 32 Laser, die 700.000 Bildpunkte pro Sekunde aufzeichnen.
  • Aus Milliarden von Bildpunkten setzt die Software eine 3D-Aufnahme der Straßen zusammen.
  • Eine hochauflösende Karte einer Straßenkreuzung im US-Bundesstaat Michigan
  • Die Karten müssen so genau sein, dass sie auch die Bordsteinkanten der Straßen erfassen.
  • So sieht eine Lidar-Aufnahme aus, nachdem sie vollständig bearbeitet wurde.
  • Die hochgenauen Karten sollen die autonomen Autos in die Lage versetzen, im Voraus den Verlauf der Fahrbahn zu kennen.
  • Mit dem Konzept der "lebenden Straßen" (live roads) sollen die Autos auch über solche Hindernisse informiert werden, die nicht auf Karten verzeichnet werden können.
  • Dazu werden aktuelle Verkehrsdaten in die Cloud hochgeladen und anschließend an Fahrzeuge weitergegeben, die davon betroffen sein könnten.
Nokia Here nimmt mit einer eigenen Fahrzeugflotte weltweit hochgenaue Karten auf. (Fotos: Nokia Here)

Wie stark sich die unterschiedlichen Konzepte auf die automatisierten Testfahrzeuge auswirken, zeigt ein Vergleich zwischen den deutschen Herstellern BMW, Audi und Daimler. Während BMW mit seinem Prototyp in der Lage ist, am Münchner Autobahnkreuz Neufahrn abzubiegen, kann Audi mit seinem Testwagen zwar schon lange Autobahnstrecken bewältigen, aber immer nur geradeaus. Daimler präsentierte hingegen schon 2013 einen modifizierten S-Klasse-Wagen, der die 103 Kilometer lange historische Bertha-Benz-Strecke zwischen Mannheim und Pforzheim autonom bewältigte. Allerdings wurde die Fahrt durch Städte und über Landstraßen zweieinhalb Jahre lang akribisch vorbereitet, um die Fahrzeugposition mit den eigens aufgenommenen Karten zentimetergenau bestimmen zu können. Lässt sich dieser Aufwand für das weltweite Straßennetz betreiben?

Genaue Karten für Autobahnkreuze erforderlich

Dabei stellt sich die Frage, warum die Erfassung der Fahrzeugumgebung und Straßenmarkierungen durch die Sensoren in den meisten Situationen nicht ausreicht. Schließlich zeigt Audi, dass sein Autobahnpilot in der Lage ist, Hunderte Kilometer am Stück hochautomatisiert zu fahren. Wenn es hingegen darum geht, in der erlaubten Geschwindigkeit eine Autobahn zu wechseln, muss bislang der Fahrer wieder das Lenkrad übernehmen. Das genaue Einfädeln auf die verschiedenen Abbiegespuren sowie die engen Kurven in den Auf- und Abfahrten überfordern das Sensorsystem. Diese Abschnitte lassen sich offenbar nur dann bewältigen, wenn das Auto auf Basis der Karten und seiner Position fast zentimetergenau weiß, wo es sich befindet und was es auf den kommenden Metern erwartet.

Auf Grundlage dieser Erfahrungen hat BMW seine Teststrecke exakt vermessen und seinem Testwagen ein hochpräzises GPS-System spendiert. Damit steuert der Wagen nicht nur durch das Autobahnkreuz, sondern auch über die normale Strecke. Auch hier stellt sich die Frage, wie ein solches Konzept serienmäßig umgesetzt werden kann. So müsste BMW für ein hochautomatisiertes Autobahnsystem zunächst alle Strecken exakt kartiert haben. Bei Audi wird hingegen wohl eher das Konzept verfolgt, nur bei schwierigen Passagen wie in Autobahnkreuzen auf das Kartenmaterial zurückzugreifen.

Kartendienste erstellen eigene HD-Karten

Vor diesem Hintergrund scheint es verwunderlich, dass sich die drei deutschen Hersteller gemeinsam auf den Erwerb des Kartendienstes Nokia Here geeinigt haben. Zumal Audi erst im Mai 2015 eine Kooperation mit dem Kartendienst Tomtom bekanntgegeben hat. Inzwischen hat Nokia Here angekündigt, mit Hilfe von Laserscannern hochpräzise Karten zu erstellen. Aus Milliarden von 3D-Punkten soll ein Modell der Straßen entwickelt werden, das bis auf 10 bis 20 Zentimeter genau ist. Schon in mehreren Ländern wurden auf diese Weise Karten erstellt, die von den Autoherstellern getestet werden können - so in Deutschland von der A9 zwischen München und Holledau. Auch die Bertha-Benz-Fahrt von Daimler wurde mit Material von Here umgesetzt.

Die Genauigkeit wäre damit nicht so groß wie bei den aktuellen Versuchsfahrzeugen von BMW. Werner Huber, Leiter der Forschungsgruppe hochautomatisiertes Fahren bei dem Münchner Autokonzern, sagte aber auf Nachfrage von Golem.de: "Wir können mit diesen Genauigkeiten leben. Nokia Here war ja bereits bei einem früheren Projekt mit an Bord und hat die Anforderungen für das hochautomatisierte Fahren mit auf den Weg bekommen." Ein Sprecher von Audi sagte: "Der Kauf von Nokia Here beeinflusst nicht die weitere Verwendung von Daten des Unternehmens Tomtom. Im Volkswagen-Konzern kommen sowohl Daten von Nokia Here als auch von Tomtom zum Einsatz."

Das in Berlin ansässige Unternehmen Nokia Here will mit dem hochpräzisen Material die begrenzte Reichweite der Sensoren praktisch bis ins Unendliche ausdehnen, wie es in einem Blogbeitrag heißt. So müsse ein autonomes Auto für Überholvorgänge über die Reichweite der Sensoren hinausschauen können, um den Verlauf der Fahrspuren und mögliche Einschränkungen hinsichtlich der Geschwindigkeiten zu kennen. Schon vor Jahren hat Nokia Here seine Karten mit Daten über Gefälle, Höhe, Krümmung der Strecke sowie die aufgestellten Verkehrsschilder angereichert. Solche speziellen Karten für Fahrassistenzsysteme nutzt BMW seit 2006 für seinen Abstandsregelungstempomaten. Doch für automatisiertes Fahren reichen diese Daten nicht.

Aktualisierung der Karten über die Cloud 

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Atalanttore 03. Sep 2015

Wird sicherlich ein "Erlebnis".

cocojambo 02. Sep 2015

Wenn es so weit ist, kann man eh kaum schneller als 50 fahren.

Jasmin26 02. Sep 2015

autonomes Autofahren ist wohl das hoch-komplexeste-system das sich die automobilindustrie...

hambret 02. Sep 2015

Die deutschen Hersteller fahren auch noch mit einem Motorraum obwohl kein Motor mehr drin...

plutoniumsulfat 02. Sep 2015

Dann poste doch mal deine Kontonummer und Pin. Wird doch eh ausgespäht.



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