Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/automatisiertes-fahren-der-schwierige-weg-in-den-selbstfahrenden-stau-1807-135357.html    Veröffentlicht: 09.07.2018 12:09    Kurz-URL: https://glm.io/135357

Automatisiertes Fahren

Der schwierige Weg in den selbstfahrenden Stau

Der Staupilot im neuen Audi A8 soll der erste Schritt auf dem Weg zum hochautomatisierten Fahren sein. Doch die Verhandlungen darüber, was solche Autos können müssen, sind sehr kompliziert. Und die Tests stellen Audi vor große Herausforderungen.

Es dürfte für Testfahrer eher ungewöhnlich sein, sich einen Stau auf der Autobahn herbeizuwünschen. Doch das gilt derzeit nicht beim Autohersteller Audi. Der Ingolstädter Konzern will im neuen A8 die weltweit erste serienmäßige Funktion anbieten, die dem Autofahrer die Fahrverantwortung vorübergehend abnehmen kann. Doch für den im Juli 2017 mit großem Pomp angekündigten Staupiloten sind die Tests alles andere als abgeschlossen. "Es gibt leider keinen Stau-on-Demand, weshalb das Testing im realen Straßenverkehr zeitaufwendig ist", sagt Bogdan Bereczki, Regulierungsexperte für neue Technologien bei Audi. Das liegt auch daran, dass die Zulassungskriterien noch gar nicht feststehen. Der Abschluss des sogenannten Homologationsverfahrens durch das zuständige UN-ECE-Gremium bis zum Frühjahr 2019 sei noch mit " extrem viel Arbeit verbunden".

Dass das Verfahren kompliziert und schwierig werden würde, war bereits abzusehen. Das hat mehrere Gründe. Zum einen handelt es sich beim Staupiloten erstmals um eine Funktion, bei der der Fahrer eine Nebentätigkeit übernehmen kann. Das erhöht die Anforderungen an die Sicherheit der Fahrzeuge erheblich. Zum anderen sind die Forschungen zu den Umwälzungen, die die neue Technik mit sich bringt, widersprüchlich oder noch gar nicht abgeschlossen. "Es ist keine leichte Arbeit für die Behörden, weil die Technik noch nicht auf dem Markt ist. Wir stehen mit dem automatisierten Fahren vor einem Paradigmenwechsel", sagt Bereczki.

Keine Spurwechsel erlaubt

Die Regierungsvertreter müssen garantieren, dass die neuen Funktionen nicht den Verkehr gefährden, können aber andererseits nichts verlangen, was technisch nicht umgesetzt werden kann. Das gilt beispielsweise für die Frage, wie beim hochautomatisierten Fahren das Auto und der Mensch interagieren. Wie lange braucht ein Fahrer, um nach einer Lenkabstinenz wieder sicher das Steuer zu übernehmen? Wie soll das Auto kontrollieren, ob der Fahrer überhaupt noch wach oder nicht längst vor Langeweile eingenickt ist? Und wie genau sollen den Herstellern die entsprechenden Vorgaben gemacht werden?

Bereits jetzt steht fest: Die ersten hochautomatisierten Funktionen werden noch sehr limitiert sein. Die von Golem.de im Juli 2015 getesteten Autobahnpiloten von Audi und BMW wird es so schnell nicht geben. "Der automatisierte Spurwechsel - ohne Zutun des Fahrers - wurde in den Beratungen erst einmal weggelassen und wird in einer anderen Gruppe besprochen", erläutert Bereczki. Der Staupilot muss somit lediglich in der Lage sein, auf seiner Spur zu bleiben. Allerdings soll die Regulierung zu automatisierten Funktionen eine Maximalgeschwindigkeit von 130 Kilometern pro Stunde (km/h) erlauben. Audi will hingegen seine Funktion nur bis 60 km/h zulassen - nur im Stau.

Technik darf sich nicht unvermutet abschalten

Aber selbst das bedeutet hohe Anforderungen an die Sicherheit der Systeme. "Wenn das System erst einmal auf dem Markt ist, muss es auch bestimmungsgemäß funktionieren. Es darf sich beispielsweise nicht abschalten, wenn keine Fahrbahnmarkierungen mehr vorhanden sind oder erkannt werden können. Das ist der große Unterschied zu einem Assistenzsystem", sagt Audi. Zuletzt war es in den USA zu einem tödlichen Unfall gekommen, weil ein Tesla Model X offenbar die Fahrbahnmarkierung nicht richtig erkannt hatte und gegen einen Fahrbahntrenner geprallt war.



Die zuständige UN-Arbeitsgruppe für die automatische Lenkfunktion Kategorie B2 (engl.: Automatically Commanded Steering Function, ACSF-B2) hat sich seit Mai 2015 schon 18-mal getroffen. Das Sekretariat teilte auf Anfrage von Golem.de mit, dass der Arbeitsgruppe 18 Behörden aus 16 Ländern angehören. Hinzu kommen in beratender Funktion 37 Hersteller von Autos und Zubehör sowie deren Verbände. Die Dokumente werden regelmäßig auf dem Arbeitsgruppen-Wiki veröffentlicht. Konkrete Vereinbarungen sucht man darin vergebens. Den derzeitigen Stand fasst das Referenzdokument 17-03 vom Mai 2018 zusammen (PDF), das zumindest festhält, welche Vorgaben für die Funktion gemacht werden sollen.

Keine bestimmten Sensoren gefordert

Das betrifft zunächst die äußeren Bedingungen, unter denen das Auto selbstständig fahren darf, etwa den Straßentyp, das Wetter oder die Verkehrsregeln. Zudem will das internationale Gremium die Anforderungen an die Abstandsregelung festlegen, darunter die Reichweite der Sensoren und die Integration des Sensorsystems in die Kontrolle von Geschwindigkeit und Bremsung. Der Einsatz bestimmter Sensoren wie Laserscanner, Kameras und Radar wird nicht gefordert. Geregelt wird zudem die Interaktion des Autos mit dem Fahrer, vor allem bei der erforderlichen Übernahme der Fahraufgabe. Dabei soll das Auto kontrollieren, dass der Fahrer jederzeit in der Lage ist, innerhalb eines bestimmten Zeitraums wieder das Steuer zu übernehmen.

Ebenfalls sollen die Fahrzeuge über redundante Systeme verfügen, damit das Fahrzeug auch dann sicher steuern kann, wenn das Bordnetz sowie ein Sensor- oder Bremssystem ausfallen sollten. Das hochautomatisierte Fahrzeug soll zu guter Letzt in der Lage sein, einen "risikominimierten Zustand" herbeizuführen. Das kann der Fall sein, wenn der Fahrer nicht auf eine Übernahmeaufforderung reagiert. Auch in Notfällen, wie bei einem unvorhergesehenen Hindernis, muss das Auto richtig reagieren können.

Vernetzung spielt noch keine Rolle

Doch längst nicht alle Anforderungen an hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge werden in der Arbeitsgruppe Lenkung besprochen. Andere Arbeitsgruppen beschäftigen sich mit den Themen Datenspeicher, Cybersicherheit, Software-Updatemanagement, Vorschriften für die regelmäßigen TÜV-Prüfungen sowie Bewertungsverfahren für die Änderung von elektrischen und elektronischen Kontrollsystemen. Die Ergebnisse der Arbeitsgruppe Lenkung sollen mit denen der anderen "kompatibel" sein. Gar nicht behandelt wird das Thema Konnektivität. Anders als von Politik und Telekommunikationsindustrie gerne behauptet, ist eine Internetverbindung oder gar schnelles 5G keine Voraussetzung für das hochautomatisierte Fahren.



Wie schwierig es ist, konkrete Vorgaben zu machen, zeigt die sogenannte Übernahmeaufforderung. Wichtig ist in diesem Fall, wie viele Sekunden dem Fahrer mindestens gegeben werden, bevor er wieder das Steuer übernehmen muss. "Zuletzt waren vier Sekunden im Gespräch, aber das ist noch Gegenstand der Diskussion. Die vier Sekunden stammen aus einer Studie eines japanischen Ministeriums. Dabei stellte man fest, dass die Testperson mit der längsten Reaktionszeit vier Sekunden benötigte", sagt Bereczki. Eine aktuelle koreanische Studie (PDF) schlägt mindestens acht Sekunden vor.

Übernahmezeit von zehn Sekunden geplant

Audi sieht beim Staupiloten je nach Situation eine Übernahmezeit von zehn Sekunden vor. Diese Fahrzeit müsse vollständig abgesichert sein. "Das ist eine ganz andere Herausforderung als beim Assistenzsystem, bei dem der Fahrer sofort eingreifen muss", sagt Bereczki. Dabei steht Audi vor dem Problem: Die Funktionen müssen entwickelt werden, obwohl die endgültigen Anforderungen noch gar nicht feststehen. So verlangte die französische Regierung in der Arbeitsgruppensitzung im April 2018 (PDF), dass die Polizei klar erkennen müsse, ob sich ein Fahrzeug im automatisierten Modus befindet. Sollte eine solche Anforderung am Ende beschlossen werden, müssten die Hersteller dies möglicherweise mit Hilfe einer speziellen Beleuchtung signalisieren.

Hinzu kommt: "Wenn ein Problem von den Testfahrern festgestellt wurde, wird das anschließend behoben und das Ganze geht von vorne los. Aber wenn Sie etwas behoben haben, müssen Sie sehen, dass an einer anderen Stelle die Funktion genau funktioniert wie vorher. Das ist schon ein bisschen tricky, aber das ist eben die Pionierleistung", sagt Bereczki. Diese Aufgabe müsse jeder Hersteller für sich lösen, da es festgelegte Testszenarien dafür noch nicht gebe.

Das Auto überwacht den Fahrer - und nicht umgekehrt

Einige Funktionen scheinen aber schon mehr oder weniger festzustehen, zum Beispiel die Fahrerüberwachung. "Wir bezeichnen das nicht als Fahrerüberwachung, sondern als Fahrerverfügbarkeitserkennung. Der Begriff Überwachung hat einen negativen Klang, weil kein Fahrer überwacht werden möchte", sagt Bereczki. Audi nutzt dazu eine Innenraumkamera, die allerdings keine Bildaufnahmen macht, sondern nur bestimmte Merkmale wie Lidschlag oder die Kopfstellung erfasst.

In der Pressemitteilung dazu heißt es: "Sind beispielsweise die Augen des Fahrers längere Zeit geschlossen, fordert das System ihn zur Übernahme der Fahraufgabe auf. Nicht bordgestützte Nebentätigkeiten wie das Lesen einer Zeitung sind allgemein nicht erlaubt. Hier kann die Sicht der Kamera auf den Kopf des Fahrers verdeckt sein, was wiederum zu einer Übernahmeaufforderung führt."

Auto muss den Fahrer notfalls wecken

Doch was passiert, wenn der Fahrer nicht reagiert oder es zu einer Notsituation kommt? "Dann wird das Auto auch sehr eindringlich und nachdrücklich den Fahrer auffordern, die Fahraufgabe zu übernahmen. Wir machen das auch mit Kurzbremsungen, Gurtstraffen, aber natürlich auch optisch und akustisch. Dieser Appell an den Fahrer ist sehr wichtig, um den Missbrauch des Systems zu unterbinden", sagt Bereczik. Reagiert der Fahrer immer noch nicht, soll das Auto einen "risikominimierten Zustand" herbeiführen.

"Beim Staupiloten mit einer maximalen Geschwindigkeit von 60 km/h ist es zielführend, wenn das Auto in der eigenen Spur zum Stehen kommt. Das geht im Stau schließlich nicht anders", sagt der Audi-Experte. Solche einfachen Nothaltesysteme sind bereits bei verschiedenen Mercedes-Modellen oder Tesla-Fahrzeugen Standard. "Beim Autobahnpiloten mit höheren Geschwindigkeiten ist hingegen das Ziel, auf den Standstreifen auszuweichen und dort zum Stillstand zu kommen", erläutert Bereczki. Solange die Autos nicht selbstständig die Spur wechseln dürfen, geht das aber nicht.

Typische Fahraufgaben als Voraussetzung

Neben dem Herbeiführen des risikominimierten Zustands ("minimal risk manouvre") sollen die Fahrzeuge auch Notsituationen ("emergency manouvres") beherrschen. Einem aktuellen Arbeitsdokument der Industrie zufolge (PDF) sollen die Fahrzeuge in der Lage sein, zur Verhinderung einer Kollision entweder eine Vollbremsung einzuleiten oder das Hindernis zu umfahren. In solchen Fällen soll eine Ausweichfunktion (Emergency Steering Function, ESF) zum Einsatz kommen. Bei einer Fahrt im Stau dürfte es jedoch eher selten vorkommen, dass ein unerwartetes Hindernis auftaucht. Zudem ist ein Ausweichen schwierig.



Was gar nicht reguliert wird, sind die eigentlichen Fahraufgaben. Hier geht die Arbeitsgruppe davon aus, dass ein Fahrzeug im hochautomatisierten Modus alle erwartbaren Fahrsituationen beherrscht. Schwierig bei einem Staupiloten ist beispielsweise das Einfädeln anderer Fahrzeuge auf die eigene Fahrspur. Bei den gegenwärtig verfügbaren Stauassistenten, die Golem.de getestet hat, wollten wir uns nicht in allen Situationen auf das System verlassen. "Die Detektion und Reaktion auf sogenannte nah einscherende Fahrzeuge ist ein wichtiger Entwicklungsschwerpunkt beim Staupiloten und zudem der zentrale Unterschied zwischen assistierten und automatisierten Staufahren", sagt Audi. Mit Hilfe des Laserscanners unterhalb der Motorhaube in Kombination mit den Front-Eckradaren und der anschließenden Datenfusion im zentralen Steuergerät (zFas) soll der Staupilot diese Situation beherrschen und wie ein menschlicher Fahrer reagieren.

Wie bildet der Staupilot die Rettungsgasse?

Nicht wie ein typischer menschlicher Fahrer kann sich der Staupilot hingegen beim Bilden einer Rettungsgasse verhalten. Das System verfügt weder über akustische noch über optische Sensoren, um das Herannahen eines Polizei- oder Rettungsfahrzeugs zu erkennen. Daher verhält sich der Audi vorbildlich und macht von Anfang an Platz. Das heißt: In der linken Fahrspur fährt er möglichst weit links, in der mittleren und rechten Fahrspur eher ein bisschen rechts. Zudem orientiert er sich an den vorausfahrenden Fahrzeugen. Eine Übernahmeaufforderung für den Fahrer ist nicht vorgesehen.

Angesichts der Herausforderungen ist es kein Wunder, dass Audi weiterhin intensiv testet. Einen Schwerpunkt bildeten dabei die redundanten Systeme. "Wir müssen im realen Stau proben: in der ganzen EU, auf Autobahnen in anderen Ländern, für die der Staupilot vorgesehen wird", sagt Bereczki und fügt hinzu: "Wir nehmen die Tests und die interne Freigabe sehr ernst." Für diese interne Freigabe seien zwei technische Dienste beauftragt worden, die auch Gutachten schreiben würden. Parallel dazu sei man auch mit den Behörden im Gespräch.

Deutschland hat schon Gesetze geschaffen

Nicht nur Audi, auch die anderen Hersteller dürften daher mit Spannung die Ergebnisse der Arbeitsgruppe verfolgen. Bislang ist geplant, die ACSF-Regelung auf der Sitzung der übergeordneten UNECE-Arbeitsgruppe Automatisierte Fahrzeuge (GRVA, früher GRRE) zu verabschieden. In Deutschland könnte Audi dann die Funktion umgehend freischalten. Denn die erforderliche Änderung des Straßenverkehrsgesetzes hatten Union und SPD schon im März 2017 beschlossen. Andere Staaten könnten bis zum kommenden Jahr ebenfalls so weit sein.

Wenn der Staupilot dann wirklich einmal freigegeben ist, dürften sich auch normale Autofahrer künftig eher einmal einen Stau herbeiwünschen. Zumindest hat das nervige Stop-and-Go-Fahren dann einen großen Teil seines Schreckens verloren.  (fg)


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