Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/zulassung-autonomer-autos-der-mensch-faehrt-besser-als-gedacht-1905-141190.html    Veröffentlicht: 13.05.2019 12:05    Kurz-URL: https://glm.io/141190

Zulassung autonomer Autos

Der Mensch fährt besser als gedacht

Mehrere Jahre haben Wissenschaftler und Autokonzerne an Testverfahren für einen Autobahnpiloten geforscht. Die Ergebnisse sprechen für den umfangreichen Einsatz von Simulation. Und gegen den schnellen Einsatz der Technik.

Wie lässt sich zuverlässig zeigen, dass automatisierte Autos gut fahren können - und wie gut muss es überhaupt sein? Das Forschungsprojekt Pegasus hat in den vergangenen dreieinhalb Jahren versucht, neuartige Prüfverfahren zu entwickeln, um diese Fragen beantworten zu können. Zu den Ergebnissen, die Projektkoordinator Frank Köster vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig am 13. Mai 2019 vorstellt, gehört die Erkenntnis, dass die Anforderungen an hochautomatisierte Fahrzeuge der Stufe 3 kaum geringer als an vollautomatisierte der Stufe 4 sind. Zudem gehen die Experten inzwischen davon aus, dass 90 bis 95 Prozent der erforderlichen Tests simuliert werden können.

Die selbstfahrenden Autos der Zukunft sollen dabei helfen, die Zahl der Verkehrsunfälle mit Verletzten und Toten deutlich zu reduzieren. Schließlich liegt es meistens am Versagen des menschlichen Fahrers und nicht an der Technik, wenn es zu schweren Unfällen kommt. Doch es ist gar nicht so einfach, die Fahrfähigkeit eines technischen Systems in allen relevanten Situationen nachzuweisen. Wissenschaftler wie der Darmstädter Fahrzeugtechnikexperte Hermann Winner haben dafür astronomisch lange Teststrecken von Hunderten Millionen oder gar Milliarden Testkilometern ausgerechnet. Diese sind realistisch nicht zu absolvieren.

Szenariobasiertes Testen ist möglich

Auch um diese "Freigabefalle" zu vermeiden, wurde im Jahr 2016 das Projekt Pegasus gestartet. Es verfügte über ein Budget von 34,5 Millionen Euro und wurde von 17 Einrichtungen aus Wirtschaft und Wissenschaft getragen (PDF). Das Akronym steht für "Projekt zur Etablierung von generell akzeptierten Gütekriterien, Werkzeugen und Methoden sowie Szenarien und Situationen zur Freigabe hochautomatisierter Fahrfunktionen". Ein Anspruch, den das Projekt nach Ansicht Kösters erfüllt hat. Die Ergebnisse hätten gezeigt, dass ein "szenariobasiertes Testen durchführbar ist", sagte der Informatiker. "Das ist schon cool". Der gesamte Testprozess sei umsetzbar und mit Werkzeugen hinterlegbar.

Doch die möglichen Szenarien von Pegasus waren noch eingeschränkt. Denn es ging lediglich darum, einen sogenannten Autobahnpiloten zu testen. Dieser entspricht einer hochautomatisierten Fahrfunktion der Stufe 3, wie ihn die große Koalition in der vergangenen Legislaturperiode durch eine Änderung des Straßenverkehrsgesetzes prinzipiell möglich gemacht hat. Die untersuchte Funktion beherrscht das Fahren auf der Autobahn bis zu einer Geschwindigkeit von 130 km/h. Dazu zählen Spurwechsel, Stop-and-Go-Fahren und automatisiertes Notbremsen, allerdings nicht das Durchfahren von Baustellen und das Auf- und Abfahren von der Autobahn. Bei extremen Wettersituationen muss der Fahrer ebenfalls das Steuer übernehmen.

Mensch fährt besser als gedacht

Laut Köster wurde zunächst die Frage gestellt: "Was sind tatsächlich die Situationen, auf die automatisierte Fahrzeuge treffen werden, die für sie eine Herausforderung darstellen?" Anschließend wurde aus Expertensicht untersucht, welche neuen Szenarien aufgrund der Automatisierung entstehen könnten. Diese Analyse diente als Grundlage, "um Kataloge aus kritischen Situationen und Szenarien aufzubauen und das als Basis für die Ableitung von Testfällen zu nehmen". Dieses Vorgehen habe sich bewährt, denn nun wisse man genau: "Worüber redet man eigentlich und wogegen misst man dann die Leistungsfähigkeit der Technologie".

Dabei stellten die Projektteilnehmer laut Köster unter anderem fest, "dass der Mensch doch verdammt leistungsfähig ist im Verkehrssystem". Es sei in der Diskussion um autonome Autos "nicht unbedingt angemessen, nur mit dem Fehlverhalten des Menschen zu argumentieren". Es habe sich herausgestellt, dass der menschliche Fahrer "in vielen Situationen sehr viel sicherheitsfördernde Dinge tut, obwohl er sich dabei teilweise nicht in vollem Umfang regelkonform verhält. Der Mensch ist aber sehr leistungsfähig und flexibel, was das Verstehen von Situationen sowie deren Antizipation und Vorhersage betrifft. Daher begibt er sich in viele kritische Situationen gar nicht erst hinein."

Wie lange braucht der Mensch, um das Steuer zu übernehmen?

Kritische Situationen dürften aber auch bei einem Autobahnpiloten unvermeidlich sein. In solchen Fällen könnte das System entscheiden, dass der Fahrer wieder das Steuer übernehmen müsse. Dabei gibt es seit längeren eine Debatte, wie viele Sekunden für diese Übergabe der Fahrverantwortung mindestens erforderlich seien. Denn der Fahrer darf sich künftig "vom Verkehrsgeschehen und der Fahrzeugsteuerung abwenden", wie es im 2017 geänderten Straßenverkehrsgesetz heißt. Doch um sicher das Lenkrad zu übernehmen, muss er sich zunächst einmal ausreichend mit der Situation vertraut machen.

Auf die Frage nach den Sekunden, die für die Übergabe an den Fahrer mindestens erforderlich sind, konnte das Projekt keine einfache Antwort liefern. "Es gibt nicht DIE eine Zahl, es ist sehr stark situationsabhängig", sagte Köster. Experten gingen in vielen Situationen heute von einem Zeitfenster von 7 bis 14 Sekunden aus. Daraus werde der extrem hohe Anspruch an eine Fahrzeugautomation offensichtlich: "Wenn die Automation merkt, dass sie eigentlich übergeben will, weil sie nicht mehr weiter weiß, und sie aber dann mindestens noch sieben Sekunden überbrücken muss, ist bereits ein extrem hohes Qualitätsniveau für Level-3-Funktionen notwendig." Das bedeute, dass ein solches Fahrzeug eigentlich schon vollautomatisiert fahren müsse, wie es der Stufe 4 entspricht.

Gleich auf Level 4 umsteigen?

Daher müssten Hersteller stets sehr gut abwägen, inwieweit es für eine Fahrfunktion sinnvoll ist, sie auf dem Niveau von Stufe 3 umzusetzen, oder ob man gleich versuche, "Fahrfunktionen zu realisieren, die eigentlich das Niveau von Level 4 umsetzen. Das heißt, adäquate Handlungen durchführen, wenn Funktionsgrenzbereiche erreicht werden." Letzteres könnte bedeuten, dass Funktionen wie der Autobahnpilot noch etwas mehr Zeit zur Entwicklung benötigen. Beim Level 4, dem vollautomatisierten Fahren, kann der Fahrer die Fahrzeugführung komplett abgeben und wird zum Passagier. Die Passagiere dürfen laut ADAC sogar schlafen, ihr Smartphone verwenden oder Zeitung lesen. Allerdings können die Fahrer jederzeit wieder das Steuer übernehmen.

Sollte sich die Auffassung Kösters durchsetzen, könnte dies bedeuten, dass Funktionen wie der Autobahnpilot noch einige Zeit auf sich warten lassen. Möglicherweise werden sie vorerst nur in eingeschränkter Funktion angeboten, wie Audi es mit dem Staupilot plant. Doch selbst für diese Funktion gibt es bislang keine international festgelegten Zulassungskriterien.

Großer Anteil an Simulation möglich

Nach Angaben von Audi sind die Tests mit erheblichem Aufwand verbunden, schließlich gebe es keinen "Stau-on-Demand". Ein Problem, das die Industrie mit vermehrten Simulationen lösen will. Auch Köster hält dies für ein "extrem wichtiges Werkzeug". Hardware, Software und ganze Testfahrzeuge werden inzwischen "in the loop" getestet, bis sie auf Prüfgeländen und "im Feld" real fahren dürfen. In der Branche geht man inzwischen davon aus, dass die Simulation bis zu 90 oder 95 Prozent der Tests übernehmen könne, die restlichen Prozent sollten auf andere Weise getestet werden.

So wies die Google-Schwesterfirma Waymo im vergangenen Jahr darauf hin, dass ihre Testautos zehn Millionen Testmeilen "pro Tag" absolvierten. Allerdings nur in der Simulation. Auf diese Weise seien schon sieben Milliarden Meilen (11,3 Milliarden Kilometer) zusammengekommen - deutlich mehr als die zehn Millionen Meilen (16 Millionen Kilometer), die bis Anfang Oktober 2018 von Waymos Testautos insgesamt gefahren worden waren. Allerdings entsprechen die 16 Millionen Testkilometer nur einem Anteil von 2,2 Prozent, deutlich weniger als die fünf bis zehn Prozent, die Köster veranschlagt. Nimmt man die 13 Milliarden Testkilometer zum Maßstab, die Winner ausrechnete, kämen damit immer noch unrealistische 650 Millionen bis 1,3 Milliarden Testkilometer zusammen.

Evolutionärer Ansatz könnte sogar schneller sein

Doch beide Waymo-Zahlen sind nach Ansicht Kösters ohnehin nicht besonders aussagekräftig. Diese Zahl sei wenig wert, wenn nicht bekannt sei, welche Szenarien und Situationen dahintersteckten, sagt er. Hintergrund dieser Einschätzung ist auch das unterschiedliche Vorgehen der US-Entwickler von Waymo, Cruise AV (General Motors) und Uber sowie der japanischen Anbieter. Diese setzten in weiten Teilen auf KI-basierte "One-Shot-Lösungen", wie zum Beispiel zur Umsetzung fahrerloser Taxis in Städten, sagt Köster, während sich insbesondere deutsche Entwickler in den vergangenen Jahren eher evolutionär und mit einem hohen Sicherheitsanspruch den schwierigeren Stufen des automatisierten Fahrens annäherten. Vor allem der tödliche Unfall mit einem Uber-Fahrzeug vor mehr als einem Jahr hatte gezeigt, welche Risiken die Tests autonomer Autos für die übrigen Verkehrsteilnehmer bergen können.

Der Ansatz des szenariobasierten Testens werde nun auch außerhalb Deutschlands diskutiert, etwa in Frankreich, den USA und Japan. "Das geht deutlich über ein normales Forschungsprojekt hinaus", sagte Köster. Der analytische Weg sei zwar "ein bisschen langsamer, aber unter Umständen kommen sie in einer sehr konstanten Zeit voran und treffen dann sehr gut vorbereitet auf diese letzten fünf Prozent". Dann könne es sein, "dass man ein Rennen auch mit diesem Ansatz gewinnt".

Open-Source-Ansatz favorisiert

Neben der ausgearbeiteten Methodik habe Pegasus weitere Ergebnisse geliefert. So hätten Projekte wie Open Drive, Open Scenario und Osi-Schnittstellen für Simulation innerhalb der Industrie "so viel Akzeptanz, dass man diese auch standardisieren wolle". Das bedeutet, dass die einzelnen Hersteller mit teilweise denselben Daten und Szenarien testen, so dass die Ergebnisse anschließend ebenfalls bestimmten Standards entsprechen können. Darüber hinaus sind bereits Nachfolgeprojekte wie SET Level 4to5 vereinbart, um simulationsbasierte Werkzeuge für die nächsten Stufen des autonomen Fahrens zu entwickeln.

Doch trotz aller Simulation und Tests: Auf diese Weise lässt sich immer noch nicht garantieren, dass sich das selbstfahrende Auto in allen Situationen fehlerfrei verhält. "Wir wollen nicht schlechter werden, als es jetzt ist, aber man sollte im Kopf behalten, dass Technik nicht beherrschen kann, was nicht zu beherrschen ist", sagte Köster. Daher dürften keine falschen Erwartungen geweckt werden. Es sei wichtig, dass die Fahrzeuge mit den zu erwartenden relevanten Situationen sicher umgehen könnten. "Das muss ein Spektrum von Situationen abdecken, so dass die Aussage möglich wird: Ich bewege mich mindestens so sicher, wie ich es jetzt tue", sagte Köster. Dennoch könne es Grenzsituationen geben, in denen das Fahrzeug, ebenso wie ein Mensch, eine falsche Entscheidung treffe. Kösters Fazit: "Das ist ein Risiko, das man grundsätzlich bei der Einführung von Technologie akzeptieren muss."  (fg)


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