So funktioniert ein automatisiertes Auto

29.8.2018

Was braucht ein Auto, um automatisiert fahren zu können? Und welche Systeme werden heute schon eingesetzt? Wir zeigen den aktuellen Stand der Technik und erklären, welche Herausforderungen die Automatisierung mit sich bringt.

Automatisiertes Fahren
Bei automatisierten Autos messen Radarsensoren den Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern und Gegenständen. 
Zoom-In
Automatisiertes Fahren
So sieht das menschliche Auge den Verkehr.

Die Videokameras am automatisierten Auto sind nach vorne, hinten und zur Seite gerichtet. Sie liefern reale Bilder der Straße, von Verkehrszeichen und anderen Verkehrsteilnehmern. Sie ermitteln dadurch die Entfernung zu Objekten und helfen, Fußgänger und Radfahrer wahrzunehmen. Radarsensoren messen dazu ständig den Abstand des eigenen Autos zu anderen Verkehrsteilnehmern und Dingen in der näheren Umgebung. Das GPS-System empfängt Signale von Satelliten und gibt so einen Blick über die nähere Umgebung hinaus. Zusätzliche Beschleunigungs-Sensoren erkennen, auf welcher Spur das Auto gerade fährt.

Per Funk oder WLAN kann das automatisierte Auto mit anderen Fahrzeugen und Datenquellen kommunizieren (Car-2-X-Kommunikation). So kann es frühzeitig vor überraschend auftretenden Hindernissen gewarnt werden. Die Software an Bord wertet schließlich alle Daten aus und passt die Fahrweise entsprechend an. So kann das Auto selbständig bremsen, beschleunigen oder lenken. Die Software kennt und berücksichtigt außerdem die Verkehrsregeln.

Wie der Computer den Verkehr sieht

Zoom-In
Automatisiertes Fahren
Der Computer kategorisiert die Umwelt in Objekte.

Um sich im Verkehr zurechtzufinden, kategorisieren automatisierte Autos die Umwelt in verschiedene Objekte. Was ist die Fahrbahn, wo sind Verkehrszeichen und wo sind Menschen und andere Autos? Diese Unterteilung ist insofern wichtig, als dass zum Beispiel von einem Auto andere Bewegungsabläufe zu erwarten sind als von einem Menschen. Wird ein Fußgänger inklusive Richtung und Geschwindigkeit vom Auto erkannt, berechnet es die weitere Bewegung anhand von Wahrscheinlichkeiten. Während ein Fußgänger sich mit einem Schritt in einer halben Sekunde aus dem Gefahrenbereich bringen kann, kann ein Auto das nicht. Das automatisierte Auto muss dementsprechend auf die verschiedenen Verkehrsteilnehmer unterschiedlich reagieren.

Menschliches Auge versus Computerbild

Die Sensorik, besonders der Radar, ist unschlagbar bei der Berechnung von Abständen und Geschwindigkeiten. Der Computer kann exakt berechnen, wann bei gleichen Parametern eine Kollision stattfinden würde, und könnte die Bremsung bis auf Zentimeter genau einleiten. Der Mensch kann da nur schätzen. Außerdem ist der Mensch, im Gegensatz zu Sensoren, auch einmal abgelenkt. Aber wann bleiben in einer komplexen Situation die Parameter schon mal gleich?

Die Stärke des Menschen ist die Erfassung komplexer Situationen und die nonverbale Kommunikation. Durch Blickkontakt beispielsweise erkennt der Mensch, ob ein Fußgänger die Situation wahrgenommen hat oder ob er unaufmerksam auf die Straße tritt. Kameras erkennen zwar die Blickrichtung eines Menschen, ein echter Blickkontakt ist das aber nicht. Auch kann ein kurzes Winken oder Blinken genügen, um sich zu verständigen oder eine schwierige Situation aufzulösen. Der Computer versteht das nicht. Bei ihm gibt es nur Verkehrsregeln und zugehörige Messwerte.