Die Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Autonome Fahrzeuge beziehungsweise autonomes Fahren oder auch automatisiertes Fahren ist schon längst kein neues Thema mehr. Bereits im 20. Jahrhundert existierten Ideen zum autonomen Fahren, in denen sich Fahrzeuge ohne weiteres Zutun eines Fahrzeugführers, völlig autonom fortbewegen sollten. So existierte damals beispielsweise die Idee von einem Straßennetz, welches ein Führungssystem basierend auf Induktionstechnik bereitstellt, an denen sich entsprechende Fahrzeuge orientieren könnten.[1] Durch die Gegebenheit frei bewegbarer Fahrzeuge und der mit dem Umbau verbundene hohe Aufwand hat zum heutigen Zeitpunkt eine Entwicklung in eine andere Richtung stattgefunden.

Heutige Fahrzeuge als Vorentwicklung

Die Technik in modernen Fahrzeugen basiert zu einem großen Teil auf elektronischen Bauteilen. Zu diesen Bauteilen gehören überwiegend Sensoren, welche Steuergeräten bestimmte Informationen liefern.[2] Steuergeräte übernehmen in Autos die Steuerung sämtlicher Fahrzeugkomponenten. Annähernd jede Fahrzeugkomponente eines modernen Fahrzeugs kommuniziert mit einem Steuergerät. Existiert hierfür kein dediziertes Steuergerät, so übernimmt in den vielen Fällen das zentrale Steuergerät die Aufgabe. Vor allem durch die zunehmende Anzahl von Assistenzsystemen hat die Menge an Steuergeräten und die mit diesen zusammenhängende Elektronik zugenommen.[3] Die Steuergeräte übernehmen die Verarbeitung der ihnen zugeführten Daten und geben die resultierenden Informationen an die benötigten Stellen weiter.

Sensorik beim autonomen Fahren

Auch bei autonomen Fahrzeugen kommen Sensoren zum Einsatz. Dieses Fahrzeug muss in der Lage sein, sich selbstständig anhand eigener Entscheidungen fortzubewegen. In diesem Fall übernehmen die Sensoren des Fahrzeugs ähnliche Aufgaben wie die Sinne eines Menschen.[4] Umso wichtiger wird es das Potenzial der Sensortechnik bestmöglich auszuschöpfen und Fehler an dieser Stelle zu vermeiden. Die Entwicklung ist zum aktuellen Zeitpunkt so weit fortgeschritten, dass die neben Radar und Kameras eingesetzten Systeme mithilfe von lasergestützter Technik die Umgebung des Fahrzeuges in Echtzeit analysieren und Gegenstände erkennen können.[5]

Zunehmende Komplexität der Systeme

In den vergangenen Jahren hat eine Entwicklung hin zu vollständigen Informationssystemen in Fahrzeugen stattgefunden, welche als „CarIT“ bezeichnet werden. Es sind weiterhin Sensoren, die das Informationssystem mit Daten versorgen. Jedoch kann das zentrale Informationssystem alle ihm zugeführten Daten in der benötigt hohen Geschwindigkeit verarbeiten.[6]

In diesen Informationssystemen sind Algorithmen implementiert, die Entscheidungen treffen. Die Algorithmen verarbeiten sämtliche zugeführten Signale und müssen sie interpretieren. Anschließend müssen anhand der Daten aus der interpretierten Umwelt Entscheidungen getroffen werden. Die Herausforderung für die Algorithmen besteht darin, mögliche individuelle Entscheidungen anderer Verkehrsteilnehmer einzuschätzen sowie auch in vielen weiteren Ausnahmesituationen eine Einschätzung vorzunehmen und darauf aufbauend eine Entscheidung zu treffen.[7]

Die Bundeswehr hat es erfunden!

In der Mitte der 1980er Jahre entwickelte die Universität der Bundeswehr München die Grundlagen für das „maschinelle Sehen“.[8] Das erste Fahrzeug wurde bereits wenige Jahre später von einem Computer gesteuert. Dies beschränkte sich auf die Lenkung, das Gas und die Bremse. Zum Einsatz kamen Rechenmaschinen mit einer kumulierten Rechenkraft von ungefähr 50 Megahertz, welche von einem 5 Kilowatt starken Generator versorgt werden mussten.[9] Mit diesem Fahrzeug wurden die ersten autonomen Hochgeschwindigkeitsfahrten überhaupt durchgeführt. Das Fahrzeug war in der Lage, sich mit seiner fahrzeugspezifischen Höchstgeschwindigkeit von 96 km/h autonom fortzubewegen.[10]

Auch in den Folgejahren war es die Universität der Bundeswehr München, welche ihren Fortschritt im autonomen Fahren weiter ausbaute. So war das Fahrzeug gegen Ende der 1990er Jahre in der Lage, Langstreckenfahrten mit neuen Höchstgeschwindigkeiten von über 180 km/h zu großen Teilen autonom zurückzulegen. Lediglich problematische Ausnahmesituationen, wie die Durchquerung von Baustellen oder Tunneln, erforderten ein Eingreifen von menschlicher Seite.[11]

 

[1] Vgl. H.-J. Wünsche, „Geschichte des Automatischen Fahrens“ (TÜV-Süd, München, 28. November 2013), S. 7, https://www.unibw.de/lrt8/forschung-en/geschichte/automated_driving_history.

[2] Vgl. Daimler Communications, „Die Digitalisierung am Beispiel der nächsten E-Klasse“ (Daimler AG, 2015), http://media.daimler.com/marsMediaSite/ko/de/9362160.

[3] Vgl. Daimler Communications.

[4] Vgl. V. Johanning und R. Mildner, Car IT Kompakt (Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015), S. 63.

[5] Vgl. Wünsche, „Geschichte des Automatischen Fahrens“, S. 64.

[6] Vgl. Johanning und Mildner, S. 2.

[7] Vgl. Johanning und Mildner, S. 66.

[8] Vgl. Wünsche, „Geschichte des Automatischen Fahrens“, S. 17.

[9] Vgl. Wünsche, S. 17.

[10] Vgl. Wünsche, S. 19.

[11] Vgl. Wünsche, S. 31.

 

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Verfasst von Max Martens im Rahmen der Bachelorveranstaltung “Mobile Anwendungen und Systeme” im Fachbereich Informatik, Studiengang Wirtschaftsinformatik, bei Frau Prof. Dr. U. Gröner an der Fachhochschule Dortmund, Veröffentlicht am 05.01.2018

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Literaturverzeichnis

Daimler Communications. „Die Digitalisierung am Beispiel der nächsten E-Klasse“. Daimler AG, 2015. http://media.daimler.com/marsMediaSite/ko/de/9362160.

Johanning, V., und R. Mildner. Car IT Kompakt. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015.

Wünsche, H.-J. „Geschichte des Automatischen Fahrens“. TÜV-Süd, München, 28. November 2013. https://www.unibw.de/lrt8/forschung-en/geschichte/automated_driving_history.