Level 3/4: Autobahnpilot

Automatisierung, Bus, PKW

Der Fahrroboter stellt das Fahrzeug nach Verlassen der Passagiere und dem Ausladen von Transportgut in einer nahen oder auch entfernten Parkposition ab. Der Fahrroboter fährt das Fahrzeug wieder von der Parkposition an eine Wunschadresse und besitzt die Möglichkeit und Berechtigung umzuparken. Der Fahrer spart die Zeit für die Parkplatzsuche, das Abstellen sowie die Fußwege eines entfernteren Parkplatzes. Außerdem wird der Zugang um Fahrzeug räumlich wie zeitlich erleichtert. Zusätzlich wird der Parkraum besser genutzt und die Parkplatzsuche effizienter gestaltet. Dieser Anwendungsfall wird als Einstiegsszenario betrachtet und könnte zunächst als beispielsweise auch als automatisiertes Parkhaus Verwendung finden. Ein solches wird derzeit vom Fraunhofer FOKUS in Berlin eingerichtet. Bosch und Daimler arbeiten ebenfalls an einem eigenen System. Auch Audi hat einen „Parkhauspiloten“ bereits prototypisch getestet. Entwicklungsherausforderungen sind die Ausweisung geeigneter Flächen, hochgenaue Lokalisierung und vernetzte Parkinfrastrukturen. Hierfür bedarf es konsortialer, anwendungsorientierter Projekte mit Partnern der Fahrzeug und der Infrastruktur, sowie der Software-Seite.

Level 4: Vollautomat mit Verfügbarkeitsfahrer

Automatisierung, Bus, PKW

Die Fahrerin besitz in diesem Anwendungsfall die Möglichkeit, in den freigegebenen Bereichen die Fahraufgabe an das System zu übergeben. Der Fahrer wird während der autonomen Fahrt zum Passagier und hat die Möglichkeit, seine Hände bzw. Füße vom Lenkrad bzw. von der Pedalerie zu nehmen sowie einer anderen Tätigkeit nachzugehen. Die Fahraufgabe kann vom Fahrer an das System übergeben werden, wenn die Szenerie, in der er sich befindet, für einen autonomen Fahrbetrieb freigegeben ist. Nahezu der gesamte Verkehrsbereich im zulassenden Land könnte für das Fahrzeug freigegeben sein, jedoch stünde diese Freigabe unter dem Vorbehalt einer Eingrenzung. Wenn beispielsweise die Straßenführung geändert oder ein neues Parkhaus eröffnet wird, so könnten diese Bereiche bis zur Freigabe kurzzeitig nicht autonom befahrbar sein. Auch erscheint es in diesem Szenario sinnvoll, dass Streckenabschnitte permanent oder temporär von der Freigabe ausgenommen sind, z. B. Strecken mit einer hohen Fußgängerüberquerfrequenz. Auch hier muss die Übergabe zwischen Fahrer und Fahrsystem in sicherer Weise geschehen. Dieser Use Case dürfte den heutigen Vorstellungen des autonomen Fahrens am nächsten kommen, da er stark mit der heutigen PKW-Nutzung übereinstimmt. Zwar ist die Fahraufgabe nahezu vollständig an das System delegiert, jedoch begleitet der bisherige Hauptnutzer und Fahrzeugführer diese Fahrt weiterhin. Diese Form des vollautomatisierten Fahrens birgt ein enormes Potenzial für den Nutzer wie auch für die Wirtschaft. Der Markt zeigt derzeit eine hohe Dynamik das Thema voranzubringen.

Level 3: Spurhalteassistent/Begrenzte Baustellenassistenten

Automatisierung, Bus, PKW

Der Spurhalteassistent (SAE Level 2) wird derzeit zum Baustellenassistenten weiterentwickelt. Dieser hilft in Baustellen die Seitenabstände einzuhalten. Grundlage hierfür sind Umgebungsmodelle und Daten aus Stereo-Videokameras. Dazu errechnet das System auf Basis der Informationen von Video- und Ultraschallsensoren einen Sicherheitsabstand nach beiden Seiten: zu Fahrzeugen in der Nebenspur und zur Leitplanke. Zudem vermisst der Videosensor die Freifläche vor dem Fahrzeug. Dadurch kann der Baustellenassistent den Fahrer im Baustellenbereich auf Autobahnen rechtzeitig vor einer Engstelle warnen, falls das Fahrzeug zu breit für die verengte Spur ist. Das System warnt dadurch vor zu engen Spuren und kann bei Bedarf lenken um Abstände zu wahren (Level 3 – Bedingte Automatisierung). Das System, das derzeit beispielsweise von Bosch getestet wird ist ein Sicherheits- sowie ein Komfortsystem und ebnet den Weg hin zu einem Autobahnassistenten. Assistenzsysteme dieser Art werden bald im großen Stil verbaut werden, weshalb die Nachfrage nach Software, sowie integrierten Kamera- und Sensortechniksystemen stark steigen wird.

Level 2: C-ACC

Automatisierung, Bus, PKW

Überwachende automatische Sicherheitssysteme des SAE Level 2 sind beispielsweise der Spurhalteassistent oder das Adaptive Cruise Control (ACC). ACC basiert dabei auf Radar oder Lidar Sensoren und umfasst meist einen mehr oder weniger komfortablen Notbremsassistenten, sowie optional eine Stop & Go Funktion für Staus. Derzeit wird ACC serienmäßig in der Oberklasse verbaut. Zukünftig wird eine Weiterentwicklung zum kooperativen C-ACC erfolgt, das durch Kommunikationstechnologien wie ETSI ITS-G5 bereits den Bremsvorgang einleitet, wenn ein nicht-sichtbares Vorgängerfahrzeug bremst oder hinter einer Kurve steht und nicht erst bei optischem Kontakt. Der Spurhalteassistent (engl. lane departure warning system (LDW)) warnt den Fahrer eines Fahrzeuges vor dem Verlassen der Fahrspur auf einer Straße. Hierbei sind unterschiedliche optische Systeme (Video, Lidar, Infarot) und Computer im Einsatz, mit deren Hilfe die Position des Fahrzeugs in der Fahrspur bestimmt wird. Das System warnt bei Unterschreitung des Abstandes zur Fahrbahnmarkierung und kann diese Unterschreitung vorausberechnen. LDW findet sich ebenfalls vor allem in Oberklasse Fahrzeugen. Das System gilt als Vorstufe für einen Level 3 Autobahnpiloten und ist als Weiterentwicklung bereits als Spurwechselassistent verfügbar.
Diese Systeme gilt es einerseits weiter zu entwickeln (Sicherere Software, Kooperationsfähigkeit und bessere Sensoren) und andererseits Kosten durch effiziente Produktionsverfahren zu reduzieren. Wenn solche Systeme von der Oberklasse und Mittelklasse kommend auch alle anderen Fahrzeugsegmente durchdringen, wird bereits kurzfristig eine große Nachfrage bestehen.

Kooperative Assistenzsysteme / C-ITS

PKW, Vernetzung

Nutzenbeschreibung: Kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS) sind eine der wichtigsten Grundlagen von Smart Mobility. Sie verbinden Vernetzung und Automatisierung. Moderne Fahrzeuge verfügen über eine Vielzahl an möglichen Verbindungen in das Internet oder Mobilfunknetz. Für teilautomatisierte Fahrfunktionen bis hin zum automatisierten Fahren ist daher künftig auch eine sichere Verbindung des Fahrzeugs zur Verkehrsinfrastruktur erforderlich. Diese Interaktion zwischen Fahrzeug und Infrastruktur ist die zentrale Herausforderung für kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS), die es Verkehrsteilnehmern ermöglichen soll, Informationen und Daten zu teilen und im Sinne der Verbesserung der Verkehrssicherheit zu nutzen.
Im Saarland werden Sie im Testfeld Merzig entwickelt und erprobt. Durch die Einführung von 5G Mobilfunk ergeben sich Möglichkeiten für neue Echtzeitanwendungen wie dem Platooning. Zu dreien der wichtigsten derzeitigen Anwendungen zählen Sub-Use Cases wie:

  • Wrong Way Driver Warning (WWDW): Das System ermöglicht die Detektion von Falschfahrern anhand von GPS und Ad-hoc WLAN ITS G5 und warnt Fahrzeuge in einer lokal relevanten Umgebung über den Nachrichtenstandard DENM. Diese sog. Vehicle-to-Vehicle Kommunikation ist auch über Mobilfunk realisierbar.
  • Green Light Optimized Speed Advisory (GLOSA): Gibt dem Fahrer Empfehlungen für eine Geschwindigkeit zur optimalen und kooperativen Überquerung einer Kreuzung. Verkehrsinfrastrukturen wie Lichtsignalanalagen werden somit mit Verkehrsteilnehmern vernetzt.
  • Electronic Brake Light (EBS): Als Weiterentwicklung des Adaptive Cruise Control (ACC) können Fahrzeuge vor der Bremsung eines vorausfahrenden Fahrzeugs gewarnt werden, auch wenn aufgrund eines anderen Fahrzeugs dazwischen, die Sicht verdeckt ist. Eine sichere und schnell Übertragung hat hier höchste Wichtigkeit.

Die EU arbeitet an einer übergreifenden C-ITS Plattform (https://ec.europa.eu/transport/themes/its/c-its_en).

Vehicle Service Systems – Online Fahrzeug Service

Bahn, Bus, PKW, Vernetzung

After-Sales und Wartungsservices kommen in den letzten Jahren eine wachsende Bedeutung zu. Somit verschiebt sich die automobile Wertschöpfungskette nach hinten. Die Trends zur Elektrifizierung (Batterie) und Digitalisierung (zusätzliche Systeme) verstärken diese Entwicklung. Damit Wartung und Instandhaltung effizient gestaltet werden können, wird an Service Systemen zum Online-Fahrzeug Service gearbeitet. Die technischen Systeme sammeln eine immer größere Anzahl an Daten. Probleme und Reparaturbedarfe werden derzeit jedoch nur lokal angezeigt. Zukünftig können diese im vernetzten Fahrzeug aber gezielt an Fachbetriebe übermittelt werden, die dann individuell Wartungspläne erstellen bzw. in Echtzeit präventiv handeln können. Zusätzlich können Sicherheit und Security regelmäßig aktualisiert werden um vor Angriffen zu schützen. Dies spart Zeit und Geld und hat damit beste Voraussetzungen einen profitablen Markt (ggf. Abonnements) zu etablieren. Eine erhöhte Ausfallsicherheit erhöht die Flexibilität der Nutzer. Der Connected-Car-Outlook Studie von Statista (2016) zufolge wächst dieser Markt derzeit mit 58,5% pro Jahr.