Der Abschied vom Auto wie wir es kennen?
Das Auto ist das individuelle Fortbewegungsmittel schlechthin – und wird es auch noch eine ganze Weile bleiben. Wenn auch in veränderter Form. Antrieb und Technik werden sich ändern, genauso wie die Besitzverhältnisse. Das Auto ist künftig in ein größeres Netz aus Verkehrsinfrastruktur-Elementen zu integrieren. Der Zugang zu Mobilität wird günstiger, ressourcenschonender und letztlich auch bequemer. Neue Mobilitätskonzepte und Geschäftsmodelle erobern unsere Städte im Sturm.

Level 2: C-ACC

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

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

Smart Mobility Blume

Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

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

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Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

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.

Embedded Systems – Hard- und Software für Telematikanwendungen

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Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Das vernetzte Fahrzeug der Zukunft verfügt über eine eSIM Karte und zahlreiche hardwareseitig integrierte Telematikanwendungen. Bekannt ist beispielsweise die eCall-Technologie, die für Neuwagen in vielen Ländern bereits gesetzlich vorgeschrieben ist. Sie ermöglicht einen automatisierten Notruf oder unterstützt das Auffinden eines gestohlenen Autos. Die Funktionalität ist einfach aber sicher gestaltet. Eingebettete Telematiksysteme hingegen sind komplexere Geräte, die als Schnittstelle zwischen Auto und Fahrer fungieren. Touchscreens oder Head-Up-Displays erleichtern die Nutzung von Infotainment-Diensten und Online-Apps. Diese Hardwaresysteme generieren einen spezifischen Mehrwert. Fahrer und Passagiere können über ein benutzerfreundliches Bedienfeld internetbasierte Inhalte wie Echtzeit-Verkehrsinformationen (RTTI) oder Medienstreaming steuern. Dies kann mit einem mobilen oder einem integrierten Gerät realisiert werden. Darüber wird derzeit diskutiert.
Ein greifbarer Use-Case ist es, wenn man sich vorstellt Versicherungsunternehmen könnten Fahrerdaten-Profildateien umfassend nutzen, um Versicherungsquoten und -richtlinien zu optimieren und zu personalisieren (z. B. Pay-which-you-drive und Pay-how-you-drive). Ein anderer wäre es Kontrollmodule eines Smart Home direkt im Fahrzeug zu integrieren.
Mit einem prognostizierten, weltweiten Marktvolumen von 72 Milliarden in 2021 und einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 37,52% ist der Markt für vernetzte Hardware (Antennen, Endgeräte, Rechner, etc..) einer der größten im Umfeld von Smart Mobility (Connected Car Outlook 2016).

Infotainment

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Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Smarte Systeme werden von Menschen gerne zur Unterhaltung genutzt. Neben erweiterten Navigationsfeatures und Sicherheitsanwendungen stehen somit Komfort- und Unterhaltungssysteme hoch in der Gunst potentieller Nutzer. Die Zukunftsaussichten für solche Infotainment Services im Bereich der Fahrzeugkonnektivität zeigen hohe zweistellige Wachstumsraten (Connected Car Outlook, 2016). Der Use-Case ‚Infotainment‘ basiert auf der Annahme des Ausbaus des 5G Netzwerks. Mit der 100mal höheren Bandbreite (vgl. 4G – State of the Art) werden Live-Streaming Anwendungen und Echtzeit-Spiele möglich, ohne die funktionelle Sicherheit anderer Bordsysteme zu gefährden. Zusammen mit automatisierten Fahrfunktionen entwickelt sich das Erlebnis Autofahren hin zum Komfort einer Flugreise – nur mit mehr Beinfreiheit. OEMs müssen zur Umsetzung von Infotainment Technologiefirmen und Softwareentwickler hinzuholen, die es schaffen Dritthardware wie Smartphones und bestehende Betriebssysteme an die eingebetteten Systeme anzubinden. Die Entwicklung direkter Schnittstellen und Oberflächen könnte hierbei für das IT-kompetente Saarland besondere Chancen bieten.

Human Machine Interaktion im Auto der Zukunft

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Die Smart Mobility Blume beschreibt wieviel Knowhow ein Unternehmen in einem der fünf Themengebiete der Smart Mobility besitzt. Je mehr eines der farbigen Blütenblätter dunkel eingefärbt ist, desto höher ist die Relevanz im entsprechenden Themengebiet. Analog ist kann dies auf die Anwendungsfälle übertragen werden.

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI = human-machine interface) wird im Auto neu definiert. Neben den klassischen HMI-Konzepten, die die Kommunikation zwischen Fahrer und Fahrzeug über die Armaturentafel/Mittelkonsole und Schalthebel, Lenkrad und Pedale bündeln, erfordert die wachsende Zahl und Art der Informationen ein hohes Maß an Aufmerksamkeit und Reaktionsschnelligkeit vom Fahrer. Bedienkonzepte werden zunehmend multimodal. Bei der Interaktion zwischen Mensch und Maschine können verschiedenste Arten der Interaktion wie beispielsweise Sprache, Haptik oder auch Gestik zum Einsatz kommen. Eine immer größere Bedeutung kommt dabei der Gestensteuerung zu. Zukünftig kommen noch Apps hinzu, die erkannt und bedient werden wollen. Die Autoindustrie ist nun gefordert, diese neuen Funktionen intelligent zu integrieren. Dies muss in logische, intuitiv umsetzbare Bedienschritte gefasst werden. Das fängt bei der visuellen Wahrnehmung an und reicht bis zur akustischen sowie haptischen Rückmeldung.
Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch ein geeignetes neurokognitives Monitoring. Die Analysetechniken erlauben hierbei eine objektive und differenzierte multimodale Abschätzung der durch die einzelnen Sinne hervorgerufenen, kognitiven Anstrengung während des Fahrens. So können die einzelnen HMI-Modalitäten objektiv, d.h. messtechnisch, bewertet und optimiert werden. So können die Auswirkungen neuster, telematikgestützter Anwendungen, wie z.B. Ampelinformationssysteme, elektronisches Bremslicht oder Falschfahrerwarnung, auf den Fahrer beobachtet werden.
Zudem muss der Gesetzgeber dafür sorgen, dass HMI-Technologien nicht zu einer Gefahr im Straßenverkehr werden.