Automatisierung des Autofahrens

Wo die Autos fahren lernen

Auf mehreren Autobahnteilstücken im Südosten Österreichs wird die Wirklichkeit abgebildet, um die theoretischen Erkenntnisse automatischer Fahrfunktionen auf den Boden der Realität zu bringen.

Wo die Autos fahren lernen

Zwar ist Elektroantrieb für automatisiertes und vernetztes Fahren nicht unbedingt Voraussetzung, aber doch eine gute Grundlage. Auf jeden Fall ist der Trend zur Automatisierung des Autofahrens nicht mehr aufzuhalten, immerhin hat er schon vor weit mehr als einem Jahrzehnt mit den ersten Abstandstempomaten und Spurwarn- und Spurhaltevorrichtungen begonnen. Im weiten Feld zwischen dem oft fälschlich verwendeten Begriff Autopilot und bereits tatsächlich ohne Fahrer rumkurvenden City-Bussen bleibt viel Platz für Spekulationen, Mutmaßungen, Horrorszenarien und Sensationsmeldungen. Irritierend ist vielleicht, dass durch die elektronische Hochbeschleunigung der Entwicklung die Brandherde des Fortschritts an vielen Stellen gleichzeitig lodern. Das kann die Übersicht einigermaßen vernebeln.

Dabei lassen sich die wichtigsten Fakten durchaus in verständlicher Weise aufdröseln. Zuerst ist hier das Spannungsfeld unterschiedlicher technischer Kulturen zu nennen, in deren Rahmen die Entwicklung stattfindet. Es sieht so aus, als hätten die US-amerikanisch dominierten IT- und Logistik-Riesen in Sachen automatisiertes Autofahren die Nase vorne, und zwar ganz schön weit – und die Autohersteller selbst längst den Zug verpasst.

USA gegen den Rest der Welt

Tatsache ist, dass technologische Entwicklungen in Nordamerika nach anderen Spielregeln ablaufen als in Europa und eigentlich auch im Rest der Welt. Der Rechtsexperte in Sachen Automatisierung des Autofahrens, Andreas Eustacchio, erklärt das so: „Der amerikanische Zugang ist disruptiv: Lets try and see what happens. Dort gibt es aber auch viel mehr Schadenersatz, wenn etwas passiert. Bei uns geht man den vorsichtigeren Weg, man muss die Systeme zuerst zulassen und sich versichern und die Schadenersatzbeträge sind relativ gering, wenn doch etwas passiert.“

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Getestet wird auf einer eigens für autonomes Fahren erbauten Strecke in Ungarn, auf dem Flugplatz von Rijeka (Bild) und auf realen Autobahnteilstücken im Osten und Süden Osterreichs. Foto: © Alp-Lab

Selbst wenn durch eruptive positive wie negative Schlagzeilen aus Übersee der Eindruck entsteht, alleine dort würde sich alles um die Automatisierung des Autofahrens drehen, so haben auch die Aktivitäten in Europa hohe Intensität erreicht. Es ist immerhin zu vermerken, dass in Österreich in mehreren Orten bereits Linienbusse ohne Fahrer unterwegs sind, etwa in Pörtschach oder in der Seestadt Wien-Aspern – wenn auch im Probebetrieb und mit zeitweiligen Unterbrechungen aufgrund technischer Schwierigkeiten.

Österreich: Immer mehr Unternehmen aktiv

Nicht zuletzt die hohe Dichte an Zuliefer- und Forschungsunternehmen im Automobilbereich bringt es mit sich, dass auch in Österreich viele Aktivitäten im Rahmen der Automatisierung des Autofahrens stattfinden, insbesondere im Raum Oberösterreich und der Steiermark. So wurde bereits 2017 eine eigene Forschungsinstitution gegründet, die sich dem Testen automatisierter Fahrfunktionen widmet. „Alp.Lab“, manchmal auch „Alp-Lab“,  ist die Abkürzung von „Austrian Light Vehicle Proving Region for Automated Driving“. Hier haben sich österreichische Forschungseinrichtungen (TU Graz, Joanneum Graz, Virtual Vehicle) , Unternehmen (Magna Steyr, AVL List) und Infrastrukturbetreiber (Asfinag, ÖAMTC) breit aufgestellt, um bei der Automatisierung des Autofahrens technologisch vorne mit dabei zu sein. Weiter Partner sind unter anderen Bosch, AIT, NVIDIA, TTTech,  und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Simulation als Spiegelbild der Wirklichkeit

Heute ist es ja nicht mehr so, dass zuerst ein Prototyp gebaut wird, den man dann auf die Straße schickt, um zu sehen, was passiert, mit allen Unsicherheiten und Risiken. Die Entwicklung läuft auf mehreren Ebenen gleichzeitig. Durch Computer-Simulation erspart man sehr viele reale Testkilometer, kann die Zuverlässigkeit von Bauteilen über einen Lebenszyklus vorausberechnen noch bevor sie real existieren. Das funktioniert aber trotzdem nicht alles nur in der Theorie. Jede Berechnung und sei sie noch so detailgenau und schnell, benötig ihr Spiegelbild in der Wirklichkeit.

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Testeinrichtung im Auto. im Hintergrund der Auto-Dummy, der in wenigen Minuten wieder zusammengebaut werden kann, falls es zu einer Kollision kommt. Foto: © Alp-Lab

Im Kern geht es darum, Entwicklungen von einfachen automatisierten bis zu hochautomatisierten Fahrfunktionen zu testen. Ein wesentlicher Teil der Arbeit stützt sich auf Simulationen und Labortests. Aber alles muss natürlich auch in der Wirklichkeit abgebildet werden. Dafür ist es notwendig, mit Fahrzeugen auf Testgelände und öffentliche Straßen zu gehen. Die Ergebnisse dieser Realtests gelangen dann gleich wieder über die Alp.Lab Data Cloud zu den virtuellen Testeinrichtungen am Simulator, um autonome Fahrfunktionen weiter zu optimieren. Jost Bernasch, Geschäftsführer von Alp.Lab: „Bei den Tests geht es nicht darum, 200 Millionen Kilometer mit automatisierten Fahrzeugen zurückzulegen, besser ist, wichtige Schlüsselszenarien von wirklich relevanten und kritischen Ereignissen beispielsweise auf 10.000 Kilometern durchzuspielen.“

Millionen Testkilometer im Zeitraffer

Millionen Testkilometer können also in kürzester Zeit rein theoretisch im Computer gefahren werden oder auch im Zeitraffer auf Prüfständen unter Laborbedingungen. Den Rahmen dafür müssen aber immer die realen Bedingungen auf dem Testgelände und auch auf der Straße bilden. Bei der Entwicklung des automatischen Autofahrens kommt es dabei zu einer Wechselwirkung zwischen Fahrzeugen, physischer Umgebung und Infrastruktur, da nicht alle Funktionen alleine vom Fahrzeug gestemmt werden können, also wird parallel zu den Fahrzeugen auch gleich die mitunter für die Automatisierung des Autofahrens notwendige Infrastruktur mitentwickelt. Wobei es zwei Schwerpunkte gibt. Gerhard Greiner, Director Business Development bei Alp-Lab, unterscheidet dabei zwischen zwei Ebenen: „Bei der Entwicklung selbstfahrender Fahrzeuge liegt das Hauptaugenmerk in erster Linie auf fehlerfreier und redundanter Sensorik von Fahrzeugen. Für den sicheren und flüssigen Verkehr können aber externe Informationen von Infrastruktur und ‚car-to-x‘ erhebliche Vorteile bringen.“

Eine ganze Region zum Testen

Für den Aufbau einer Testregion zur Entwicklung automatisierter Fahrzeuge wurden Straßenabschnitte auf der A2, A9, der Schnellstraße Graz-Bruck und Bruck-St. Michael mit modernsten Mess- und Kommunikationssystemen ausgestattet sowie eine hochgenaue Karte erstellt. Diese HD-Karte enthält alle Straßenobjekte wie Bodenmarkierung, Fahrspuren, Verkehrszeichen, Streckenbegrenzungen oder Kanaldeckel auf zwei Zentimeter genau. Ein Kernstück der Testregion bilden aber 23 Kilometer Fahrbahn der Südautobahn zwischen Graz-West und Laßnitzhöhe. Das Straßenstück ist besonders dicht mit Sensorik der Asfinag ausgestattet. Zwölf sogenannte Road Site Units sorgen für die Kommunikation in „Echtzeit“ zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, wozu aktuell der neue C-ITS G5 Standard (Cooperative Intelligent Transport Systems) zum Einsatz kommt. Dieses Kommunikationssystem hat etwa der neue Golf 8 von VW bereits als erstes Auto der Welt serienmäßig eingebaut. Künftig wird das System mit 5G Mobilfunk zusätzlich erweitert werden.

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Ausrüstung zur Erstellung hochgenauer 3D-Karten, noch viel genauer als Google Earth. Foto:© laggers.at

Einen heiklen Punkt stellen auch die rechtlichen Grundlagen für das automatisierte Autofahren und Testen dar. Die österreichische Regierung hat gerade erst mit 3. Jänner die Verordnung über automatisiertes Fahren erweitert. Für den Rechtsanwalt von Alp-Lab, Andreas Eustacchio, ist das alleine aber noch keine ideale Lösung: „„Dass es keine grenzüberschreitenden Testregelungen und auch keine harmonisierten Regelungen in der EU gibt, ist ein großer Nachteil, weil für jedes Land eigene Voraussetzungen zum Testen erfüllt werden müssen.

Rudolf Skarics

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