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20. Mai 2020 8:00  Uhr

Regensburger Firma bringt autonomes Auto in Fahrt

Die Intence automotive electronics GmbH, Spezialist für softwareintensive Systeme, arbeitet an Schlüsselprojekten für die Mobilität von morgen – wie zum Beispiel das fahrerlose Fahren.

Auto von Oben mit Scannsystemen
Mithilfe von Laser, Lidar, Radar, Ultraschall und Kameras erfasst das autonome Autos seine Umgebung. Foto: chesky – stock.adobe.com

Von Stephanie Burger

REGENSBURG. Ampeln, Verkehrsschilder, mehrere Fahrstreifen, parkende Autos, Baustellen und eine Vielzahl verschiedenster Verkehrsteilnehmer – die typische Verkehrssituation in einer Großstadt ist hochkomplex. Der Autofahrer muss in Millisekunden eine Vielzahl an Informationen erfassen und Entscheidungen treffen. Dabei sind zahlreiche kognitive und sensorische Fähigkeiten im Spiel, von der Verarbeitungsgeschwindigkeit über das räumliche Vorstellungsvermögen bis hin zur Hand-Auge-Koordination. Kein Wunder, dass der Stadtverkehr als Königsdisziplin des autonomen Fahrens gilt. In mehreren deutschen Städten wird es jedoch bereits erprobt, so zum Beispiel von VW in Hamburg. Ein Golf ist hier seit 2019 auf einer neun Kilometer langen Teststrecke hochautomatisiert unterwegs. Dazu hat er jede Menge Technik an Bord: Laser, Lidar, Radar, Ultraschall und Kameras bilden seine „Sinnesorgane“, mit denen er die Umgebung erfasst. Die durch die Sensoren gewonnenen Informationen werden im zentralen Fahrerassistenzsteuergerät (zFAS) zusammengeführt, das in allen modernen Fahrzeugen des VW-Konzerns heute verbaut wird. An dessen Entwicklung war von Anfang an die Intence automotive electronics GmbH, ein Regensburger Spezialist für Softwarelösungen im Automobilbereich, beteiligt.

Die fünf Level des autonomen Fahrens
  1. Assistiertes Fahren: Einzelne Assistenzsysteme unterstützen den Fahrer bei bestimmten Fahraufgaben.
  2. Teilautomatisiertes Fahren: Unter definierten Bedingungen hält das Fahrzeug die Spur, bremst und beschleunigt.
  3. Hochautomatisiertes Fahren: In vom Hersteller vorgegebenen Anwendungsfällen fährt der Pkw selbstständig, der Fahrer darf sich vorübergehend von Fahraufgabe und Verkehr abwenden.
  4. Vollautomatisiertes Fahren: Der Fahrer kann die Fahrzeugführung komplett abgeben und wird zum Passagier.
  5. Autonomes Fahren: Es gibt nur noch Passagiere ohne Fahraufgabe, auch Fahrten ohne Insassen sind möglich.

Experte für Fahrerassistenzsysteme

„Das zFAS-Steuergerät des VW-Konzerns wurde von Audi für den Gesamtkonzern entwickelt und ist in den aktuellen Oberklassefahrzeugen für automatisiertes und teilautonomes Fahren zuständig“, erklärt Andreas Zachmayer, Leiter Entwicklung Fahrerassistenzsysteme bei Intence. „Es läutete eine Trendwende in der Fahrzeugarchitektur ein – von vielgliedrigen Steuergeräten zu sogenannten Domänenrechnern.“ Die Stärken der Sensoren seien im zFAS besser kombinierbar. „Klassische Kameras eignen sich beispielsweise gut zur Objekterkennung, ein Lidar-Sensor ergänzt mit relativ genauen Tiefen- und Entfernungsinformationen“, so Zachmayer. Mit dem zFAS war Audi vor einigen Jahren als erster Hersteller in die Level- drei-Autonomie gestartet, in dem das Auto die Fahraufgabe in Stausituation auf Autobahnen bis 60km/h übernimmt und sie wieder an den Fahrer zurückgibt, sobald es sich seiner Systemgrenze nähert. Der Vertrieb habe sich jedoch aufgrund technischer Herausforderungen und fehlender Zulassungsregeln verzögert, sagt Zachmayer. Aus technischer Sicht habe sich vor allem das Testen der Systeme als schwierig herausgestellt. „Da beim autonomen Fahren alles ineinandergreift, sind Testszenarien erforderlich, in denen eine ganz bestimmte Situation, wie zum Beispiel ‚im Stau bis 60 km/h‘, auf einer Million Kilometer getestet werden muss“, so Zachmayer. Inzwischen arbeite man jedoch bereits an Nachfolgesystemen der ersten zFAS-Generation.

Projekte im Bereich Insassenerkennung

Von zentraler Bedeutung für das autonome Fahren ist auch die Insassenerkennung, ein weiterer Themenkomplex, in dem Intence schon zahlreiche Projekte umgesetzt hat, beispielsweise in den Bereichen Vorentwicklung, Sensorevaluierung, Messtechnik, Performance-Bewertung und Funktionsentwicklung. „Ziel früherer Projekte war es, aus der Sensorik eines Standardfahrzeugs indirekt Rückschlüsse auf die Ermüdung beziehungsweise die Aktivität des Fahrers zu ziehen, sagt Zachmayer.“ Zwei Trends beschleunigen nun die Relevanz der Insassenerkennung: die Gesetzgebung, die solche Systeme künftig verpflichtend zur Fahrzeugzulassung verlangt, und das autonome Fahren. „Die autonomen Funktionen sind auf die Insassenerkennung angewiesen. Es geht vor allem um die Realisierung von Übergabeszenarien vom Fahrzeug auf den Fahrer, also um die Frage ‚folgt der Fahrer aktuell dem Fahrgeschehen?‘“, erklärt Zachmayer. Sensoren und Kamerasysteme zur Überwachung des Innenraums, die in klassischen Fahrzeugen aus Kostengründen eher zurückhaltend verbaut wurden, dürften dann zunehmend Realität werden. Doch wie kann nun die Kontrolle des Fahrzeugs sicher an den Fahrer übergeben werden? Die Frage ist nicht so leicht zu beantworten, wie Zachmayer betont. Intence sucht Antworten gemeinsam mit Partnern in Fahrsimulatorstudien, unter anderem auch aus den Bereichen Psychologie und Ergonomie. Dabei werden verschiedene Szenarien getestet, in denen der Fahrer durch akustische, visuelle oder haptische Warnkaskaden zur Übernahme aufgefordert wird. Getestet werden laut Zachmayer „sanfte“ optische Signale, beispielsweise in Form von Projektionen auf der Windschutzscheibe, oder Akutwarnungen durch einen Brems- oder Gurtruck. „Der Übergang muss so sensibel vonstattengehen, dass der Fahrer keine Panik bekommt. Denn er befindet sich ja möglicherweise in einer sehr entspannten Situation und schaut vielleicht gerade einen Film an. Er muss nun dazu gebracht werden, die Kontrolle über das Auto zu übernehmen, das sich auf einer Eskalationsebene befindet, auf der es selbst nicht mehr entscheiden kann“, führt Zachmayer aus. Reagiere der Fahrer nicht, werde das Auto in den sogenannten „Sicheren Zustand“ überführt, also zum Stillstand gebracht.

Entwicklungspartner der Autoindustrie

Aus technischer Sicht ist das autonome Fahrzeug bereits weit fortgeschritten. Doch bis zum autonomen Fahren für jedermann ist nach Ansicht von Zachmayer der Weg noch relativ weit. Die Autoindustrie müsse dafür erst Betriebskonzepte entwickeln, außerdem wären solche Fahrzeuge sehr teuer. Zum Vorreiter entwickle sich jedoch der Schwerlastverkehr. Hier teste man bereits das sogenannte „Platooning“, bei dem in einer Kette von zehn Lkw nur der erste mit einem Fahrer besetzt ist und die anderen autonom hinterherfahren. Sehr weit sei auch die Anwendung des pilotierten Parkens, so Zachmayer. „Dabei fährt man das Auto in eine Übergabezone, von der aus es sich einen Parkplatz sucht. Die Parkzeit kann für Dienstleistungen wie Paketzustellungen oder Autowäsche genutzt werden. Über eine App wird das Auto wieder in die Übergabezone bestellt. Prototypisch funktioniert das Szenario bereits“, sagt Zachmayer. Die Beispiele zeigen: Autonomes Fahren wird zunächst in definierten Umgebungen real werden. Im Stadtverkehr muss der Mensch vorerst noch die Hände am Steuer lassen.