Fahrerassistenzsysteme Pilotierte Testfahrt: Autonom auf der Autobahn

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Das teilautomatisierte Fahren, Audi nennt es pilotiert, soll vorrangig den Fahrer entlasten. Bei einer Testfahrt auf der A9 zwischen Ingolstadt und Greding konnte »Automobil Industrie« den aktuellen Entwicklungsstand erfahren.

Das pilotierte Fahren umfasst weit mehr, als die Geschwindigkeit zu regeln und in der Spur zu bleiben. Das Auto fährt autonom und erledigt unterschiedliche Fahrmanöver selbsttätig. Dazu erfassen Radar- und Ultraschallsensoren, Laserscanner und Kameras permanent die Fahrzeugumgebung. Mittels Sensorfusion ergibt sich so ein Abbild des Geschehens um das Fahrzeug.

Selbständiges Überholen

Soll zum Beispiel ein vorausfahrendes, langsameres Fahrzeugs überholt werden und ist die linke Spur nach hinten und neben dem Versuchsfahrzeug frei, setzt das System den Blinker und wechselt auf die nächste linke Spur. Nach dem Überholen schert das Auto mit ausreichendem Sicherheitsabstand und gesetztem Blinker wieder nach rechts ein. Falls sich noch vor dem Fahrstreifenwechsel in der linken Spur ein schnelleres Fahrzeug von hinten nähert, kann das System den Überholvorgang autonom abbrechen und das Fahrzeug vorbeifahren lassen – alles ohne Zutun des Fahrers.

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Aktuell bis 130 km/h pilotiert möglich

Ebenfalls ohne manuelle Eingriffe erkennt das System Geschwindigkeitsbeschränkungen und hält diese ein. Basierend auf der bereits bekannten Verkehrszeichenerkennung fließen die dort detektierten Daten in die Steuerung ein. Im Versuchsfahrzeug funktioniert das bis zu 130 km/h. Diese Grenze hat technische Hintergründe: Die Datenverarbeitung aller Sensordaten benötigt Zeit und das System muss noch ausreichend Zeit für eine entsprechende Reaktion haben. Der Fahrablauf ist dabei bereits sehr komfortabel und „unauffällig“. Mit geschlossenen Augen im Fond sitzend wäre es kaum möglich zu erkennen, ob ein Fahrer das Auto lenkt oder es pilotiert unterwegs ist.

Einsatz auf der Autobahn

Wann das pilotierte Fahren möglich ist und wann der Fahrer manuell fahren muss richtet sich vor allem nach dem Streckenprofil, das sich grundsätzlich an GPS-Daten orientiert. Zudem ist das pilotierte Fahren derzeit nur auf Autobahnen sicher möglich. Der Grund: Das Szenario ist weniger komplex als etwa in der Stadt, wo zum Beispiel Ampeln, Radfahrer oder Fußgänger detektiert und bewertet werden müssen. An seine Grenzen kommt der Autopilot auch in Autobahnbaustellen. Diese sind häufig sehr eng, zudem fehlt oft die korrekte Fahrbahnmarkierung, die das System zur Positionserkennung benötigt.

Deshalb übergibt das System vor Baustellen an den Fahrer, der diese Passagen manuell durchfährt. Dauerbaustellen sind dabei in den GPS-Daten hinterlegt. Kleinere Baustellen sind das nicht. Die Kamerasysteme des Fahrzeugs könnten sich dann zusätzlich an Baustellenschildern orientieren, die auf die voraus befindliche Baustelle hinweisen.

Interaktion mit dem Fahrer

Ein wichtiger Teil der Entwicklung war die Fahreransprache. Sie darf bei aller Informationsfülle den Fahrer nicht überfordern, muss aber verständlich und eindringlich genug sein, um die notwendigen Reaktionen zu erzielen. Im Testfahrzeug erfolgt sie mehrschichtig mittels Sprache, Tönen und Licht. Oberhalb des Cockpits ist dazu im Testfahrzeug eine LED-Leiste integriert. Sie stellt unterschiedliche Farben dar: grün signalisiert, dass das System auf der aktuell gefahrenen Strecke verfügbar ist und nach der Aktivierung, dass es aktiv ist.

Um in den pilotierten Modus zu wechseln muss der Fahrer am Lenkrad zwei dafür vorgesehene Tasten gleichzeitig betätigen. So lassen sich versehentliche Eingaben vermeiden. Ist das System aktiv, erfolgt ein akustischer Hinweis und das Lenkrad entfernt sich etwas vom Fahrer. Dieser „Raumgewinn“ signalisiert zusätzlich, dass sich der Fahrer jetzt anderen Tätigkeiten zuwenden kann. Auf einem Display in der Mittelkonsole zwischen den Luftausströmern sieht der Fahrer zudem die kommenden Aktionen des „Autopiloten“, zum Beispiel einen bevorstehenden Spurwechsel.

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Schrittweises Zurückholen des Fahrers

Rund eine Minute vor dem Ende des pilotierten Fahrens informiert das System den Fahrer mittels Sprachausgabe über den bevorstehenden „Fahrerwechsel“. Etwa 15 Sekunden vorher lenkt das LED-Band die Aufmerksamkeit des Fahrers im pilotierten Modus wieder auf die Fahraufgabe. Dazu wischt zunächst ein gelb leuchtender Ausschnitt von der Beifahrerseite in Richtung hinter dem Lenkrad, um den Blick des Fahrers in Fahrtrichtung zu lenken. Parallel erfolgt mittels Sprachausgabe der Hinweis auf den bevorstehenden Wechsel und das Lenkrad fährt in seine ursprüngliche Position zurück.

Etwa zehn Sekunden vor der Übergabe an den Fahrer signalisiert rotes Leuchten, dass der Fahrer ab sofort die Steuerung übernehmen kann. Dazu muss er lediglich die Hände ans Lenkrad nehmen –integrierte kapazitive Folien erkennen dies und das System wechselt in den manuellen Modus.

Manueller Modus jederzeit möglich

Der Fahrer kann aber natürlich jederzeit selbst die Kontrolle übernehmen: durch Drücken der beiden Tasten am Lenkrad oder wie von der automatischen Distanzregelung ACC gewohnt durch Betätigen der Bremse, des Fahrpedals oder durch ein bestimmtes Lenkmoment, das am Lenkrad eingebracht wird. Noch einen Schritt weiter gingen die Entwickler für den Fall, dass bei der automatischen Übergabe von pilotiert auf manuell keine Reaktion des Fahrers erfolgt. Ausgehend von einem Notfall zum Beispiel medizinischer Art, wechselt das Fahrzeug ebenfalls autonom so weit wie möglich nach rechts, verringert die Geschwindigkeit, aktiviert die Warnblinkanlage, stoppt und setzt einen eCall ab.

Der automatische Ablauf der pilotierten Phase ist zudem an einer ablaufenden Uhr zu erkennen. Was sich zusammengefasst nach allerlei nervigem Tasten, Blinken und Piepen anhört, geschieht in der Praxis sinnvoll unterstützend und gut integriert.

Staupilot ab dem Jahr 2017 in Serie

Audi will die vorgestellte Technik in einer reduzierten Ausbaustufe im neuen A8 in Serien liefern. Das Flaggschiff kommt im Jahr 2017 auf den Markt und verfügt dann über einen Staupiloten, der dem Fahrer bei Geschwindigkeiten bis 60 km/h die Staufolgefahrt abnimmt, also anfährt, bremst und lenkt. Zudem soll der A8 über einen Parkpiloten verfügen, der teilautomatisiert im Parkhaus einparkt.

Die Funktionsbegrenzung des Staupiloten ist indes unter anderem offenen rechtlichen Fragen geschuldet: Wem gehören die Daten, die in der Blackbox im Fahrbetrieb auflaufen und die im Fall eines Unfalls zur Auswertung notwendig sind? Wer hat Schuld an einem eventuellen Unfall? Die vorgestellten Funktionen des Versuchsfahrzeugs gehen weit über den bestehenden rechtlichen Rahmen hinaus – hier ist mit einer Serienanwendung frühestens ab dem Jahr 2020 zu rechnen.

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