Zum Tag der Verkehrssicherheit: Fahren wir bald alle autonom?

Autonomes Fahren beflügelt schon seit Jahrzehnten die Fantasie der Automobilbranche. Die fahrerlose Fortbewegung soll nicht nur maximalen Komfort bieten, sondern vor allem für mehr Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer sorgen. Dabei gehören ausgewählte Fahrassistenzfunktionen wie etwa der Tempomat, der die voreingestellte Geschwindigkeit konstant hält, oder die automatische Distanzregelung (ACC) für viele Autofahrer bereits jetzt zum Alltag.

Dem Automobilersteller Mercedes-Benz ist erst kürzlich ein weiterer Meilenstein gelungen: Er brachte 2022 das erste Fahrzeug auf den Markt, das die gesetzliche Zulassung für hochautomatisiertes Fahren auf deutschen Straßen erhielt. Der integrierte sogenannte „Drive Pilot" kann das Fahrzeug auf freigegebenen Autobahnabschnitten bei Stau oder hohem Versaufkommen bis zu einer Geschwindigkeit von 60 Kilometern pro Stunde ohne Einwirken des Fahrers steuern.

Dabei soll es jedoch bei weitem nicht bleiben: In der Forschung arbeiten Entwickler derzeit daran, immer mehr Fahrfunktionen zu automatisieren. Ziel ist es, die menschliche Einflusskomponente im Straßenverkehr zu reduzieren, um die Zahl der Unfälle zu verringern. Genau wie sein menschliches Pendant beobachtet das System die Umgebung, erkennt Fahrbahnbegrenzungen, Straßenmarkierungen und andere Verkehrsteilnehmer und reagiert, indem es das Fahrzeug lenkt, abbremst oder beschleunigt. 

Doch wann ist ein Fahrassistenzsystem bereit für die Straße? Um diese Frage zu beantworten, muss zunächst geklärt werden, wie ein solches System aufgebaut ist. Grundsätzlich unterscheidet man bei einem Fahrassistenzsystem drei Komponenten – die Sensorik, die Elektronik und die Mechanik. Die Sensorik beobachtet die Umgebung, misst zum Beispiel den Abstand zum vorderen Fahrzeug und gibt diese Information an die Elektronik weiter. Diese verarbeitet die Messdaten, erkennt zum Beispiel, dass der Abstand zu gering ist und entscheidet, dass das Auto abbremsen muss. Zuletzt ist die Mechanik am Zug. Sie befolgt den Befehl und verlangsamt das Fahrzeug. Erst wenn dieser Prozess einwandfrei verläuft, kann das Fahrassistenzsystem die Fahrerin oder den Fahrer optimal unterstützen.

Um dieses Zusammenspiel im Fahrzeug zu gewährleisten, ist wiederholtes Testen in der Entwicklungsphase nötig. Dabei setzen Testingenieure das Fahrassistenzsystem möglichst vielen Szenarien aus und überprüfen dessen Reaktion und Funktion. Je nach Entwicklungsphase greifen die Entwickler dazu auf virtuelle oder physische Tests zurück.

Virtuelles Testen ermöglicht Ingenieuren, mithilfe eines mathematischen Models eine gewaltige Anzahl verschiedenster Verkehrssituationen in kurzer Zeit zu simulieren. Die Simulation zeigt, welche Situationen das Fahrassistenzsystem problemlos meistert und welche das System an seine Grenzen bringen. Zum Beispiel kann die Simulation ergeben, dass ein korrektes Verhalten des Fahrassistenzsystems bei schlechter Sicht nicht mehr gewährleistet ist. Kritische Situationen wie diese stellen die Ingenieure in physikalischen Tests nach, um unter realen Bedingungen zu überprüfen, ob und wie das Assistenzsystem diese meistert.

Zur Durchführung physikalischer Tests sind mehrere Komponenten notwendig: Zum einen braucht man einen sogenannten „Target Mover", auf dem eine Attrappe befestigt ist, die einen Verkehrsteilnehmer – ein Auto, einen Fahrradfahrer oder einen Fußgänger – darstellt. Außerdem sorgt eine übergeordnete Software dafür, dass sich das Testfahrzeug und der Target Mover am vorgegebenen Ort mit vorgegebener Geschwindigkeit treffen, um die kritischen Szenarien aus der Simulation nachzustellen. In beiden Elementen kommt dabei hochpräzise Sensorik zum Einsatz, um die Umgebung und die Verkehrsteilnehmer zu überwachen. Der Messtechnik-Experte Kistler liefert für solche Tests Sensoren zur Messung von Beschleunigung und Bremskraft sowie präzise Lokalisierungslösungen.  Zudem bietet Kistler Komplettsysteme für Tests von Fahrassistenzsystemen, um die Abstimmung der verschiedenen Komponenten zu erleichtern.

Ziel ist es, die Entwicklerteams dabei zu unterstützen, die Tests schneller durchführen zu können. Schließlich werden mit der fortschreitenden Weiterentwicklung von Fahrassistenzsystemen auch die Testszenarien immer komplexer. Aktuell arbeitet die Branche daran, Systeme zu entwickeln, die auch komplexe Verkehrssituationen wie etwa Verkehrsaufkommen auf mehrspurigen Autobahnen, Behinderungen durch Baustellen oder Überholmanövern bei schnellen Geschwindigkeiten gewachsen sind. Außerdem sind die meisten Fahrassistenzsysteme derzeit nur bei gutem Wetter einsetzbar. Bei starkem Wind, Regen oder Hagel muss der Fahrer oder die Fahrerin das Steuer übernehmen – gerade in den Situationen, in denen sich die meisten Fahrer eine Unterstützung wünschen würden.

Künftig werden Fahrassistenzsysteme auch solche komplexen Situationen meistern können. Ein weiterer Schritt hin zum autonomen Fahren – und zu mehr Sicherheit im Straßenverkehr.