Autonomes Fahren ist schon längere Zeit ein Thema und wird immer wieder diskutiert. Doch wann kommt es denn genau – das autonome Fahren? Der Zeitpunkt, wann selbstfahrende Autos in Deutschland auf die Straßen kommen sollen, ist immer noch unklar. Zwar gibt es heute bereits einige Top-Modelle, die hochautomatisiert sind, aber es wird dauern, bis die Entwicklung auch zum Standard im Privatwagen wird. Warum das so ist, erklären wir in unserem Beitrag.
Was ist autonomes Fahren?
Als autonomes Fahren (engl. autonomous driving) bezeichnet man das selbstständige Fahren eines Kraftfahrzeugs ohne Fahrer*in. Viele große Autohersteller forschen bereits auf diesem Gebiet und kommen dem Ziel vollständig selbstfahrender Fahrzeuge immer näher.
Grundsätzlich gibt es vom Verband für Automobilingenieure, dem SAE (Society of Automotive Engineers) 5 Klassifikationen des automatisierten Fahrens von PKWs. Stufe 0 ist mit „Keine Automation“ gekennzeichnet und Stufe 5 mit „Volle Automation“. Seit 2016 gibt es Fahrzeuge mit den Automatisierungsstufen 2 bis 3 im Straßenverkehr. Inzwischen ist auf bestimmten, festgelegten Strecken sogar autonomes Fahren der Stufe 4 möglich.
Doch sowohl die zu entwickelnde Technik als auch die Rechtslage sind sehr komplex. Deswegen werden noch einige Jahre vergehen, bis wir auch in Deutschland selbstfahrende Autos auf den Straßen sehen.
Autonomes Fahren in 5 Leveln
- Level 1: Assistiertes Fahren.
Hier haben Sie als Fahrer*in die volle Kontrolle über das Fahrzeug und werden maximal über einzelne Assistenzsysteme unterstützt. Das können beispielsweise ein Tempomat oder der automatische Spurhalteassistent (LKAS, Lane Keeping Assistant System) sein. - Level 2: Teilautomatisiertes Fahren.
In bestimmten Querbewegungen, also zum Beispiel beim Überholen oder Einparken, übernimmt das Fahrzeug die Kontrolle. Das System kann das Beschleunigen und Bremsen selbstständig übernehmen.
Sie haben zwar immer die Übersicht über das Geschehen, müssen aber nicht in jedem Fall die Hände am Steuer haben. Als Fahrer*in müssen Sie die Assistenzsysteme allerdings zu jeder Zeit überwachen und Fehler gegebenenfalls korrigieren können.
- Level 3: Hochautomatisiertes Fahren.
Ab jetzt übernimmt das Fahrzeug unter bestimmten Herstellerbedingungen aller Fahrfunktionen, wie z. B. die Steuerung, das Bremsen und das Beschleunigen selbstständig. In der Zwischenzeit dürfen Sie als Fahrer*in die Aufmerksamkeit vom Straßenverkehr abwenden und beispielsweise Zeitung lesen. Sobald sich das System aber meldet, müssen Sie unverzüglich eingreifen.Für die Nutzung von hochautomatisiertem Fahren bieten sich besonders Autobahnen an, da es hier keinen Gegenverkehr und keine Kreuzungen gibt. Außerdem haben sie durchgängige Spurmarkierungen für eine sichere Fahrt und sind gut durch digitale Karten erfasst.Als erster Pkw-Hersteller hat Mercedes den Autobahn-Staupiloten herausgebracht, der bei bis zu 60 km/h die Kontrolle übernehmen kann. - Level 4: Vollautomatisiertes Fahren.
Hier können Sie sich zurücklehnen, denn das Fahrzeug bewältigt beispielsweise auf der Autobahn alle Aufgaben vollkommen selbstständig. Fahrzeuge der Autonomiestufe 4 bewegen sich eigenständig und sicher im Verkehr – selbst bei hohen Geschwindigkeiten.Es ist sogar erlaubt, während der Fahrt zu schlafen, denn das System kann stets einen sicheren und regelkonformem Zustand bewahren.Große Autohersteller arbeiten mit Hochdruck am vollautomatisierten Fahren. Bisher wurde allerdings noch kein vollautomatisiertes Fahrzeug zugelassen, da es immer noch zu vielen Fehlern kommt, die die Sicherheit im Straßenverkehr gefährden. - Level 5: Autonomes Fahren.
Das System bewältigt alle Aufgaben so selbstständig, dass sogar Fahrten ohne mitfahrende Personen möglich sind. Lenkrad oder Pedale werden nicht länger benötigt und daher gar nicht erst eingebaut. Das Fahrzeug bewältigt jede Verkehrssituation und kann sogar autonom und sicher durch einen Kreisverkehr führen. Durch das autonome Fahren per Autopilot werden also keine aktiven Fahrer*innen mehr benötigt, man ist nur noch ein Fahrgast.
Wie funktioniert autonomes Fahren?
Autonomes Fahren funktioniert durch ein komplexes Zusammenspiel von verschiedenen Sensoren auf der Straße und im Auto selbst. Mithilfe von Kameras, Radar- und Laser-Sensoren werden verschiedene Verkehrssituationen erkannt und bewältigt.
Die Sensoren überprüfen konstant den Abstand zu anderen Objekten, wie zum Beispiel zu Fahrzeugen, Radfahrer*innen oder Fußgänger*innen. Per GPS erhält das Fahrzeug Satellitendaten zur näheren Umgebung. Intelligente Fahrzeuge können sich teilweise schon heute über WLAN oder Mobilfunk untereinander austauschen und so Informationen über Hindernisse erhalten.
Um die Sicherheit zu gewährleisten, sollen autonome Fahrzeuge das Verkehrsgeschehen für rund zehn Sekunden vorausberechnen können. Um dies zu leisten, sind starke Rechenleistungen notwendig – etwa so viel wie 15 Laptops oder sogar mehr!
Dafür werden verschiedene Objekte automatisch durch das Fahrzeug kategorisiert und so festgestellt, wo sich Fahrbahn, Verkehrsschilder, Fahrzeuge oder Menschen befinden. Die Unterteilung in verschiedene Kategorien hilft dabei, mögliche Bewegungen der Objekte vorauszusehen und mithilfe von Wahrscheinlichkeiten zu berechnen. Diese Umgebungsdaten bilden die Grundlage für eine zuverlässige Berechnung, unter welchen Umständen es zu einer Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmer*innen oder Gegenständen kommen könnte.
Daraus ergibt sich für die Fahrzeugsteuerung, wann ein Spurwechsel oder eine Geschwindigkeitsanpassung erfolgen sollte.
Das Fahrzeug kategorisiert verschiedene Objekte automatisch.
Welche Hersteller bieten autonomes Fahren an?
Auch wenn viele Expert*innen den USA – und dabei insbesondere der Google-Schwester Waymo – die Vorreiterrolle zuschreiben, sind einige deutsche und europäische Automobilhersteller auf dem Markt vertreten. Markus Lienkamp, Professor für Fahrzeugtechnik an der Technischen Universität München, unterstreicht, dass genau da die Unterschiede liegen: „Während sich amerikanische Unternehmen eher als Softwareunternehmen verstehen, agieren europäische Unternehmen als klassische Automobilhersteller“.
Zumindest das hochautomatisierte Fahren nach SAE-Level 3 ist bereits auf unseren Straßen zu finden, etwa in der Mercedes S-Klasse, beziehungsweise der Elektro-Version EQS. Hier übernimmt das Fahrzeug die meiste Zeit das Steuer, während der Mensch nur bei kritischen Situationen ins Lenkrad greifen muss.
In Deutschland hat Mercedes zudem die Zulassung für seinen Staupiloten bekommen. Der sogenannte „Drive Pilot“ kann bei einer Geschwindigkeit von bis zu 60 km/h alle Fahraufgaben übernehmen.
Volkswagen präsentierte auf der IAA 2021 den Prototypen des selbstfahrenden, vollelektrischen Bulli ID.Buzz. Damit sollen schon 2025/26 die Fahrgäste des Hamburger Ridesharing-Dienstes Moia sicher zum Ziel gebracht werden.
In der chinesischen Hauptstadt Peking und in der Metropole Wuxi ist Audi bereits mit einem umgebauten Q8 im öffentlichen Straßenverkehr unterwegs. Mit dem Erprobungsfahrzeug soll das vollautomatisierte Fahren nach Level 4 getestet werden.
Mit dem iNEXT von BMW können Fahrerin oder Fahrer zwischen zwei Modi wählen: Der „Boost“-Modus verlangt die ungeteilte Aufmerksamkeit, im „Ease“-Modus übernimmt die Technik und bringt Sie ans Ziel.
Der BMW i5 Autobahnpilot kann bei Geschwindigkeiten von bis zu 130 km/h die Kontrolle übernehmen, dennoch dürfen sich Fahrer*innen unterwegs nicht ablenken lassen, denn bei einem Level 2+ sollten Sie stets auf den Verkehr achten.
Auch Ford mischt mittlerweile beim Wettrennen um das autonome Fahren mit. Mit dem Mustang Mach-E ist das erste Modell auf dem Markt, das mit BlueCruise-Technologie ausgerüstet werden kann. Das Fahrzeug kann auf rund 95 % der deutschen Autobahnen die Kontrolle übernehmen, denn es bietet Level 2+ bei bis zu 130 km/h Geschwindigkeit.
In den USA sind autonome Fahrten beispielsweise im Tesla schon seit einigen Jahren Realität. Überschattet von tödlichen Unfällen rückt die ständige Weiterentwicklung technischer Systeme aber immer wieder in den Vordergrund. Christian Weiß ist Systementwickler bei Daimler und betont: „Grundsätzlich gilt, dass bei uns Sicherheit vor Schnelligkeit geht“.
Welche Vorteile hat autonomes Fahren?
Ein Vorteil des autonomen Fahrens liegt klar auf der Hand: mehr Zeit. Wer mit dem autonomen Auto fährt, kann währenddessen produktiv sein oder sich ausruhen, statt konzentriert auf die Straße zu blicken oder im Stau die Nerven zu verlieren. Auch ältere Personen oder Menschen mit Behinderung können barrierefrei am Straßenverkehr teilnehmen. Und da etwa 90 % aller Unfälle auf menschliches Versagen zurückzuführen sind, könnten sogar die Unfallzahlen sinken.
Da das autonome Fahren voraussichtlich zunächst von kommerziellen Dienstleistern angeboten wird, könnten Transportgüter effizienter und beispielsweise vorwiegend nachts befördert werden. Dies trüge zu weniger Stoßzeiten und somit weniger Staus auf den Straßen bei. Ein willkommener Nebeneffekt ist der umweltschonendere Transport von Gütern. Auch dem Fahrermangel könnte mit autonomen Lkws entgegengewirkt werden. Ab 2025 sollen in den USA bereits erste selbstfahrende Lkw ohne Fahrer unterwegs sein.
Ein automatisierter Nahverkehr könnte außerdem kostengünstig auch unsere ländlichen Gebiete erschließen.
Was sind die größten Hürden bei der Entwicklung autonom fahrender Autos?
Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung autonom fahrender Autos liegt in der richtigen Einschätzung der Systeme. Aus diesem Grund sammelt beispielsweise BMW mit einem Team aus 1.700 Spezialisten und 40 Testfahrzeugen riesige Datenmengen aus dem Straßenverkehr. Die künstliche Intelligenz hinter dem autonomen Fahren muss lernen, was sich der Mensch durch Erfahrung angeeignet hat – denn eine Fehleinschätzung wäre lebensbedrohlich. Der wissenschaftliche Direktor für simulierte Realität am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Philipp Slusallek, bringt es auf den Punkt: „Die größte technische Herausforderung liegt aktuell darin, dass wir für entsprechende KI-Systeme bisher nicht in der Lage sind, Garantien über ihr korrektes Verhalten beziehungsweise dessen Grenzen anzugeben.“ Wenn beispielsweise nachts, durch Regen oder Nebel die Sicht eingeschränkt ist, hat autonomes Fahren bisher den Nachteil, dass es noch sehr unzuverlässig funktioniert.
Es gibt aber auch gute Nachrichten. Christoph Stiller, Leiter des Instituts für Mess- und Regelungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), weiß, dass diverse Pilotprojekte der Level 4-Technologie schon zuverlässig auf der Straße funktionieren. Erprobungsfahrzeuge erkennen schon heute mit Kameras, Lidar- und Radarsensoren die Fahrzeugumgebung und können andere Verkehrsteilnehmer oder Autos mit hoher Zuverlässigkeit wahrnehmen. Man scheint also auf dem richtigen Weg zu sein.
Gesetzgebung: Wie sieht die Rechtslage aus?
Das sogenannte automatisierte Fahren nach SAE-Level 3, also das zeitweise selbstständige Übernehmen von bestimmten Fahraufgaben ohne menschliches Eingreifen, ist bereits seit Mitte 2017 in Deutschland gesetzlich erlaubt. Dies umfasst beispielsweise das Bremsen oder Beschleunigen und sogar das Überholen, wobei Fahrer oder Fahrerin jederzeit eingreifen können müssen. Wirklich autonom wird das Fahrzeug aber erst ab SAE-Level 4.
Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat dem Deutschen Bundestag und Bundesrat Anfang 2021 den Entwurf für eine Änderung des Straßenverkehrsgesetzes zugunsten des autonomen Fahrens in Level 4 vorgelegt, die am 28. Juli 2021 in Kraft getreten ist. Damit können bundesweit in festgelegten Bereichen vollautomatisierte Fahrzeuge im Regelbetrieb des öffentlichen Straßenverkehrs fahren. Aufgrund des hohen Preises dürfte dies aber wohl zunächst für kommerzielle Dienstleister interessant sein. Deutschland war damit der weltweit erste Staat, der dies erlaubt. Mit Blick auf harmonisierte internationale Standards ist das BMVI daher auch Vorreiter für die Weiterentwicklung des Rechtsrahmens auf EU- und UNECE-Ebene.
Während die Einsatzszenarien unbegrenzt sind und von Shuttle-Verkehr bis zur Beförderung von Gütern auf der ersten oder letzten Meile reichen, sind die Betriebsbereiche örtlich begrenzt. Auf umständliche Einzelgenehmigungen oder Ausnahmen kann somit verzichtet werden, sofern die Fahrzeuge im festgelegten Betriebsbereich fahren.
Autonomes Fahren: Wer haftet bei einem Unfall?
Wenn sich Fahrer*innen unterwegs von Systemen wie Spurhalte- oder Abstandsassistenten ebenso wie von Tempomaten unterstützen lassen, sind sie bei einem Unfall verantwortlich. Denn das assistierte Fahren (SEA-Level 2) setzt voraus, dass die Person den Verkehr weitestgehend selbstständig meistert und während der Fahrt aufmerksam bleibt. Um dies sicherzustellen, gibt es bereits eine Hands-On-Erkennung in vielen Fahrzeugen – damit die Hände stets am Lenkrad bleiben. Bei einem Unfall trägt der oder die Fahrer*in die Verantwortung.
Weniger eindeutig ist die Rechtslage beim hochautomatisierten Fahren (SEA-Level 3). Hier dürfen die Fahrer*innen in manchen Situationen ihre Aufmerksamkeit vom Straßenverkehr abwenden. Spätestens bei Aufforderung des Fahrzeugs müssen sie jedoch unverzüglich das Lenkrad übernehmen können. Schlafen oder das Verlassen des Fahrersitzes ist somit während der Fahrt nicht erlaubt.
Um die Schuldfrage bei einem Unfall eindeutig zu klären, dokumentiert das Fahrzeug selbstständig, wann es automatisiert genutzt wurde.
Beim autonomen Fahren (SEA-Level 5) benötigen Kfz-Halter*innen neben der generellen Haftpflichtversicherung eine zusätzliche Haftpflichtversicherung für die technische Aufsicht. So kann sichergestellt werden, dass die Ansprüche von geschädigten Personen erfüllt werden. Im Einzelfall wird ermittelt, bei wem die strafrechtliche Verantwortung liegt: Bei einzelnen Akteuren oder dem Hersteller bzw. Betreiber?
Allerdings gibt es noch eine ganze Menge Regelungsbedarf, bevor vollständig selbstfahrende Autos ohne Fahrer*in im Straßenverkehr in Deutschland zu finden sein werden.
Digitale Teststrecke: Schilder für autonomes Fahren
In Bayern gibt es bereits ein Pilotprojekt des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI). Auf den Autobahnen A9 und A93 wurden im Abstand von 2,5 Kilometern schwarz-weiße Landmarkenschilder angebracht, an denen sich selbstfahrende Autos orientieren können. Diese Schilder haben für Autofahrer*innen keine Bedeutung und sind nicht als Verkehrsschilder zu betrachten. Auf der „Digitalen Teststrecke Autobahn“ (DTA) sind zurzeit 13 solcher Schilder zu finden.
Autonomes Fahren – Wie ist der aktuelle Stand?
Es sind heute schon kleinere vollautonome Busse unter anderem in Berlin und Kopenhagen unterwegs. Diese Busse fahren zwar langsam, sollen aber schneller fahren können, sobald sie ausreichend getestet wurden. Auch in vielen anderen Städten Deutschlands laufen Projekte mit autonom fahrenden Bussen. In Braunschweig war von 2010 bis 2020 ein selbstfahrendes Auto vom Institut für Regelungstechnik in der Stadt unterwegs. „Leonie“ fuhr mit bis zu 60 km/h autonom im Stadtverkehr und orientierte sich mit Hilfe von Satelliten und Sensorik. Ein Startschuss, denn die Forschung am Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik geht weiter. So wird zum Beispiel an innovativen Logistiksystem für die letzte Meile geforscht, mit autonomen Hub- und Zustellfahrzeugen.
Die politischen Bestrebungen sind groß, Deutschland beim Thema automatisiertes und vernetztes Fahren voranzubringen und sich eine Vorreiterrolle zu sichern.
Wie wird autonomes Fahren in der Zukunft aussehen?
Christoph Stiller, Leiter des Instituts für Mess- und Regelungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schätzt, dass es vermehrt automatisierte Taxis und Busse schon ab ca. 2025 auf deutschen Straßen geben wird. Ab 2030 könnten hingegen automatisierte Lkw über die Autobahnen rollen, glaubt Tobias Hesse vom Institut für Verkehrssystemtechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Bis automatisiertes Fahren auch auf Landstraßen möglich ist, kann es aber noch bis 2040 dauern. Deswegen, und da ein durchschnittliches Auto bis zu 20 Jahre gefahren werden kann, wird es also noch dauern, bis sich das autonome Fahren auf den Straßen endgültig durchsetzt.
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