• Autonom auf den Spuren von Bertha Benz.

  • Autonom auf den Spuren von Bertha Benz.

    • 21. August 2013
    • Autonomes Fahren

    Mercedes-Benz hat mit dem Forschungsfahrzeug S 500 INTELLIGENT DRIVE gezeigt, dass auch im Überland- und Stadtverkehr autonomes Fahren möglich ist.

    Im August 1888 startete Bertha Benz zu ihrer berühmten ersten automobilen Fernfahrt von Mannheim nach Pforzheim. Damit stellte die Frau von Carl Benz die Alltagstauglichkeit des Benz Patent-Motorwagens unter Beweis und bereitete so den Weg für den weltweiten Erfolg des Automobils. Genau 125 Jahre später, im August 2013, gelang Mercedes-Benz auf der gleichen Route eine nicht weniger spektakuläre Pionierleistung: Das auf Basis der neuen Mercedes-Benz S-Klasse* entwickelte Forschungsfahrzeug S 500 INTELLIGENT DRIVE fuhr selbstständig auf den rund 100 Kilometern zwischen Mannheim und Pforzheim – und das bei hoher Verkehrsdichte und in komplexen Verkehrssituationen.

    „Mit dieser S-Klasse zeigen wir, wo wir mit ‚Intelligent Drive‘ hinwollen und welch großes Potenzial in der bereits heute verfügbaren Technik steckt“, so Dieter Zetsche, Vorstandsvorsitzender von Daimler und Leiter Mercedes-Benz Cars. Denn das Forschungsfahrzeug Mercedes-Benz S 500 INTELLIGENT DRIVE wurde für das Projekt mit seriennaher Sensorik ausgestattet. Basierend auf einer Weiterentwicklung der bereits heute in der S-Klasse eingesetzten Sensortechniken, haben die Entwickler dem Technologieträger beigebracht zu wissen, wo er ist, was er sieht und wie er selbstständig reagieren soll: Ganz allein findet das Auto mit seinem hochautomatisierten „Strecken-Pilot“ den Weg durch dichten Verkehr.

    „Mit den erfolgreichen Versuchsfahrten haben wir den Beweis erbracht, dass hochautomatisiertes Fahren auch jenseits von abgesperrten Strecken oder vergleichsweise übersichtlichen Situationen möglich ist“, sagt Thomas Weber, im Vorstand von Daimler verantwortlich für Konzernforschung und Leiter Mercedes-Benz Cars Entwicklung. „Wir haben – das war für uns das Ziel des Projekts – wesentliche Erkenntnisse gewonnen, in welche Richtung wir unsere heutigen Systeme weiterentwickeln müssen, um auch abseits der Autobahn autonom fahren zu können. Wir waren fast selbst erstaunt, wie weit wir mit unserer heutigen Sensortechnik schon kommen, aber wir wissen jetzt auch, wie viel Zeit und Mühe es kostet, dem Fahrzeug das richtige Verhalten in einer Vielzahl von Verkehrssituationen beizubringen – denn jede Fahrt auf der Strecke war anders.“

    Die Erfahrungen fließen in die Planung künftiger Fahrzeuge ein, die mit diesen innovativen, weiterentwickelten Funktionen ausgestattet werden sollen. Weber betont: „Wir sind mit der S-Klasse die Ersten, die im Stau autonom fahren können. Wir wollen auch die Ersten mit weiteren autonomen Fahrfunktionen in Serie sein. Gehen Sie davon aus, dass wir das noch innerhalb dieser Dekade schaffen.“ Teilautomatisiertes Fahren können Mercedes-Benz Fahrer bereits heute in den neuen Modellen der E-Klasse und S-Klasse genießen: Die neue DISTRONIC PLUS mit Lenk-Assistent und Stop-and-go-Pilot lenkt das Fahrzeug weitgehend automatisch durch den Stau. Damit bildet dieses System den Kern von „Mercedes-Benz Intelligent Drive“, der intelligenten Vernetzung aller Sicherheits- und Komfortsysteme auf dem Weg zum unfallfreien bis hin zum autonomen Fahren. Mit den jetzt erfolgreich durchgeführten autonomen Versuchsfahrten auf der Bertha-Benz-Route konnten die Daimler-Forscher wichtige Erfahrungen sammeln, welche Herausforderungen auf dem Weg zum hoch- und vollautomatisierten Fahren noch zu bewältigen sind und was zum Beispiel noch getan werden muss, damit sich ein Auto auch in hochkomplexen Situationen sicher bewegen kann. Von der Öffentlichkeit unbemerkt, aber mit den entsprechenden Ausnahmegenehmigungen versehen, startete die Erprobung des „Strecken-Piloten“ auf der Bertha-Benz-Route Anfang 2012 mit insgesamt drei Technologieträgern auf Basis der E-Klasse** und S-Klasse, die mit allen erhältlichen aktiven und passiven Sicherheitssystemen ausgestattet sind.

    SERIENNAHE SENSORTECHNOLOGIE

    In diesen Versuchsträgern wurden nur solche Sensortechnologien verwendet, die ähnlich schon heute in Mercedes-Benz Serienfahrzeugen zur Anwendung kommen. Denn diese Technologien sind bereits alltagstauglich und bezahlbar und machen damit einen möglichen Transfer in spätere Serienmodelle leichter. Weiterentwickelt wurden allerdings Anzahl und Anordnung der Sensoren, um eine umfassende Abdeckung der Fahrzeugumgebung in alle Richtungen zu erreichen und zusätzliche Informationen über das Fahrzeugumfeld zu erhalten. Beispiele für die technischen Anpassungen im Vergleich zur Serienversion einer Mercedes-Benz S-Klasse sind die Vergrößerung der Basisbreite (des Augenabstands) der Stereokamera, um Objekte in größerer Entfernung zusätzlich zum Radar auch mittels Kamera zu erkennen, und eine Farbkamera zur Beobachtung von Ampeln.

    Auf Basis dieser Sensordaten, der Bestimmung der eigenen Position des Fahrzeugs und anhand von Informationen aus einer digitalen Karte erfolgen in den autonom fahrenden Autos die Analyse des befahrbaren Freiraums und die Planung des eigenen Fahrwegs. Die dafür benötigten Algorithmen wurden von der Mercedes-Benz Forschungsgruppe in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mess- und Regelungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt. Für die Fahrt auf der Bertha-Benz-Route hat Mercedes-Benz in Zusammenarbeit mit dem KIT und HERE, einem Geschäftsbereich von Nokia, der auf die Herstellung von digitalen Karten und ortsbezogenen Diensten spezialisiert ist, eine digitale 3-D-Karte der Strecke erstellt, die speziell auf die Anforderungen eines autonomen Fahrzeugs angepasst ist. In dieser besonders genauen Karte sind neben Straßenverlauf, Anzahl und Richtung der Fahrspuren sowie Verkehrsschildern auch Positionen von Ampeln erfasst. Derartige digitale Karten bilden eine wichtige Voraussetzung für das autonome Fahren.

    Überwacht wurde die autonom fahrende S-Klasse im Rahmen der Erprobung von speziell geschulten Sicherheitsfahrern, die im Fall einer Fehlentscheidung des Systems sofort eingreifen und die Fahrzeugführung übernehmen konnten. Da der reale Verkehr nicht vorhersehbar ist und damit keine Fahrsituation einer früheren glich, wurde jede notwendige Übernahme durch den Fahrer dokumentiert. Diese Informationen wurden dann vom Entwicklungsteam ausgewertet und damit der Manöverkatalog des Fahrzeugs entsprechend erweitert. Auf diese Weise kam der Technologieträger im Zuge seiner fortschreitenden Entwicklung mit immer mehr Verkehrssituationen zurecht.

    Die Versuchsfahrten liefern wichtige Erkenntnisse für die weitere Technologie- und Produktentwicklung. Für Daimler liegt der Erfolg der autonomen Fahrten vor allem darin, herausgefunden zu haben, welchen Themen sich das Entwicklungsteam in Zukunft verstärkt widmen muss. „Wir wissen jetzt, in welchen Bereichen wir den programmierten Manöverkatalog des Fahrzeugs noch verbessern und verfeinern können, zum Beispiel beim autonomen Durchfahren von Kreisverkehren“, berichtet Ralf Guido Herrtwich, Leiter Fahrerassistenz- und Fahrwerksysteme in der Konzernforschung und Vorentwicklung bei Daimler und in dieser Funktion Initiator des autonomen Fahrprojekts. Eine weitere Herausforderung ist die richtige Lokalisierung des Fahrzeugs auf der Straße, etwa um festzulegen, wo genau ein Fahrzeug an einer Einmündung anhalten soll, um den Querverkehr im Blick zu haben.

    Besonders anspruchsvoll ist für autonome Fahrzeuge die Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmern. Sich mit einem entgegenkommenden Fahrzeug darauf zu einigen, welches als Erstes eine Engstelle passieren soll, erfordert ein Höchstmaß an Situationsanalyse. „Wo ein menschlicher Fahrer beherzt in die Lücke vorstoßen würde, verhält sich unser autonomes Fahrzeug eher zurückhaltend“, so Herrtwich. „Das führt dann schon manchmal zu komischen Situationen, etwa wenn das Fahrzeug an einem Fußgängerüberweg anhält, uns die Passanten aber signalisieren zu fahren – und unser Auto stoisch weiter wartet, weil wir bei der Programmierung nicht mit so viel Höflichkeit gerechnet haben.“

    *(Kraftstoffverbrauch kombiniert: 10,3-5,5 l/100 km, CO2-Emissionen kombiniert: 242-146 g/km, Effizienzklasse: F-A) **(Kraftstoffverbrauch kombiniert: 10,3-4,1 l/ 100 km, CO2-Emissionen kombiniert: 242-107 g/km, Effizienzklasse: F-A+) Die Angaben beziehen sich nicht auf ein einzelnes Fahrzeug und sind nicht Bestandteil des Angebots, sondern dienen allein Vergleichszwecken zwischen verschiedenen Fahrzeugtypen.

    HISTORISCHE ROUTE FÜR DEN WEG IN DIE ZUKUNFT

    Im August 1888 startete Bertha Benz mit dem Patent-Motorwagen ihres Ehemanns Carl Benz zur ersten automobilen Fernfahrt der Geschichte und bereitete so den Weg für den weltweiten Erfolg des Automobils. Die rund 100 Kilometer lange Route in südlicher Richtung von Mannheim nach Pforzheim diente genau 125 Jahre später den Entwicklern von Mercedes-Benz als reale Teststrecke für eine weitere Pionierleistung in Sachen Mobilität: den Beweis der Alltagstauglichkeit autonomer Fahrsysteme in den hochkomplexen Situationen des Überland- und Stadtverkehrs.

    Allein aus den Bildern der Stereokamera entstehen pro Stunde 300 Gigabyte an Daten. Auf dieser Basis können alle Entscheidungen des Fahrzeugs von den Daimler-Forschern nachvollzogen werden.

    Verwandte Themen.