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Der Mercedes-Benz Future Bus erkennt Fußgänger und Ampeln selbstständig

So wird der Stadtbus autonom.

  • 22.09.2016
  • Autonomes Fahren
  • Illustration: Coen Pohl
  • Text: Ernesto Singer
  • Foto: Daimler

Sicher und selbstständig durch den Stadtverkehr: Der Mercedes-Benz Future Bus erkennt Fußgänger und Ampeln. Möglich wird dies durch hochpräzise Technik.

Menschen, die hinter dem Lenkrad eines fahrenden Fahrzeugs sitzen, ohne dabei die Hände am Steuer zu haben, lösen bei ihren Mitmenschen im ersten Moment Misstrauen oder ungläubiges Staunen aus. Das gilt auch für den Busfahrer, der auf der Premierenfahrt des Future Bus auf dem Fahrersitz Platz genommen hat: Kein einziges Mal greift er ein auf der rund 20 Kilometer langen Strecke von Schalkwijk Centrum nach Schiphol Handelskade. Alles läuft automatisiert ab, der Future Bus durchquert den Stadtrand Amsterdams vollkommen autonom mit Geschwindigkeiten bis zu 70 km/h. Der sogenannte CityPilot übernimmt das Kommando auf der getrennten Busspur, der angestammten Route der Linie 300.

Der Bus erkennt Ampeln und Fußgänger

Von den fünf Stufen auf dem Weg zum autonomen Fahren bewegt sich der Future Bus teilautomatisiert auf Level zwei: Er hält die Spur und beherrscht die Längsführung sowie Beschleunigungs- und Bremsmanöver auf der Basis miteinander vernetzter Assistenzsysteme.

 

Technisch ist der CityPilot eng verwandt mit dem Highway Pilot aus dem Mercedes-Benz Actros. Der Stadtbus übertrifft den Lkw jedoch in seinen Fähigkeiten. Neu an Bord sind für den Stadtverkehr immens wichtige Details wie die Ampelerkennung, die Fußgängererkennung, das zentimetergenaue Anfahren von Haltestellen sowie die teilautomatisierte Fahrt durch Tunnel.

Der Future Bus fährt vollkommen autonom mit Geschwindigkeiten bis zu 70 km/h.

10 Kameras überwachen den Verkehr

Möglich macht all das eine wahre Ansammlung präziser Hightech-Sensorik. Nicht weniger als zehn hochauflösende Kameras unterschiedlicher Systeme teilen sich die Aufgaben zur lückenlosen Überwachung des Bereichs vor dem Stadtbus. Die Signale der Radarsysteme für den Fern- und Nahbereich verschmelzen zu präzisen Daten, die wiederum ständig mit zuvor gespeicherten Werten abgeglichen werden.

 

Hinzu kommt eine Vehicle2Infrastructure-Kommunikation per WLAN: Der Mercedes-Benz Future Bus ist mit dem hochmodernen Ampel-System auf der Amsterdamer BRT-Strecke (BRT = Bus Rapid Transit) vernetzt. Auf diese Weise wird der Stadtbus der Zukunft eins mit seiner Umwelt, nicht nur aufgrund seines zukunftsweisenden Interieur- und Exterieurdesigns, sondern auch dank der Technik, mit der er sich auf seiner Trasse bewegt und in Echtzeit mit seiner Umgebung kommuniziert.

 

Exakte Positionsbestimmung

Dank CityPilot weiß der Future Bus zu jeder Zeit, wo er sich befindet. Die Positionierung vollzieht er unter Zuhilfenahme eines GPS-Ortungssystems (GPS = Global Positioning System), einer 80 Meter weit schauenden Spurkamera sowie seitlichen Kameras zur globalen visuellen Lokalisierung. Diese vier Kameras sind an den Flanken oberhalb der Vorderachse angebracht und beobachten die Umgebung im Bereich zwischen acht Zentimetern und 200 Metern Entfernung.

 

Sie vergleichen das Live-Bild mit zuvor abgespeichertem Bildmaterial, auch in beleuchteten Tunneln. Durch das Erkennen sogenannter Wegmarken an der Route kann die Position noch exakter bestimmt werden. Zwei weitere Nahbereichs-Kameras, die vorn an den Fahrzeugseiten senkrecht nach unten ausgerichtet sind, erkennen das Muster der Fahrbahnoberfläche – ähnlich wie einen Fingerabdruck.

 

Durch das Zusammenspiel der verschiedenen optischen Sensoren entsteht ein hochpräzises Bild von der Umgebung des Stadtbusses – und seiner genauen Position. So zentimetergenau, wie der CityPilot den Future Bus auf seiner Fahrspur hält, könnte es im Alltag wohl kein menschlicher Fahrer.

Kameras erkennen das Muster der Fahrbahnoberfläche – ähnlich wie einen Fingerabdruck.

Vernetzt und effizient

Sanfte Beschleunigungsvorgänge und behutsames Abbremsen gehören zu den Königsdisziplinen eines jeden Busfahrers. Der CityPilot nutzt nicht nur seine umfangreichen Kamerasysteme, sondern kommuniziert zusätzlich auch via WLAN mit der ihn umgebenden Verkehrsinfrastruktur. Dadurch erreichen ihn Informationen über den Ampelstatus und zur Dauer der Ampelphase viel früher, als es einem menschlichen Busfahrer möglich wäre.

 

Die sich aus den Vehicle2Infrastructure-Daten ergebende Geschwindigkeitsanpassung bedeutet für die Fahrgäste eine noch flüssigere Fahrweise und senkt gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch sowie den Materialverschleiß. Als zusätzliche Sicherheit beobachtet eine Stereokamera mit einer Reichweite von zirka 30 Metern den jeweiligen Ampelstatus.

 

Präzise die Haltestelle anfahren

Dank der hochpräzisen CityPilot-Systeme fährt der Stadtbus der Zukunft bei verlangsamtem Tempo bis auf zwei Zentimeter genau auf einer vorgegebenen imaginären Linie. Um den Fahrgästen ein komfortables Ein- und Aussteigen zu ermöglichen, fährt der Mercedes-Benz Future Bus vollautomatisch sehr nahe an die Bordsteinkante der Haltestelle heran. Für Fahrgäste, die in ihrer Mobilität eingeschränkt sind, oder auch für Eltern mit Kinderwagen wird Busfahren dadurch deutlich einfacher. Die Türen öffnen und schließen automatisch, ein darüber angebrachtes grünes oder rotes LED-Lichtband signalisiert den Ausstieg oder Zustieg.

 

In unübersichtlichen Verkehrssituationen, beispielweise direkt an einer stark frequentierten Haltestelle, arbeiten vier Nahbereichssensoren mit 10 Metern Reichweite für die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer – inklusive der Fußgänger mit ihren nicht immer ganz berechenbaren Laufwegen. Sollte die Fahrbahn am Ende eines Stopps nicht vollständig frei sein – oder ein Fußgänger überraschend auf die Straße treten –, bleibt der Future Bus geduldig stehen.

 

Der Fahrer kann immer eingreifen

Vorausfahrende Fahrzeuge behält der Fernbereichsradar im Visier. Er ist etwas unterhalb des Sterns an der Fahrzeugfront angebracht und deckt eine Reichweite bis zu 200 Metern ab. Eine Stereokamera überwacht den Bereich bis 60 Meter vor dem Future Bus und erkennt kreuzende Fußgänger zuverlässig. In einem solchen Fall leitet der Stadtbus der Zukunft automatisch eine Zielbremsung mit einem Verzögerungswert von maximal 2 m/sec² ein. Mit Rücksicht auf stehende und nicht angeschnallte Fahrgäste ist nur der Fahrer in der Lage, eine Vollbremsung auszulösen. Der Mensch am Steuer kann jederzeit die Kontrolle über den Omnibus übernehmen.

Der Future Bus erkennt kreuzende Fußgänger zuverlässig.

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